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(共38张PPT)
第1节 被动运输
第4章 细胞的物质输入和输出
清水泡过的青菜
很饱满、新鲜
盐腌制过的黄瓜
皱皱巴巴，能挤出水
水是如何进出细胞的？
渗透作用
扩散：
物质分子从高浓度向低浓度区域转移直到均匀分布的现象。
在一个长颈漏斗的漏斗口外密封上一层玻璃纸，往漏斗内注入蔗糖溶液，然后将漏斗浸入盛有清水的烧杯中，使漏斗管内外的液面高度相等。过一段时间后，会出现所示现象。
动画演示
玻璃纸
蔗糖分子
水分子
1.漏斗内的液面为什么会升高？
玻璃纸是一种半透膜，水分子（小分子物质）可以透过它，而蔗糖分子（大分子物质）则不能。
单位时间内进入漏斗的水比出漏斗的水多；
不会。
如果漏斗管足够长，管内的液面会无限升高吗？为什么？
水分子等溶剂分子通过半透膜的扩散叫渗透作用。
要发生渗透作用需要满足什么条件呢？
2.如果用一层纱布代替玻璃纸，还会出现原来的现象吗？
不会。蔗糖分子和水分子都可以透过纱布
3.如果烧杯中不是清水，而是同样浓度的蔗糖溶液，结果会怎么样？
漏斗管内的液面不会升高
渗透作用的条件：
①有半透膜
②半透膜两侧的溶液存在浓度差
渗透作用的方向又是怎样的呢？
4.如果烧杯和漏斗管内都是蔗糖溶液，结果会怎样？
①烧杯内蔗糖浓度>漏斗管内蔗糖浓度：
②烧杯内蔗糖浓度<漏斗管内蔗糖浓度：
③烧杯内蔗糖浓度=漏斗管内蔗糖浓度：
漏斗管液面下降
漏斗管液面上升
漏斗管液面不变
渗透作用的方向： 浓度溶液→ 浓度溶液
低
高
(总溶液浓度）
渗透作用
水分子等溶剂分子通过半透膜的扩散叫渗透作用。
概念：
条件：
方向：
①有半透膜
②半透膜两侧的溶液存在浓度差
低浓度溶液→高浓度溶液（总溶液浓度）
如果将装置中的漏斗换成动物细胞，还会不会发生渗透作用呢？
一、水进出细胞的原理
外界溶液＜细胞质浓度
动物细胞吸水膨胀
外界溶液＞细胞质浓度
动物细胞失水皱缩
外界溶液＝细胞质浓度
水分进出细胞动态平衡
细胞形态不变
一、水进出细胞的原理
1. 红细胞内的血红蛋白等有机物能透过细胞膜吗？这些有机物相当于
“问题探讨”所示装置中的什么物质？
2. 红细胞的细胞膜是不是相当于“问题探讨”中所说的半透膜？
3. 当外界溶液的浓度低时，红细胞一定会由于吸水而涨破吗？
4. 红细胞吸水或失水的多少取决于什么条件？
5. 想一想临床上输液为什么要用生理盐水？
不能，相当于蔗糖分子
相当于
不一定，浓度差很大时会涨破，浓度差较小时不会涨破。
细胞内外溶液浓度差。浓度差越大细胞吸水或失水越多。
防止血细胞失水或吸水，维持细胞正常形态。
一、水进出细胞的原理
外界溶液
蔗糖溶液
细胞质
相当于
细胞膜
半透膜
相当于
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。
你吃比较咸的食物时，例如你吃腌制的咸菜，连续嗑带盐的瓜子等，你的口腔和唇的粘膜有什么感觉？为什么？
口腔细胞失水
口干舌燥
与生活的联系
与生活的联系
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。
水又是怎样进出植物细胞的呢？
一、水进出细胞的原理
液泡膜
细胞质
原生质层
细胞壁
（全透性；支持和保护作用；伸缩性小）
细胞膜
成熟的植物细胞的结构
植物细胞内的液体环境主要指的是液泡内的细胞液。
水进出植物细胞主要指水通过原生质层进出液泡。
细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质。
（伸缩性大）
探究·实践：探究植物细胞的吸水和失水
提出问题
做出假设
设计实验
实施实验
分析结果
得出结论
表达交流
水分进出植物细胞是通过渗透作用吗？原生质层是一层半透膜吗？
水分进出植物细胞是渗透作用，原生质层相当于一层半透膜
蔗糖溶液中细胞的液泡变小，细胞皱缩；
清水中细胞的液泡变大，细胞膨胀。
预期结果：
将植物细胞浸润在较高浓度的蔗糖溶液中，观察液泡、原生质层及细胞大小的变化；
再浸润在清水中，观察其大小的变化。
实验原理：
实验过程：
细胞壁伸缩性小于原生质层伸缩性；
在不同外界溶液中，植物细胞会出现吸水或失水现象
探究·实践：探究植物细胞的吸水和失水
材料用具：紫色洋葱鳞片叶、质量分数为0.3g/mL的蔗糖溶液、清水、刀片、镊子、滴管、盖玻片、吸水纸、显微镜等。
选择紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞，是因为其具有中央大液泡，且细胞液呈紫色，易观察液泡的大小变化。
外表皮细胞
提出问题
做出假设
设计实验
实施实验
分析结果
得出结论
表达交流
探究·实践：探究植物细胞的吸水和失水
探究·实践：探究植物细胞的吸水和失水
制作紫色洋葱鳞片叶外表皮临时装片
低倍显微镜下观察
0.3g/ml的蔗糖溶液
吸水纸引流
重复几次
低倍显微镜下观察
滴放清水
吸水纸引流
低倍显微镜下观察
重复几次
【实验步骤】
探究·实践：探究植物细胞的吸水和失水
提出问题
做出假设
设计实验
实施实验
分析结果
得出结论
表达交流
图像 中央液泡大小 原生质层位置 细胞大小
临时装片初步观察
蔗糖溶液
清水
正常大小
原生质层 紧贴细胞壁
逐渐变小，颜色变深
恢复原来大小，颜色变浅
原生质层逐渐
脱离细胞壁
原生质层恢复
原来的位置
正常大小
基本不变
基本不变
在0.3g/ml的蔗糖溶液中，植物细胞会 ，原生质层与 分离开。
在清水中，植物细胞会 ，原生质层慢慢
原来的状态。
探究·实践：探究植物细胞的吸水和失水
提出问题
做出假设
设计实验
实施实验
分析结果
得出结论
表达交流
【实验结论】
(1)植物细胞也是通过渗透作用吸水和失水的。
(2)植物细胞的原生质层相当于一层半透膜；
【实验结果】
失水
细胞壁
吸水
恢复
①外因：
②内因：
相当于一层半透
原生质层伸缩性 细胞壁伸缩性
外界溶液浓度大于细胞液浓度
1.什么是质壁分离？什么是质壁分离复原？
2. 质壁分离产生原因：
探究·实践：探究植物细胞的吸水和失水
质壁分离：
质壁分离复原：
大于
植物细胞失水时，原生质层和细胞壁分离分离开的现象
发生质壁分离的植物细胞不断吸水，原生质层慢慢恢复成原来的状态的过程。
原生质层
探究·实践：探究植物细胞的吸水和失水
①材料选择：
活细胞、
有中央大液泡的成熟植物细胞
②引流：
③外界溶液浓度：
④观察时间：
引流时要重复几次，目的是使盖玻片下面的细胞完全浸入在加入的液体。
加入蔗糖溶液后不宜停留过长时间，防止过度失水而死亡。
0.3g/mL的蔗糖溶液；浓度过高细胞会失水过多而死亡
【注意事项】
1. 植物细胞会由于吸水过多而涨破吗？
2. 实验中共涉及几次显微镜观察？其中第一次观察的目的是什么？
3. 选根尖分生区细胞、动物细胞、死细胞能观察到质壁分离吗 黑藻细胞、洋葱鳞片叶内表皮细胞呢？
4. 质壁分离后不复原的原因
5. 细胞壁和原生质层之间的空隙充满的是什么？
6. 如果将实验中质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液改为适宜浓度的KNO3溶液实验结果会如何
思考：（5min）
1. 植物细胞会由于吸水过多而涨破吗？
思考：（5min）
2. 实验中共涉及几次显微镜观察？其中第一次观察的目的是什么？
不会。有细胞壁，起到支持和保护作用。
3. 选根尖分生区细胞、动物细胞、死细胞能观察到质壁分离吗 黑藻细胞、洋葱鳞片叶内表皮细胞呢？
三次。观察细胞正常形态，与处理后形成对照。
不能；
黑藻细胞、洋葱鳞片叶外表皮细胞可以。
4. 质壁分离后不复原的原因
思考：（5min）
植物细胞过度失水死亡。
5. 细胞壁和原生质层之间的空隙充满的是什么？
外界溶液。
6. 如果将实验中质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液改为适宜浓度的KNO3溶液实验结果会如何
思考：（5min）
适宜浓度的尿素、乙二醇、KNO3作为外界溶液都会出现自动复原现象，因为外界物质会转移到细胞内而引起细胞液浓度升高。
会出现质壁分离，过一段时间后会自动复原。
比较植物细胞和动物细胞的吸水和失水
内容 动物细胞 植物细胞
原理
水分子 运动方向
条件
渗透作用
低浓度溶液→高浓度溶液
① 相当于半透膜；
② 胞内溶液与细胞外溶液存在 。
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，这种物质的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。
细胞膜
浓度差
① 相当于半透膜；
② 与外界溶液存在浓度差；
原生质层
细胞液
二、自由扩散和协助扩散
阅读P66-67的内容，了解自由扩散和协助扩散的概念、运输方向、特点及例子，并思考影响自由扩散、协助扩散的速率的因素。（5min）
二、自由扩散和协助扩散
（一）自由扩散
细胞外
细胞内
水分子
细胞膜
(又称“简单扩散”）
概念：
运输方向：
特点：
实例：
影响运输速率的因素：
物质通过简单的扩散作用进出细胞的方式
高浓度→低浓度（顺浓度梯度）
不需要消耗能量、不需要转运蛋白协助
水，气体（O2 、CO2、N2）；
脂溶性物质（甘油、乙醇、苯等）；
脂质分子（胆固醇、性激素等）
浓度差 、
温度
二、自由扩散和协助扩散
（一）自由扩散
浓度差
运输速率
转运蛋白
运输速率
氧气/能量
运输速率
二、自由扩散和协助扩散
（二）协助扩散
细胞外
细胞内
细胞膜
(又称“易化扩散”）
概念：
运输方向：
特点：
实例：
影响运输速率的因素：
借助转运蛋白进出细胞的物质扩散方式
高浓度→低浓度（顺浓度梯度）
不需要能量、需要转运蛋白协助
离子和一些小分子有机物如葡萄糖、氨基酸等
葡萄糖进入红细胞等
浓度差
转运蛋白的数量
温度
二、自由扩散和协助扩散
（二）协助扩散
氧气/能量
运输速率
P
转运蛋白
运输速率
P’
浓度差
运输速率
二、自由扩散和协助扩散
（二）协助扩散
转运蛋白分为 蛋白和 蛋白两种。
通道
载体
载体蛋白
通道蛋白
载体蛋白只允许与自身结合部位相适应的分子或离子通过，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。
二、自由扩散和协助扩散
（二）协助扩散
过去人们普遍认为，水分子都是通过自由扩散进出细胞的
根据细胞膜的结构分析，由于磷脂双分子层内部具有疏水性，水分子自由扩散通过细胞膜时会受到一定的阻碍。
研究表明，水分子更多借助细胞膜上的水通道蛋白从低渗溶液向高渗溶液跨膜运输，这种水分子跨膜运输的方式是____________。
协助扩散
水通道蛋白模式图
二、自由扩散和协助扩散
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
影响因素
高浓度 低浓度（顺浓度梯度）
不消耗
不需要
需要
水，气体；
脂溶性物质；
脂质分子
葡萄糖、氨基酸等小分子有机物；葡萄糖进入红细胞；
通道蛋白运输等；
浓度差；
温度
浓度差；
转运蛋白的数量；
温度
随堂检测
1. 判断正误
①同种物质在不同情况下的运输方式可能不同(　　)
②载体蛋白和通道蛋白在转运分子和离子时，其作用机理是一样的(　　)
③温度变化会影响分子通过细胞膜的速率(　　)
2. 下列各项中，会显著降低细胞通过协助扩散吸收葡萄糖的速率的是(　　)
A．细胞内能量不足
B．细胞外药物影响膜蛋白结构
C．细胞外葡萄糖浓度上升
D．细胞内O2浓度下降
随堂检测
A．水分子不需要水通道蛋白协助的跨膜运输方式为自由扩散
B．水分子通过水通道蛋白进入细胞是顺浓度梯度进行的
C．土壤溶液浓度过高时植物只通过水通道蛋白失水
D．根毛细胞吸水能力与其细胞液中水相对含量有关
3. 研究发现，水分子进入植物细胞的两种方式如图所示，下列相关叙述中错误的是(　　)

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