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(共30张PPT)
4-1 被动运输
在同一个体系中，各部分的势能不同，为了使整体趋于平衡，高势能会向低势能转移能量。
“人往高处走，水往低处流”，水为什么会往“低处”流？
溶液向往整体的平衡
扩散作用
(物质从相对高浓度区域移动到低浓度区域的过程，称为扩散。)
思考：
“平衡”过程中，溶液中是谁在移动？
溶质分子（墨水）
和 水分子
阅读课本P62问题探讨，并观看视频，思考：
1.漏斗液面为什么会升高 ？液面会无限升高吗？
2.用纱布代替玻璃纸，会出现什么现象？
3.如果烧杯中是同样浓度的蔗糖溶液，结果会怎么样？
吸水；不会，有重力影响
漏斗溶液扩散出来，液面一样高
不吸水，液面无变化
**.液面平衡后，还有水分子进出半透膜吗？
**.液面平衡后，蔗糖溶液的浓度较最开始有怎样变化？烧杯中液体浓度是多少？
有，进出的水分子数量一致，达到动态平衡
变小；0
思考：
1. 吸水的实质：
渗透作用
总结：
水分子（或其他溶剂分子）透过半透膜由低浓度溶液向高浓度溶液扩散的过程
2. 渗透作用的条件：
半透膜的存在
半透膜两侧的溶液存在浓度差
思考：
总结：
3. 渗透的方向：
相对含量高 相对含量低
水的含量
溶液浓度
低浓度溶液 高浓度溶液
渗透压
渗透压低 渗透压高
顺相对含量梯度
思考：半透膜允许小于其孔洞直径的分子进出，具有筛选能力，
细胞膜具有选择透过性，它是否相当于一层半透膜呢？
细胞的渗透作用是怎样的呢？
蔗糖溶液
半透膜
清水
细胞质
细胞膜
外界溶液
思考:
细胞失水皱缩
保持正常形态
0.9%
细胞吸水膨胀或涨破
细胞膜相当于半透膜，动物细胞是一个渗透系统
外界溶液浓度小于细胞质浓度
外界溶液浓度大于细胞质浓度
外界溶液浓度等于细胞质浓度
不同的外界浓度下，动物细胞进行怎样的渗透作用呢？
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的总称。
选择透过性膜：指具有活性的生物膜。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。
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
1、具有浓度差的溶液之间一定会发生渗透作用。（ ）
2、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。（ ）
3、将动物细胞放入一定的浓度的外界溶液中，不能发生渗透作用。（ ）
4、玻璃纸是一种 膜， 可以通过它，而蔗糖分子则不能。
5、渗透作用的方向是 。
6、物体内有三个相邻的细胞 a、b、c，已知它们的细胞液浓度大小关系是a>b>c，那么它们三者之间水分渗透的方向表示正确的是（ ）
半透
水分子
水分子从低浓度向高浓度扩散
C
当堂检测
7、将食物用食盐腌制为什么可以达到防止食物腐烂变质的目的？
探究活动：水分子通过渗透作用进出动物细胞，那又是如何进出植物细胞的呢？（携带有中央液泡）
材料：
细胞膜
液泡膜
细胞质
细胞壁
原生质层
（全透性）
细胞液
（相当于半透膜）
盖上盖玻片制成临时装片
3
1
滴清水
2
撕取洋葱鳞片叶外表皮
4
低倍镜观察
6
低倍镜观察
5
在盖玻片的一侧滴加0.3g/mL的蔗糖溶液，在另一侧用吸水纸引流
7
在盖玻片的一侧滴加清水，在另一侧用吸水纸引流
8
低倍镜观察
水进出细胞的原理：探究植物细胞的失水和吸水(质壁分离实验）
正常的洋葱表皮细胞
0.3g/mL的蔗糖溶液
失水的洋葱表皮细胞
清水
吸水恢复的洋葱表皮细胞
原生质层与细胞壁发生分离。两者之间充满了 。
中央液泡逐渐变小，颜色变深
质壁分离的原因：
外界溶液浓度
细胞液浓度
＞
外因：
内因:
原生质层的伸缩性
细胞壁的伸缩性
＞
质壁分离
中央液泡变大，颜色变浅
质壁分离复原
原生质层恢复到原来的位置
质壁分离复原的原因：
外界溶液浓度
细胞液浓度
＜
外因：
内因:
原生质层的伸缩性
细胞壁的伸缩性
＞
蔗糖溶液
水进出细胞的原理：探究植物细胞的吸水和失水
质指的是原生质层
壁指的是细胞壁
注
意
原生质层相当于半透膜
原生质层相当于半透膜
使用的蔗糖溶液浓度要适宜！
蔗糖溶液浓度过小，质壁分离现象不明显，影响观察；蔗糖溶液浓度过大，会使细胞在短时间内因失水过多而死亡，无法观察质壁分离的复原现象。
实验结果 液泡大小 液泡颜色 原生质层的位置 细胞大小 吸水能力
0.3g/ml蔗糖溶液
清水
变小
逐渐恢复原来大小
质壁分离复原
质壁分离
基本不变
基本不变
变深
重新变浅
变大
变小
1、原生质层相当于半透膜
2、植物细胞也是通过渗透作用吸水和失水的
实验结论
植物细胞发生质壁分离的条件：
1、细胞是活的
2、细胞有大液泡
3、细胞外溶液的浓度大于细胞液浓度
4、细胞壁的伸缩性比原生质层小。
分生区的细胞等无大液泡
植物的导管细胞是死细胞
水进出细胞的原理：探究植物细胞的吸水和失水
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。
水进出细胞的原理：探究植物细胞的吸水和失水
质壁分离与复原实验的拓展应用
判断成熟植物细胞的死活
鉴别不同种类的溶液
水进出细胞的原理：探究植物细胞的吸水和失水
只有活的成熟植物细胞才能发生质壁分离
①成熟植物细胞 + 不同种类溶液 →质壁分离
→溶质不能通过半透膜的溶液（如蔗糖溶液）
②成熟植物细胞 + 不同种类溶液→质壁分离后又自动复原
→ 溶质能通过半透膜的溶液（如KNO3、尿素、甘油、乙二醇等）
质壁分离与复原实验的拓展应用
测定细胞液浓度范围
比较不同植物细胞的细胞液浓度
比较未知溶液的浓度大小
水进出细胞的原理：探究植物细胞的吸水和失水
待测细胞+一系列浓度梯度的外界溶液
注意控制单一变量
不同细胞+同一外界溶液，质壁分离所需时间越短，浓度差越大，细胞液浓度越小
<施肥要适度>
<过高浓度杀死细胞>
比较原生质层与细胞壁伸缩性大小
生活中杀菌、防腐、腌制食品
农业生产中的水肥管理
下图表示以洋葱表皮为材料及清水、0.3 g/mL蔗糖溶液、0.5 g/mL蔗糖溶液、0.3 g/mL尿素溶液进行相关实验（时间1表示开始用四种溶液分别处理洋葱表皮；时间2表示开始用清水处理洋葱表皮），测得该细胞原生质体体积变化，图中代表尿素溶液处理结果的是（ ）
A.a B.b
C.c D.d
B
习题检测
习题检测
如图是某同学用紫色洋葱鳞片叶的外表皮做“探究植物细胞的吸水和失水”的实验中所观察到的细胞图。下列叙述正确的是(　　)
A. 图中①②⑥组成了细胞的原生质层
B. 图中细胞处于质壁分离状态，此时
⑥处的浓度一定大于⑦处的浓度
C. 图中①是细胞壁，⑥中充满了外界溶液
D. 图中⑦是细胞液，在细胞发生质壁分离过程中，其颜色逐渐变浅
C
被动运输
像水分子这样，物质以____________进出细胞，_________消耗细胞内化学反应所释放的_____，这种物质跨膜运输方式称为_____________。
被动运输分为______________和_______________两类。
扩散方式
不需要
能量
被动运输
自由扩散
协助扩散
①自由扩散（又称简单扩散）
物质通过简单的扩散作用进出细胞。
运输方向
顺浓度梯度
特点
①不需要转运蛋白协助
②不需要能量
实例
影响因素
细胞内外浓度差
（高浓度→低浓度）
定义
（一定浓度范围内）
浓度差
运输速度
0
被动运输
水、尿素、气体（O2 、CO2、N2）、 脂溶性小分子（甘油、脂肪酸、乙醇、苯）、脂质分子（胆固醇、性激素等）
运输方向
特点
实例
影响因素
定义
借助膜上的转运蛋白进出细胞的物质扩散方式
顺浓度梯度
（高浓度→低浓度）
①需要转运蛋白协助
②不需要能量
水分子进出细胞（水通道蛋白）、葡萄糖进入红细胞（载体蛋白）、K+外流和Na+内流（离子通道蛋白）等
P68：肾小球的滤过作用和肾小管的重吸收
①细胞内外浓度差
②转运蛋白的数量
浓度差
运输速度
0
（一定浓度范围内）
P点后速率受转运蛋白数量限制
P
②协助扩散
被动运输
(特异性或专一性)
物质出入细胞膜的方式 自由扩散 协助扩散
运输方向
是否消耗能量（ATP）
是否需要转运蛋白
举例
图例
曲线图（一定浓度范围内）
影响因素
高浓度 低浓度
（顺浓度梯度）
不消耗
不需要
需要
氧气、二氧化碳、乙醇、苯等
葡萄糖、氨基酸、水等
细胞膜内外物质的浓度差
浓度差；转运蛋白的数量
①自由扩散 ②协助扩散
被动运输
24
（1）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。
（2）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。
转运蛋白
被动运输
载体蛋白 通道蛋白
转运特点
自身构象
是否与转运的分子结合
是否有特异性
实例
图示
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
改变
不改变
不结合
结合
具有
具有
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
转运蛋白
被动运输
1.自由扩散和协助扩散的动力是什么？
2.自由扩散与协助扩散有什么异同？
浓度差
同：
异：
①顺浓度梯度；②不消耗能量
后者需要转运蛋白
因为都是顺物质的浓度梯度进行的，不需要细胞消耗能量
所以被统称为被动运输。
物质跨膜运输都是顺浓度梯度吗？
都不需要。因为二者都是顺物质浓度梯度跨膜运输。
3.自由扩散和协助扩散需要消耗能量吗 为什么？
被动运输
总结归纳 构建思维导图
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。
协助扩散
特点：顺浓度梯度，需要转运蛋白，不需要能量
例子：水分子进出细胞（水通道蛋白）、葡萄糖进入红细胞（载体蛋白）、
K+外流和Na+内流（离子通道蛋白）等P68：肾小球的滤过作用和肾小管的重吸收
转运蛋白：载体蛋白和通道蛋白
例子：水、尿素、气体（O2 、CO2、N2）、 脂溶性小分子（甘油、脂肪酸、乙醇、苯）、 脂质分子（胆固醇、性激素等）
1、植物细胞放在质量浓度为0.3g/ml的蔗糖溶液中，都能发生质壁分离现象。（ ）
2、植物的原生质层由细胞膜和液泡膜组成。（ ）
3、成熟的植物细胞的原生质层相当于一层 。
4、探究植物细胞的吸水和失水实验中，选择的材料必须是含有 的植物活细胞。
5、将植物细胞放在溶液中能够成一个渗透系统，其原因是（ ）
A、液泡膜内外有浓度差 B、原生质层相当于一层半透膜 C、细胞壁是全透的 D、水分可以自由出入细胞
6、下列关于半透膜的说法，正确的是（ ）
A、半透膜都具有生物活性 B、选择透过性膜属于半透膜 C、葡萄糖不能通过半透膜 D、细胞膜不属于半透膜
当堂检测
半透膜
中央大液泡
B
B
（2）1与2间的液体主要为_________。
（3）由于该植物细胞的________________________，故当细胞不断失水时，原生质层会与细胞壁逐渐分离开，即发生图示质壁分离现象;要使此细胞恢复原状，最经济的方式是在盖玻片一侧滴加适量______，并重复几次。
6、下列有关细胞渗透吸水和失水的描述，正确的是（ ）
A、当外界溶液浓度比细胞液浓度低时，洋葱鳞片叶的表皮细胞会吸水涨破；
B、植物细胞发生渗透作用的必要条件是具有浓度差、原生质层、细胞壁；
C、水分子通过植物细胞壁和细胞膜的扩散过程都可称为渗透作用；
D、植物细胞与动物细胞的吸水或失水与外界溶液的浓度有关；
7、如图是用一定浓度的蔗糖溶液处理后的某植物细胞，据图回答问题：
（1）与细胞壁的全透性不同，植物的原生质层相当于一层半透膜，其具有_______ _____，图中构成原生质层________（填数字）。
D
选择透过性
2、3、5
蔗糖溶液
原生质层的伸缩性比细胞壁大
清水
1、相对分子质量小的物质或离子都可以通过自由扩散进入细胞内。（ ）
2、葡萄糖进入红细胞需要载体蛋白的学者关于，但不需要消耗能量，属于协助扩散。（ ）
3、水分进入细胞,是通过自由扩散方式进行的。（ ）
4、载体蛋白和通道蛋白在转运分子和离子时，其作用机制是一样的。（ ）
5、自由扩散是指溶质分子从 一侧向 侧移动的现象。（填“高浓度”或“低浓度”）
6、被动运输包括 和 。
7、转运蛋白可以分为 和 两种类型。
8、红细胞吸收甘油和吸收葡萄糖的相同点是（ ）
A、低浓度 高浓度 B、载体蛋白协助 C、高浓度 低浓度 D、消耗能量
高浓度
低浓度
自由扩散
通道蛋白
协助扩散
载体蛋白
C

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