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(共37张PPT)
细胞的物质输入和输出
4.1 被动运输
教学目标
1. 生命观念
（1）阐明细胞膜的选择透过性。
（2）阐明被动运输的原理和特点。
新课导入
水进出细胞的原理
是具有一定孔径，可以让______物质通过（如水分子），而大分子物质不能通过的一类薄膜。物质能否通过只与孔径大小有关。
半透膜
小分子
玻璃纸，肠系膜
蛋壳膜，鱼鳔等
水进出细胞的原理
溶质不能通过半透膜的渗透装置分析
1.为什么漏斗液面会上升？
外观表现： 漏斗液面上升，一段时间后达到渗透平衡。说明水通过半透膜进入漏斗。
蔗糖溶液
清水
半透膜
浓度：
蔗糖＞清水
单位体积水分子数：
蔗糖<清水
单位时间内由清水 → 蔗糖溶液的水分子数多于蔗糖溶液→ 清水。
外观表现： 漏斗液面上升，一段时间后达渗透平衡。
Δh
蔗糖溶液
清水
半透膜
水进出细胞的原理
溶质不能通过半透膜的渗透装置分析
1.为什么漏斗液面会上升？
外观表现： 漏斗液面上升，一段时间后达到渗透平衡。说明水通过半透膜进入漏斗。
蔗糖溶液
清水
半透膜
2.水分子运动方向如何？
总体方向：
水分子的移动是双向的
清水
半透膜
蔗糖
3.达到动态平衡后的状态？
水分子多 水分子少
清水
半透膜
蔗糖
达到渗透平衡只意味着半透膜两侧水分子的移动达到动态平衡，既不可看作没有水分子移动，也不可看作两侧溶液浓度绝对相等
水进出细胞的原理
溶质不能通过半透膜的渗透装置分析
4.当液面上升到一定程度时，液面不再升高的原因？
由于水槽与漏斗中的液体具有浓度差，即具有渗透压差，所以水分子有进入漏斗的趋势；但是H1产生的压强与渗透压的平衡使半透膜两侧水分子的交换率相同时，液面不再升高。
水进出细胞的原理
低浓度溶液
一、渗透作用的原理
渗透作用的概念：
②半透膜的两侧的溶液具有浓度差。
渗透作用发生的条件：
①半透膜
渗透方向：
________（或其他______分子）透过半透膜，从低浓度溶液向高浓度溶液的扩散
高浓度溶液
水分子
溶剂
水分子多
水分子少
（物质的量浓度）
水进出细胞的原理
生物细胞也能发生渗透作用吗？
生物细胞结构也具备以下两个条件吗？
1.具有半透膜。
2.半透膜两侧具有浓度差。
水进出细胞的原理
外界溶液浓度
等于
细胞质浓度
细胞失水皱缩
保持原正常形态
高浓度溶液
生理盐水
蒸馏水
外界溶液浓度
低于
细胞质浓度
外界溶液浓度
大于
细胞质浓度
细胞吸水涨破
水进出细胞的原理
生物细胞也能发生渗透作用吗？
生物细胞结构也具备以下两个条件吗？
1.具有半透膜。
2.半透膜两侧具有浓度差。
动物细胞
细胞膜相当于半透膜
细胞质与外界溶液可以具有浓度差
水进出细胞的原理
　1.将白菜剁碎做馅时,常常放一些盐,一会儿后就可看到水分渗出
　2.对农作物施肥过多，会造成“烧苗”现象。
1.植物细胞会出现失水的情况吗？
2.植物细胞在什么情况下会吸水和失水？
3.什么结构相当于一层半透膜？
提出问题：
水又是如何进出植物细胞的呢？
水进出细胞的原理
水又是如何进出植物细胞的呢？
细胞壁（全透性）
细胞膜
细胞质
液泡膜
细胞液
（具有一定的浓度）
原生质层
水进出细胞的原理
探究植物细胞的吸水和失水
提出问题
做出假设
设计实验
进行实验
分析结果
得出结论
材料、观察指标
原生质层相当于一层半透膜
原生质层相当于一层半透膜吗？
水进出细胞的原理
探究植物细胞的吸水和失水
洋葱鳞片叶外表皮细胞
② 吸水纸
① 0.3g/mL的蔗糖溶液
③ 清水
材料用具
引流法
水进出细胞的原理
探究植物细胞的吸水和失水
实验步骤
盖上盖玻片，制成洋葱鳞片叶外表皮临时装片
1
2
3
4
滴清水
撕取洋葱鳞片叶外表皮
低倍镜观察
撕取洋葱鳞片叶时要不带叶肉且不宜过大，避免制作装片时出现重叠和气泡，撕取后要放入载玻片上的清水中
水进出细胞的原理
探究植物细胞的吸水和失水
实验步骤
5
6
低倍镜观察
在盖玻片的一侧滴加0.3g/mL的蔗糖溶液，在另一侧用吸水纸吸引
中央液泡逐渐变小，颜色变深,原生质层与细胞壁逐渐分离;细胞大小基本不变。
水进出细胞的原理
探究植物细胞的吸水和失水
实验步骤
5
6
低倍镜观察
在盖玻片的一侧滴加0.3g/mL的蔗糖溶液，在另一侧用吸水纸吸引
中央液泡逐渐变小，颜色变深,原生质层与细胞壁逐渐分离;细胞大小基本不变。
7
8
在盖玻片的一侧滴加清水，在另一侧用吸水纸吸引
低倍镜观察
中央液泡逐渐变大，颜色变浅,原生质层逐渐恢复到贴近细胞壁;细胞大小基本不变。
水进出细胞的原理
探究植物细胞的吸水和失水
实验结果
自身对照是指对照组和实验组在同一研究对象上进行，是实验前后之间的对照
第一次对照
滴加蔗糖溶液
滴加清水
第二次对照
质壁分离
质壁分离复原
水进出细胞的原理
②原生质层比细胞壁的伸缩性___
探究植物细胞的吸水和失水
实验原理
细胞壁（全透性）
细胞膜
细胞质
液泡膜
细胞液
（具有一定的浓度）
原生质层
S1溶液
S2溶液
半透膜
①成熟植物细胞的原生质层相当于一层______
细胞液与外界环境具有一定的浓度差，能渗透吸水和失水
内因
外因
半透膜
大
水进出细胞的原理
植物细胞的质壁分离与复原实验
注意事项
1.材料选择
活细胞
有细胞壁
有大液泡
紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞
紫色洋葱鳞片叶内表皮细胞
紫色洋葱鳞片叶内表皮是成熟的植物细胞，含有大液泡，能发生质壁分离及复原，但液泡无色，直接观察现象不明显
洋葱鳞片叶外表皮细胞有大液泡
液泡中有紫色色素，便于观察
水进出细胞的原理
植物细胞的质壁分离与复原实验
注意事项
1.材料选择
活细胞
有细胞壁
有大液泡
紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞
黑藻叶片
黑藻是高等植物细胞，含有大液泡和大而清晰的叶绿体，能观察到质壁分离及复原现象
水进出细胞的原理
植物细胞的质壁分离与复原实验
注意事项
1.材料选择
活细胞
有细胞壁
有大液泡
紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞
引流时要重复几次，目的是使盖玻片下面的洋葱鳞片叶表皮细胞完全浸入在加入的液体。
2.引流
3.观察时间
加入蔗糖溶液后不宜停留过长时间，防止细胞长时间处于高渗溶液中，因过度失水而死亡。
水进出细胞的原理
植物细胞的质壁分离与复原实验
注意事项
5.
如果所用溶液中的溶质为葡萄糖、KNO3、NaCl、尿素、乙二醇等，质壁分离后因细胞主动或被动吸收溶质微粒而使细胞液浓度增大，植物细胞会吸水引起质壁分离后的自动复原。
4.外部溶液浓度
质壁分离的自动复原
0.3g/mL的蔗糖溶液
选择对细胞无毒害作用，浓度适中的外界溶液，浓度过高会导致细胞失水过多而死亡
水进出细胞的原理
质壁分离与复原实验的拓展
判断成熟植物细胞的死活
测定细胞液浓度范围
待测成熟植物细胞
一定浓度
蔗糖溶液
镜检
发生质
壁分离
无质壁
分离
活细胞
死细胞
待测成熟植物细胞
一系列浓度梯度的蔗糖溶液
镜检
细胞液浓度介于未发生质壁分离和刚发生质壁分离的两蔗糖溶液浓度之间
1
2
水进出细胞的原理
3
比较不同植物细胞的细胞液浓度
比较未知浓度溶液的浓度大小
不同植
物细胞
同一浓度蔗糖溶液
镜检
发生质壁分离所需时间越短，细胞液浓度越小，反之则细胞液浓度越大
同一植物的
相同成熟细胞
未知
浓度的溶液
镜检
发生质壁分离所需时间越短，未知溶液的浓度越大，反之则未知溶液的浓度越小
4
质壁分离与复原实验的拓展
水进出细胞的原理
质壁分离与复原实验的拓展
5
鉴别不同种类的溶液（如KNO3溶液和蔗糖溶液）
成熟植
物细胞
不同种
类溶液
镜检
只发生
质壁分离
质壁分离
后自动复原
溶质不能透过半透膜（如蔗糖溶液）
溶质能透过半透膜（如KNO3溶液）
水进出细胞的原理
半透膜
选择透过性膜
概念
特点
材料
半透膜和选择透过性膜
蔗糖分子
半透膜
水分子
指某些物质可以透过，而另一些物质不能透过的多孔性薄膜
指水分子能自由通过，细胞要选择吸收的离子和小分子也可以通过，而其他的离子、小分子和大分子则不能通过的生物膜
透过的依据是分子或离子的大小，不具有选择性
膜上的蛋白质决定了一些分子可以通过，另一些分子不能通过，具有选择透过性
玻璃纸、动物膀胱、鱼鳔、花生种皮等
细胞膜、液泡膜和由其构成的原生质层等
被动运输
植物细胞的吸水和失水
滴加蔗糖溶液
滴加清水
质壁分离
质壁分离复原
水分子多 水分子少
物质以扩散方式进出细胞，不需要消耗细胞内化学反应释放的能量，这种物质跨膜运输方式称为被动运输。被动运输包括自由扩散和协助扩散。
被动运输
自由扩散：
指物质通过简单的扩散进出细胞的方式，又称简单扩散。
特点：
从高浓度到低浓度
不需要转运蛋白的协助
不需能量
顺浓度梯度（高→低）
例如：水、氧气、二氧化碳、苯、甘油、脂肪酸、尿素、固醇、乙醇。
影响因素:
细胞内外浓度差
被动运输
扩散速率 (V)
浓度差
扩散速率 (V)
O2浓度（能量）
O
O
自由扩散：
指物质通过简单的扩散进出细胞的方式，又称简单扩散。
被动运输
肺
泡
细
胞
≠
自由扩散：
指物质通过简单的扩散进出细胞的方式，又称简单扩散。
被动运输
自由扩散：
指物质通过简单的扩散进出细胞的方式，又称简单扩散。
被动运输
协助扩散：
指物质在转运蛋白的协助下进出细胞的方式，又称易化扩散。
特点：
从高浓度到低浓度
需要转运蛋白的协助
不需要能量
顺浓度梯度（高→低）
例如：葡萄糖进入红细胞等。
影响因素:
细胞内外浓度差
转运蛋白的种类和数量
专一性
饱和性
被动运输
扩散速率 (V)
扩散速率 (V)
O
P
O
Q
P点后运输速率受______________制约
载体蛋白数量
指物质在转运蛋白的协助下进出细胞的方式，又称易化扩散。
浓度差
O2浓度（能量）
被动运输
被动运输
被动运输
载体蛋白，需与运输分子结合，引起载体蛋白空间结构改变。
可参与主动运输、协助扩散
通道蛋白是在膜上形成跨膜的亲水通道，使离子或水从中通过，不需要与运输分子结合。
只参与协助扩散
再见，谢谢！
细胞的物质输入和输出

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