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第1节 被动运输
生物学必修1 第4章 细胞的物质输入和输出
本节聚焦
1. 细胞在什么情况下吸水或失水？
2. 植物细胞的质壁分离与复原现象说明了什么？
3. 两种被动运输的方式有什么异同？
问题探讨：感悟渗透现象
在一个长颈漏斗是漏斗口外密封上一层玻璃纸，往漏斗内注入蔗糖溶液，然后将漏斗浸入盛有清水的烧杯中，使漏斗管内外的液面高度相等。过一段时间后，会出现如右图所示现象。玻璃纸(又叫赛璐玢)是一种半透膜，水分子可以自由透过它，而蔗糖分子则不能。
半透膜是一类可以让小分子通过，而较大分子不能通过的多孔性膜，如玻璃纸，肠系膜，蛋壳膜，鱼鳔等。物质能否通过只与膜上孔径大小有关。半透膜≠生物膜[有选择透过性]
问题探讨：感悟渗透现象
在一个长颈漏斗是漏斗口外密封上一层玻璃纸，往漏斗内注入蔗糖溶液，然后将漏斗浸入盛有清水的烧杯中，使漏斗管内外的液面高度相等。过一段时间后，会出现如右图所示现象。玻璃纸(又叫赛璐玢)是一种半透膜，水分子可以自由透过它，而蔗糖分子则不能。
[教材P62讨论1]漏斗管内的液面为什么会升高？如果漏斗管足够长，管内的液面会无限升高吗？为什么？
(1)烧杯中的水分子进入漏斗中导致漏斗液面升高。
事实上半透膜两侧的水分子都能够通过扩散作用自由进出，但由于蔗糖溶液中水的相对含量比烧杯中的水的相对含量低，因此，烧杯中的水扩散到漏斗中的速度比漏斗中的水扩散到烧杯中的速度相对更快些，导致漏斗中水量增加，液面上升。
考点：水分子双向扩散，总方向是水分子多 水分子少
[低浓度溶液] [高浓度溶液]
这儿的浓度是物质的量浓度
漏斗
烧杯
水分子少
水分子多
快
慢
总方向
问题探讨：感悟渗透现象
在一个长颈漏斗是漏斗口外密封上一层玻璃纸，往漏斗内注入蔗糖溶液，然后将漏斗浸入盛有清水的烧杯中，使漏斗管内外的液面高度相等。过一段时间后，会出现如右图所示现象。玻璃纸(又叫赛璐玢)是一种半透膜，水分子可以自由透过它，而蔗糖分子则不能。
[教材P62讨论1]漏斗管内的液面为什么会升高？如果漏斗管足够长，管内的液面会无限升高吗？为什么？
(2)漏斗管内的液面不会无限升高。
考点：只要半透膜两侧的溶液存在浓度差，漏斗管内与烧杯内的液面就存在高度差，且与浓度差大小呈正相关。
因为当管内的液面上升到一定高度之后，管中水柱产生的压力将加快漏斗中水分向外扩散的速度，最终达到平衡，液面将不再上升。
再问：当漏斗管内的液面不再变化时，半透膜两侧溶液的浓度相等吗
还是漏斗内的溶液浓度大于烧杯内
问题探讨：感悟渗透现象
在一个长颈漏斗是漏斗口外密封上一层玻璃纸，往漏斗内注入蔗糖溶液，然后将漏斗浸入盛有清水的烧杯中，使漏斗管内外的液面高度相等。过一段时间后，会出现如右图所示现象。玻璃纸(又叫赛璐玢)是一种半透膜，水分子可以自由透过它，而蔗糖分子则不能。
[教材P62讨论2]如果用一层纱布代替玻璃纸，还会出现原来的现象吗？
——不会。因为纱布不是半透膜，孔隙很大，可溶于水的物质都能够自由通过，包括水分子和蔗糖分子都能通过。
问题探讨：感悟渗透现象
在一个长颈漏斗是漏斗口外密封上一层玻璃纸，往漏斗内注入蔗糖溶液，然后将漏斗浸入盛有清水的烧杯中，使漏斗管内外的液面高度相等。过一段时间后，会出现如右图所示现象。玻璃纸(又叫赛璐玢)是一种半透膜，水分子可以自由透过它，而蔗糖分子则不能。
[教材P62讨论3]如果烧杯中不是清水，而是同样浓度的蔗糖溶液，结果会怎样(漏斗管内液面是否升高)？
——单位时间内透过玻璃纸进出的水分子量相同，故漏斗管液面保持不变。
问题探讨：感悟渗透现象
在一个长颈漏斗是漏斗口外密封上一层玻璃纸，往漏斗内注入蔗糖溶液，然后将漏斗浸入盛有清水的烧杯中，使漏斗管内外的液面高度相等。过一段时间后，会出现如右图所示现象。玻璃纸(又叫赛璐玢)是一种半透膜，水分子可以自由透过它，而蔗糖分子则不能。
[教材P62讨论4]通过以上分析，要发生渗透现象，应具有什么条件？
(1)要有__________(如玻璃纸)，
(2)_______两侧的溶液具有_______(如一侧蔗糖溶液、一侧清水)。
一层半透膜
半透膜
浓度差
[总结]用一句话概括出渗透作用的概念？[教材P62第3段]
——水分子(或其他溶剂分子)通过半透膜的扩散，称为渗透作用。
如果_______两侧溶液存在______，渗透的方向就是水分子从水的相对含量____的一侧向相对含量____的一侧渗透。
思考：将一滴红墨水滴入一杯清水中，清水很快就变成了红色，这是发生了渗透现象(渗透作用)吗？
半透膜
浓度差
高
低
——是扩散作用。扩散是指物质分子从高浓度区域向低浓度区域转移，直到均匀分布的现象。扩散作用≠渗透作用。
[低浓度溶液]
[高浓度溶液]
问题探讨：感悟渗透现象
[巩固提升]渗透作用
(1)概念：水分子(或其他溶剂分子)
通过______的扩散。
(2)发生条件：
①要有___________；
②______________________。
(3)水分子运动：_____扩散，但总
的方向是从____浓度溶液→____浓度溶液。这儿的浓度是物质的量浓度，即摩尔浓度(单位：mol/L)。
补充介绍：渗透压
——渗透压是指溶液中溶质微粒对水的吸引力。
半透膜
一层半透膜
半透膜两侧的溶液有浓度差
双向
低
高
溶液渗透压的大小取决于单位体积溶液中溶质微粒的数目：
——溶质微粒越多，溶液浓度越高，对水的吸引力越大，溶液渗透压越高。
问题探讨：感悟渗透现象
[巩固提升]渗透作用
[练习1]下图中图1表示物质扩散的图解，图2是设计证明图1物质扩散成立的实验装置。下列有关叙述正确的是( )
A．图甲中水柱a将持续上升 B．图甲中水柱a将先上升后下降
C．图乙中水柱b将持续上升 D．图乙中水柱b将先上升后下降
D
葡萄糖可过半透膜，淀粉不能
低浓度溶液
高浓度溶液
a柱上升
低浓度溶液
高浓度溶液
b柱先上升
葡萄糖过半透膜，浓度降低
b柱后下降
问题探讨：感悟渗透现象
[巩固提升]渗透作用
[练习2]下列U形装置中间被半透膜隔开(溶质不能通过)，最初左右两侧液面等高，一段时间后两侧液面是否变化？
不变
左侧下降，右侧升高
加蔗微量蔗糖酶
左侧上升，右侧下降
先把质量浓度转变为物质的量浓度
质量
相对分子质量
C12H22O11
C6H12O6
10
342
10
180
低浓度溶液
高浓度溶液
蔗糖水解，1分子蔗糖变为2分子单糖，浓度变大
低浓度溶液
高浓度溶液
问题探讨：感悟渗透现象
[巩固提升]渗透作用
[同步P76右下例1]下图是渗透装置示意图，开始时烧杯内的液面和长颈漏斗内的液面相平，下列在长颈漏斗管内液面上升过程中的有关叙述中，正确的是( )
A．水分子只通过半透膜从烧杯进入漏斗进行单
向移动
B．液面上升的速率先逐渐加快然后减慢，最终
液面维持稳定
C．当半透膜两侧水分子进出速率相等时，两侧
溶液浓度相等
D．半透膜两侧溶液的浓度差越大，上升的高度
越高
D
双向
逐渐减慢(因为浓度差逐渐变小)
不能，还是漏斗内浓度大于烧杯中
一、水进出细胞的原理
思考：细胞是个开放的生命系统，如果将渗透装置中的漏斗换成动物细胞还会不会吸水？如果发生现象能说明什么？
一、水进出细胞的原理
实验：将哺乳动物的红细胞放入不同浓度的NaCl溶液中，一段时间后
外界溶液的浓度<细胞质的浓度
细胞吸水膨胀
外界溶液的浓度 > 细胞质的浓度
细胞失水皱缩
外界溶液的浓度=细胞质的浓度
细胞形态不变
[水的出入达到动态平衡]
比细胞质的浓度低的外界溶液，渗透压小，是细胞的低渗溶液。
细胞在低渗溶液中会？
比细胞质的浓度高的外界溶液，渗透压大，是细胞的高渗溶液。
细胞在高渗溶液中会？
与细胞质的浓度相等的外界溶液，是细胞的等渗溶液。
细胞在等渗溶液中会？
吸水膨胀
失水皱缩
保持正常形态和功能
如0.9%的NaCl溶液(生理盐水)、5%的葡萄糖溶液是人体细胞的等渗溶液
若细胞内、外溶液浓度差很大，细胞会？
吸水胀破
一、水进出细胞的原理
实验：将哺乳动物的红细胞放入不同浓度的NaCl溶液中，一段时间后
细胞吸水膨胀
细胞失水皱缩
细胞形态不变
[教材P63讨论1]红细胞内的血红蛋白等有机物能够透过细胞膜吗？这些有机物相当于“问题探讨”所示装置中的什么物质？
不能
因为红细胞中的血红蛋白是大分子有机物
蔗糖分子
外界溶液的浓度<细胞质的浓度
外界的溶液浓度>细胞质的浓度
外界溶液的浓度=细胞质的浓度
一、水进出细胞的原理
实验：将哺乳动物的红细胞放入不同浓度的NaCl溶液中，一段时间后
细胞吸水膨胀
细胞失水皱缩
细胞形态不变
[教材P63讨论2]红细胞的细胞膜是否相当于一层半透膜？
相当于
外界溶液的浓度<细胞质的浓度
外界的溶液浓度>细胞质的浓度
外界溶液的浓度=细胞质的浓度
一、水进出细胞的原理
实验：将哺乳动物的红细胞放入不同浓度的NaCl溶液中，一段时间后
细胞吸水膨胀
细胞失水皱缩
细胞形态不变
[教材P63讨论3]外界溶液溶质的浓度低时，红细胞一定会由于吸水而涨破吗？
不一定
因为红细胞吸水膨胀后细胞内液浓度也会下降，如果外界溶液浓度不是很低，有可能细胞内液浓度下降后与外界溶液的浓度达到平衡，此时红细胞将不再吸水。
外界溶液的浓度<细胞质的浓度
外界的溶液浓度>细胞质的浓度
外界溶液的浓度=细胞质的浓度
一、水进出细胞的原理
实验：将哺乳动物的红细胞放入不同浓度的NaCl溶液中，一段时间后
细胞吸水膨胀
细胞失水皱缩
细胞形态不变
[教材P63讨论4] 红细胞吸水或失水取决于什么条件？
一般情况下，浓度差越大时，细胞吸水或失水越多。
红细胞内、外溶液的浓度差
外界溶液的浓度<细胞质的浓度
外界的溶液浓度>细胞质的浓度
外界溶液的浓度=细胞质的浓度
一、水进出细胞的原理
实验：将哺乳动物的红细胞放入不同浓度的NaCl溶液中，一段时间后
外界溶液的浓度<细胞质的浓度
细胞吸水膨胀
外界的溶液浓度>细胞质的浓度
细胞失水皱缩
外界溶液的浓度=细胞质的浓度
细胞形态不变
[教材P63讨论5]想一想临床上输液为什么要用生理盐水？
——生理盐水的浓度与血浆的浓度基本一致，血细胞不会因为过度吸水或失水而出现形态和功能上的异常。
[或者这样答：生理盐水是血浆的等渗溶液，能维持血细胞的正常形态和功能。]
一、水进出细胞的原理
1.水进出动物细胞的原理
渗透作用发生条件
①半透膜
②半透膜两侧溶液具有浓度差
故：动物细胞与外界溶液可以构成一个渗透系统
细胞膜
细胞核
细胞质
半透膜
相当于
与外界溶液存在浓度差
外界溶液的浓度 < 细胞质的浓度
外界溶液的浓度 > 细胞质的浓度
外界溶液的浓度 = 细胞质的浓度
细胞渗透吸水
细胞膨胀
细胞渗透失水
细胞皱缩
细胞水出入平衡
细胞形态和功能正常
思考：细胞吸水或失水量取决于？
水进出动物细胞的原理是？
渗透作用
细胞内外溶液的浓度差
一、水进出细胞的原理
思考1：植物细胞会不会也像动物细胞一样，发生吸水或失水现象呢？
硬挺
有水渗出
烧苗
现象1：将有些萎蔫的菜叶浸泡在清水中，不久，菜叶就会变得_____。
现象2：将白菜剁碎做馅时，常常要放一些盐，稍过一会儿就可见到______。
现象3：对农作物施肥过多，会造成“_____”现象。
萎蔫的菜叶
白菜馅
施肥过多
想一想：上述现象说明什么问题？[见教材P64第1段]
——说明植物细胞也像动物细胞一样，会发生吸水或失水现象。
[吸水]
[失水]
[失水]
一、水进出细胞的原理
思考2：植物细胞的结构与动物细胞一样吗？[教材P63最后1段]
1
提示：后文所说的水分进出植物细胞，主要是指水经过原生质层进出液泡。
成熟的植物细胞模式图
(支持和保护细胞，全透性，伸缩性小)
2
3
4
(有选择透过性)
(有选择透过性，其内有细胞液)
原生质层
细胞壁
细胞膜
细胞质
液泡膜
提出问题：原生质层是否相当于半透膜？植物细胞是否也是通过渗透作用吸水或失水？
[探索 实践]探究植物细胞的吸水和失水
思考：阅读教材P64-65，想一想探究实验一般包括哪些步骤？
（设计方案、预期结果…）
（按预定方案进行实验）
（分析实验结果，得出结论：……）
（总结，写实验报告并适当交流）
（根据生活中观察到的现象提出问题）
（作出针对提出的问题的假设(解释)）
(4)进行实验
(5)分析结果
(6)表达与交流
(3)设计实验
(2)作出假设
(1)提出问题
1.[提出问题]
——___________________________？____________________________？
细胞壁
细胞膜
细胞质
液泡膜
原生质层
成熟的植物细胞模式图
外界溶液
细胞液
水分进出植物细胞是通过渗透作用吗
原生质层是否相当于一层半透膜
2.[作出假设]
——___________________________，
____________________________。
原生质层相当于一层半透膜
水分通过渗透作用进出植物细胞
3.[设计实验]
目的：验证假设是否正确
(1)设计思路：
——将成熟的植物细胞(如紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞)浸润在较高浓度的蔗糖溶液中，观察其大小的变化；再浸润在清水中，观察其大小的变化。
洋葱管状叶
洋葱鳞片叶
洋葱根
3.[设计实验]
(2)预期结果：
如果假设(_________________________________________)是正确的：
原生质层相当于一层半透膜，水分通过渗透作用进出植物细胞
细胞壁
细胞膜
细胞质
液泡膜
原生质层
当：外界溶液的浓度 > 细胞液的浓度
成熟的植物细胞模式图
细胞会________，发生__________________现象。
当：外界溶液的浓度 < 细胞液的浓度
细胞会________，发生__________________现象。
渗透失水
原生质层与细胞壁分离
[质壁分离]
渗透吸水
原生质层又紧贴细胞壁
[质壁分离的复原]
外界溶液
细胞液
3.[设计实验]
(3)方法步骤：
问题①：如何使细胞外溶液(外界溶液)的浓度提高或降低？
问题②：用什么试剂处理可以观察到细胞失水或吸水？
问题③：需要用到什么材料和工具？
问题④：如何看到细胞？要看几次？有没有对照？
增加溶质的量
增加溶剂的量
用0.3g/mL的蔗糖溶液
用清水
需思考以下问题：
紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞
显微镜、刀片、吸水纸、盖玻片、0.3g/ml的蔗糖溶液、清水等
用显微镜观察
看3次：第1次，正常状态；第2次：失水状态；第3次，吸水状态
有自身对照
正常状态
失水状态
吸水状态
加0.3g/mL蔗糖溶液
加清水
第1次对照
第2次对照
实际上绿色植物的叶肉细胞也可以
3.[设计实验]
(3)方法步骤：
3.[设计实验]
(3)方法步骤：
①选取新鲜洋葱鳞片叶，用刀片在外表皮上划一方框，用镊子撕下表皮。在洁净的载玻片上滴一滴清水，将撕下的表皮放在水滴中展平，盖上盖玻片，制成临时装片。
3.[设计实验]
(3)方法步骤：
②用____倍显微镜观察洋葱_____________细胞中_______________的大小，以及_________的位置。
观察结果：
——有一个_____________，________紧贴细胞壁。
低
鳞片叶外表皮
紫色的中央液泡
原生质层
紫色的中央液泡
原生质层
3.[设计实验]
(3)方法步骤：
③从盖玻片的一侧滴入__________________，在盖玻片的另一侧用吸水纸
_____。这样重复几次，洋葱鳞片叶表皮就浸润在_________中。
0.3g/mL的蔗糖溶液
引流
蔗糖溶液
3.[设计实验]
(3)方法步骤：
④用___倍显微镜观察，看细胞的__________是否逐渐变小，________在什么位置，________是否变化。
观察结果：__________逐渐变____，颜色变___，_________与
_______逐渐发生____，即发生了_________，细胞大小_______。
原生质层
低
中央液泡
细胞大小
刚开始发生质壁分离
已明显发生质壁分离
中央液泡
小
深
原生质层
细胞壁
分离
质壁分离
蔗糖溶液
细胞液
基本不变
3.[设计实验]
(3)方法步骤：
⑤在盖玻片的一侧滴入_____，在盖玻片的另一侧用吸水纸_____。这样重复几次，洋葱鳞片叶表皮又浸润在_____中。
清水
引流
清水
3.[设计实验]
(3)方法步骤：
⑥用___倍显微镜观察，看细胞的__________是否逐渐变大，________的位置有没有变化，________有没有变化。
观察结果：__________逐渐变____，颜色变___，_________逐渐
恢复原来的状态(紧贴_______)，即发生了_____________；细胞
大小__________。
原生质层
低
中央液泡
细胞大小
中央液泡
大
浅
原生质层
细胞壁
质壁分离的复原
基本不变
4.[进行实验，记录结果]
按照实验方案进行实验，仔细观察，将结果记录在下表内。
外界溶液 中央液泡大小及颜色 原生质层的位置 细胞大小
清水
0.3g/mL蔗糖溶液
清水
有紫色大液泡
中央液泡逐渐变小，颜色加深
基本不变
中央液泡逐渐变大，颜色变浅
基本不变
第1次对照
第2次对照
原生质层与细胞壁逐渐分离
原生质层逐渐恢复原状
原生质层紧贴细胞壁
质壁分离
质壁分离的复原
外界溶液的浓度 细胞液的浓度
细胞________，发生____________。
(2)再用清水处理时：
5.[分析结果，得出结论]
外界溶液 中央液泡大小及颜色 原生质层的位置 细胞大小
清水
0.3g/mL蔗糖溶液
清水
有紫色液泡
原生质层紧贴细胞壁
中央液泡逐渐变小，颜色加深
原生质层与细胞壁逐渐分离
基本不变
中央液泡逐渐变大，颜色变浅
原生质层逐渐恢复原状
基本不变
(1)用0.3g/mL蔗糖溶液处理时：
外界溶液的浓度 细胞液的浓度
细胞________，发生________。
渗透失水
质壁分离
渗透吸水
质壁分离的复原
>
<
实验结论：[教材P65正文第1段]
——_____________________________________；
_________________________________________。
植物细胞的原生质层相当于一层半透膜
植物细胞也是通过渗透作用吸水或失水的
6.[表达和交流]
——将本小组探究的过程、结果和结论与其他小组交流，听取他们的质疑并进行解释。如果有必要，对本小组的实验方案进行修改。
一、水进出细胞的原理
2.水进出植物细胞的原理
相当于
相当于
外界溶液
故：成熟植物细胞与外界溶液可以构成一个渗透系统
外界溶液的浓度 > 细胞液的浓度
外界溶液的浓度 < 细胞液的浓度
植物细胞渗透失水
发生质壁分离
水进出植物细胞的原理是？
渗透作用
植物细胞渗透吸水
发生质壁分离的复原
[总结归纳]质壁分离实验的拓展知识
1.质壁分离的原因：
(1)内因：
①________________________________；
②________________________________。
(2)外因：
__________________________________。
成熟植物细胞的原生质层相当于一层半透膜
原生质层的伸缩性大于细胞壁
外界溶液浓度 大于 细胞液浓度
问1：死亡的成熟植物细胞能否发生质壁分离吗？没有色素的植物根尖成熟区细胞也有中央液泡，能否发生质壁分离？
问2：在紫色洋葱外表皮细胞逐渐质壁分离过程中，细胞渗透_____，液泡体积____，细胞液浓度____，细胞的渗透压_____，细胞的吸水能力_____，细胞的大小_________。
失水
变小
增大
增大
增强
基本不变
无液泡的根尖分生区细胞呢？
[总结归纳]质壁分离实验的拓展知识
2.原生质层≠原生质体：
(1)原生质层：
——存在于成熟植物细胞中，包括_____、
_____和_______________，不包括_____和____________。
(2)原生质体：
——植物细胞中特指除去_____后剩余部分，包括______、______和_____。一个动物细胞即一团_______。
细胞膜
液泡膜
两层膜之间的细胞质
细胞核
液泡中的细胞液
细胞壁
细胞膜
细胞质
细胞核
原生质体
[总结归纳]质壁分离实验的拓展知识
3.关于质壁分离与复原实验的注意问题：
(1)质壁分离是指__________________的现象，故动物细胞____(能/不能)发生质壁分离，无液泡的根尖分生区细胞____(能/不能)发生质壁分离。
(2)教材实验中，用______________处理紫色洋葱外表皮细胞发生________，后用_____处理发生_____________。
原生质层与细胞壁分离
不能
不能
0.3g/mL蔗糖溶液
质壁分离
清水
质壁分离的复原
若改用1g/mL蔗糖溶液处理紫色洋葱外表皮细胞， _____(能/不能)发生质壁分离，后用再用清水处理，_____(能/不能)发生质壁分离的复原。
能
不能
若改用0.3g/mL尿素溶液(或KNO3、乙二醇等溶质能进入细胞的溶液) 处理紫色洋葱外表皮细胞， 会发生________________现象；但若用5g/mL尿素溶液处理紫色洋葱外表皮细胞，会发生_______________________现象。
质壁分离后自动复原
只能发生质壁分离，不能复原
[但能渗透吸水或失水]
若改用0.3g/mLNaOH溶液处理紫色洋葱外表皮细胞，______(能/不能)发生质壁分离现象。
不能
[总结归纳]质壁分离实验的拓展知识
3.关于质壁分离与复原实验的注意问题：
(3)若下图是一个紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞，则呈现紫色的部位是___(填字母)，该细胞一定是正在渗透失水发生质壁分离吗？
c
该细胞只是处于质壁分离状态，不一定正在渗透失水。
①该细胞可能正在渗透失水发生质壁分离，此时a、b、c处的液体的浓度大小关系为_____________。
a > b > c
②该细胞可能正在渗透吸水发生质壁分离的复原，此时a、b、c处的液体的浓度大小关系为_____________。
a < b < c
③该细胞可能处于渗透平衡状态，此时a、b、c处的液体的浓度大小关系为_____________。
a = b = c
[总结归纳]质壁分离实验的拓展知识
4.关于质壁分离实验的应用[同步P83右侧]：
(1)判断成熟植物细胞的死活：
不能发生质壁分离
能发生质壁分离
待测成熟植物细胞
一定浓度蔗糖溶液
镜检
看能否发生质壁分离？
__细胞
__细胞
思考：如何判断动物细胞的死活？
染色排除法(台盼蓝染色)
无色
待测动物细胞
一定台盼蓝染液
镜检
看是否被染成蓝色？
__细胞
蓝色
__细胞
能说明活细胞的细胞膜具有什么功能？
控制物质进出细胞
活
死
活
死
[总结归纳]质壁分离实验的拓展知识
4.关于质壁分离实验的应用[同步P83右侧]：
(2)比较不同成熟植物细胞的细胞液浓度大小：
不同成熟植物细胞
相同适宜浓度蔗糖溶液
镜检
看发生质壁分离所需时间长短或质壁分离程度？
时间长或分离程度低
时间短或分离程度高
细胞液浓度___
细胞液浓度__
甲
乙
丙
例如：下图是三种不同成熟植物细胞用0.3g/mL的蔗糖溶液处理相同时间后观察到的细胞状态模式图，则甲、乙、丙三种细胞的细胞液浓度大小关系为？
甲 > 乙 > 丙
小
大
[总结归纳]质壁分离实验的拓展知识
(3)测定某成熟植物细胞的细胞液浓度范围：
某种成熟植物细胞
系列浓度梯度的蔗糖溶液
镜检
看是否发生质壁分离
刚分离，则细胞液浓度<蔗糖溶液浓度
未分离，则细胞液浓度>蔗糖溶液浓度
做多组，处理相同时间
细胞液浓度介于_____和______的两种蔗糖溶液浓度之间
例如：成熟植物细胞A用系列浓度梯度的蔗糖溶液做了多组质壁分离实验，如下图所示，则该细胞的细胞液浓度范围为？
不分离
不分离
不分离
刚分离
分离
植物A
细胞
0.1g/mL蔗糖溶液
植物A
细胞
0.2g/mL蔗糖溶液
植物A
细胞
0.3g/mL蔗糖溶液
植物A
细胞
0.4g/mL蔗糖溶液
植物A
细胞
0.5g/mL蔗糖溶液
植物A
细胞
0.6g/mL蔗糖溶液
分离
0.3g/mL～0.4g/mL
未分离
刚分离
4.关于质壁分离实验的应用[同步P83右侧]：
[总结归纳]质壁分离实验的拓展知识
(4)比较不同外界溶液的浓度大小：
同种成熟植物细胞
不同浓度的蔗糖溶液
镜检
看发生质壁分离所需时间长短
时间长，细胞液浓度与外界溶液浓度差___
时间短，细胞液浓度与外界溶液浓度差___
外界溶液浓度___
外界溶液浓度___
例如：成熟植物细胞A用甲、乙、丙三种不同浓度的蔗糖溶液做了多组质壁分离实验，如下图所示，则甲、乙、丙三种蔗糖溶液的浓度大小关系为？
1min刚分离
植物A
细胞
甲种蔗糖溶液
植物A
细胞
乙种蔗糖溶液
植物A
细胞
丙种蔗糖溶液
3min刚分离
5min刚分离
甲 > 乙 > 丙
变式：用甲、乙、丙三种不同浓度的蔗糖溶液分别处理A、B、C三块相同大小(重量相同)的新鲜萝卜条，处理相同时间后称其重量，发现A变轻、B变重、C几乎不变，则甲、乙、丙的浓度大小关系为？
甲 >丙 >乙
4.关于质壁分离实验的应用[同步P83右侧]：
大
小
大
小
[总结归纳]质壁分离实验的拓展知识
(5)鉴别不同种类的溶液(如KNO3溶液和蔗糖溶液)：
同种成熟植物细胞
不同种类(KNO3、蔗糖)的溶液
镜检
看是否能发生质壁分离后的自动复原
先质壁分离，后自动复原
只质壁分离
溶质_____进细胞(如蔗糖溶液)
分别做，处理相同时间
溶质_____进细胞(如KNO3溶液)
4.关于质壁分离实验的应用[同步P83右侧]：
不能
能
[总结归纳]质壁分离实验的拓展知识
[同步P78左下例2]将人体成熟的红细胞分别置于下列4种液体中，一段时间后，红细胞会吸水膨胀甚至破裂的是( )
A．质量分数为0.9%的食盐水 B．浓食盐水
C．蒸馏水 D．质量分数为10%的葡萄糖溶液
C
[变式]将人的成熟红细胞分别置于以下四种溶液中，一段时间后，细胞形态如图所示，据此推测这四种溶液的初始浓度关系为( )
A. ①＞②＞③＞④ B. ①＞③＞②＞④
C. ④＞②＞③＞① D. ④＞③＞②＞①
A
皱缩，①大于细胞质浓度
正常，②等于细胞质浓度
膨胀，③小于细胞质浓度
过度膨胀，④远小于细胞质浓度
[同步P78左上例3]下图为植物细胞渗透作用的图解，下列说法错误的是( )
A. 植物细胞的原生质层相当于一层半透 膜
B. 一定条件下，活的、成熟的植物细胞能失水或吸水
C. 当外界溶液甲的浓度>细胞液乙的浓度时，细胞失水，当细胞液乙的浓度>外界溶液甲的浓度时，细胞吸水
D. 当外界溶液甲的浓度=细胞液乙的浓度时，不发生渗透作用
D
达到渗透平衡
[同步P84左中第2题]下列关于植物细胞的吸水和失水实验的叙述中，正确的是( )
A. 紫色洋葱根尖分生区细胞可以作为实验材料
质壁分离指的是细胞壁与细胞质的分离
C. 该实验可用于探究植物细胞细胞液的浓度大小
D. 植物细胞吸水能力与质壁分离程度呈负相关
C
鳞片叶外表皮
原生质层
正相关，质壁分离程度越大，即细胞失水越___，细胞液浓度越____，细胞吸水能力越___
多
大
强
[分生区无液泡，不能；成熟区可以，但需暗光观察]
[同步P84左下第4题]下图是植物质壁分离与复原过程中某时期的图像，有关说法正确的是 ( )
①此时细胞液的浓度小于外界溶液的浓度
②2、3、4、5共同构成原生质层
③此时细胞液的浓度比质壁分离之前大
④结构1具有全透性，所以不能对植物细胞起
支持和保护作用
A. ①② B. ①③④ C. ③ D.③④
C
细胞壁
细胞膜
细胞核
细胞质
液泡膜
处于质壁分离状态
可能还在失水，也可能在吸水但还未复原
[同步P84右下第6题]将洋葱细胞放入大于细胞液浓度的KNO3溶液中，一段时间后用显微镜观察发现该细胞未发生质壁分离，其原因可能是该细胞( )
①是死细胞 ②大量吸水 ③是根尖分生区细胞
④大量失水 ⑤质壁分离后又自动复原
A. ①②③ B. ①③⑤ C. ②③⑤ D. ②④⑤
B
理论上要渗透失水，发生质壁分离
[同步P85左中第9题]如图所示，图乙细胞是将图甲细胞放置于一定浓度的蔗糖溶液中的结果，图丙是将另外一种植物的细胞依次浸于蒸馏水、物质的量浓度为0.3 mol/L的蔗糖溶液和0.5 mol/L的尿素溶液中，原生质体的体积随时间变化的曲线图，请据图回答下列问题。
(1)图甲细胞中，全透性的结构是___(填序号)，图乙细胞中原生质层由________ 构成(填编号)。
(2)图乙细胞在质壁分离结束时，⑧处充满了________。
(3)图丙的a、b、c三曲线中，表示细胞在蒸馏水中的是___。
(4)简要分析b、c两曲线存在差异的原因：b曲线表示细胞先因失水而发生质壁分离，后由于_____能进入细胞，使得质壁分离后的细胞因吸水而自动复原；c曲线是由于_____不能进入细胞，因此质壁分离后细胞不能发生自动复原。
②
⑾⑿⒀
蔗糖溶液
a
尿素
蔗糖
细胞液
细胞壁
细胞核
液泡膜
细胞膜
细胞质
细胞液
细胞壁
细胞核
液泡膜
细胞膜
细胞质
外界溶液
吸水膨胀
先质壁分离后复原
质壁分离
[同步P85右下第10题]撕取万年青的叶表皮，剪成大小相等的小块，分别浸入不同浓度的KNO3溶液中，经过一段时间后，用显微镜观察到的实验结果如下表。据表回答下列问题：
(1)万年青叶表皮细胞的细胞液浓度约为______________________。
(2)用KNO3溶液诱发细胞质壁分离的基本条件是____________________________。
(3)C和D的处理均发生质壁分离后自动复原，你对这种现象作出的合理解释是________________________________________。
(4)用高浓度KNO3溶液诱发的质壁分离，不能再诱发其复原，其主要原因是____________________。
0.12～0.125 mo1/L
KNO3溶液浓度大于细胞的细胞液浓度
K＋和NO3-进入液泡，使细胞液浓度增大而吸水
细胞失水过多而死亡
KNO3溶液(mol L-1) A B C D E F
0.11 0.12 0.125 0.13 0.14 0.50
质壁分离程度 — — 初始分离 分离 显著分离 显著分离
纸币分离复原状态 — — 自动复原 自动复原 诱发复原 不能复原
[教材P74拓展应用第3题]用物质的量浓度为2molL -1的乙二醇溶液和2molL -1的蔗糖溶液分别浸泡某种植物细胞，观察细胞的质壁分离现象，得到其原生质体(植物细胞除去细胞壁后余下部分)体积变化情况如下图所示。回答问题。
(1)原生质体体积A→B段的变化说明：在该
段时间内水从原生质体_________，细胞液
的浓度_______。
(2)在1min后，处于2molL -1蔗糖溶液中细胞
的细胞液的浓度将____________________，
此时，在细胞壁与原生质层之间充满了
_____溶液。要使该细胞快速复原，应将其
置于______中。
(3)在2min后，处于2molL -1乙二醇溶液中细
胞的原生质体体积的变化是由于_______逐渐进入细胞内，引起细胞液的浓度_________。
(4)并不是该植物的所有活细胞都能发生质壁分离，能发生质壁分离的细胞还必须具有______等结构特点。
渗出
增大
缓慢增大后趋于稳定
蔗糖
清水
乙二醇
增大
大液泡
二、自由扩散和协助扩散
1.什么是被动运输？(教材P65最后1段]
——像水分子这样，物质以_____方式进出细胞，_______消耗细胞内化学反应所释放的______，这种物质跨膜运输的方式称为被动运输。
扩散
不需要
能量
被动运输
自由扩散
协助扩散
物质通过__________作用进出细胞的方式，也叫________
物质借助膜上的________进出细胞的扩散方式，也叫_________
简单扩散
易化扩散
简单的扩散
转运蛋白
2.自由扩散？
简单的扩散
简单扩散
细胞外
细胞内
(1)概念：物质通过__________作用进出细胞的方式，也叫________。
(2)特点：
(3)实例：____________________________
__________________________。
(4)影响因素：
①______________
②__________________
③_______________
顺浓度梯度运输
不需要转运蛋白协助
不需要消耗能量
气体(O2、CO2)、水(少数)、甘油、乙醇、苯等脂溶性小分子有机物
浓度差
扩散速度
能量
扩散速度
浓度差
温度
[会影响膜的流动性，进而影响扩散速度)
(1)概念：物质借助膜上的________进出细胞的扩散方式，也叫_________。
(2)特点：
(3)实例：____________________________
____________________________
____________________________。
(4)影响因素：
3.协助扩散？
转运蛋白
易化扩散
①______________
②__________________
③_______________
浓度差
扩散速度
能量
扩散速度
载体蛋白
通道蛋白
只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过，而且每次转运时都会发生自身构象的改变。载体蛋白有特异性
只容许与自身通道直径和形状相匹配、大小和电荷相适宜的分子或离子通过；不需要与分子或离子结合且构象不改变，有离子通道、水通道
顺浓度梯度运输
需要转运蛋白协助
不需要消耗能量
一些离子(如Na+进、K+出动物细胞)
一些小分子有机物(如葡萄糖进入红细胞)
水分子(多数，借助水通道蛋白)
P
受转运蛋白数量的限制
浓度差
转运蛋白的数量
温度
[总结]列表比较自由扩散和协助扩散
项 目 自由扩散 协助扩散
运输方向
是否需要转运蛋白
是否消耗细胞内的能量
举例
不需要
需要
不消耗
不消耗
O2、CO2、 (少数)H2O、尿素、甘油、乙醇
Na+进、K+出动物细胞，葡萄糖进红细胞、(多数)H2O
高浓度
低浓度
高浓度
低浓度
本节内容归纳总结
第1节 被动运输
细胞的吸水和失水
自由扩散
渗透作用的两个条件
动物细胞
特点：_______________、_______________、________________
植物细胞
_________
_________
外界溶液浓度>细胞质浓度，现象_______________
外界溶液浓度＜细胞质浓度，现象____________
外界溶液浓度=细胞质浓度，现象____________
外界溶液浓度>细胞液浓度，现象____________
外界溶液浓度<细胞液浓度，现象________________
例子：_________________________________________
协助扩散
气体；甘油、乙醇、苯等脂溶性小分子有机物
例子：_____________________
影响因素：_____________、________________、_______
影响因素：_____________、________
细胞失水皱缩
细胞形态不变
细胞吸水膨胀
发生质壁分离
发生质壁分离的复原
不需要消耗能量
物质的浓度差 温度
特点： _______________、_______________、________________
葡萄糖进入红细胞
转运蛋白种类和数量
有一层半透膜
半透膜两侧的溶液具有浓度差
顺浓度梯度运输
不需要转运蛋白
不需要消耗能量
顺浓度梯度运输
需要转运蛋白
物质的浓度差
温度
三、练习与应用
[教材P67]1.物质跨膜运输的方式与物质的特点和细胞膜的结构有关。判断下列有关物质跨膜运输的表述是否正确。
(1)细胞膜和液泡膜都相当于半透膜。 ( )
(2)水分子进入细胞，是通过自由扩散方式进行的。( )
(3)载体蛋白和通道蛋白在转运分子和离子时，其作用机制是一样的。( )
√
×
×
(4)被动运输都是顺浓度梯度跨膜运输，不需要转运蛋白和能量。 ( )
(5)葡萄糖进入任何细胞都是协助扩散。( )
(6)人体心肌细胞内的氧含量高于细胞外，以自由扩散方式出细胞。( )
(7)黄瓜在腌制中慢慢变甜，是细胞主动吸收糖分的结果。( )
(8)高浓度的食盐水能杀菌防腐是因为高浓度食盐水使细菌渗透失水死亡( )
(9)对田间农作物施肥过多出现“烧苗”的原因是根细胞不能渗透吸水( )
×
×
×
×
√
√
[教材P67]2.基于对植物细胞质壁分离原理的理解判断，下列各项无法通过质壁分离实验证明的是( )
A. 成熟植物细胞的死活
B. 原生质层比细胞壁的伸缩性大
C. 成熟的植物细胞能进行渗透吸水
D. 水分子可以通过通道蛋白进入细胞
D
[教材P67]3.假如将甲乙两个植物细胞分别放入蔗糖溶液和甘油溶液中，两种溶液的浓度均比细胞液的浓度高，在显微镜下连续观察，可以预测甲乙两细胞的变化是( )
A. 甲乙两细胞发生质壁分离后，不发生质壁分离复原
B. 甲乙两细胞都发生质壁分离，但乙细胞很快发生质壁分离复原
C. 只有乙细胞发生质壁分离，但不会发生质壁分离复原
D. 甲乙两细胞发生质壁分离，随后都很快发生质壁分离复原
B
[教材P67]拓展1.细胞液中物质的浓度对于维持细胞的生命活动非常重要。现提供紫色洋葱鳞片叶表皮细胞，请设计实验，测定该细胞的细胞液的浓度相当于多少质量分数的蔗糖溶液。写出你的实验思路，并分析其中的基本原理。
(1)配制出一系列浓度梯度的蔗糖溶液；
(2)将紫色洋葱鳞片叶表皮细胞制成临时装片后，分别用配好的各种浓度的蔗糖溶液处理；
(4)记录刚好发生质壁分离的所用的蔗糖溶液度，以及刚好尚未发生质壁分离的所用的蔗糖溶液浓度，据此推算出细胞液溶质浓度应介于这两个浓度之间。
(3)适当时间后用显微镜观察细胞质壁分离情况；
[教材P67]拓展2.探究温度变化会影响水分通道半透膜的扩散速率吗？
提示：可参考教材P62页问题探讨中的“渗透装置”
(1)提出假设：___________________________________
温度变化会影响水分通过半透膜的扩散速率
(2)设计实验：
①设计几个相同的渗透装置(烧杯装相同量的清水、漏斗内装相同量的等浓度的蔗糖溶液)
②将上述渗透装置置于不同温度的环境中，比较不同温度下漏斗管内液面上升速度的快慢
[同步P80例3]下图表示物质跨膜运输的一种方式，下列分析正确的是( )
A. 这种运输方式可逆浓度梯度进行
B. 乙醇分子是以这种方式进入细胞的
C. 细胞产生的能量增加会提高这种物质的运输速率
D. 载体蛋白在物质运输过程中形状会发生改变
D
[同步P80例4]下图表示物质跨膜运输的一种方式，下列分析正确的是( )
A．葡萄糖通过方式a进入红细胞
B．水分子更多的是通过b进出细胞
C．脂溶性小分子物质能通过方式b运输
D．抑制细胞呼吸对方式a和b的运输速率均有影响
D

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