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(共40张PPT)
4.1 被动运输（一）　
水进出细胞的原理
【资料】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。玻璃纸是一种半透膜，水分子（小分子）可以自由透过它，而蔗糖分子（大分子）则不能。
（半透膜）
玻璃纸
让小分子通过而大分子不能通过的一类多孔性薄膜的总称。
【资料】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。玻璃纸是一种半透膜，水分子（小分子）可以自由透过它，而蔗糖分子（大分子）则不能。
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.如果用一层纱布（全透性）代替玻璃纸，还会出现原来的现象吗？
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？
【讨论】
问题探讨
Q1：漏斗内的液面为什么会升高？
(1)A侧的水分子可不可以从A侧通过玻璃纸进入B侧？
(2)B侧的水分子可不可以从B侧通过玻璃纸进入A侧？
(3)A侧的蔗糖分子可不可以从A侧通过玻璃纸进入B侧？
(4)水分子是双向移动的，A侧液面为何升高？



单位时间内，由B进入A的水分子>由A进入B的水分子
蔗糖溶液
玻璃纸
清水
分解思考：
A
B
H2O
由清水进入蔗糖溶液的水分子>由蔗糖溶液进入清水的水分子
水分子扩散的总趋势：从 到 。
清水
蔗糖溶液
渗透作用：水分子（或其他溶剂分子）通过半透膜的扩散。
蔗糖溶液
玻璃纸（半透膜）
清水
半透膜
水分子
溶液渗透压：指溶液中溶质微粒对水的吸引力。
问题探讨
Q2：如果漏斗管足够长，管内的液面会无限升高吗？为什么？
不会，当管内的液面上升到一定高度之后，管中的水柱产生的重力将加快漏斗中水分向外扩散的速度，当
_________________________ 时，半透膜两侧水分子的交换率相同时，液面不再升高。
漏斗内渗透压 = 液柱的压力
A
B
C
(不会)
发生渗透作用的条件是什么？
①具有半透膜
②半透膜两侧的溶液具有浓度差
30%蔗糖溶液
玻璃纸
30%蔗糖溶液
30%蔗糖溶液
纱布
清水
30%蔗糖溶液
玻璃纸
清水
问题探讨
Q3：B和C的液面会升高？
水分子（或其它溶剂分子）通过半透膜的扩散
半透膜
两侧的溶液具有浓度差。
3
发生的条件
2
水的运输方向
定义：
1
一、渗透现象及原理分析
溶液浓度
水的含量
低浓度溶液 高浓度溶液
渗透压
低渗透压 高渗透压
水多 水少
水分子的移动是双向的
联系生活
水是如何进出细胞的？
吃比较咸的食物，口腔和唇的黏膜有什么感觉？为什么？
干燥口渴，外界浓度高，口腔和唇粘膜失水
二、水进出动物细胞的原理
外界溶液
细胞膜
半透膜
蔗糖溶液
细胞质基质
相当于
相当于
浓度差
动物细胞膜是不是半透膜呢？
一个动物细胞能否构成一个渗透系统？
讨论:
动物细胞与外界溶液组成了一个渗透系统
②细胞内溶液与外界溶液存在浓度差
①细胞膜相当于一层半透膜
细胞形态不变
细胞吸水膨胀、局部涨破
细胞失水皱缩
二、水进出动物细胞的原理
(1)外界溶液浓度低于细胞质浓度：细胞：
(2)外界溶液浓度高于细胞质浓度，细胞：
(3)外界溶液浓度等于细胞质浓度，水分进出：
失水-皱缩
吸水-膨胀
动态平衡
Q1. 红细胞内的血红蛋白能够透过细胞膜吗？这些有机物相当于“问题探讨”装置中的什么物质？
Q2. 红细胞的细胞膜是不是相当于“问题探讨”中所说的半透膜？
Q3. 当外界溶液的浓度低时，红细胞一定会由于吸水而涨破吗？
Q4. 红细胞吸水或失水的多少取决于什么条件？
不能。血红蛋白是有机大分子物质，不能透过细胞膜，它相当于“问题探讨”中的蔗糖分子。
是。但细胞膜具有生命活性，物质通过细胞膜的方式不只是简单扩散。
问题交流：
不一定，如果浓度差较小，进入红细胞的水分少，细胞不会涨破。
取决于红细胞内外溶液的浓度差，浓度差越大时，细胞吸水或失水越多。
水又是如何进出植物细胞的呢？
成熟植物细胞的结构
细胞膜
细胞质
液泡膜
细胞壁
三、水进出植物细胞的原理
Q1:水分子进出细胞是指水进出植物细胞的什么结构呢？
主要指水进出液泡
Q2:什么结构相当于一层半透膜？
原生质层
半透膜,且伸缩性大
相当于
细胞液
（细胞内液体环境）
外界溶液
浓度差
全透性，伸缩性小
提出问题
作出假设
设计实验
进行实验观察并记录结果
分析结果得出结论
表达与交流
原生质层是否相当于一层半透膜？
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，水分进出植物细胞是通过渗透作用。
四、探究植物细胞的吸水和失水
科学探究的一般过程
进一步探究
1.如何使细胞外溶液的浓度提高或降低？
2.如何看到细胞？需要用到什么材料和器具？
2.对实验结果做出预测——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
设计实验
进行实验观察并记录结果
分析结果得出结论
表达与交流
原生质层是否相当于一层半透膜？
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，水分进出植物细胞是通过渗透作用。
四、探究植物细胞的吸水和失水
科学探究的一般过程
进一步探究
实验思路：将植物细胞分别浸润在较高浓度的蔗糖溶液和清水中，用显微镜观察液泡大小、原生质层位置的变化。
预期结果：如果假设是正确的，当外界溶液的浓度高于细胞液的浓度时，细胞就会 ；当外界溶液的浓度低于细胞液的浓度时，细胞就会 。
失水
吸水
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
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
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
提出问题
作出假设
设计实验
进行实验观察并记录结果
分析结果得出结论
表达与交流
脱离细胞壁
科学探究的一般过程
进一步探究
中央液泡 原生质层 位置 细胞大小
蔗糖溶液
清水
逐渐变小
颜色加深
逐渐恢复
颜色变浅
恢复原位
基本不变
基本不变
提出问题
作出假设
设计实验
进行实验观察并记录结果
分析结果得出结论
表达与交流
四、探究植物细胞的吸水和失水
科学探究的一般过程
进一步探究
结论：
(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。
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
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
质壁分离
复原
提出问题
作出假设
设计实验
进行实验观察并记录结果
分析结果得出结论
表达与交流
四、探究植物细胞的吸水和失水
科学探究的一般过程
进一步探究
2.质壁分离的内因和外因：
3.观察质壁分离和复原，对材料的要求：
外因：外界溶液浓度 > 细胞液浓度
活细胞
细胞有大液泡和细胞壁
浓度差
内因：原生质层的伸缩性 > 细胞壁的伸缩性
1.质壁分离中的“质”和“壁”分别指什么？
“质”原生质层；“壁”细胞壁
提出问题
作出假设
设计实验
进行实验观察并记录结果
分析结果得出结论
表达与交流
四、探究植物细胞的吸水和失水
科学探究的一般过程
进一步探究
Q2:本实验所用的实验材料是什么？为什么？
Q1:植物细胞会由于过多吸水而涨破吗？
不会。（因为细胞壁具有保护和支持的作用）
Q3:可以选用洋葱鳞片叶内表皮细胞进行实验吗？
它是成熟植物细胞，能发生质壁分离。但大液泡是无色，不易观察
紫色洋葱鳞片叶外表皮。有大液泡，并且液泡有颜色，容易观察
提出问题
作出假设
设计实验
进行实验观察并记录结果
分析结果得出结论
表达与交流
四、探究植物细胞的吸水和失水
科学探究的一般过程
进一步探究
Q4:实验中共涉及三次显微镜观察，其中第一次观察的目的是什么？
观察洋葱鳞片叶外表皮细胞在清水中的正常状态，以此来判断滴加蔗糖溶液后细胞是否发生质壁分离，起到对照作用。
Q5:质壁分离后，细胞壁和原生质层之间的空隙充满的是什么？
0.3g/ml的蔗糖溶液处理
充满的是外界溶液
（蔗糖溶液）
提出问题
作出假设
设计实验
进行实验观察并记录结果
分析结果得出结论
表达与交流
四、探究植物细胞的吸水和失水
科学探究的一般过程
进一步探究
Q6:根尖分生区细胞会不会出现质壁分离？
Q7:本试验选用0.3g/mL的蔗糖溶液，若改用较高浓度的蔗糖溶液作为试剂，会发生质壁分离的现象吗？如若发生质壁分离，滴加清水后会发生质壁分离的复原吗？
不会，不是成熟的植物细胞，没有大液泡。
会发生质壁分离，但浓度过高会引起植物过度失水而死，将不能再发生质壁分离复原现象。
植物细胞会出现渗透失水或吸水的现象吗？
生活现象：
1、青菜萝卜放入清水中会变硬挺，放入盐水中会变萎焉。
2、对农作物施肥过多，会造成“烧苗”现象。
联系生活
Q1: 在萎靡的青菜上洒水，为什么可使其坚挺？
Q2：用糖腌制番茄时，为什么番茄会渗出水分？
Q3：农作物施肥过多时，为什么会造成烧苗？
在青菜上洒水，外界溶液浓度低于细胞液浓度，植物细胞吸水，宏观表现为植物坚挺。
用蜂蜜腌制番茄时，外界溶液浓度高于细胞液浓度，细胞失水，所以番茄会渗出水分。
农作物施肥过多时，外界土壤溶液浓度高于根毛细胞液浓度，细胞失水，导致农作物烧苗。
网络构建
课堂小结
1.下列关于紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞质壁分离实验的叙述，错误的是
A.细胞壁比原生质层的伸缩性小是发生质壁分离的结构基础
B.实验中选用的蔗糖溶液浓度不可过高或过低
C.用低倍显微镜观察质壁分离过程，可看到细胞的中央液泡逐渐变小、
颜色加深
D.发生质壁分离的外因是外界溶液中水分子相对含量比细胞液高
对点训练
√
2.在探究植物细胞质壁分离及复原实验中，某同学绘制的显微镜下紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞示意图如图。下列叙述错误的是
A.图中阴影部分不呈现紫色
B.a/b值可作为细胞失水程度的指标
C.实验初始浓度大小：外界溶液浓度大于细胞液浓度
D.图示时刻浓度大小：外界溶液浓度等于细胞液浓度
√
4.1 被动运输（二）　
自由扩散和协助扩散
定 义
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。
高浓度
低浓度
自由扩散
协助扩散
方 式
1
2
自由扩散
1
方式　
定义：
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。
举例：
气体，如：氧和二氧化碳。
脂溶性的有机小分子，如：甘油、乙醇、苯等。
水（小部分）
方向：高浓度→低浓度
细胞外
细胞内
协助扩散
2
方式　
定义：
借助膜上的转运蛋白进出细胞的物质扩散方式，也叫易化扩散。
举例：
离子的顺浓度梯度跨膜运输
一些小分子有机物的顺浓度梯度跨膜运输，如葡萄糖、氨基酸
载体蛋白
通道蛋白
高浓度
低浓度
转运蛋白
扩散
易化扩
散
协助扩散
2
方式　
转运蛋白的种类：
通道蛋白：只容许与自身通道的直径和形状相适配、大小和电荷相适宜的分子或离子通过。分子或离子不与通道蛋白结合。
协助扩散
2
方式　
载体蛋白：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。
转运蛋白的种类：
通道蛋白：只容许与自身通道的直径和形状相适配、大小和电荷相适宜的分子或离子通过。分子或离子不与通道蛋白结合。
影响因素
膜内外物质浓度梯度的大小。
协助扩散：还与转运蛋白的数量有关。
两种运输方式的比较
方式 自由扩散(简单扩散) 协助扩散(易化扩散)
示意图 运输方向 顺浓度梯度 转运蛋白 不需要 需要
两种运输方式的比较
能量 不消耗 不消耗
曲线模型
举例 ①气体：O2、CO2、NH3等 ②甘油、乙醇、苯等脂溶性的小分子有机物 ③少部分水 ①离子和一些小分子有机物，如葡萄糖进入红细胞
②大部分水
方式 自由扩散(简单扩散) 协助扩散(易化扩散)
网络构建

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