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(共33张PPT)
4.1
被动运输
（第2课时）
思考：生物细胞也能发生渗透作用吗？如果能，那生物细胞完成渗透作用需要什么条件？
外界溶液浓度＜细胞质浓度
外界溶液浓度>细胞质浓度
外界溶液浓度=细胞质浓度
细胞吸水膨胀
细胞失水皱缩
保持原状态
二、动物细胞的吸水和失水
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
植物能失水和吸水，说明植物细胞也可以相当于一个渗透装置，那植物细胞的哪个结构属于半透膜呢？
农作物施肥过多会造成烧苗。
白菜剁碎准备做馅时常常要放一些盐。稍等一会儿可见有水分渗出。
蔫了的青菜放入清水中浸泡一会儿，菜叶变得硬挺起来。
思考：水又是如何进出植物细胞的呢？植物细胞能发生渗透作用吗？
（失水）
（吸水）
（失水）
三、植物细胞的吸水与失水
细胞壁
成熟植物细胞的细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质合称为原生质层。
细胞膜
细胞质
液泡膜
液泡
原生质层
成熟植物细胞结构图
水经过原生质层进出液泡！
（全透性，伸缩性小）
（细胞液）
科学探究
提出问题
作出假设
设计实验
进行实验
分析结果
表达与交流
（原生质层是一层半透膜吗？）
（原生质层相当于一层半透膜。）
三、植物细胞的吸水与失水
将细胞浸润在较高浓度的蔗糖溶液中，观察其形态变化；
再将细胞浸润在清水中，观察其形态变化。
材料：紫色的洋葱鳞片叶、0.3g/mL的蔗糖溶液、清水
器具：盖玻片，吸水纸，显微镜。
三、植物细胞的吸水与失水
提出问题
作出假设
设计实验
进行实验
分析结果
表达与交流
0.3g/mL蔗糖溶液
清水
方法步骤:
提出问题
作出假设
设计实验
进行实验
分析结果
表达与交流
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。
观察实验现象：
蔗糖溶液
清水
正常状态
中央液泡
原生质层
外界溶液 中央液泡大小 原生质层位置 细胞大小
蔗糖溶液 逐渐变小、颜色变深 逐渐与细胞壁分离 基本不变
清水 逐渐变大、颜色变浅 逐渐紧贴细胞壁 基本不变
提出问题
作出假设
设计实验
进行实验
分析结果
表达与交流
质壁分离
质壁分离复原
探究植物细胞的吸水和失水
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
实验现象：
提出问题
作出假设
设计实验
进行实验
分析结果
表达与交流
得出结论：
1、原生质层相当于半透膜
三、植物细胞的吸水与失水
提出问题
作出假设
设计实验
进行实验
分析结果
表达与交流
2、植物细胞也是通过渗透作用吸水和失水的
②原生质层比细胞壁的伸缩性___
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
一、植物细胞的吸水与失水
2、如果把实验中0.3g/ml的蔗糖溶液换成0.5g/ml的蔗糖溶液，还会发生质壁分离和复原现象吗？
3、植物细胞会由于吸水过多而涨破吗？
会发生质壁分离。但由于细胞过度失水死亡，无法发生复原。
细胞壁会限制细胞膨胀，对原生质层起保护和支持作用，细胞不会涨破。
4、在实验中共涉及三次显微镜观察，观察目的一样吗？
不一样。本实验至少要观察植物细胞三次，第一次看正常细胞的形态，第二次看植物细胞的质壁分离，第三次看植物细胞的质壁分离复原。
1、为何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。
【典例1】　如图为某学生在做“探究植物细胞的吸水和失水”的实验中所观察到的细胞图，下列叙述中正确的是(　　)
A．图中1、2、6组成了细胞的原生质层
B．图中细胞处于质壁分离状态，此时6处的浓度一定大于7处的浓度
C．图中7是细胞液，在细胞发生质壁分离过程中，其颜色逐渐变深，吸水能力增强
D．图中6处充满了蔗糖溶液，这是因为图中1所示的结构具有选择透过性
C
细胞核
细胞壁
细胞膜
细胞质
液泡膜
液泡
（细胞液）
将同一部位的紫色洋葱外表皮细胞分别浸在甲、乙、丙3种溶液中，测得原生质层的外界面与细胞壁间距离变化如图所示，下列相关分析错误的是(　　)
A．实验开始时，甲、乙溶液的浓度均大于洋葱表皮细胞细胞液浓度
B．t0时相比，t2时乙溶液中洋葱表皮的细胞液浓度未发生变化
C．实验过程中，丙溶液中有水分子进出洋葱表皮细胞
D．实验结束时，甲、乙溶液的浓度有所下降。
1.质壁分离后在细胞壁和细胞膜之间充满的是___________________，
外界溶液
特别提醒
(因为细胞壁是全透性且有水分通过原生质层渗出来。)
2.若溶质分子能通过细胞膜，在一定浓度的该种溶液中，细胞可发生质壁分离及自动复原。如：KNO3溶液、尿素溶液、甘油、乙二醇等。
（因为外界物质会转移到细胞内而引起细胞液浓度升高）
3.盐酸、酒精、醋酸等能杀死细胞，使原生质层失去选择透过性，导致不能发生质壁分离和复原。
思考·讨论
1.能发生质壁分离现象的细胞必须具备的条件？
活细胞，具有细胞壁，具有大液泡（成熟植物细胞）
【若为实验材料，还要有明显的颜色，便于观察】
注意：死细胞、动物细胞、干种子细胞、根尖分生区细胞及未成熟的植物细胞不发生质壁分离。
下列能发生质壁分离的细胞有：
A.植物导管细胞 B.根尖分生区细胞
C.叶肉细胞 D.紫色的洋葱鳞片叶表皮细胞
E.哺乳动物成熟红细胞 F.干种子细胞
√
√
黑藻叶片
（1）当外界浓度大于细胞液浓度时，植物细胞一定会发生质壁分离（ ）
×
（2）质壁分离过程中，细胞液浓度增大，细胞吸水能力减弱（ ）
×
（3）质壁分离过程中，细胞膜与细胞壁之间、细胞膜与液泡膜之间的液体均为外界溶液（ ）
×
（4）“质壁分离”中“质”是指细胞质，“壁”是指细胞壁（ ）
×
（5）当外界溶液浓度大于细胞内液体浓度时，显微镜下的细胞没有发生质壁分离，则该细胞一定是死细胞（ ）
×
（6）观察质壁分离及复原实验时，应选用洋葱外表皮细胞。因为洋葱内表皮细胞无法发生质壁分离及复原（ ）
×
水进出细胞的原理
动物细胞
植物细胞
渗透作用的条件
吸水会_________，甚至_______；
失水会________
失水会发生__________；吸水会
发生___________
一是要有半透膜；
二是膜两侧存在浓度差
知识小结
膨胀
涨破
皱缩
质壁分离
质壁分离复原
二、被动运输
扩散：
指物质从高浓度区域向低浓度区域自然运动的现象。
（顺浓度梯度）
物质以扩散方式进出细胞，不需要消耗细胞内化学反应所释放的能量，这种物质跨膜运输方式称为被动运输。被动运输分为自由扩散和协助扩散。
二、被动运输
(一)自由扩散
物质通过简单的扩散作用进出细胞的方式，叫作自由扩散（也叫简单扩散）。
H2O
从高浓度到低浓度（顺浓度梯度)
不需要
不需要
细胞膜
实例：
①气体分子，如O2、CO2、N2等
②水等小分子
③脂溶性小分子，如甘油、脂肪酸、乙醇（酒精）、苯等
特点
运输方向：
转运蛋白协助:
能量消耗：
转运蛋白
(二)协助扩散
借助膜上的转运蛋白进出细胞的物质扩散方式，叫做协助扩散（易化扩散）。
细胞膜
从高浓度到低浓度（顺浓度梯度)
需要
不需要
特点
运输方向：
转运蛋白协助:
能量消耗：
实例：离子和一些小分子有机物，
如葡萄糖、氨基酸进入红细胞。
水分子通过水通道蛋白扩散
进入细胞
转运蛋白
载体蛋白
通道蛋白
1.转运蛋白的种类和作用
载体蛋白
通道蛋白
（结合、自身构象发生改变）
（不结合、构象不发生改变）
转运蛋白具有特异性
主要为协助扩散（水通道蛋白）
少数为自由扩散（磷脂分子的缝隙）
水分子的运输方式
水进出细胞的方式
3.影响跨膜运输的因素
思考：影响自由扩散和协助扩散物质跨膜运输的因素有哪些？
自由扩散：细胞膜内外物质的浓度。
协助扩散：细胞膜内外物质的浓度,细胞膜上转运蛋白的种类和数量
3.影响跨膜运输的因素
（1）物质浓度
运输速率
物质浓度
自由扩散
物质浓度
运输速率
协助扩散
（P点之后运输速率不变的原因是膜上转运蛋白数量有限）
P
（2）细胞能量供应
运输速率
运输速率
O2浓度/氧分压
O2浓度/氧分压
自由扩散
协助扩散
被动运输两种方式的比较
项目 自由扩散 协助扩散
物质运输方向
特点 是否耗能
是否需转运蛋白
实例
曲线
高浓度一侧→低浓度一侧
高浓度一侧→低浓度一侧
否
否
否
是
物质浓度差
运输速率
P
①气体分子，如O2、CO2、N2等
②水等小分子
③脂溶性小分子， 如甘油、
脂肪酸、乙醇（酒精）、苯等
离子和一些小分子有机物，
如葡萄糖、氨基酸进入红细胞。
水分子通过水通道蛋白扩散
进入细胞
1、自由扩散和协助扩散的动力是（　　）
A．葡萄糖 B．浓度差
C．细胞膜 D．载体蛋白
2、关于被动运输的说法，错误的是（　　）
A．顺浓度梯度进行 B．一定需要转运蛋白
C．不需要细胞消耗能量 D．不能主动吸收物质
B
B
课堂小练
3.如图表示被动运输中溶质浓度与扩散速度关系，下列叙述错误的是(　　)
A．自由扩散中溶质扩散的速度随溶质浓度增加而增加
B．协助扩散中溶质扩散的速度随溶质浓度增加而增加
C．协助扩散的速度受到膜上载体蛋白数量的限制
D．相同浓度时，协助扩散的速度远大于自由扩散
B
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