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第四章细胞的物质输入和输出
第一节 被动运输
1.生命观念：感悟正常的物质进出对细胞代谢的重要意义，认同生物体的结构和功能相适应的特点。
2．科学探究：通过对“探究植物细胞的吸水和失水”实验的设计和操作，进一步掌握探究类实验的设计思路，提升实验操作能力。
核心素养
渗透作用
分子从高浓度一侧向低浓度一侧运动的现象。
半透膜
1.扩散作用
2.如果在烧杯中间添加一块半透膜后会出现什么现象？
3.什么是渗透作用呢？
渗透作用
问题探讨
蔗糖溶液
清水
玻璃纸（半透膜）
半透膜
蔗糖分子
水分子
半透膜：让小分子通过而大分子不能通过的一类多孔性薄膜的总称。
漏斗内的液体在升高
问题探讨
01 / 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
＞
02 /如果漏斗管足够长，管内的液面会无限升高吗？为什么？
不会，随着液面的不断上升，漏斗内液体的压强越来越大，从而使水分子从漏斗内移向烧杯的速度加快，水分子进出漏斗的速率越来越接近，直至完全相等，漏斗内液面不再升高，此时水分子的进出达到相对平衡
渗透压
指溶液中溶质微粒对水的吸引力。

问题探讨
03 / 如果用一层纱布（全透性）代替玻璃纸，还会出现原来的现象吗？
30%蔗糖溶液
纱布
清水
渗透作用发生条件:具有半透膜
不会，因为纱布不是半透膜，孔径大，水分和蔗糖分子都能自由通过，最后漏斗和烧杯都变成蔗糖溶液。
问题探讨
04 / 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？
30%蔗糖溶液
玻璃纸
30%蔗糖溶液
渗透作用发生条件:半透膜两侧的溶液具有浓度差
漏斗中的液面将保持不变，因为半透膜两侧浓度相同，水分子进出达到相对平衡。
问题探讨
05 / 如果烧杯中是清水，而漏斗是30%葡萄糖溶液，结果会怎样？
A
30%葡萄糖溶液
玻璃纸
清水
1.渗透作用概念:
2.渗透作用发生条件:
①具有半透膜
②半透膜两侧溶液存在浓度差
3.渗透作用结果：
溶液浓度低
渗透压低
溶液浓度高
渗透压高
含水量高
含水量低
4.渗透作用中水分子流动的方向
半透膜
水（溶剂）
蔗糖（溶质）
水分子或其他溶剂分子透过半透膜的扩散
水分子可以通过半透膜进行双向扩散，直到水分子进出速率达到动态平衡。
从溶质的角度分析：
低浓度溶液→高浓度溶液
从水分子自身的角度分析：
高含量一侧→低含量一侧
一、水进出细胞的原理
二.小试牛刀
1．如图为渗透装置示意图，一段时间后出现的现象不包括
( )
A.漏斗内的液面升高
B.有些水分子由蔗糖溶液通过半透膜进入清水
C.有些水分子由清水通过半透膜进入蔗糖溶液
D.半透膜两侧的溶液浓度相等
2．下图为研究渗透作用的实验装置，漏斗内溶液（S1）和漏斗外溶液（S2）为两种不同浓度的蔗糖溶液，水分子可以透过半透膜，而蔗糖分子不能。当渗透达到平衡时，漏斗内外液面差为m。若向漏斗中加入蔗糖分子，达到渗透平衡时，m将( )
A.变小 B.变大 C.不变 D.等于0
3．某兴趣小组设计的简易渗透吸水装置如图甲所示，图甲中蔗糖溶液液面上升的高度与时间的关系如图乙所示，渗透平衡时漏斗内外液面差为n。下列相关叙述错误的是( )
A. 实验开始时，b侧液体的浓度大于a侧
B. 由图乙可知图甲中漏斗里溶液的吸水速率在下降
C. 如果将c换成纱布，则不会出现图乙所示的变化
D. 液面差达到n时，半透膜两侧无水分子进出
如果将装置中的漏斗换成细胞还会不会吸水？
一、水进出细胞的原理
类比推理
清水
9%盐水
0.9%生理盐水
一、水进出细胞的原理
（一）动物细胞的吸水和失水
蔗糖溶液
细胞质
细胞膜
外界溶液
半透膜
清水
外界溶液浓度 细胞质浓度：细胞失水皱缩。
外界溶液浓度 细胞质浓度：水分进出处动态平衡。
＝
＜
＞
外界溶液浓度 细胞质浓度：细胞吸水膨胀。
吃腌制的咸菜，连续嗑带盐瓜子会感觉口渴，这是为什么呢？
口腔细胞失水
学以致用
与生活中的联系
如果将装置中的漏斗换成植物细胞将如何？和动物细胞一样也会吸水或失水吗？
一、水进出细胞的原理
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？
成熟的植物细胞模式图
细胞壁
细胞膜
细胞液
细胞质
液泡膜
原生质层
1、细胞内的液体环境主要指的是__________________
2、________________________组成原生质层
3、水分子进出细胞主要指的是水分子通过________进出______
细胞里面的细胞液
原生质层
液泡
全透、伸缩性小
半透、伸缩性大
细胞膜、细胞质、液泡膜
（二）植物细胞的吸水与失水
纤维素和果胶组成
一、水进出细胞的原理
滴加0.3 g/L
蔗糖溶液
质壁分离：原生质层和细胞壁分离
细胞壁
细胞膜
细胞质
液泡膜
原生质层
细胞壁
细胞膜
细胞质
液泡膜
原生质层
将植物细胞放置于一浓度较高的溶液（0.3 g/L蔗糖溶液）中，会有怎样的变化？
H2O少
H2O多
（二）植物细胞的吸水与失水
一、水进出细胞的原理
实验结果 液泡大小 液泡颜色 原生质层的位置 细胞大小 吸水能力
0.3 g/ml 蔗糖溶液
滴加清水
细胞壁
细胞膜
细胞质
液泡膜
原生质层
细胞壁
细胞膜
细胞质
液泡膜
原生质层
将质壁分离的细胞放置于清水（浓度较比细胞液低）中，又会有怎样的变化？
质壁分离复原：原生质层恢复原状，和细胞壁再次紧贴
H2O多
H2O少
（二）植物细胞的吸水与失水
一、水进出细胞的原理
实验结果 液泡大小 液泡颜色 原生质层的位置 细胞大小 吸水能力
清水
植物细胞的 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。
当细胞液的浓度 外界溶液的浓度时，细胞液中的水就透过原生质层进入外界溶液中，使细胞壁和原生质层都出现一定程度的收缩。当细胞不断失水时， ，原生质层就会与细胞壁逐渐分离开来，也就是逐渐发生了_____________。
当细胞液的浓度 外界溶液的浓度时，外界溶液中的水就透过原生质层进入细胞液中，整个原生质层就会慢慢地恢复成原来的状态，使植物细胞逐渐发生 。
原生质层
小于
由于原生质层比细胞壁的伸缩性大
大于
质壁分离的复原
通过上面的探究活动可以看出：（P65）
质壁分离
水进出细的原理
水进出植物细胞的原理
探究植物细胞的吸水和失水
正常状态
三次低倍镜观察图像对比
0.3g/mL的蔗糖溶液
清水
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
观看实验视频:探究植物细胞的吸水和失水
1.质壁分离产生的条件：
①具有大液泡；②具有细胞壁；③活细胞。
2.质壁分离产生的原因：
内因：原生质层伸缩性大于细胞壁伸缩性
外因：外界溶液浓度>细胞液浓度
3.植物吸水方式有两种：
①渗透作用(形成液泡)
②吸胀作用(未形成液泡）如：干种子、根尖分生区细胞通过亲水性物质(蛋白质、淀粉、纤维素)吸水。
总结：
课后总结
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
被动运输：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。
例题.取生理状态相同的某种植物新鲜叶片若干，去除主脉后剪成大小相同的小块，随机分成三等份，之后分别放入三种浓度的蔗糖溶液(甲、乙、丙)中。一定时间后测得甲的浓度变小，乙的浓度不变,丙的浓度变大。假设蔗糖分子不进出细胞，则关于这一实验结果，下列说法正确的是(　　)
A.实验前，丙的浓度>乙的浓度>甲的浓度
B.乙的浓度不变是因为细胞内蔗糖的浓度与乙的浓度相等
C.实验中，水分子在细胞与蔗糖溶液间的移动属于自由扩散
D.甲、丙的浓度变化是由水分子在细胞与蔗糖溶液间移动引起的
答案．D 【解析】
甲的浓度变小，说明植物细胞失水，甲的浓度大于植物细胞液的浓度；乙的浓度不变，说明植物细胞既不失水也不吸水，乙的浓度等于植物细胞液浓度；丙的浓度变大，说明植物细胞吸水，丙的浓度小于植物细胞液浓度。由此可知，甲的浓度>乙的浓度>丙的浓度，A项错误。乙的浓度不变是因为细胞内细胞液的浓度与乙的浓度相等，而非细胞内蔗糖的浓度，B项错误。水分子进出细胞的方式是自由扩散或协助扩散，C项错误。由题意可知，蔗糖分子不进出细胞，甲乙丙三种溶液的浓度变化均是由水分子在细胞与蔗糖溶液间移动引起的，D项正确。

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