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(共39张PPT)
第4章 细胞的物质输入和输出
第1节 被动运输
（第1课时）
联系生活
情景材料一
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？
你吃比较咸的食物时，例如你吃腌制的咸菜，连续嗑带盐的瓜子等，你的口腔和唇的黏膜有什么感觉？为什么？
合作探究一：以上两个实例都与水进出细胞有关，那么水是如何进出细胞的呢？
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。
情景视频一
合作探究二：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？
情景视频一
渗透经典实验(视频)
合作探究三：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？
不会，纱布不是半透膜，蔗糖分子和水分子都能通过。
渗透作用条件一 ：半透膜
注意：半透膜 选择透过性膜
选择透过性膜具有生物活性，即使是小分子，只要不是细胞选择吸收的，也不能通过；选择透过性膜可以看成是一类功能完善的半透膜。
情景视频一
渗透经典实验(视频)
合作探究四：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？
单位时间进出半透膜水分子量相同，故漏斗管液面不变。
渗透作用条件二 ：浓度差
合作探究五：通过以上的学习，你能总结渗透的概念及特点吗？
1.渗透作用概念:
2.渗透作用发生条件:
①具有半透膜
②半透膜两侧溶液存在浓度差
3.渗透作用结果：
溶液浓度低
渗透压低
溶液浓度高
渗透压高
含水量高
含水量低
4.渗透作用中水的运输方向
半透膜
水（溶剂）
蔗糖（溶质）
水分子或其他溶剂分子透过半透膜的扩散
水分子可以通过半透膜进行双向扩散，直到水分子进出速率达到动态平衡
①从溶质的角度分析：
低浓度溶液→高浓度溶液
②从水分子自身的角度分析：
水含量高→水低含量低
渗透压：溶质微粒对水的吸引力
一
水进出细胞的原理
—渗透作用
半透膜
管内溶液
外界溶液
细胞质溶液
细胞膜
？
二
水进出动物细胞的原理
合作探究六：细胞是个开放的生命系统，如果将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？
①外界溶液溶质的浓度 < 细胞质浓度
②外界溶液溶质的浓度 > 细胞质浓度
③外界溶液溶质的浓度 = 细胞质浓度
失水皱缩
形态不变
吸水膨胀
动物细胞与外界溶液构成一个渗透系统
二
水进出动物细胞的原理
①半透膜：细胞膜
②浓度差：细胞质与外界溶液
二
水进出动物细胞的原理
合作探究七：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？
是（是“相当于”，不是“等同”）
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。
合作探究八：红细胞的细胞膜是否相当于一层半透膜？
合作探究九：当外界溶液的浓度低时，红细胞一定会由于吸水而涨破吗？
二
水进出动物细胞的原理
合作探究九：当外界溶液的浓度低时，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，有可能细胞内液下降后外界溶液的浓度达到平衡，此时，红细胞将不再吸水。
合作探究十：红细胞吸水或失水取决于什么条件？
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。
合作探究十一：想一想临床上输液为什么要用生理盐水？
因为生理盐水和细胞内液是等渗溶液，不会使血细胞吸水膨胀或失水皱缩，不会影响细胞的形态和功能。
如果将装置中的漏斗换成植物细胞将如何？和动物细胞一样也会吸水或失水吗？
三
水进出植物细胞的原理
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。
盐腌制过的黄瓜,皱皱巴巴，还出水。
生活现象：
三
水进出植物细胞的原理
合作探究十二：以下生活现象说明什么问题？
细胞壁（全透性）
细胞膜
细胞质
液泡膜
原生质层
伸缩性小
提示：水分进出植物细胞主要是指水经过原生质层进出液泡，这一点与动物细胞有所区别。
成熟的植物细胞模式图
外界溶液
三
水进出植物细胞的原理
当外界溶液＞细胞液，细胞失水（质壁分离：原生质层和细胞壁发生分离的现象）
当外界溶液＜细胞液，细胞吸水（质壁分离复原）
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（观察几次）：
（2）使用观察工具：
（3）应选择的材料：
（4）选择外界溶液：
三
水进出植物细胞的原理
合作探究十四：请自主阅读课本P64-65的内容，小组合作完成以下任务。
实验：探究植物细胞的吸水和失水
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
原生质层是否相当于半透膜？
原生质层相当于一层半透膜
三
水进出植物细胞的原理
将植物细胞（洋葱外表皮细胞）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。
预期结果
设计方案
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
三
水进出植物细胞的原理
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。
外界溶液浓度小于细胞液浓度
外界溶液浓度大于细胞液浓度
细胞失水（质壁分离）
细胞吸水（质壁复原）
洋葱鳞片叶外表皮细胞
② 吸水纸
① 0.3g/mL的蔗糖溶液
③ 清水
材料用具
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
三
水进出植物细胞的原理
选材要求：有大液泡并有颜色的成熟的植物细胞。
细胞具有紫色大液泡，便于观察。
质壁分离
黑藻叶片细胞
调低视野亮度
鳞片叶内表皮细胞
叶绿体的存在使原生质层呈现绿色
实验步骤
三
水进出植物细胞的原理
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
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
三
水进出植物细胞的原理
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
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
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
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。
三
水进出植物细胞的原理
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
0.3 g/mL
蔗糖
清水
实验组
对照组
实验组
对照组
第一次对照
第二次对照
本实验有无对照？
前后自身对照
三
水进出植物细胞的原理
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
思考：质壁分离后，在细胞壁和细胞膜之间充满的是浓度降低的外界溶液，因为细胞壁是全透性的，且有水分子通过原生质层渗透出来。
①成熟的植物细胞的原生质层相当
于一层_________
②原生质层比细胞壁的伸缩性_____
细胞液和外界溶液具有浓度差
质壁分离的内因
质壁分离的外因
半透膜
大
原生质层：细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质。（仅存在于成熟的植物细胞中，不包括细胞核和液泡中的细胞液）
原生质体：植物细胞中特指除去细胞壁后剩余部分。（包括细胞膜、细胞质和细胞核）。一个动物细胞 即 一团原生质体。
三
水进出植物细胞的原理
合作探究十五：质壁分离中“质”和”壁”分别指什么？
合作探究十六：原生质层和原生质体的区别？
质指原生质层，壁指细胞壁
补充：（1）对于植物来说发生质壁分离即失水达到平衡时，细胞液浓度 外界溶液浓度（但前提条件是细胞是活的）
（2）植物细胞质壁分离复原达到平衡时，细胞液浓度与外界溶液浓度有三种情况 ，细胞液浓度 外界溶液
（3）植物细胞质壁分离和复原实验中，用黑藻叶片进行实验时，叶绿体的颜色会干扰实验现象的观察，你认为正确吗？请说出依据不正确。黑藻叶片的叶肉细胞中液泡无色，叶绿体的存在使原生质层呈绿色，有利于实验现象的观察。
(4)活的、成熟的、具有中央大液泡的植物细胞能发生质壁分离，根尖分生区细胞、干种子靠 吸水，不是渗透作用吸水。
＝
＞或 ＜或 ＝
吸胀作用
1.判断成熟植物细胞的死活
2.测定细胞液浓度范围
待测成熟植物细胞
一定浓度
蔗糖溶液
镜检
发生质
壁分离
无质壁
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
三
质壁分离与复原实验的拓展应用
3.比较不同植物细胞的细胞液浓度
不同植物细胞
同一浓度蔗糖溶液
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
4.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）
溶质能透过半透膜（如KNO3 、尿素、乙二醇、 NaCl)
三
质壁分离与复原实验的拓展应用
　实战训练　
1.利用高浓度盐水（NaCl溶液）杀菌防腐的原理是（ ）
A.盐水中的Cl－有杀菌防腐的作用
B.盐水中的Na＋不利于细菌的生活
C.盐水是中性的，不适于细菌的生活
D.由于渗透作用使细菌细胞内的水分渗出而死亡
第1节 被动运输
（第2课时）
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
温故知新：动植物细胞的吸水和失水
合作探究一： 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物质所释放的能量，这种物质跨膜运输的方式称为什么呢？
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物质所释放的能量，这种物质跨膜运输的方式称为被动运输。
一
自由扩散和协助扩散
被动运输
自由扩散（简单扩散）
协助扩散（易化扩散）
(1)概念：
细胞外
细胞内
物质通过简单的扩散作用进出细胞。
(2)特点：
①顺浓度梯度运输
②不需要转运蛋白协助
③不需要消耗能量
(3)实例：
①气体、②水、
③脂溶性小分子（甘油、乙醇、苯）
二
自由扩散（简单扩散）
合作探究二：哪些因素会影响自由扩散？
(4)影响因素：
浓度差
扩散速度
转运蛋白
扩散速度
能量
扩散速度
浓度差
温度
合作探究三：水分子进出细胞的方式一定是自由扩散的吗？
二
自由扩散（简单扩散）
三
协助扩散（易化扩散）
协助扩散（易化扩散）过程（视频）
借助膜上的转运蛋白进出细胞的物质扩散。
三
协助扩散（易化扩散）
(1)概念：
(2)特点：
①顺浓度梯度运输
②需要转运蛋白协助
③不需要消耗能量
①红细胞吸收葡萄糖
②肾小管重吸收水
③神经细胞排K+、吸Na+
(3)例子：
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。
通道蛋白
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。
葡萄糖
三
协助扩散（易化扩散）
转运蛋白
K+、Na+离子、水分子
三
协助扩散（易化扩散）
项 目 载体蛋白 通道蛋白
转运特点
转运蛋白构象是否改变
是否与被转运分子结合
是否有特异性、饱和性
实例
只容许与自身“结合部位相适应”的分子或离子通过。
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。
载体蛋白构象改变
通道蛋白构象不改变
载体蛋白与被转运分子结合
通道蛋白与被转运分子不结合
具有特异性，饱和性
具有特异性，无饱和性
葡萄糖通过载体蛋白进入红细胞
肾小管重吸收水、神经细胞排出K+，吸收Na+（离子通道蛋白）
自由扩散演示按钮
协助扩散演示按钮
(4)影响因素：
浓度差
温度
三
协助扩散（易化扩散）
浓度差
扩散速度
能量
扩散速度
转运蛋白种类和数量
(5)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、H2O、尿素、甘油、乙醇
红细胞吸收葡萄糖、H2O、神经细胞排K+、吸Na+
高浓度
低浓度
高浓度
低浓度
三
协助扩散（易化扩散）
　课堂小结　

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