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(共35张PPT)
4.1 被动运输
半透膜是一类可以让水分子通过，而蔗糖分子不能通过的一类多孔性膜。如：玻璃纸。
问题探讨
蔗糖溶液
清水
玻璃纸（半透膜）
半透膜
蔗糖分子
水分子
漏斗内的液体在升高
01 漏斗内的液面为什么会升高？
水分子扩散的总趋势：从 到 。
清水
蔗糖溶液
(1)A侧的水分子可不可以从A侧通过玻璃纸进入B侧？
(3)A侧的蔗糖分子可不可以从A侧通过玻璃纸进入B侧？
(4)水分子是双向移动的，A侧液面为何升高？



分解思考：
(2)B侧的水分子可不可以从B侧通过玻璃纸进入A侧？
单位时间内，由B扩散到A的水分子>由A扩散到B的水分子
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
玻璃纸
清水
A
B
H2O
问题探讨
02 如果漏斗管足够长，管内的液面会无限升高吗？为什么？
不会，液面升高时，液体产生的静水压也会随之变大，当静水压（向下）增大到和渗透压（向上）相等时，水分子进出半透膜相等，达到平衡，液面不再上升。

渗透压：指溶液中溶质微粒对水的吸引力。
03 如果用一层纱布（全透性）代替玻璃纸，液面会升高吗
04 如果烧杯中不是清水，而是同样浓度的蔗糖溶液呢？
A
30%蔗糖溶液
玻璃纸
清水
B
30%蔗糖溶液
纱布
清水
C
30%蔗糖溶液
玻璃纸
30%蔗糖溶液
条件① 半透膜
条件② 浓度差
渗透作用发生条件:
① 具有半透膜 ② 半透膜两侧的溶液具有浓度差
问题探讨
水分子（或其它溶剂分子）通过半透膜的扩散
半透膜
两侧的溶液具有浓度差
3
发生的条件
2
水的运输方向
定义：
1
溶液浓度
水的含量
低浓度溶液 高浓度溶液
渗透压
低渗透压 高渗透压
水多 水少
水分子的移动是双向的
一、渗透作用
联系生活
水是如何进出细胞的？
吃比较咸的食物，口腔和唇的黏膜有什么感觉？为什么？
干燥口渴，外界浓度高，口腔和唇粘膜失水
二、水进出哺乳动物红细胞的原理
清水中（低渗溶液）
生理盐水（等渗溶液）
浓盐水（高渗溶液）
Q1. 红细胞内的血红蛋白能够透过细胞膜吗？这些有机物相当于“问题探讨”装置中的什么物质？
Q2. 红细胞的细胞膜是不是相当于“问题探讨”中所说的半透膜？
Q3. 当外界溶液的浓度低时，红细胞一定会由于吸水而涨破吗？
Q4. 红细胞吸水或失水的多少取决于什么条件？
Q5. 临床上为什么要用生理盐水？
不能。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。
相当于。
问题交流：
不一定，如果浓度差较小，进入红细胞的水分少，细胞不会涨破。
取决于红细胞内外溶液的浓度差，浓度差越大时，细胞吸水或失水越多。
使红细胞既不吸水涨破，也不失水皱缩，维持正常的形态和功能。
【讨论】一个动物细胞能否构成一个渗透系统？
外界溶液
细胞质
蔗糖溶液
细胞膜
半透膜
相当于
相当于
浓度差
思考：水分进出植物细胞也依靠渗透作用吗？
水进出其他动物细胞与进出红细胞的原理一样，都是通过渗透作用
三、水进出植物细胞的原理
细胞质
液泡膜
细胞膜
细胞壁
全透性 伸缩性较小
选择透过性
选择透过性
原生质层
水分子进出细胞主要指的是水分子通过__________进出______
原生质层
液泡
成熟植物细胞的结构
相当于
细胞液
（细胞内液体环境）
外界溶液
浓度差
思考：什么结构可能相当于一层半透膜？
渗透系统
构成
半透膜？
四、探究植物细胞的吸水和失水
提出问题
作出假设
设计实验
进行实验观察并记录结果
分析结果得出结论
表达与交流
原生质层是否相当于一层半透膜？
水分进出植物细胞是通过渗透作用吗？
原生质层相当于一层半透膜，水分进出植物细胞是通过渗透作用。
科学探究的一般过程
进一步探究
实验思路：将植物细胞分别浸润在较高浓度的蔗糖溶液和清水中，用显微镜观察液泡大小、原生质层位置的变化。
预期结果：如果假设是正确的，当外界溶液的浓度高于细胞液的浓度时，细胞就会 ；当外界溶液的浓度低于细胞液的浓度时，细胞就会 。
失水
吸水
四、探究植物细胞的吸水和失水（填64页表格）
（低倍镜）
提出问题
作出假设
设计实验
进行实验观察并记录结果
分析结果得出结论
表达与交流
脱离细胞壁
科学探究的一般过程
进一步探究
中央液泡 原生质层 位置 细胞大小
蔗糖溶液
清水
逐渐变小
颜色加深
逐渐恢复
颜色变浅
恢复原位
基本不变
基本不变
提出问题
作出假设
设计实验
分析结果得出结论
进行实验观察并记录结果
表达与交流
科学探究的一般过程
进一步探究
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。
细胞失水，原生质层与细胞壁分离开来
细胞吸水，与细胞壁分离的原生质层慢慢恢复原来的状态
当外界溶液浓度 > 细胞液浓度
当外界溶液浓度 < 细胞液浓度
质壁分离
质壁分离
复原
提出问题
作出假设
设计实验
表达与交流
进行实验观察并记录结果
分析结果得出结论
科学探究的一般过程
进一步探究
2.质壁分离的内因和外因：
3.观察质壁分离和复原，对材料的要求：
外因：外界溶液浓度 > 细胞液浓度
活细胞
细胞有大液泡和细胞壁
浓度差
内因：原生质层的伸缩性 > 细胞壁的伸缩性
1.质壁分离中的“质”和“壁”分别指什么？
“质”原生质层；“壁”细胞壁
提出问题
作出假设
设计实验
进一步探究
进行实验观察并记录结果
分析结果得出结论
科学探究的一般过程
表达与交流
Q2:本实验所用的实验材料是什么？为什么？
Q1:植物细胞会由于过多吸水而涨破吗？
不会。（因为细胞壁具有保护和支持的作用）
Q3:可以选用洋葱鳞片叶内表皮细胞进行实验吗？
它是成熟植物细胞，能发生质壁分离。但大液泡是无色，不易观察
紫色洋葱鳞片叶外表皮。有大液泡，并且液泡有颜色，容易观察
提出问题
作出假设
设计实验
进一步探究
进行实验观察并记录结果
分析结果得出结论
科学探究的一般过程
表达与交流
Q4:实验中共涉及三次显微镜观察，其中第一次观察的目的是什么？
观察洋葱鳞片叶外表皮细胞在清水中的正常状态，以此来判断滴加蔗糖溶液后细胞是否发生质壁分离，起到对照作用。
Q5:质壁分离后，细胞壁和原生质层之间的空隙充满的是什么？
0.3g/ml的蔗糖溶液处理
充满的是外界溶液
（蔗糖溶液）
提出问题
作出假设
设计实验
进一步探究
进行实验观察并记录结果
分析结果得出结论
科学探究的一般过程
表达与交流
Q6:根尖分生区细胞会不会出现质壁分离？
Q7:本试验选用0.3g/mL的蔗糖溶液，若改用较高浓度的蔗糖溶液作为试剂，会发生质壁分离的现象吗？如若发生质壁分离，滴加清水后会发生质壁分离的复原吗？
不会，不是成熟的植物细胞，没有大液泡。
会发生质壁分离，但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。
Q1: 在萎靡的青菜上洒水，为什么可使其坚挺？
Q2：用糖腌制番茄时，为什么番茄会渗出水分？
Q3：农作物施肥过多时，为什么会造成烧苗？
在青菜上洒水，外界溶液浓度低于细胞液浓度，植物细胞吸水，宏观表现为植物坚挺。
用糖腌制番茄时，外界溶液浓度高于细胞液浓度，细胞失水，所以番茄会渗出水分。
农作物施肥过多时，外界土壤溶液浓度高于根毛细胞液浓度，细胞失水，导致农作物烧苗。
联系生活
载体蛋白
通道蛋白
细胞外
细胞内
自由扩散
协助扩散
协助扩散
五、被动运输
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，这种物质跨膜运输方式称为被动运输
被动运输包括自由扩散和协助扩散
01 自由扩散
定义
物质通过简单的扩散作用进出细胞。也叫简单扩散。
特点
① 方向：
② 不需要转运蛋白协助
③ 不需要消耗能量
实例
气体，如：氧气、二氧化碳
脂溶性的有机小分子，如：尿素、甘油、乙醇、苯等
水（小部分）
顺浓度梯度运输（高浓度→低浓度）
影响因素
浓度差、温度
扩散速度
浓度差
扩散速度
转运蛋白
扩散速度
能量
视频 / 自由扩散过程
【问题】水分子仅以自由扩散的方式进出细胞？
【材料】曾经人们普遍认为，水分子都是通过自由扩散进出细胞的。但在之后的一些研究中发现，水分子以扩散作用穿过脂双层的速率非常缓慢。仅凭扩散作用很难解释红细胞在水溶液中很快吸水膨胀而溶血的现象。
02 协助扩散
概念
借助膜上的转运蛋白进出细胞的物质扩散，也叫易化扩散。
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
实例
离子的顺浓度梯度跨膜运输
一些小分子有机物的顺浓度梯度跨膜运输，如葡萄糖、氨基酸
高浓度
低浓度
实例
红细胞吸收葡萄糖、水通道蛋白等
影响因素
浓度差、转运蛋白种类和数量、温度
扩散速度
浓度差
扩散速度
能量
视频 / 协助扩散（易化扩散）过程
P
P点后运输速率受______________制约
载体蛋白数量
03 转运蛋白的种类
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。
钾离子通道模式图
水通道蛋白的结构模式图
被动运输
自由扩散
协助扩散
磷脂双分子层
膜转运蛋白
水通道蛋白
渗透作用
水分进出细胞
质壁分离与复原
属于
原理是
会导致成熟
植物细胞
包括
穿过
借助
包括
如
载体蛋白
通道蛋白
当堂检测
【1】利用高浓度盐水（NaCl溶液）杀菌防腐的原理是（ ）
D
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
【2】某同学用紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞、滴加了红墨水的蔗糖溶液（质量浓度为0.3g/mL)、蒸馏水等材料，制成观察植物细胞质壁分离和复原实验的临时装片。下图是该同学根据所观察到的图像绘制而成。下列分析中，不正确的是（ ）
A
A
结构①②③构成原生质层
B
①内液体为红色，②内液体为紫色
C
该图所示细胞可能正在发生质壁分离，也可能正在发生质壁分离复原
D
若将该图所示细胞放于清水中，可能会发生质壁分离复原
①
②
③
④
⑤
当堂检测
【3】协助物质顺浓度梯度跨膜运输的转运蛋白分为载体蛋白和通道蛋白两种（如图，其中通道蛋白的转运速率比载体蛋白快得多。）下列叙述正确的是（ ）选项及参考答案见下页
当堂检测
【3】下列叙述正确的是（ ）
C
A
载体蛋白转运物质时自身构象不发生变化
B
载体蛋白转运物质具有专一性，而通道蛋白没有
C
载运蛋白的数量会限制其转运物质的速率
D
通道蛋白的转运速率越快，推测其转运物质耗能更多
当堂检测
【4】下列关于自由扩散和协助扩散的叙述，正确的是（ ）
C
A
①②④
B
①③④
C
①④⑤
D
①②⑤
① 都不消耗能量
② 都不需要转运蛋白
③
④ 都是被动运输
⑤ 葡萄糖有时候可以通过协助扩散顺浓度梯度运输
自由扩散只能顺浓度梯度，而协助扩散既可以顺浓度梯度，也可以逆浓度梯度
当堂检测

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