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温故而知新
在第3章的学习中，我们知道细胞膜作为系统的边界。作为边界，细胞膜具有哪些作用？
将细胞与外界分隔开；
控制物质进出细胞；
进行细胞间的信息交流。
第1节 被动运输
掌控着道道闸门，驱动着各式舟车。
输入输出中忙碌，被动主动间选择。
生物大分子铸就，神奇的生命之膜。
第四章 细胞的物质输入和输出
扩散现象
是指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。
半透膜：
一类小分子物质可以通过,而大分子物质不能通过的多孔性薄膜。
物质能否通过半透膜与半透膜的孔径大小有关
玻璃纸、肠系膜、蛋壳膜、鱼鳔等
阅读教材P62问题探讨，并思考下列问题
问题探讨
1、漏斗管内的液面为什么会升高？
多
少
由于蔗糖溶液中水的相对含量（单位体积中的水分子数）比烧杯中的水的含量低，因此，单位时间内从烧杯扩散到漏斗中的水分子数多于从漏斗扩散到烧杯中的水分子数，导致漏斗中水量增加，液面上升。
2、如果用一层纱布代替玻璃纸，漏斗管内的液面还会升高吗？
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？
不会。因为纱布不是半透膜，孔隙很大，可溶于水的物质都能够自由通过，包括水分子和蔗糖分子都能通过。
单位时间透过玻璃纸进出水分子量相同，故漏斗管液面不变
条件一 ：半透膜
条件二：半透膜两侧有溶液浓度差
1、概念：水分子（或其它溶剂分子）通过半透膜 的扩散
3. 水的运输方向:
水的相对含量高－－
低浓度溶液
水的相对含量低－－
高浓度溶液
半透膜
水（溶剂）
水分子是顺浓度梯度跨膜运输
一、渗透作用
2、发生的条件：
半透膜
半透膜两侧的溶液具有浓度差。
4、如果烧杯中的是蔗糖溶液，漏斗管内是清水，结果会怎样？
漏斗管内的液面会下降
烧杯内蔗糖浓度>漏斗管内蔗糖浓度：
烧杯内蔗糖浓度<漏斗管内蔗糖浓度：
烧杯内蔗糖浓度=漏斗管内蔗糖浓度：
5、如果烧杯和漏斗管内都是蔗糖溶液，结果会怎样？
漏斗管液面下降
漏斗管液面上升
漏斗管液面不变
思考与讨论
6、如果漏斗管无限长，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，管中的水柱产生的压力将加快漏斗中水分向外扩散的速度，最终达到平衡，液面将不再上升。
不会, 漏斗内溶液浓度仍然高；
因漏斗中水柱的压力，在半透膜两侧仍然存在浓度差。
7、如果漏斗管内的液面不再升高，半透膜两侧溶液的浓度大小一样吗？为什么？
学以致用
一个动物细胞能否构成一个渗透系统？
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
1、红细胞内的血红蛋白等有机物能透过细胞膜吗？这些有机物相当于“问题探讨”所示装置中的什么物质？
2、红细胞的细胞膜是不是相当于“问题探讨”中所说的半透膜？
不能。蔗糖分子。
是。细胞膜是选择透过性膜，选择透过性膜相当于半透膜，但半透膜不是选择透过性膜。
3、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，浓度差很大时会涨破，浓度差较小时不会涨破。
问题探讨
学以致用
一个动物细胞能否构成一个渗透系统？
动物细胞与外界溶液构成一个渗透系统，水通过渗透作用进入动物细胞。
总结
①半透膜：
②浓度差：
细胞膜，具有选择透过性
细胞膜内外溶液存在浓度差
13
1. 如右图所示，在U形管中部C处装有半透膜，在a侧加入细胞色素(一种蛋白质)分子的水溶液(红色)，b侧加入蒸馏水，并使a、b两侧液面高度一致，经一段时间后，实验结果将是(　　)。
D
A. a b侧液面一致，b侧无色
B. a b侧液面一致，b侧红色
C. a侧液面低于b侧，b侧红色
D. a侧液面高于b侧，b侧无色
习题巩固
2.下图表示渗透作用装置,一段时间后液面上升的高度为h,其中半透膜为膀胱膜,装置中溶液A、a起始浓度分别用MA、Ma表示;如果A、a均为蔗糖溶液,且开始时Ma>MA,则达到平衡后MA与Ma的关系是(　　)
A. MA>Ma　　
B. MAC. MA=Ma
D. 不确定
B
习题巩固
细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质称为原生质层。
原生质层
植物细胞是通过渗透作用吸水和失水吗？
思 考
成熟的植物细胞由于中央液泡占据了细胞的大部分空间，将细胞质挤成一薄层，所以细胞内的液体环境主要指的是液泡里面的细胞液。
细胞液
探究实践
探究植物细胞的吸水和失水
1、水分进出植物细胞是通过渗透作用吗？
2、植物细胞在什么情况下会失水？
3、原生质层是否相当于一层半透膜？
YOUR SLOGAN HERE
探究植物细胞的吸水和失水
水分子可以自由地通过细胞壁
水进出植物细胞主要是指水经过原生质层
已知条件
如果假设正确
当外界溶液的浓度高于细胞液的浓度时，细胞就会失水皱缩
当外界溶液的浓度低于细胞液的浓度时，细胞就会吸水膨胀
设计实验思路
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一层半透膜？
提出问题
水分进出细胞是通过渗透作用，原生质层相当于一层半透膜
作出假设
实验结果及结论
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。
实验结论
细胞液浓度 ＜ 外界溶液浓度 ， 细胞失水 ， 逐渐发生质壁分离
细胞液浓度 ＞ 外界溶液浓度 ， 细胞吸水 ， 植物细胞逐渐发生质壁分离复原
4.1课前背诵
1.渗透作用发生的条件？水分子进出半透膜的方向
2.动物细胞的什么结构相当于一层半透膜？动物细胞在什么情况下失水和吸水？
3.探究实验的一般步骤？探究植物细胞的吸水和失水用的什么材料？
质壁分离
C
ED
C
D
01
发生质壁分离的条件
①细胞是活的（死细胞的细胞膜具有全透性），具有细胞壁
②细胞有中央大液泡（成熟植物细胞）
③细胞外溶液的浓度高于细胞液浓度（细胞失水）
细胞发生质壁分离后，细胞壁与细胞膜之间的空隙充满的是外界溶液。
质壁分离
C
ED
C
D
02
发生质壁分离的原因
外因：
原生质层相当于半透膜，具有选择透过性
细胞壁伸缩性小于原生质层伸缩性
外界溶液浓度大于细胞液浓度
内因：
宏观上：植物由坚挺→萎蔫
微观上：质壁分离
表现
液泡：
细胞液颜色：
原生质层与细胞壁分离
大→小
浅→深
质壁分离复原
C
ED
C
D
质壁分离复原过程中，外界溶液溶质的浓度小于细胞液溶质浓度，随着质壁分离复原的进行，植物细胞吸水能力逐渐减弱，失水能力逐渐增强。
对于植物细胞而言，由于细胞壁的存在，细胞不可能无限吸水，当细胞因吸水体积增大到细胞壁所能膨大的最大限度时，细胞将不再吸水。
质壁分离与复原实验的拓展
判断成熟植物细胞的死活
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
1
2
被动运输
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。
被动运输又分为自由扩散和协助扩散。
（1）特点：
①不消耗能量；
②顺浓度梯度运输。
（2）运输动力：来自细胞内外物质的浓度差。
细胞外
细胞内
水分子
细胞膜
自由扩散：
物质通过简单的扩散作用进出细胞，叫做自由扩散，也叫简单扩散。
二、自由扩散和协助扩散
（1）运输方向：
高浓度
低浓度 顺浓度梯度
不需要载体，不需要（细胞内化学反应所释放的）能量
（3）实例：
水分子；气体分子；甘油、乙醇、苯等脂溶性有机小分子
（2）特点：
（4）影响自由扩散的因素：
浓度差
扩散速度
自由扩散
浓度差
细胞外
细胞内
细胞膜
协助扩散：
借助膜上的转运蛋白进出细胞的物质扩散方式叫做协助扩散，
也叫易化扩散。
二、自由扩散和协助扩散
（1）运输方向：
高浓度
低浓度
（3）实例：
水分子、离子、一些小分子有机物如葡萄糖、氨基酸等
（2）特点：
需膜上转运蛋白的协助，不需要能量
（4）影响协助扩散的因素：
浓度差和转运蛋白数量
P点后速率受载体蛋白数量限制
协助扩散
转运蛋白：
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。
转运蛋白分为载体蛋白和通道蛋白两种类型。
转运蛋白
载体蛋白：需与运输分子结合，引起载体蛋白空间结构改变。
通道蛋白：是在膜上形成跨膜的亲水通道，使离子或水从中通过，不需要与运输分子结合。
转运蛋白
本节小结
32
一、渗透作用的原理
条件：浓度差、半透膜
二、水进出细胞的原理
1. 水进出动物细胞
2. 水进出植物细胞（质壁分离与质壁分离的复原）
三、被动运输
1. 自由扩散的概念、条件及举例
2. 协助扩散的概念、条件及举例
1．下列有关原生质层的说法不正确的是(　　)
A．除去细胞壁的植物细胞就是原生质层
B．细胞膜、液泡膜以及两膜之间的细胞质都属于原生质层
C．可以将原生质层看作半透膜
D．细胞核不属于原生质层
A
课堂检测
4．在观察植物细胞的质壁分离和复原的过程中，某同学在视野中看到生活着的洋葱表皮细胞正处于如图所示的状态，a，b表示两处溶液的浓度，由此推测(　 　)
A．此时a>b，细胞渗透吸水
B．此时a＝b，渗透系统保持动态平衡
C．此时aD．上述三种情况都可能存在
D
3．若如图表示植物细胞渗透作用的图解，下列说法中错误的是(　　)
D
A．植物细胞的原生质层相当于一层半透膜
B．一定条件下，活的、成熟的植物细胞能发生渗透失水或吸水
C．当溶液甲的浓度>细胞液乙的浓度时，细胞发生渗透失水，当细胞液乙的浓度>溶液甲的浓度时，细胞发生渗透吸水
D．当溶液甲的浓度＝细胞液乙的浓度时，细胞处于平衡状态，水分子不再通过原生质层

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