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4.1 被 动 运 输
第4章 细胞的物质输入和输出
一、渗透实验 P62
半透膜:
是具有一定孔径，可以让______物质通过（如水分子），而大分子物质不能通过的一类薄膜。物质能否通过半透膜与半透膜的孔径大小有关。
小分子
玻璃纸，肠系膜
蛋壳膜，鱼鳔等
水分子（或其它溶剂分子）透过半透膜的扩散
渗透作用
1、渗透作用的概念
2、水分子渗透方向：
半透膜
含水量
含水量
浓度溶液
浓度溶液
渗透压
渗透压
渗透压：溶质微粒对水的吸引力
低
高
高
低
高
低
物质总是由相对含量高的的一方向相对含量低的一方运动
思考1、为什么漏斗液面会上升？
蔗糖溶液
清水
半透膜
浓度：
蔗糖＞清水
单位体积水分子数：
蔗糖<清水
单位时间内由清水 进入蔗糖溶液的水分子数多于蔗糖溶液进入 清水。
思考2、水分子运动方向如何？
水分子多 水分子少
思考3: 如果用一层纱布代替玻璃纸，还会出现原来的现象吗？
不会，纱布孔隙大，蔗糖分子可自由通过
思考4: 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？
漏斗液面不会升高, 膜两侧不具有浓度差，水分子进出平衡。
归纳渗透作用发生的条件：
1、要有半透膜。
2、半透膜两侧要有浓度差。
思考5：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。
细胞内溶液
如果将装置中的长颈漏斗换成动物细胞,会有什么现象呢？
细胞膜
二 、探究动物细胞的吸水和失水
外界溶液浓度
细胞质浓度
细胞吸水膨胀
外界溶液浓度
细胞质浓度
保持原状态
外界溶液浓度
细胞质浓度
细胞失水皱缩
红细胞的细胞膜是不是相当于一层半透膜？
红细胞的细胞膜相当于一层半透膜
结论：红细胞的细胞膜相当于一层半透膜
分析结果得出结论
提出问题
设计实验
进行实验
作出假设
小于
大于
等于
动物细胞的细胞膜相当于半透膜，两侧具有浓度差，构成渗透系统,故可发生渗透作用。
对应练：将人的红细胞置于不同浓度的食盐溶液中浸泡，结果如图所示，依照红细胞外形的变化判断食盐溶液的浓度，下列正确的是
A．甲>乙>丙>丁 B．丁>甲>乙>丙
C．丙>丁>甲>乙 D．丙>乙>丁>甲
D
a、b、c是三个相邻的细胞，已知细胞质浓度a> b> c,如图所示，能正确表示水分在三者之间关系的是（ ）
C
a
c
b
a
c
b
a
c
b
a
c
b
A
B
C
D
植物细胞的吸水和失水
农作物施肥过多会造成烧苗。
白菜剁碎准备做馅时常常要放一些盐。稍等一会儿可见有水分渗出。
思考：
蔫了的青菜放入清水中浸泡一会儿，菜叶变得硬挺起来。
（失水）
（吸水）
（失水）
原生质层：细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质
成熟的植物细胞模式图
细胞膜
细胞质
液泡膜
原生质层
细胞壁（全透性）
细胞液
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吗？
？
探究
提出问题
作出假设
设计实验
进行实验
实验结论
表达与交流
进一步探究
水分进出植物细胞是通过渗透作用吗？原生质层是不是相当于一层半透膜？
原生质层相当于一层半透膜
设计方案：将植物细胞浸润在较高浓度的蔗糖溶液中，观察其大小的变化；再将细胞浸润在清水中，观察其大小的变化。
（设计方案、预期结果…）
缩小
皱缩
变大
膨胀
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_____。
实验步骤：
紫
细胞壁
质量浓度为0.3g/mL
的蔗糖
缩小
原生质层
变深
清水
变大
变浅
细胞壁
1、本实验至少观察几次？
2、为什么选择洋葱鳞片叶外表皮作为实验材料？
4、蔗糖溶液的浓度可以用0.5g/mL吗？
3、植物细胞会因为吸水过多而涨破吗？
3次
其液泡中有色素，呈现一定颜色，方便观察。
不会，有细胞壁。
不能，细胞会失水过多而死。
导学案p52
显微镜下植物细胞的质壁分离：
实验结果：
外界溶液 液泡大小与颜色 原生质层的位置 细胞大小
蔗糖溶液
清水
记录实验结果：
变小
颜色变深
与细胞壁逐渐分离
与细胞壁逐渐接近，恢复原来的位置
变大
颜色变浅
基本不变
基本不变
质壁分离
质壁分离复原
1、植物细胞的原生质层相当于一层半透膜，
植物细胞也是通过渗透作用吸水和失水的。
2、当细胞液的浓度小于外界溶液浓度时，细胞失水，逐渐发生质壁分离；
3、当细胞液浓度大于外界溶液浓度时，细胞吸水，植物细胞逐渐发生质壁分离复原。
分析结果，得出结论：
发生质壁分离的原因？
原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性
外界溶液浓度大于细胞液浓度
内因
外因：
原生质层相当于一层半透膜
溶质分子进入了细胞，如KNO3、尿素、甘油、乙二醇等溶液
质壁分离复原的两种特殊情况分析：
1、已经发生质壁分离的细胞，再放入清水也不能复原的原因？
细胞死亡
2、发生质壁分离自动复原
发生质壁分离或复原的条件有哪些？
(3) 必须是活细胞，原生质层才具有选择透过性
总结：
（1）必须是植物细胞，植物细胞才具有细胞壁
（2）必须具有大液泡，细胞液与外界溶液形成浓度差
像水分子一样，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。
被动运输分为自由扩散和协助扩散两类。
P65
四、被动运输
细胞膜
外
内
四、被动运输——自由扩散（简单扩散）
1、方向：
2、能量：
3、举例：
4、影响因素：
不需要
高浓度→低浓度
氧气、二氧化碳等气体
甘油、乙醇、苯等脂溶性物质
膜两侧的浓度差
物质通过简单的扩散作用进出细胞的方式。
1、方向：
2、能量：
3、转运蛋白：
4、举例：
5、影响因素：
细胞膜
外
内
高浓度→低浓度
不需要
载体蛋白通道蛋白
膜两侧的浓度差；
膜上相应的转运蛋白的数量
水分子进出细胞；葡萄糖通过红细胞
四、被动运输——协助扩散（易化扩散）
借助膜上的转运蛋白进出细胞的物质扩散方式
被动运输：物质以顺浓度梯度的扩散方式进出细胞不需要消耗能量
载体蛋白：
葡萄糖协助扩散进入细胞过程
转运蛋白
通道蛋白：
K+通道关闭
K+通道开启
允许与自身结合部位相适应的分子或离子 通过，每次转运发生自身构象改变
容许与自身通道直径和形状相适配，大小和电荷相适宜的分子或离子通过，通过时不与通道蛋白结合。
对比
比较两种物质运输方式的异同：
项 目 被动运输
自由扩散 协助扩散
方向
转运蛋白
能量
实例
高→低，顺浓度梯度
不需要
需要
不需要
不需要
气体，脂溶性分子
水通过水通道蛋白；
葡萄糖通过红细胞
具有特异性：不同物质的转运蛋白不同，不同细胞膜上转运蛋白的种类和数量也不同；具有饱和性：当细胞膜上的转运蛋白达到饱和时，细胞吸收该物质的速率不再随膜两侧浓度差的增大而增大。
1.细胞膜上的转运蛋白有何特点？
2.同一种物质进出不同细胞的方式相同吗？
不一定相同。如少数水分子以自由扩散方式进出细胞，更多的水分子借助细胞膜上的水通道蛋白以协助扩散方式进出细胞。
自由扩散
协助扩散
影响跨膜运输的因素
影响自由扩散的因素:细胞膜内外物质的浓度差。
影响协助扩散的因素:细胞膜内外物质的浓度差,细胞膜上转运蛋白的种类和数量。
P点后速率受转运蛋白数量限制
细
胞
的
物
质
输
入
和
输
出
本节小结

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