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(共28张PPT)
4.1被动运输
控制着道道闸门，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。
一、渗透作用
渗透现象
半透膜：一类可以让小分子物质通过而大分子物质不能通过的薄膜的总称
如：玻璃纸; 蛋壳膜; 鱼鳔等
渗透作用的成因与条件是什么？与细胞膜上水分子的运输有什么关系？
一、渗透作用
任务一：分析渗透现象，回答下列问题
渗透现象演示
动画演示
所以，漏斗液面升高
（1）漏斗管内的液面为什么会升高
进入漏斗的水分子数
从漏斗流出的水分子数
单位时间内：
1.渗透作用：
水分子（或其他溶剂分子）通过半透膜的扩散
一、渗透作用
任务一：分析渗透现象，回答下列问题
（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？
液面不会升高。因为纱布不是半透膜，
孔隙很大，水分子和蔗糖分子都能通过。
浓度相等，单位时间进出半透膜水分子量相同， 故漏斗管液面不变
条件一 ：半透膜
条件二：浓度差
（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？
一、渗透作用
2.渗透作用发生的条件
半透膜
两侧的溶液具有浓度差。
渗透压：溶液中溶质分子对水的吸引力
3.渗透作用中水的运输方向
含水量高－－
低浓度溶液－
－渗透压低
含水量低－－
高浓度溶液－
－渗透压高
溶质微粒数目越多，对水的吸引力越大
渗透现象演示
动画演示
一、渗透作用
清水
蔗糖溶液
2.如果漏斗管无限长，管内液体会无限升高吗？
不会。随管内液面上升，水柱产生的压力将加快漏斗中的水分向外扩散，最终达到平衡，液面不再上升。
此时达到渗透平衡：液面高度不发生变化，水分子双向运动速率相等（动态平衡）。
3.此时半透膜上有水分子的运动吗？
4.达到平衡后烧杯中溶液浓度和长颈漏斗中溶液浓度一致吗？
思考：1.增加长颈漏斗内溶液的浓度，水柱上升的高度△h将如何变化？
长颈漏斗中溶液浓度越大，对水的吸引力越大，△h就越大。
一、渗透作用
平衡前：S2＞S1
渗透过程：S2↓ S1↑
平衡后：
S表示溶液浓度
5.将清水换为浓度较低的蔗糖溶液，达到平衡后烧杯中的溶液浓度和长颈漏斗中的溶液浓度一致吗？
溶液S1
溶液S2
理解：
1.因为有高度差，因此平衡时也存在浓度差，原本浓度高的溶液仍然是相对高的。
2.若没有高度差，则平衡时半透膜两侧的浓度是相等的。
S2＞S1
变式：
若溶液种类浓度都不变，将半透膜替换为只有水与单糖能透过的半透膜，经过一段时间达到渗透平衡
①此时液面高度变化为_________________________________________。
②加入等量蔗糖酶后，液面高度变化为：____________________________________。
随堂演练
如图为U型渗透装置，S1中盛有0.3g/ml的葡萄糖溶液，S2中盛有0.3g/ml的蔗糖溶液，起始时两侧液面高度相同，只有水能透过半透膜，经过一段时间达到渗透平衡。
思考：1.此时液面高度变化为：___________________。
2.若在两侧中加入等量蔗糖酶，此时液面高度变化为：___________________。
S1液面升高
S2液面升高
S1液面先上升后下降，平衡时S2液面较高
S2侧液面先上升后下降，平衡时两侧等高
二、水进出细胞的原理
1、动物细胞的吸水和失水
（1）条件及现象
低渗溶液
高渗溶液
等渗溶液
外界溶液的浓度＜细胞质的浓度
外界溶液的浓度＞细胞质的浓度
外界溶液的浓度=细胞质的浓度
细胞失水皱缩
保持原正常形态
细胞吸水膨胀
动物细胞的细胞膜相当于半透膜，水分子通过渗透作用进出动物细胞。
二、水进出细胞的原理
1.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？
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。
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。
生理盐水的浓度与血浆的浓度基本一致，血细胞不会因为吸水或失水而出现变形
任务二：分析水进出哺乳动物红细胞的现象，回答下列问题
2.红细胞吸水或失水取决于什么条件？
3.想一想临床上输液为什么要用生理盐水。
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。
与生活的联系：
水分进出植物细胞也是通过渗透作用吗？
二、水进出细胞的原理
2、植物细胞的吸水和失水
（1）原理
相邻细胞的细胞壁
特性：①全透性，即水分子等物质自由通过
②伸缩性较小
细胞液：液泡里的液体环境
细胞膜
细胞质
液泡膜
成熟的植物细胞
原生质层
细胞壁
水进出细胞，主要是指水经过原生质层进出液泡。
二、水进出细胞的原理
探究：植物细胞的质壁分离和复原
提出问题
作出假设
设计实验
进行实验
分析结果
得出结论
表达交流
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
提出问题
作出假设
设计实验
实验思路：
预期结果：
在高渗的蔗糖溶液中植物细胞液泡变小，细胞失水，质壁分离；
在低渗溶液中，植物细胞液泡恢复，细胞吸水，质壁分离复原
将植物细胞先后浸润在较高浓度的蔗糖溶液和清水中，
用显微镜观察液泡、原生质层、 细胞大小的变化。
二、水进出细胞的原理
2.方法步骤
盖上盖玻片，制成洋葱鳞片叶外表皮临时装片
1
2
3
4
滴清水
撕取洋葱鳞片叶外表皮
低倍镜观察
1.选材：成熟植物细胞
材料：紫色洋葱外表皮细胞
二、水进出细胞的原理
2.方法步骤
5
6
低倍镜观察
在盖玻片的一侧滴加0.3g/mL的蔗糖溶液，在另一侧用吸水纸吸引
7
8
在盖玻片的一侧滴加清水，在另一侧用吸水纸吸引
低倍镜观察
3.现象
液泡逐渐变小，颜色变深
原生质层逐渐脱离细胞壁
液泡恢复原来大小，颜色变浅
原生质层逐渐 贴近细胞壁
细胞体积基本不变
二、水进出细胞的原理
滴加蔗糖溶液
滴加清水
质壁分离
质壁分离复原
初始状态
4.实验分析
(1)当细胞液浓度小于外界溶液浓度时，细胞失水，发生质壁分离。
(2)发生质壁分离的细胞，当细胞液浓度大于外界溶液浓度时，细胞吸水，发生质壁分离的复原。
二、水进出细胞的原理
①内因：原生质层伸缩性大于细胞壁伸缩性
原生质层相当于一层半透膜
②外因：外界溶液浓度大于细胞液浓度
（2）质壁分离产生原因？
（1）“质壁分离”的“质”与“壁”分别指什么？
“质”指原生质层；“壁”指细胞壁
水进出植物细胞的原理：渗透作用
5.实验思考
（3）要观察细胞发生质壁分离和复原，对材料有哪些要求？
选材指标：活细胞、有细胞壁、有大液泡、存在颜色差异（如果细胞无色，可在外界溶液中加染料，便于观察）
二、水进出细胞的原理
（4）如果将实验中质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液改为质量浓度为0.5g/mL的蔗糖溶液或适宜浓度的KNO3溶液，实验结果会如何？
①蔗糖溶液浓度过高，会导致细胞失水过多死亡，细胞呈现质壁分离的现象，滴加清水质壁分离无法复原
5.实验思考
②会发生质壁分离后复原
细胞会主动吸收硝酸钾（KNO3）等营养物质，使细胞外溶液的浓度下降，进而发生质壁分离后复原
除此之外，甘油等脂溶性物质，可自由进出细胞，进入细胞后使细胞内外溶液浓度变化，发生质壁分离复原
课堂小结
三、被动运输
概 念：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。
特 点： a.顺浓度梯度跨膜运输 b.不需要能量。
分 类： a.自由扩散 b.协助扩散
协助扩散
自由扩散
三、被动运输
特点：
①顺浓度梯度运输
②不需要转运蛋白
③不消耗能量
实例：
概念：
物质通过简单的扩散作用进出细胞的方式，也叫简单扩散。
①气体，如O2、CO2、NO2等
②水等小分子
③脂溶性小分子，如甘油、乙醇，苯等
浓度差
扩散速度
转运蛋白
扩散速度
O2（能量）
扩散速度
1.自由扩散
影响
因素：
三、被动运输
特点：
①顺浓度梯度运输
②需要转运蛋白
③不需要消耗能量
实例：
概念：
物质借助膜上转运蛋白进出细胞的扩散方式，也叫易化扩散。
①葡萄糖进入红细胞——载体蛋白
②神经纤维上Na+内流，K+外流——离子通道蛋白
③水分子进出——水通道蛋白
2.协助扩散
三、被动运输
载体蛋白
通道蛋白
项目 载体蛋白 通道蛋白
转运物质特点
是否与被转运 物质结合
自身构象是否改变
与自身结合部位相适应
与自身通道的直径、形状相适配、大小和电荷相适宜
不结合
结合
改变
不一定
转运蛋白具有特异性
三、被动运输
影响因素：
浓度差
扩散速度
O2（能量）
扩散速度
转运蛋白
扩散速度
P
P点后速率受转运蛋白数量限制
膜两侧浓度差、转运蛋白数量、温度（转运蛋白的活性）
拐点前：看横坐标
拐点后：除横坐标外其他影响因素
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、钠钾离子、水等
细胞膜内外物质的浓度差
浓度差；转运蛋白的数量
练习与应用
一、概念检测
1.物质跨膜运输的方式与物质的特点和细胞膜的结构有关。判断下列有关物质跨膜运输的表述是否正确。
(1)细胞膜和液泡膜都相当于半透膜（ )
(2)水分子进入细胞，是通过自由扩散方式进行的（ ）
(3)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（ ）
√
×
×
2.下列各项无法通过质壁分离实验证明的是（ ）
A.成熟植物细胞的死活
B.原生质层比细胞壁的伸缩性大
C.成熟的植物细胞能进行渗透吸水
D.水分子可以通过通道蛋白进入细胞
D
3.假如将甲乙两个植物细胞分别放入蔗糖溶液和甘油溶液中，两种溶液溶质的浓度均比细胞液溶质的浓度高，在显微镜下连续观察甲乙两细胞的变化是（ ）
A.甲乙两细胞发生质壁分离后，不发生质壁分离复原
B.甲乙两细胞发生质壁分离，但乙细胞随后又发生质壁分离复原
C.甲乙两细胞发生质壁分离，但甲细胞随后又发生质壁分离复原
D.甲乙两细胞均发生质壁分离，后又均发生质壁分离复原
B

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