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第4章 第1节 被动运输（第二课时）
水进出细胞的原理
二
水分子通过细胞膜进出细胞也是同样的原理吗？
细胞膜是否相当于一层半透膜？
细胞内液
细胞膜
二、水进出细胞的原理
蔗糖溶液
半透膜
清水
1.动物细胞的吸水和失水
为什么以哺乳动物的成熟红细胞为实验材料？
1.哺乳动物的成熟红细胞，没有细胞核及细胞器，避免细胞核及各种具膜的细胞器对细胞吸水、失水的影响；
2.哺乳动物的红细胞具有运输氧气的功能，其内部有大量的血红蛋白。
外界溶液浓度
小于
细胞质浓度
外界溶液浓度
大于
细胞质浓度
外界溶液浓度
等于
细胞质浓度
水进出哺乳动物红细胞的示意图
细胞吸水膨胀
细胞失水皱缩
保持原状态
基于红细胞的结构特点及图示结果，你认为水进出红细胞的方式是什么？请说明原因。
是渗透作用。
1.细胞膜是选择透过性膜，相当于半透膜;
2.红细胞中富含大分子的血红蛋白等有机物，不能透过细胞膜，当将其置于低浓度溶液中时，膜两侧存在浓度差。
红细胞中的血红蛋白是大分子有机物，不能透过细胞膜，它相当于“问题探讨”中的蔗糖分子
是(是“相当于”，不是“等同”)
不一定。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。
取决于红细胞内外溶液的浓度差，一般情况下，浓度差越大时，细胞吸水或失水越多。
因为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。
讨论1
讨论2
讨论3
讨论4
讨论5
思考讨论
结合图示分析P63思考讨论的问题:
细胞膜
细胞壁
伸缩性小，对
水为全透性
2.植物细胞的吸水和失水
细胞质
液泡膜
细胞液
原生质层
成熟植物细胞的细胞膜、液泡膜和介于这两层膜之间的细胞质合称为原生质层。
植物细胞和动物细胞在结构上有何区别？什么是原生质层？
显微镜下观察多个纤维素分子集结成束，纵横交错构成植物细胞壁
（1）成熟植物细胞的结构
原生质层、原生质体、原生质
①原生层质
是成熟的植物细胞内相当于半透膜的结构，由细胞膜、液泡膜以及两膜之间的细胞质组成，不包括细胞核和液泡内的细胞液。此结构仅存在于成熟植物细胞中。
②原生质体
是去除了植物细胞壁后所剩下的具有生物活性的植物细胞结构，包括细胞膜、细胞质、细胞核三部分，常用作植物细胞融合的材料。一个动物细胞就是一个原生质体。
③原生质
原生质是细胞内生命物质的总称。它的主要成分是糖类、蛋白质、核酸、脂质等
加盐的蔬菜水从哪里来？
萎蔫的青菜，浸泡清水后，为什么能恢复坚挺？
探究植物的吸水和失水
探究实验
观察现象
提出问题
作出假设
设计实验
实施实验
分析结果
实验现象
表达交流
进一步探究
农作物施肥过多会为什么会有“烧苗”现象？
水分进出植物细胞是通过渗透作用吗？原生质层相当于一层半透膜吗？
原生质层相当于半透膜：水分通过渗透作用进出植物细胞!
探究植物的吸水和失水
探究实验
观察现象
提出问题
作出假设
设计实验
实施实验
分析结果
实验现象
表达交流
进一步探究
细胞膜
细胞壁
细胞质
液泡膜
细胞液
原生质层
探究植物的吸水和失水
探究实验
观察现象
设计实验
实施实验
分析结果
实验现象
表达交流
进一步探究
如果假设是正确的
提出问题
作出假设
当外界溶液的浓度高于细胞液的浓度时，细胞就会 ，液泡体积就会 ；当外界溶液的浓度低于细胞液的浓度时，细胞就会 ，液泡体积就会 。所以可以通过液泡的大小变化反映水分进出细胞。
失水
缩小
吸水
增大
提供蔗糖溶液使细胞外溶液浓度升高，提供清水使细胞外溶液浓度降低。
利用显微镜观察临时装片。
如何使细胞外溶液的浓度升高或降低？
如何看到细胞，需要借助于什么材料和器具？
探究植物的吸水和失水
探究实验
观察现象
设计实验
实施实验
分析结果
实验现象
表达交流
进一步探究
对实验结果作出预测：细胞失水或吸水后可能出现哪些可观察的变化？
提出问题
作出假设
由于原生质层相当于一层半透膜，水分子可以自由透过，而蔗糖分子不能透过；因此，在蔗糖溶液中植物细胞的中央液泡会变小，发生质壁分离；
加入清水后，细胞液浓度大于外界溶液的浓度，外界溶液中的水会透过原生质层进入细胞液，发生质壁分离的复原。
探究植物的吸水和失水
探究实验
观察现象
提出问题
作出假设
设计实验
实施实验
分析结果
实验现象
表达交流
进一步探究
正常形态细胞
发生质壁分离的细胞
液泡 大小 液泡 颜色 原生质层 的位置 细胞大小
0.3g/ml 蔗糖溶液
清水
变小
逐渐恢复原来大小
原生质层恢复原来位置
原生质层脱离细胞壁
基本
不变
基本
不变
变深
重新变浅
探究植物的吸水和失水
探究实验
观察现象
提出问题
作出假设
设计实验
实施实验
分析结果
实验现象
表达交流
进一步探究
结论：
细胞失水，原生质层与细胞壁分离开来
细胞吸水，与细胞壁分离的原生质层慢慢恢复原来的状态
质壁分离
质壁分离复原
探究植物的吸水和失水
探究实验
观察现象
提出问题
作出假设
设计实验
实施实验
分析结果
实验现象
表达交流
进一步探究
(1)植物细胞的原生质层相当于一层半透膜；
(2)植物细胞也是通过渗透作用吸水和失水的。
当外界溶液浓度 > 细胞液浓度
当外界溶液浓度 < 细胞液浓度
质壁分离和质壁分离复原的外因和内因：
介于细胞膜与细胞壁之间的溶液：
内因：
外因：
探究植物的吸水和失水
探究实验
观察现象
提出问题
作出假设
设计实验
实施实验
分析结果
实验现象
表达交流
进一步探究
外界溶液
外界溶液浓度＞细胞液浓度
原生质层相当于半透膜
→细胞渗透失水
细胞壁伸缩性小
原生质层伸缩性大
→质壁分离
外界溶液浓度＜细胞液浓度
原生质层相当于半透膜
→细胞渗透吸水
细胞壁伸缩性小
原生质层伸缩性大
→质壁分离 复原
外因：
内因：
发生质壁分离，但不能质壁分离复原。
（因为细胞已经严重失水而死亡了)
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。
探究植物的吸水和失水
探究实验
观察现象
提出问题
作出假设
设计实验
实施实验
分析结果
实验现象
表达交流
进一步探究
如果滴加的是0.5 g/ml的蔗糖溶液，实验结果如何？
将0.3g/ml的蔗糖溶液换成适宜浓度的甘油\乙二醇溶液\尿素溶液\KNO3溶液，实验结果会有什么不同？？
观察 次数 观察现象
中央液泡 原生质层位置 细胞大小
第一次
第二次
第三次
有一个紫色的中央液泡
逐渐变小(紫色变深)
逐渐变大(紫色变浅)
紧贴细胞壁
与细胞壁逐渐分离
逐渐贴近细胞壁
质壁分离
质壁分离复原
不变
基本不变
基本不变
该实验过程共观察了3次，每一次是什么样的实验现象呢？
思考
第一次观察
滴加蔗糖溶液后观察
再次滴加清水溶液后观察
要观察细胞发生质壁分离和复原，对材料有哪些要求？
思考
①选择成熟的植物组织细胞，如：表皮、根毛区等（有细胞壁和中央大液泡）；
②最好选择有颜色的植物组织，如：紫色洋葱鳞片叶外表皮,绿色植物叶肉细胞。
没有颜色的成熟组织(如：紫色洋葱鳞片叶内表皮)也可以观察到质壁分离，需要将视野调暗。
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
放入高浓度溶液中发生质壁分离
看到一团绿色的结构（含叶绿体）向内收缩，能观察到液泡体积的变化，但不能观察到液泡颜色的变化
质壁分离和复原实验的拓展应用
判断成熟植物细胞的死活
1
2
测定细胞液浓度范围
待测成熟植物细胞
一定浓度的蔗糖溶液
镜检
发生质壁分离
不发生质壁分离
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
知识拓展
4
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
不同的植物细胞
同一浓度的蔗糖溶液
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
质壁分离和复原实验的拓展应用
知识拓展
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）
溶质不能透过半透膜（如KNO3溶液）
质壁分离和复原实验的拓展应用
知识拓展
能发生质壁分离自动复原的溶液：KNO3 尿素 乙二醇 NaCl
下图表示以洋葱表皮为材料及清水、0.3 g/mL蔗糖溶液、0.5 g/mL蔗糖溶液、0.3 g/mL尿素溶液进行相关实验（时间1表示开始用四种溶液分别处理洋葱表皮；时间2表示开始用清水处理洋葱表皮），测得该细胞原生质体体积变化，图中代表尿素溶液处理结果的是（ ）
A.a B.b C.c D.d
B
三、本节小结
细胞膜既是将细胞内部与外界分隔开的屏障，也是细胞与外界进行物质交换的门户；
渗透作用是水分子通过半透膜的扩散，细胞可以通过渗透作用吸水或失水；
动物的细胞膜、植物细胞的原生质层都相当于一层半透膜。
4.在“探究植物细胞的吸水和失水”实验中，对紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞临时装片进行了三次观察(如下图所示)。下列有关叙述正确的是（ ）
A.为了节约实验时间，通常可以省略第一次显微观察步骤
B.质壁分离过程中细胞的吸水能力逐渐减弱
C.该实验用显微镜主要观察原生质层和细胞的位置关系、液泡的颜色和大小等
D.吸水纸的主要作用是吸除滴管滴加的多余液体，以免污染镜头
C
达标练习
达标练习
1.将a、b、c三组红细胞分别置于不同浓度的NaCl溶液中进行实验，浸泡一段时间后其细胞形态如下图所示。下列叙述错误的是(　　)
A.图中所示细胞质的浓度，a组的比b组的高
B.浸泡过程中a组细胞失水量小于c组细胞失水量
C.若向a组烧杯中加入少量葡萄糖，则其细胞可能先皱缩后恢复原状
D.上述实验中引起细胞形态的改变而消耗能量的多少比较：c>b>a
D
2.a、b、c是三个相邻的细胞，已知a细胞液浓度> b细胞液浓度> c细胞液浓度,如图所示，能正确表示水分在三者之间关系的是（ ）
a
c
b
a
c
b
a
c
b
a
c
b
A
B
C
D
C
达标练习
达标练习
3.如图为显微镜下某植物细胞在质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液中的示意图(细胞仍有活性)。下列叙述错误的是(　　)
A.若将该细胞置于清水中，a基本不变
B.若将该细胞置于质量浓度为0.4 g/mL的蔗糖溶液中(细胞仍有活性)，b/a的值将变小
C.b/a的值能表示细胞失水的程度
D.a、b分别表示细胞和液泡的长度
D

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