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第4章 细胞的物质输入和输出
第1节 被动运输
生活中我们会发现：
①你吃比较咸的食物时，例如你吃腌制的咸菜，连续嗑盐的瓜子等，你的口腔和唇的黏膜有什么感觉？为什么？
②糖拌西红柿放置一段时间后，会出现很多“汁”， “汁”中的水是哪来的？
问题探讨
水是如何进出细胞的？
渗透作用
01
一. 渗透作用
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，称为扩散作用。
（从相对含量多的地方向相对含量少的地方自由运动）
扩散速度与物质的浓度差成正比。
滴入墨水处和旁边的浓度差将会______。
减小
一. 水进出细胞的原理
扩散是由于分子热运动而产生的质量迁移现象，主要是由于密度差引起的。
分子热运动目前认为在绝对零度不会发生。扩散现象等大量事实表明，一切物质的分子都在不停地做无规则的运动。
半透膜
一. 水进出细胞的原理
渗透作用：水分子或其他溶剂分子通过半透膜，从相对含量多的地方向相对含量少的地方（低溶质浓度向高溶质浓度）的扩散。
半透膜：某些物质（一般是水分子物质）可以透过，而另一些物质不能透过的多孔性薄膜。
是一类可以让小分子物质通过，而大分子物质不能通过的一类薄膜的总称。
分为：生物膜和非生物膜。
半透膜
蔗糖分子
水分子
清水
玻璃纸(半透膜)
蔗糖溶液
S2
S1
单位时间内：
从烧杯扩散到漏斗中的水分子数 ＞ 从漏斗中扩散到烧杯的水分子数
水多
水少
讨论1漏斗管内的液面为什么会升高？
渗透作用：水分子（或其他溶剂分子）通过半透膜的扩散
讨论2 如果漏斗管足够长，管内的液面会无限升高吗？
S1
S2
S1
S2
不会，当管内的液面上升到一定高度之后，管中的水柱产生的压力将加快漏斗中水分向外扩散的速度（静水压），当_____________________________最终达到平衡，液面将不再上升。
漏斗内渗透压 = 液柱的压力,
渗透压：指溶液中溶质微粒对水的吸引力，渗透压高低取决于单位体积内的微粒数目，与微粒的大小与种类无关。
讨论3
达到平衡还有水分子移动吗？
此时仍然有水分子进出半透膜
水分子进出速率相等（动态平衡）
不相等，
S1
S2
渗透平衡后，液面高的一侧溶液浓度也高（溶液浓度高的一侧液面高）；
浓度差越大，液面高度差也越大。
S1
S2
此时，半透膜两侧溶液浓度相等吗？
S1>S2（渗透压=静水压）
讨论4：如果用一层纱布代替玻璃纸，漏斗内液面会升高吗？
不会，因为纱布空隙很大，水分子和蔗糖分子都能自由通过。
讨论5：如果烧杯中不是清水？而是同样浓度 的蔗糖溶液，漏斗内液面会升高吗？
30%蔗糖溶液
纱布
清水
30%蔗糖溶液
玻璃纸
30%蔗糖溶液
发生渗透作用的条件一：半透膜
条件二：半透膜两侧的溶液具有浓度差
半透膜两侧的浓度差是指溶质颗粒的物质的量浓度，不是质量浓度。
漏斗管内的液面不会升高
三、渗透作用
1.定义
：水分子或（其它溶剂分子）透过半透膜的扩散。
S1溶液
S2溶液
2.渗透作用的原理
①液面上升的原因：
单位时间内：
从清水进入蔗糖溶液的水分子数 ＞ 从蔗糖溶液中进入清水的水分子数
②液面不会一直上升的原因：
液面升高时，液体产生的静水压也会随之变大，当静水压增大到和渗透压相等时（静水压向下，渗透压向上），通过半透膜进出水分子数相等，因此液面不再升高
3.发生渗透现象的条件
①具有半透膜
②半透膜两侧存在浓度差（相对分子数目）
浓度差是指溶质颗粒的物质的量浓度，不是质量浓度。
例如：玻璃纸，肠系膜，蛋壳膜，鱼鳔，动物膀胱等
4.水分子渗透的方向
半透膜
含水量___
含水量___
___浓度溶液
___浓度溶液
低
高
高
低
渗透平衡时水分子进出速率相等
渗透平衡后，液面高的一侧溶液浓度也高（溶液浓度高的一侧液面高）；浓度差越大，液面高度差也越大。
水分子的移动是双向的，但总体渗透方向是顺相对含量的梯度移动（从溶液浓度看：低浓度溶液向高浓度溶液移动）
渗透压高
渗透压低
10%蔗糖
10%葡萄糖
a.若半透膜两侧分别为质量分数10%蔗糖、
10%葡萄糖溶液，会发生渗透作用吗？
b.当烧杯中溶液为清水时，△h是否一直增大？
当液面静止时，S1浓度是否等于S2浓度
思考：
指溶质颗粒的物质的量浓度(摩尔浓度)而非质量浓度，只比较单位体积内溶质颗粒数，与溶质颗粒的大小与种类无关。
会，因为10%蔗糖溶液摩尔浓度 小于
葡萄糖溶液摩尔浓度 ，蔗糖溶液中的
水多于葡萄糖溶液。
10
342
——
10
180
——
不会一直增大。
S1
> S2
否。
溶液浓度：
① 溶质不能通过半透膜
扩展
一段时间
葡萄糖和蔗糖分子不能通过半透膜
物质的量
物质的量
2mol/L
2mol/L
2mol/L
2mol/L
液面不变
假设：半透膜只允许水分子透过
液面
等高
10%
葡萄糖
10%
蔗糖
右侧液面先上升后下降，最终左侧液面高于右侧液面。
③葡萄糖能通过半透膜，蔗糖不能通过半透膜
蔗糖被水解为两分子单糖，导致左侧浓度升高，水分子由葡萄糖溶液→蔗糖溶液透过较多，则左侧液面升高，最终高于右侧。
若单糖能通过半透膜, 液面变化又如何呢？
② 溶质不能通过半透膜：加蔗糖酶，
NaCl溶液在水中呈现离子状态，导致左侧浓度升高，水分子由2mol/L的葡萄糖溶液→2mol/L的NaCl溶液，则左侧液面升高，最终高于右侧。
假设：半透膜只允许水分子透过
2mol/L
葡萄糖溶液
2mol/L
NaCl溶液
半透膜
液面
等高
假设：半透膜只允许水分子透过
①溶液体积
漏斗内溶液体积大，吸收水多，液面高度大。
②半透膜面积
漏斗内溶液体积和浓度相同
↓
最终液面高度相同
A漏斗的半透膜面积大，吸水快
1．某科研小组设计如图所示的渗透装置，其中蔗糖不能透过半透膜，漏斗内溶液（S1）和漏斗外溶液（S2）为两种不同浓度的蔗糖溶液，液面不动（渗透平衡）时液面差为Δh。下列说法正确的是 （ 　　）
【典题应用】
D
A．渗透平衡后S1和S2浓度的大小
关系为S1＝S2
B．渗透平衡后无水分子通过半透膜
C．漏斗中溶液液面上升速率逐渐加快
D．向漏斗内加适量清水Δh将变小
2．如图实验装置中，半透膜只允许水分子和单糖分子透过，向a侧加入质量分数为5%的蔗糖溶液，向b侧加入质量分数为5%的葡萄糖溶液，初始状态如图。则下列关于液面的变化及相关叙述正确的是（　　）
A．a先降后升，b先升后降
B．a先升后降，b先降后升
C．当液面最终停止变化时，
半透膜两侧溶液浓度相等
D．当液面最终停止变化时，
b侧浓度高于a侧
A
×
×
×
1、渗透作用是扩散的一种特殊形式　　
√
3、漏斗内液面升高的原因是水分子只能通过半透膜进入漏斗内　　
4、液面高度不再变化时，即达到渗透平衡状态，此时水分子不再进出半透膜　　
5、水分子进出达到平衡状态时，半透膜两侧的溶液浓度相同
2、具有浓度差的溶液之间一定会发生渗透作用
×
6、在渗透作用中，当半透膜两侧溶液浓度相等时，水分子不再通过半透膜
×
新课练习
7．下图表示某植物相邻的3个细胞，细胞液浓度依次为甲>乙>丙，正确表示它们之间水分子渗透方向的是(　　)
√
8．如图为渗透装置示意图，a、b分别为不同浓度的蔗糖溶液，据图判断，下列叙述错误的是(　　)
A．若c为一层纱布，则不会发生此现象
B．实验开始时，c两侧的溶液浓度大小是a>b
C．实验过程中漏斗管内的液面先上升后保持稳定
D．当漏斗管内的液面停止上升时，水分子进出漏斗达到动态平衡
√
解析　如果c为纱布，漏斗内的蔗糖会扩散到外界溶液中，浓度差无法维持，液面不会上升，A正确；看图可知：漏斗液面上升，故实验开始时，c两侧的溶液浓度大小是b>a，B错误；实验过程中漏斗管内的溶液浓度较大，水分子进入漏斗内的多于从漏斗出来的，液面先上升，达到一定高度，当上升的液柱产生的静水压＝水分子进入漏斗的渗透压时，液面不再上升，水分子进出漏斗达到动态平衡，C、D正确。
9.漏斗内溶液(S1)和漏斗外溶液(S2)为两种不同浓度的蔗糖溶液，漏斗内外起始液面一致，渗透平衡时的液面差为Δh。下列叙述错误的是
A.用纱布代替半透膜，蔗糖分子可自由通过
B.达到渗透平衡时，水分子不会透过半透膜
C.如果将S2的浓度适当降低，则渗透平衡时Δh会更大
D.实验开始时S1浓度大于S2，渗透平衡时S1浓度仍大于S2
√
解析　纱布是全透性的，代替半透膜后，蔗糖分子可自由通过，A正确；
达到渗透平衡时，水分子会透过半透膜，且进出半透膜的速率相同，B错误；
将S2的浓度适当降低，漏斗内外溶液的浓度差更大，则渗透平衡时Δh会更大，C正确；
实验开始时S1浓度大于S2，渗透平衡时由于有液面差Δh，所以S1浓度仍大于S2，D正确。
如果将装置中的漏斗换成动物细胞还会不会吸水？
水分子通过细胞膜进出细胞也是同样的原理吗？细胞会发生什么样的变化？
01
二. 水进出动物细胞
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
将哺乳动物的红细胞放入不同浓度的氯化钠溶液中，一段时间后，细胞的变化如下：
1. 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
①红细胞与外界溶液组成了一个渗透系统。
②红细胞的细胞膜相当于一层半透膜，水分通过渗透作用进出红细胞。
2. 水进出动物细胞的原理
红细胞内的血红蛋白等有机物能够透过细胞膜吗？这些有机物相当于教材P62“问题探讨”所示装置中的什么物质？
当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？
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。
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。
思考.讨论
3、红细胞的细胞膜是否相当于一层半透膜？
4、红细胞吸水和失水取决于什么条件？
5、想一想临床上输液为什么要用生理盐水？
①具有细胞膜，细胞必须保持活性，此时细胞膜才相当于半透膜。
②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。
是。且细胞膜具有生命活性。
生物膜是选择透过性膜，对物质的通过既具有半透膜的物理性质，还具有主动的选择性。如细胞膜
选择透过性膜一定是半透膜，半透膜不一定是选择透过性膜
半透膜：物质能否通过只与膜上孔径直径的大小有关。
多孔性薄膜，不具有选择性
注意：
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：
思考：以下生活现象说明什么问题？
水分进出植物细胞是通过渗透作用吗？
提出问题
02
三. 探究水进入植物细胞的原理
成熟植物细胞模式图
细胞膜
细胞质
液泡膜
细胞壁(全透性),伸缩性比较小
相当于半透膜？
细胞液与外界溶液之间存在浓度差
是否满足发生
渗透作用的条件
原生质层
细胞液
半透膜
两侧的溶液具有浓度差。
(1)成熟植物细胞的结构
植物细胞内的液体环境主要是指液泡里面的细胞液。
水进出细胞主要是指水经过原生质层进出液泡。
1. 水进出植物细胞的原理
任务二：探究植物细胞的吸水和失水
1.现象：将放置一段时间的马铃薯切成如图所示形状，凹槽内倒入一定量清水，一段时间后液面下降；再将适量蔗糖加入凹槽清水中，一段时间后液面上升，试解释上述现象。
　凹槽内注入清水后，由于马铃薯细胞液浓度大于清水，马铃薯细胞吸水，导致清水液面下降；当向清水中加入适量蔗糖后，蔗糖溶液的浓度大于细胞液浓度，细胞失水，一段时间后导致液面升高。
预期结果：由于原生质层相当于一层半透膜，因此在蔗糖溶液中，植物细胞的中央液泡会_____，细胞_________；在清水中植物细胞的液泡又会_______，细胞_________。
水是怎样进出植物细胞的呢？原生质层是不是相当于一层半透膜？
设计方案：将植物细胞浸润在 的蔗糖溶液中，观察其大小的变化；再将细胞浸润在 中，观察其大小的变化。
设计方案（材料 处理） 预期结果
缩小
失水皱缩
变大
吸水膨胀
较高浓度
清水
探究植物细胞的吸水与失水
表达交流
进一步探究
作出假设
设计实验
进行实验
提出问题
分析结果得出结论
水是以渗透作用的方式进出植物细胞的，原生质层相当于一层半透膜
提出问题
作出假设
设计实验
外表皮细胞
实验设计：
1.材料用具：
紫色洋葱鳞片叶、清水、
质量分数为0.3g/mL的蔗糖溶液、
刀片、镊子、滴管、盖玻片、吸水纸、显微镜等。
选择紫色洋葱鳞片叶外表皮，是因为其细胞液呈紫色，易观察液泡的大小变化
选用化学试剂的条件：
1.对细胞无毒害
2.浓度适当
2.实验步骤
制作洋葱鳞片叶外表皮临时装片
低倍镜下观察液泡大小和原生质层位置
滴蔗糖溶液
制片
观察
观察
一侧滴加0.3g/mL蔗糖溶液，另侧用吸水纸引流
低倍镜下观察 紫色的中央液泡大小
原生质层位置
低倍镜下观察液泡大小和原生质层位置
滴清水
观察
滴加清水，吸水纸引流
实验步骤
第二次观察
滴加蔗糖溶液后
①中央液泡逐渐______，紫色逐渐______
②原生质层与细胞壁逐渐______
分离
变小
变深
第三次观察
①中央液泡逐渐_____，紫色逐渐_____
②原生质层逐渐_____细胞壁
紧贴
变大
变浅
第一次观察
①有一个______的中央大液泡
②原生质层紧贴___________
紫色
细胞壁
再次滴加清水溶液后观察
实验步骤
3、实验结果
中央液泡大小及颜色 原生质层位置变化 细胞大小
蔗糖溶液
清水
逐渐恢复原来大小颜色变浅
基本不变
基本不变
第一次对照
滴加蔗糖溶液
滴加清水
第二次对照
质壁分离
质壁分离复原
逐渐变小颜色加深
原生质层与细胞壁逐渐分离
原生质层与细胞壁逐渐紧贴
实验结论
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。
细胞膜
细胞质
液泡膜
原生质层
外界溶液浓度＞细胞液浓度
外界溶液浓度＜细胞液浓度
外界溶液浓度＝细胞液浓度
细胞失水→发生质壁分离
细胞吸水→发生质壁分离复原
水分进出平衡，细胞保持原态。
探究植物细胞的吸水与失水
1、实验材料：
紫色的洋葱鳞片叶外表皮细胞
质壁分离明显的黑藻细胞
活细胞成熟的植物细胞
①不可用死细胞，保证细胞膜具有选择透过性
②有大液泡，最好选液泡有颜色或者含叶绿体，现象明显
黑藻细胞
2、实验原理
原理
内因
外因
①成熟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____
细胞液与外界溶液之间存在________
半透膜
大
浓度差
拓展：没有中央液泡植物细胞（干种子、根尖分生区）主要的吸水方式：吸胀吸水（靠亲水性物质吸水）
二、质壁分离及复原现象的拓展应用
3、洋葱鳞片叶内表皮细胞是成熟的植物细胞，含有大液泡，能发生质壁分离及复原，但液泡无色，直接观察现象不明显。
滴加有颜色的外界溶液
洋葱鳞片叶内表皮细胞
细胞正在失水吗？
4、质壁分离后，细胞壁和原生质层之间的空隙充满的是什么？
充满的是外界溶液（蔗糖溶液）
不能，也可能正在发生质壁分离的复原
【例】1、将新鲜的苔藓植物叶片放入加有少量红墨水的浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液中，在显微镜下观察，看到苔藓细胞的状态如右图所示。此时部位①和②的颜色分别是（ ）
A．①无色、②绿色
B．①红色、②绿色
C．①红色、②无色
D．①红色、②红色
B
2、下列细胞中能发生质壁分离的是 。
A．大蒜根尖分生区细胞 B．人的口腔上皮细胞
C．菠菜叶肉细胞 D．蛙的红细胞
E．洋葱鳞片叶外表皮细胞 F．洋葱鳞片叶内表皮细胞
C E F
【核心归纳】能发生质壁分离的细胞？
具有中央大液泡的活的成熟植物细胞可发生质壁分离及复原现象。
死细胞、动物细胞及未成熟的植物细胞（如根尖分生区细胞）不发生质壁分离及复原现象。
3、若该细胞代表紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞，则有色区域在 （用图中数字表示）；
若是黑藻叶肉细胞，则有色区域在 （用图中数字表示）；
若是洋葱鳞片叶内表皮细胞做实验材料，为使实验结果方便观察，外界溶液中滴加了胭脂红染色剂，则有色区域在 （用图中数字表示）。
分离的间隙
原生质层
由2、4、5三部分组成
细胞液
7
5
6
充满外界溶液（如：蔗糖溶液）
5、如果滴加的是0.5 g/ml的蔗糖溶液，会发生质壁分离的现象吗？
会。
但蔗糖溶液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。
6、那植物细胞会出现像动物细胞的吸水涨破吗？
质壁分离过程中，细胞液的浓度增大，植物细胞吸水能力增强；质壁分离复原过程中，细胞液的浓度变小，植物细胞吸水能力减弱。
细胞壁的限制
7、用物质的量浓度为2 mol·L－1的乙二醇溶液和2 mol·L－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（即植物细胞中细胞壁以内的部分）体积变化情况如图所示。请回答：
2 min后，不同于处于2 mol·L－1的蔗糖溶液中的细胞，处于2 mol·L－1的乙二醇溶液中的细胞发生了 现象，发生该现象的原因是？
当质壁分离复原后，此时细胞液的浓度 外界溶液浓度。
质壁分离自动复原
乙二醇分子被吸收进入细胞内，引起细胞液的浓度逐渐增大，直至大于外界溶液浓度，细胞就会渗透吸水，发生质壁分离自动复原。
尿素、甘油、KNO3等溶液
大于或等于
将成熟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如图，分析如下：
B曲线？
A曲线？
C曲线？
蒸馏水
0.3 mol/L的蔗糖溶液
0.5 mol/L的尿素溶液
从溶液角度分析
①在一定浓度的溶液（溶质不能透过细胞膜）中只发生质壁分离现象，不能发生自动复原现象（只有用清水或低渗溶液处理，方可复原）。
②在一定浓度的溶液（溶质可透过细胞膜）中发生质壁分离后可自动复原，如甘油、尿素、乙二醇、KNO3溶液等。
③在高浓度溶液中质壁分离现象明显，但溶液浓度过高时不能发生质壁分离复原，因为溶液浓度过高，细胞会因过度失水而死亡。
④盐酸、酒精、醋酸等溶液能杀死细胞，不适于做质壁分离实验的溶液。
8.判断细胞的活性
9.测定细胞液浓度的范围
待测成熟植物细胞
镜检
不发生
质壁分离
活细胞
死细胞
一定浓度蔗糖溶液
发生
质壁分离
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刚发生质壁分离的两种外界溶液的浓度之间
10.比较不同植物细胞的细胞液浓度
11.比较几种未知浓度溶液的浓度大小
不同
植物细胞
同一浓度蔗糖溶液
镜检
判断细胞液浓度的大小
(时间越短，细胞液浓度越小)
同一植物的
相同成熟细胞
几种未知浓度的溶液
镜检
比较刚发生质壁分离时所需时间的长短、程度
比较质壁分离所需时间的长短、程度
发生质壁分离所需时间越短，程度越大未知溶液的浓度越大，反之则未知溶液的浓度越小
12.鉴别不同种类的溶液(如KNO3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
溶质不能透过原生质层（如蔗糖溶液）
溶质能透过原生质层被吸收（如KNO3溶液）
盐酸、酒精、醋酸等溶液能杀死细胞，不适于做质壁分离实验的溶液。
质壁分离实验要选择对细胞无毒害作用，浓度适中的外界溶液；
在高浓度溶液中质壁分离现象明显，但溶液浓度过高时不能发生质壁分离复原，因为溶液浓度过高，细胞会因过度失水而死亡。
1.在实验操作中，共涉及三次显微镜观察，第一次用低倍镜观察，第二、三次用高倍镜观察(　　)
2.当质壁分离复原后，细胞液的浓度等于外界溶液浓度(　　)
3.质壁分离过程中，洋葱鳞片叶外表皮细胞的紫色区域逐渐变小(　　)
4.滴加盐酸可以观察到质壁分离自动复原实验(　　)
×
×
√
细胞壁具有保护和支持的作用
×
新课练习
5.将甲乙两种不同植物的成熟活细胞置于0.3mol/l的蔗糖溶液中，用显微镜观察其形态，如图所示( )
A.甲细胞液浓度较高不适应盐碱地栽培
B.甲细胞液浓度较高更适应盐碱地栽培
C.乙细胞液浓度较高更适应盐碱地栽培
D.乙细胞液浓度较高不适应盐碱地栽培
甲
乙
6．如图1为光学显微镜下观察到的某植物细胞质壁分离的实验结果图，图2为质壁分离及其复原实验流程图。下列说法正确的是（多选）（　　）
AD
A．图1细胞若继续发生质壁分离，则该细胞的吸水能力增强
B．图1所示结果只能在图2中C处观察到
C．增大蔗糖溶液的浓度会使第二次观察（D）和第三次观察（F）实验效果更明显
D．该实验用显微镜主要观察原生质层的位置、液泡的颜色和大小等
A．在蔗糖溶液中，植物细胞体积
明显逐渐减小
B．在d点时，蔗糖溶液中仍有水分子
进出植物细胞
C．在0～240 s内，乙二醇没有通过
细胞膜进入细胞内
D．在c点与a点代表体积相等时，推测植物细胞液浓度相同
7．（2023·江苏无锡高一检测）用物质的量浓度为2 mol·L－1的乙二醇溶液和同物质的量浓度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剩余的部分）体积变化情况，如图所示。下列相关叙述正确的是（　　）
B
03
四. 自由扩散和协助扩散
扩散
不需要
化学反应
自由扩散和协助扩散
物质通过简单扩散作用进出细胞。
特点：
①顺浓度梯度运输
②不需要载体
③不需要消耗能量
如：氧气、二氧化碳、甘油、乙醇、苯等。
实例：
自由扩散：
甘油、乙醇等分子为什么能以自由扩散的方式进出细胞？
甘油、乙醇等都是脂溶性物质，与磷脂分子有较强的亲和力，容易通过磷脂双分子层进出细胞。
浓度差
温度变化
运输速率
浓度差
膜两侧的分子浓度差越大，
扩散速率越快
影响自由扩散速率的因素有哪些？
温度
生物膜的流动性
影响
影响
物质运输速率
定义：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。
（2）协助扩散(易化扩散)
注意：大多数动物细胞吸收葡萄糖为协助扩散。
肾小管细胞、小肠上皮细胞吸收葡萄糖为主动运输。
实例：
①离子和一些小分子有机物如葡萄糖（进入红细胞）、氨基酸等。
②大部分水
水分子
通道蛋白
③特点：
顺浓度梯度运输
需要转运蛋白协助
不需要消耗能量
转运蛋白
数量限制
限制因素：
拐点之前看横轴，拐点之后看其他
转运蛋白的数量
温度
④影响协助扩散速率的因素有哪些？
膜两侧的浓度差
（2）协助扩散(易化扩散)
⑤转运蛋白类型
载体蛋白
通道蛋白
载体蛋白 通道蛋白
转运特点 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
自身构象 改变 改变不明显
是否与转运的分子结合 结合 不结合
是否有特异性 具有（更强） 具有
实例 葡萄糖通过载体蛋白进入红细胞 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
⑥转运蛋白的分类
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
水、气体（O2 、CO2、N2）、 脂溶性小分子（甘油、乙醇、苯）、脂质分子（胆固醇、性激素等）
水分子进出细胞(水通道蛋白）
离子进出细胞(离子通道蛋白）葡萄糖进入红细胞(载体蛋白)
高浓度
低浓度
高浓度
低浓度
比较自由扩散和协助扩散的异同
新课小结
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
1.同种物质在不同情况下的运输方式可能不同(　　)
2.载体蛋白和通道蛋白在转运分子和离子时，其作用机理是一样的(　　)
3.温度变化会影响分子通过细胞膜的速率(　　)
√
×
√
新课练习
4.(2022·广东中山一中高一期中)协助扩散需要细胞膜上载体蛋白或通道蛋白的协助。如图甲、乙分别表示载体介导和通道介导的两种协助扩散方式，其中通道介导的扩散速率比载体介导的快得多。下列有关叙述正确的是
A.该过程的运输速率与膜两侧浓
度差完全呈正相关
B.载体蛋白和通道蛋白均具有一
定的特异性
C.甲、乙两种方式均存在溶质分子与相应蛋白质的结合过程
D.该过程需要消耗能量
√
5.如图表示物质进入细胞膜的两种方式，从图解可以看出(　　)
A．甲、乙两种物质都能够自由出入细胞膜
B．细胞对甲、乙两种物质都能够主动吸收
C．甲、乙两种物质都能从高浓度向低浓度运输
D．甲、乙两种物质都是细胞代谢所必需的物质
√
解析　细胞膜具有选择透过性，甲、乙两种物质不能够自由出入细胞，A错误；甲、乙两种物质都能从高浓度向低浓度运输，属于被动运输，不是细胞主动吸收，B错误，C正确；甲物质以自由扩散的方式进入细胞，乙物质以协助扩散的方式进入细胞，不能说明两种物质是细胞代谢必需的物质，D错误。
6.下列物质中，通过自由扩散进入组织细胞的是(　　)
A．K＋和Na＋ B．氨基酸和葡萄糖 C．O2和甘油 D．苯和蛋白质
√
7.下列关于通道蛋白的说法，错误的是
A.一种离子通道一般只允许一种离子通过
B.水通道蛋白是覆盖在细胞膜表面的蛋白质
C.细胞膜上的Na＋通道蛋白与水通道蛋白在空间结构上有差异
D.物质通过通道蛋白的运输属于被动运输，不消耗能量
解析　水通道蛋白是一类贯穿于细胞膜磷脂双分子层的蛋白质，B错误。
√
本节结束

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