资源简介

(共41张PPT)
4.1 被动运输
问题探讨
一段时间后
蔗糖分子
水分子
玻璃纸
讨论
1、漏斗管内的液面为什么会升高？
2、如果漏斗管足够长，管内的液面会无限升高吗？为什么？
多
少
蔗糖溶液
玻璃纸（半透膜）
清水
半透膜
蔗糖分子
水分子
渗透作用中水分子的运动方向：
Q1.漏斗内的液面为什么会升高？
相对含量高 相对含量低
溶液浓度
水的含量
低浓度溶液 高浓度溶液
水分子顺相对含量的梯度扩散
渗透作用：水分子（或其它溶剂分子）通过半透膜的扩散。
扩散作用
渗透作用是扩散作用的一种特殊形式。
图1 扩 散
图2 渗 透
半透膜
扩散：分子从高浓度一侧向低浓度一侧运动的现象。
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
初始液面
清水
最终液面
2.如果漏斗管足够长，管内的液面会无限升高吗？
当漏斗内液面升到一定高度时，漏斗内的液面会对半透膜产生一定强度的静水压，这一强度的静水压使得单位时间内，透过半透膜渗入漏斗水分子的数量与渗出漏斗水分子的数量相等。
问题探讨
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
一.渗透作用的原理：
0.6g/mL蔗糖溶液
玻璃纸
0.6g/mL蔗糖溶液
0.6g/mL蔗糖溶液
纱布
清水
0.6g/mL蔗糖溶液
玻璃纸
清水
思考： B和C的液面会升高吗？
细胞是个开放的生命系统
水进出细胞的原理
水分子通过细胞膜进出细胞，是否也是通过渗透作用？
二、动物细胞的吸水与失水
一个动物细胞能否构成一个渗透系统？
30%蔗糖溶液
半透膜
清水
水进出细胞的原理
2. 水进出哺乳动物红细胞的原理
外界溶液
半透膜
蔗糖溶液
相当于
相当于
(1)红细胞的细胞膜相当于
一层半透膜；
(2)水分通过渗透作用进出
红细胞。
细胞膜
细胞质基质
血浆浓度与生理盐水浓度基本一致，为0.9%
清水
10%NaCl溶液
0.9%NaCl溶液
①外界溶液溶质的浓度 < 细胞质浓度，细胞吸水膨胀
现象:
②外界溶液溶质的浓度 > 细胞质浓度，细胞失水皱缩
③外界溶液溶质的浓度 = 细胞质浓度，细胞形态不变
动物细胞的吸水和失水
一、水进出细胞的原理
0.9%NaCl溶液
清水泡过的青菜
盐腌制过的黄瓜
生活中我们会观察到：
盐腌制过的黄瓜皱皱巴巴，还会出很多水；
而用清水泡过的青菜却很硬挺，
这是为什么呢？
问题探讨
水又是怎样进出植物细胞呢？
这些现象都说明，植物细胞也像动物细胞一样，会发生吸水或者失水现象，吸水和失水同样和外界浓度有关
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
选择透过性透膜
液泡
外界溶液
浓度差
成熟植物细胞结构示意图
细胞膜
细胞液
细胞质
液泡膜
细胞壁
(全透性)
原生质层
半透膜
液泡
2.植物细胞的吸水和失水
是否满足发生渗透作用的条件：①具有半透膜②半透膜两侧的溶液具有浓度差
水分进出植物细胞经过细胞壁、_________（细胞膜、细胞质、液泡膜）进出细胞，主要是指水经过 _________ 进出液泡。
原生质层
原生质层
请阅读课本P64-65的内容，完成以下任务:
1.尝试作出假设并说出作出假设的依据
2.设计实验验证假设是否正确（说出设计思路和预测结果）
3.方法步骤，思考以下问题
（1）要观察的现象：
（2）使用观察工具：
（3）应选择的材料：
（4）选择外界溶液：
探究·实践
提出问题
作出假设
实施实验
设计实验
分析结果
表达与交流
水分进出植物细胞是通过渗透作用吗？原生质层是一层半透膜吗？
原生质层包括____________________________________________。
细胞膜、液泡膜，以及两膜之间的细胞质
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
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半透膜？
原生质层相当于一层半透膜
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
将植物细胞（洋葱麟叶外表皮细胞）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。
原生质层相当于一层半透膜，水分子可以自由通过，而蔗糖分子不能通过。
预期结果
设计方案
细胞________,发生____________
外界溶液浓度______细胞液浓度
外界溶液浓度大于细胞液浓度
小于
失水
质壁分离
细胞________,发生____________
吸水
质壁分离复原
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
（1） 紫色洋葱鳞片叶内表皮，液泡无色，直接观察现象不明显
（2）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
注意事项
植物细胞的质壁分离与复原实验
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
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，重复几次
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。
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，重复几次
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，重复几次
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。
外界溶液浓度 < 细胞液的浓度，细胞 而出现 ;
外界溶液浓度 > 细胞液的浓度，细胞 而出现 ;
失水
吸水
液泡大小 原生质层的位置 细胞大小
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
原生质层细胞壁与分离
基本不变
基本不变
①在清水中：
细胞的正常形态
③在清水中：
质壁分离复原
②高浓度蔗糖溶液中:
质壁分离
实验结果
①是对照组②是实验组
②是对照组③是实验组
自身对照
自身对照
质壁分离
质壁分离复原
解释
（8）实验结论: .
原生质层相当于一层半透膜
原生质层与细胞壁发生分离,叫做质壁分离，原生质层和细胞壁之间充满了 ______________。
蔗糖溶液
质壁分离
2.所有质壁分离的细胞都可以复原吗？
1.质壁分离的细胞中“质”和“壁”
分别指什么？
严重失水或失水时间过长会导致细胞死亡，
无法质壁分离复原。
质指原生质层，壁指细胞壁
植物细胞质壁分离与复原条件
①活的成熟的植物细胞的原生质层相当于一层半透膜
②原生质层的伸缩性＞细胞壁的伸缩性
③外界溶液浓度与细胞液存在浓度差
内因:
外因:
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
分析结果
死细胞的细胞膜为全透性
死细胞不发生质壁分离
1.注意：动物细胞，植物根分生区细胞、形成层细胞、种子细胞、细菌不能观察到质壁分离现象。
2分离不能复原原因：细胞失水过多，原生质层的结构受到破坏。
3细胞内的液体环境主要指的是液泡里的细胞液。
动物细胞
植物细胞
条件
原理
现象
①___________相当于半透性膜
②______________________具有浓度差
①___________（由细胞膜、液泡膜和两层之间的细胞质组成）相当于半透膜
②_________________具有浓度差
渗透作用
渗透作用
当外界溶液浓度______细胞质浓度，细胞吸水膨胀
当外界溶液浓度______细胞质浓度，细胞失水皱缩
当外界溶液浓度_____
细胞质浓度，细胞维持正常形态
当外界溶液浓度______细胞液浓度，细胞发生质壁分离现象
当外界溶液浓度______细胞液浓度，细胞吸水膨胀，由于存在细胞壁，细胞不会涨破
当外界溶液浓度______细胞液浓度，细胞维持正常形态
细胞膜
细胞质与外界溶液
小于
小于
大于
大于
等于
等于
原生质层
细胞液与外界溶液
动植物细胞的吸水和失水
水进出细胞的原理
与生活的联系
把白菜剁碎做馅时，常常要放一些盐。放盐后稍等一会儿就可见到水分渗出。
对农作物施肥过多，会造成“烧苗”现象。
将有些萎蔫的菜叶浸泡在清水中，不久，菜叶就会变的硬挺。
实验：探究植物细胞的吸水和失水
被动运输的概念：像水分子这样，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的物质跨膜运输方式。
被动运输的类型：分为自由扩散和协助扩散两类
运输动力：
浓度差
被动运输
自由扩散和协助扩散
细胞外
细胞内
水分子
细胞膜
物质通过简单的______________进出细胞，叫做自由扩散，也叫简单扩散。
1.自由扩散（简单扩散）：
扩散作用
细胞外
细胞内
水分子
细胞膜
2.气体分子：O2、CO2等
3.脂溶性小分子：乙醇、甘油、苯
二、自由扩散和协助扩散
1.自由扩散：物质通过简单的扩散作用进出细胞的方式，也叫简单扩散。
相对含量低
相对含量高
特点：
1.顺浓度梯度运输
2.不需要转运蛋白协助
3.不消耗能量
实例：
1.水分子
细胞外
细胞内
细胞膜
借助膜上的____________进出细胞的物质扩散方式叫做协助扩散，也叫易化扩散。
2.协助扩散（易化扩散）：
转运蛋白
2.协助扩散：物质借助膜上的转运蛋白进出细胞的扩散方式，也叫易化扩散。
细胞外
细胞内
细胞膜
载体蛋白
（1）运输方向：
高浓度
低浓度（顺浓度梯度）
（3）实例：
红细胞吸收葡萄糖
（2）特点：
需膜上转运蛋白的协助，不需要能量
（4）影响因素：
浓度差和转运蛋白数量
转运蛋白
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。（主动运输和协助扩散）
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离子通过。分子或离子通过通道蛋白时，不需要与通道蛋白结合。（协助扩散）
转运蛋白
定义：镶嵌在膜上的一些特殊的蛋白质，能够协助离子和一些小分子有机物顺浓度梯度跨膜运输，这些蛋白质称为转运蛋白。
*研究表明，水分子更多的是借助细胞膜上的水通道蛋白以协助扩散方式进出细胞的。
转运蛋白
通道蛋白
载体蛋白
通道蛋白
载体蛋白
——需要与被运输的物质结合， 运输过程伴随着载体构象的变化、如葡萄糖通过载体蛋白进入红细胞
——被运输的物质不需要与通道蛋白结合，如水分子通过水通道蛋白进出细胞、K+通过钾离子通道蛋白进出细胞。
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
H2O、O2、CO2、甘油、乙醇、苯、尿素
葡萄糖通过红细胞膜
氨基酸、离子、水
高浓度
低浓度
高浓度
低浓度
两种被动运输方式的比较
你认为影响运输的因素是什么？
【思考讨论】
浓度差
扩散速度
影响因素:
细胞内外浓度差
扩散速率
O2浓度 / 氧分压
自由扩散
转运蛋白
影响因素:
细胞内外浓度差和转运蛋白的种类和数量
专一性
饱和性
扩散速率 (V)
细胞外浓度
O
P
Q
P点后运输速率受______________制约
载体蛋白数量
扩散速率
O2浓度/氧分压
O
协助扩散
五、总结归纳
细胞的物质输入和输出
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：顺浓度梯度，不需要转运蛋白，不需要能量
植物细胞
1、半透膜。
2、浓度差。
外界溶液浓度＜细胞液浓度 细胞吸水
外界溶液浓度＜细胞液浓度 细胞失水
外界溶液浓度=细胞液浓度 细胞形态不变
外界溶液浓度＜细胞液浓度 质壁分离
外界溶液浓度>细胞液浓度 质壁分离复原
质壁分离超过一定限度不能复原。
例子：气体分子；甘油、乙醇、苯等脂溶性物质
协助扩散
特点：顺浓度梯度，需要转运蛋白，不需要能量
例子：红细胞吸收葡萄糖
转运蛋白：载体蛋白和通道蛋白

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