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(共36张PPT)
第四章 细胞的物质输入和输出
第一节 被动运输
你吃比较咸的食物时，例如你吃腌制的咸菜，连续嗑盐的瓜子等，你的口腔和唇的黏膜有什么感觉？为什么？
糖拌西红柿放置一段时间后，会出现很多“汁”， “汁”中的水是哪来的？
与生活的联系
扩散作用
蔗糖溶液
玻璃纸（半透膜）
清水
半透膜
蔗糖分子
水分子
问题探讨
Q1.漏斗内的液面为什么会升高？
单位时间
从清水流入蔗糖溶液中的水分子数
单位时间
从蔗糖溶液流入清水中的水分子数
渗透作用：水分子（或其它溶剂分子）
通过半透膜的扩散。p62
P62
半透膜：只允许离子和小分子（如水分子，单糖分子通过，较大的分子不能通过
蔗糖溶液
玻璃纸（半透膜）
清水
半透膜
蔗糖分子
水分子
问题探讨
Q2.如果漏斗管足够长，管内的液面会无限升高吗？为什么？
不会，当管内的液面上升到一定高度之后，管中的水柱产生的重力将加快漏斗中水分向外扩散的速度，当__________________________最终达到平衡，液面将不再上升。
漏斗内渗透压 = 溶液渗透压,
溶液渗透压：指溶液中溶质微粒对水的吸引力。
A
B
C
(不会)
发生渗透作用的条件是什么？
①具有半透膜
②半透膜两侧的溶液具有浓度差
一.渗透作用的原理：
30%蔗糖溶液
玻璃纸
30%蔗糖溶液
30%蔗糖溶液
纱布
清水
30%蔗糖溶液
玻璃纸
清水
思考： B和C的液面会升高吗？
蔗糖溶液
玻璃纸（半透膜）
清水
半透膜
蔗糖分子
水分子
渗透作用中水分子的运动方向：
相对含量
相对含量高 相对含量低
一.水进出细胞的原理p63
低浓度流向高浓度
吸水膨胀
外界溶液浓度_______细胞质浓度
细胞___________
外界溶液浓度_______细胞质浓度
外界溶液浓度 细胞质浓度
保持正常状态
小于
失水皱缩
等于
1.水进出动物细胞的原理
大于
细胞___________
细胞___________
思考·讨论 63
红细胞内的血红蛋白等有机物能够透过细胞膜吗？这些有机物相当于“问题探讨”所示装置中的什么物质？
红细胞的细胞膜是否相当于一层半透膜？
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？
红细胞吸水和失水取决于什么条件？
想一想临床上输液为什么要用生理盐水？
1.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。
是
3.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。
4.取决于红细胞内外溶液的浓度差,一般情况下,浓度差越大时,细胞吸水或失水越多。
5.因为生理盐水的浓度与血浆的浓度基本一致,血细胞不会因为过度吸水或失水而出现形态和功能上的异常。
强化夯实，小组讨论：
外界溶液
细胞膜
半透膜
蔗糖溶液
细胞质基质
相当于
相当于
①红细胞与外界溶液组成了一个渗透系统。
②红细胞的细胞膜相当于一层半透膜，水分通过渗透作用进出红细胞。
1、在青菜上放一些盐,一会儿后就可看到水分渗出。
2、对农作物施肥过多，会造成“烧苗”现象。
3、放蔫的青菜用清水浸泡一会儿后，又恢复新鲜 。
生活现象：
植物细胞会出现渗透失水和吸水的情况吗？
植物细胞吸水和失水是否也是发生了渗透作用呢？
一.水进出细胞的原理
2.水进出植物细胞的原理
成熟植物细胞模式图
细胞膜
细胞质
液泡膜
细胞壁
(全透性)
是否满足发生渗透作用的条件：①具有半透膜②半透膜两侧的溶液具有浓度差
已知：细胞膜和液泡膜都是生物膜，都具有选择透过性。
能否把整个原生质层看作是一层半透膜呢？
？
探究·实践——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
进一步探究
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
1.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 。
2.如何使细胞外溶液的浓度提高或降低？
3.如何看到细胞？需要用到什么材料和器具？
4.对实验结果做出预测——细胞失水或吸水后可能出现哪些可观察的变化？
失水
吸水
探究·实践——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
进一步探究
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。
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、原生质层、
细胞大小的变化。
科学探究的一般过程
提出问题
作出假设
设计实验
1、制作洋葱鳞片叶外表皮的临时装片
2、用低倍镜观察洋葱鳞片叶外表皮细胞中紫色的中央液泡的大小，以及原生质层的位置
3、从盖玻片的一侧滴入蔗糖溶液，在另一侧用吸水纸引流。重复几次，使洋葱鳞片叶表皮浸润在蔗糖溶液中
4、低倍镜观察：细胞的大小、液泡、原生质层的变化
5、从盖玻片的一侧滴入清水，在另一侧用吸水纸引流。重复几次，使洋葱鳞片叶表皮浸润在清水中
6、低倍镜观察：细胞的大小、液泡、原生质层的变化
洋葱鳞片叶外表皮
紫色
吸水纸
吸水纸
原生质层
液泡
（引流法）
探究·实践——探究植物细胞的吸水和失水——低倍物镜
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
进一步探究
科学探究的一般过程
现象 试剂 中央液泡 原生质层 的位置 细胞大小
蔗糖溶液
清水
逐渐变小，颜色变深
逐渐变大，颜色变浅
逐渐恢复原来位置
基本不变
逐渐脱离细胞壁
基本不变
三次观察 两次对照
探究·实践——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
进一步探究
科学探究的一般过程
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
探究·实践——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
进一步探究
科学探究的一般过程
(1) 质壁分离的内因和外因：
(2) 观察质壁分离和复原，对材料的要求：
内因：原生质层具有选择透过性
外因：外界溶液浓度 > 细胞液浓度
活细胞
细胞有大液泡
具有浓度差
探究·实践——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
进一步探究
科学探究的一般过程
3. 将0.3g/ml的蔗糖溶液换成适宜浓度的KNO3，
实验结果如何？
1. 植物细胞会由于过多吸水而涨破吗？
先质壁分离，后质壁分离自动复原。
（因为细胞能主动吸收KNO3分子）
不会。（因为细胞壁具有保护和支持的作用）
2. 可以选用黑藻或者洋葱鳞片叶内表皮细胞进行实验吗？
也可以使用黑藻叶片等通过观察叶绿体的分布范围，来观察植物细胞的质壁分离与复原
从盖玻片的一侧滴加含有红墨水的30%蔗糖溶液，另一侧用吸水纸吸引，使含有红墨水的蔗糖溶液慢慢进入到盖玻片下
1.质壁分离的细胞中“质”和“壁”分别指什么？
质指原生质层，壁指细胞壁
质壁分离及复原的应用
判断植物细胞的死活。
测定细胞液的浓度范围。
鉴别不同种类的溶液。
对农作物的合理灌溉。
盐碱地作物不易存活，或一次施肥过多造成“烧苗”现象。
生活中杀菌、防腐、腌制食品。
渗透装置
渗透作用原理
动物细胞
植物细胞
细胞膜
原生质层
半透膜
实例：
洋葱细胞
渗透吸水或失水
实例：
哺乳动物
红细胞
浓度差
半透膜
蔗糖溶液
清水
课堂小结 p65
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。被动运输又分为自由扩散和协助扩散两类。
A B C D
1.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（ ）
练一练
2．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．B练一练
细胞的物质输入和输出
第4章
第1节 被动运输
第二课时
课堂小结 p65
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。被动运输又分为自由扩散和协助扩散两类。
被动运输
物质跨膜运输的方式 运输方向 是否需要 转运蛋白 是否
消耗能量
被动运输 自由扩散
协助扩散
顺浓度梯度
不需要
需要
不消耗
不消耗
顺浓度梯度
比较自由扩散和协助扩散，并完成下列表格。
实例
自由扩散：气体分子、脂溶性物质、水。
协助扩散：水、离子和一些小分子有机物如葡萄糖、氨基酸、核苷酸等。
1.被动运输的特点：
2.自由扩散和协助扩散的区别：
3.两种转运蛋白的区别：
顺浓度梯度运输，不消耗能量
是否需要转运蛋白协助
载体蛋白：转运物质要与蛋白质结合，每次转运时蛋白质结构都会改变；
通道蛋白：转运物质不与蛋白质结合，无结构改变。
被动运输
肾小管对水的重吸收
血管
激素
激素受体
正常成年人每天产生的原尿约为180 L，最终只有约1.5 L的尿液排出。其他的水去哪了？
被肾小管细胞吸收进入血液了。该过程需要水分子大量、快速通过细胞膜进入肾脏细胞，自由扩散的运输速率远不能满足生命活动的需要，而协助扩散能提高水的转运速率。
被动运输
水分子很小，不带电荷但具有极性，尽管能够以自由扩散过膜，但是更多的是借助细胞膜上的水通道蛋白以协助扩散的方式进出细胞。
转运蛋白
通道蛋白
钠离子 钾离子
葡萄糖
氨基酸
载体蛋白
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。
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。
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
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
曲线解读
②
运输速率
膜两侧的浓度差
运输速率
膜两侧的浓度差
判断：哪条曲线是自由扩散/协助扩散？请说出判断依据。
①
通过转运蛋白的协助扩散具饱和性
影响因素
影响自由扩散的因素：
温度
膜两侧的浓度差
影响协助扩散的因素：
温度
膜两侧的浓度差
转运蛋白的数量
②
运输速率
膜两侧的浓度差
运输速率
膜两侧的浓度差
①
被动运输
自由扩散
协助扩散
磷脂双分子层
载体蛋白
转运蛋白
通道蛋白
水通道蛋白
水分子进出细胞
属于
包括
穿过
借助
包括
如
课堂总结
与生活的联系
绝大部分保湿防冻产品中都有油脂类物质（如：甘油），想一想，这是为什么呢？
油脂类物质通过自由扩散的方式被细胞吸收，能吸收一部分空气的水分，同时它可以使一部分自由水转化为结合水，减少水分的散失，降低结冰点；从而可以防干燥，还能一定程度上防冻。
润肤霜
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. 基于对植物细胞质壁分离原理的理解判断，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
练习与应用
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，两种溶液的浓度均比细胞液的浓度高，在显微镜下连续观察，可以预测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.甲乙两细胞都发生质壁分离，但乙细胞很快发生质壁分离复原
C.只有乙细胞发生质壁分离，但不会发生质壁分离复原
D.甲乙两细胞发生质壁分离，随后都很快发生质壁分离复原
B

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