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细胞膜流动镶嵌模型
你知道这种药物用来治疗哪类疾病吗？
第四章 细胞的物质输入和输出
细胞生活在一个液体的环境中，细胞与环境进行物质必须经过细胞膜。我们知道，细胞内外的物质含量有很大差别，这与细胞膜的功能有什么关系呢？不同物质的跨膜运输有什么不同的特点呢？
水是活细胞中含量最多的物质，让我们先来分析水是怎样进出细胞的。
1.将一滴红墨水滴入一杯清水中，清水很快就变成了红色。
2.厨房中有很多的烟 ，推开窗户后烟很快就散出去了。
3.连续磕带盐的瓜子时，你的口腔和唇的黏膜会有干涩的感觉。
4.糖拌西红柿放置一段时间后，会出现很多“汁”。
扩散：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
生活现象
什么是扩散？
其结果表现为？
那么水分子呢？
第1节 被动运输
含水量高
溶液浓度低
渗透压低
含水量低
溶液浓度高
渗透压高
一、水进出细胞的原理
半透膜：一般是一种只允许离子和小分子物质通过，而生物大分子物质不能自由通过的薄膜。如羊皮纸、玻璃纸等都属于半透膜。
1.漏斗管内液面为什么会升高？
由于单位时间内从烧杯透过玻璃纸进入长颈漏斗的水分子数量多于从长颈漏斗进入烧杯的水分子数量，使得管内液面升高。
不会，当管内液体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分水子向外扩散的速度，最终达到平衡，液面不再上升。
用纱布替代玻璃纸时，因纱布的孔隙很大，蔗糖分子也可以自由通透，因而液面不会升高。
半透膜两侧溶液的浓度相等时，单位时间内透过玻璃纸进入长颈漏斗的水分子数量等于渗出的水分子数量，液面也不会升高。
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现象。
渗透作用
渗透的方向是水从相对含量高的一侧向相对含量低的一侧渗透，即顺相对含量梯度跨膜运输。(渗透压：溶质对水的吸引力)
如果把漏斗换成一个动物细胞，细胞会吸水吗？原理一样吗？
提出问题
设计实验
进行实验
动物细胞的细胞膜是不是相当于一层半透膜？
动物细胞的细胞膜相当于一层半透膜
作出假设
实验材料：人的红细胞液、三个烧杯、高浓度溶液、低浓度溶液、生理盐水。
动物细胞的吸水和失水
【探究1】将哺乳动物的红细胞放入不同浓度的NaCl溶液中，一段时间后，红细胞将发生以下变化：
动物细胞的吸水和失水属于渗透作用吗？渗透作用的2个条件是怎么体现的？
一、水进出细胞的原理——渗透作用
1.概念：水分子(或其他溶剂分子)通过①　 　的扩散,称为渗透作用。
2.条件 (1)具有②　 　。(2)膜两侧a、b具有③　 　。
3.动物细胞(以哺乳动物红细胞为例)的吸水和失水
(1)动物细胞的细胞膜相当于④　 　。
(2)条件及现象
白菜放置时间长了会萎蔫；而卖菜的阿姨经常向青菜上洒水，使青菜保持新鲜硬挺状态。
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。
对农作物施肥过多，会造成“烧苗”现象。
植物细胞也像动物细胞一样，会发生吸水或失水现象，吸水或失水同样与外界溶液的浓度有关。
水又是怎样进出植物细胞呢？
原生质层
水分子
水分子
液泡
外界溶液
细胞壁
植物细胞壁对于水和大部分溶质是通透的，且伸缩性比较小
细
胞
液
细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质称为原生质层（伸缩性较大）
全透性(水可以自由通过)、伸缩性较小
外界溶液浓度>细胞液的浓度
外界溶液浓度<细胞液的浓度
水分进出植物细胞主要是指水经过原生质层进出液泡，这一点与动物细胞有所区别
细胞失水,质壁分离
细胞吸水，质壁分离复原
【探究2】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
分析结果
表达与交流
（原生质层是一层半透膜吗？）
设计方案
（按预定方案进行实验）
（分析实验结果，得出结论：……）
（总结，写实验报告并适当交流）
预期结果
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。
在蔗糖溶液中植物细胞的中央液泡会变小，细胞皱缩；在清水中植物细胞的中央液泡会变大，细胞膨胀。
（原生质层相当于一层半透膜）
现象：植物细胞会吸水或失水，且与外界溶液浓度有关
实验设计思路分析：
1、如果假设正确:
当外界溶液浓度>细胞液浓度，
当外界溶液浓度<细胞液浓度，
植物细胞就会失水；
植物细胞就会吸水。
2、怎样观察细胞？如何通过观察区分吸水细胞、失水细胞和正常细胞？
3、怎样改变外界溶液的浓度？
表达与交流
正常大小
逐渐变小
逐渐变大，恢复原来大小
原生质层
紧贴细胞壁
原生质层逐渐
脱离细胞壁
原生质层逐渐
贴近细胞壁
三次观察两次对照
什么是质壁分离？
为什么我们认为原生质层相当于一层半透膜？
如果左图是植物细胞置于蔗糖溶液中的图像，则原生质层和细胞壁之间是什么？
如果原生质层缺乏伸缩性，还能出现质壁分离吗？
为什么植物细胞放在清水中不会吸水涨破？
为什么植物细胞放在KNO3等溶液中，发生质壁分离后可以自动复原？
如果是死的细胞或动物细胞会发生质壁分离吗？
质壁分离与复原
思考
1.为什么选择紫色洋葱鳞片叶细胞？
2.如果选用动物细胞能否观察到质壁分离现象？
3.如果选用死的洋葱细胞能否观察到质壁分离现象？
4.如果选用植物根尖分生区细胞能否观察到质壁分离现象？
5.如果把0.3g/ml的蔗糖溶液换成0.6g/ml的蔗糖溶液，能观察到质壁分离吗？
6..用0.6g/ml的蔗糖溶液观察到质壁分离现象后，改用清水，理论上会发生质壁分离复原，但实际却没发生，有可能是什么原因？
7.若将蔗糖溶液换成甘油，会有什么变化？
原生质层相当于一层半透膜，成熟植物细胞主要依靠渗透作用吸水和失水
质壁分离的原因
外因：
外界溶液浓度大于细胞液浓度
内因：
细胞壁伸缩性小，具有全透性
原生质层伸缩性大，具有选择透过性
质壁分离
＋
质壁分离和复原产生的条件：
活细胞、浓度差、大液泡
成熟的植物细胞
二、植物细胞的质壁分离和复原
1.实验原理
(1)成熟的植物细胞的　 　相当于一层半透膜,　 　具有一定的浓度,能够渗透失水和吸水。
(2)成熟植物细胞的结构
　2.实验步骤及现象
3.发生质壁分离的原因
(1)外部因素
a.外界溶液浓度_________细胞液浓度时,发生____________现象。
b.外界溶液浓度_________细胞液浓度时,发生__________________现象。
(2)内部因素:原生质层比细胞壁的__________大。
练一练
1.以下可以发生渗透作用的是（ ）
A.煮熟的马铃薯条放入水中 B.把干种子放在清水中
C.烈日下菠菜叶子下垂 D.放在盐水中的萝卜变软
D
2.a、b、c是三个相邻的细胞，已知a细胞液浓度>b细胞液浓度>c细胞液浓度,如图所示，能正确表示水分在三者之间关系的是（ ）
C
3.利用高浓度盐水（NaCl溶液）杀菌防腐的原理是（ ）
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
D
4．将一张洋葱鳞片叶放在某一浓度的蔗糖溶液中,制成装片,放在显微镜下观察,有3种状态的细胞,如图1－3,你认为这3个细胞在未发生上述情况之前,其细胞液的浓度依次是( )
A．A﹥B>C B．AA>C D．BB
1.下图是某同学紫色洋葱外表皮和蔗糖溶液做植物细胞的吸水和失水实验中观察到的细胞图
（1）图中 组成了原生质层。细胞内的液体环境主要是指 ④处充满的是
（2）图中细胞液的浓度和外界溶液浓度关系是
课堂练习
课堂练习
2、将紫色洋葱表皮细胞放入一定浓度硝酸钾溶液中，在显微镜下观察发现开始液泡颜色逐渐变深，后来又逐渐变浅，能够反映细胞液含水量随时间变化的图是( )
3、将人类的红血球置于不同浓度蔗糖液中，浸泡半小时之后的结果如图4－3。依照血球外形的变化判断蔗糖液的浓度，由高到低排列，正确的是（ ）。
A、甲＞乙＞丙＞丁
B、丁＞甲＞乙＞丙
C、丙＞丁＞甲＞乙
D、丙＞乙＞丁＞甲
课堂练习
课堂练习
4、将一块新鲜马铃薯切成5块，放在一定浓度的蔗糖溶液中，通过显微镜观察细胞，结果是
课堂练习
5、判断以下A.B.C三条曲线分别是清水、高浓度蔗糖、KNO3中哪一个？
像水分子这样，物质以扩散的方式进出细胞，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被称为被动运输。被动运输分为自由扩散和协助扩散两类
自由扩散
：物质通过简单的扩散作用进出细胞，也叫简单扩散
运输方向：
顺浓度梯度（高→低）
特点：
不需要载体蛋白的协助；
不需能量
实例：
气体分子；甘油、乙醇、苯等脂溶性物质
影响因素:
细胞内外浓度差
左图告诉我们什么呢？
离子和有机小分子如葡萄糖、氨基酸等，不能通过自由地通过细胞膜，而它们是细胞生命活动所必需的物质，那么细胞怎么解决这个难题呢？
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。
运输方向：
顺浓度梯度（高→低）
特点：
需膜上转运蛋白的协助；
不需能量
实例：红细胞吸收葡萄糖
影响因素:
细胞内外浓度差和转运蛋白的数量
P点后速率受载体蛋白数量限制
协助扩散——转运蛋白（高度特异性）
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。分子或离子通过通道蛋白时，不需要与通道蛋白结合。
研究表明：水更多是借助水通道蛋白以协助方式进出细胞
三、自由扩散和协助扩散
1.被动运输:物质以 _________方式进出细胞, __________消耗细胞内化学反应所释放的能量的跨膜运输方式,叫作被动运输,包括自由扩散和协助扩散。
2.自由扩散
和协助扩散
扩散
不需要
甲
乙
扩散作用
转运蛋白
载体
通道
转运蛋白
能量
转运蛋白
高浓度
低浓度
1、葡萄糖穿越细胞膜进入红细胞的运输速度存在一个饱和值,该值的大小取决于( )
A.细胞内的氧浓度 B.细胞膜外的糖蛋白数量
C.细胞膜上相应载体的数量 D.细胞内外葡萄糖浓度差值
2、细胞膜的选择透过性保证了细胞内相对稳定的微环境。下列物质中，以(自由)扩散方式通过细胞膜的是( )
A.Na+ B.二氧化碳
C.RNA D.胰岛素
练一练
C
B

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