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第四章 细胞的物质输入和输出
第1节：被动运输（第1课时）
1
第1节：被动运输（第1课时）
2
水进出细胞的原理
渗透作用
探究一
渗透作用
(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,因为纱布孔隙很大，蔗糖分子也可自由通过。
分析渗透作用发生的条件
【任务1】
(1)漏斗管内的液面为什么会升高
单位时间内从清水流入蔗糖溶液中的水分子数大于从蔗糖溶液流入清水中的水分子数
根据教材P62 “问题探讨”中的渗透现象示意图，回答下列问题：
蔗糖分子
水分子
分析渗透作用发生的条件
【任务1】
(3)漏斗管内的液面不会一直升高的原因：
管中水柱产生的压力将加快漏斗中水分向外扩散的速度，最终达到平衡,此时半透膜两侧水分子进出速率相等，液面不再升高。
根据教材P62 “问题探讨”中的渗透现象示意图，回答下列问题：
(4)渗透装置中，当漏斗内的溶液不再上升时，半透膜两侧的溶液浓度是否相同？
不相同，仍是漏斗内的溶液浓度高于烧杯中清水的浓度。
蔗糖分子
水分子
半透膜
(5)如果烧杯内不是清水，而是同样浓度的蔗糖溶液，结果会怎样？
不会，没有浓度差,水分子进出平衡,液面也不会升高。
(6)归纳渗透作用的发生所具备的两个条件。
分析渗透作用发生的条件
【任务1】
蔗糖分子
水分子
半透膜
半透膜
半透膜两侧具有浓度差
水分子含水量高
溶液浓度低
渗透压低
含水量低
溶液浓度高
渗透压高
水分子是顺相对含量梯度跨膜运输
渗透作用
条件：
水分子的流动方向：
概念：
水分子或其他溶剂分子通过半透膜的扩散。
蔗糖分子
水分子
半透膜
分析渗透作用发生的条件
【任务1】
A
1.下列现象不属于渗透作用的是（ ）
A．水分子或蔗糖分子通过植物细胞的细胞壁
B．水分子或其他溶剂分子通过细胞膜
C．水分子或其他溶剂分子通过液泡膜
D．水分子或其他溶剂分子通过原生质层
对点训练
对点训练
对点训练
对点训练
对点训练
2. 某科研小组设计如图所示的渗透装置，其中半透膜不能透过蔗糖，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，液面不动（渗透平衡）时液面差为Δh。下列说法正确的是（ ）
A．渗透平衡后S1和S2浓度的大小关系为S1＝S2
B．渗透平衡后无水分子通过半透膜
C．漏斗中溶液液面上升速率逐渐加快
D．向漏斗内加适量清水Δh将变小
D
对点训练
对点训
渗透作用原理的拓展应用
半透膜两侧的浓度差是指溶质颗粒的物质的量浓度，不是质量浓度
假设葡萄糖和蔗糖分子不能通过半透膜,且均为质量浓度，则一段时间后，液面高度会如何变化
10%
蔗糖
10%
葡萄糖
10%
蔗糖
10%
葡萄糖
一段时间后
n＝m/M c＝n/V
3.把体积与质量百分比浓度相同的葡萄糖和蔗糖溶液用半透膜(允许溶剂和
葡萄糖通过，不允许蔗糖通过)隔开(如图)，一段时间后液面的情况是( )
A.甲高于乙
B.乙高于甲
C.先甲高于乙，后乙高于甲
D.先甲低于乙，后乙低于甲
C
对点训练
对点训练
对点训练
对点训练
对点训练
半透膜
选择透过性膜
概念
特点
材料
指某些物质可以透过，而另一些物质不能透过的多孔性薄膜
指水分子能自由通过，细胞要选择吸收的离子和小分子也可以通过，而其他的离子、小分子和大分子则不能通过的生物膜
透过的依据是分子或离子的大小，不具有选择性
膜上的蛋白质决定了一些分子可以通过，另一些分子不能通过，具有选择透过性
玻璃纸、动物膀胱、鱼鳔、花生种皮等
细胞膜、液泡膜和由其构成的原生质层等
蔗糖分子
半透膜
水分子
半透膜和选择透过性膜
探究二
水进出细胞的原理
外界溶液浓度<细胞质浓度
细胞吸水膨胀
外界溶液浓度=细胞质浓度
细胞形态不变
细胞失水皱缩
外界溶液浓度>细胞质浓度
情境二
如果把长颈漏斗换成一个动物细胞，细胞会吸水吗？原理一样吗？
(1)红细胞内的血红蛋白等有机物能够透过细胞膜吗？这些有机物相当于教材P62“问题探讨”所示装置中的什么物质？
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。
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。
分析哺乳动物的成熟红细胞的原理
【任务2】
结合图示分析P63思考讨论的问题:
(2)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？
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。
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。
分析哺乳动物的成熟红细胞的原理
【任务2】
(3)红细胞吸水和失水取决于什么条件？
(4)想一想临床上输液为什么要用生理盐水？
1
半透膜
浓度差
(5)基于红细胞的结构特点及图示结果，你认为水进出红细胞的方式是什么？请说明原因。
②动物细胞膜相当于一层
①水进出的原理是
渗透作用
原理
现象
①当外界溶液浓度＜细胞质浓度时
细胞吸水膨胀
②当外界溶液浓度＞细胞质浓度时
细胞失水皱缩
③当外界溶液浓度＝细胞质浓度时
细胞形态不变
半透膜
分析哺乳动物的成熟红细胞的原理
【任务2】
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。
（失水）
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。
（吸水）
（失水）
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的呢？
对农作物施肥过多，会造成“烧苗”现象。
情境三
过渡
植物细胞和动物细胞在结构上有何区别？什么是原生质层？
成熟的植物细胞模式图
细胞膜
液泡
细胞壁
细胞质
液泡膜
原生质层
（全透性，
伸缩性比较小）
水进出植物细胞，主要是指水经过原生质层进出液泡
（内含细胞液）
情境三
与经典渗透装置比较
外界溶液
细胞壁
半透膜
原生质层
液泡膜
细胞质
细胞膜
内容液
细胞液
？
情境三
提出问题
作出假设
设计实验
实施实验
分析结果
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？
探究植物细胞的吸水和失水
【任务3】
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。
单一变量原则
对照原则
平行重复原则
提供蔗糖溶液使细胞外溶液浓度升高，提供清水使细胞外溶液浓度降低。
如何使细胞外溶液的浓度升高或降低？
提出问题
作出假设
设计实验
实施实验
分析结果
表达交流
探究植物细胞的吸水和失水
【任务3】
制作紫色洋葱鳞片叶外表皮临时装片
低倍显微镜下观察
①表皮细胞中有个紫色的中央大液泡
②原生质层紧贴细胞壁
0.3g/ml蔗糖溶液
吸水纸吸引
重复几次
低倍显微镜下观察
滴清水
吸水纸吸引
低倍显微镜下观察
②原生质层逐渐贴近细胞壁
重复几次
①紫色中央大液泡逐渐变小(紫色加深)
①表皮细胞紫色中央大液泡逐渐变大
提出问题
作出假设
设计实验
实施实验
分析结果
表达交流
探究植物细胞的吸水和失水
【任务3】
②原生质层与细胞壁逐渐分离
提出问题
作出假设
设计实验
实施实验
分析结果
表达交流
探究植物细胞的吸水和失水
【任务3】
正常状态 0.3g/ml蔗糖溶液 清水
图像
液泡大小变化
细胞 大小
原生质层位置
提出问题
作出假设
设计实验
实施实验
分析结果
表达交流
探究植物细胞的吸水和失水
【任务3】
基本
不变
基本
不变
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
基本
不变
植物细胞发生质壁分离与复原的原因：
(1)内因：
(2)外因：
原生质层的伸缩性>细胞壁的伸缩性
外界溶液浓度>细胞液浓度
(1)植物细胞的原生质层相当于一层半透膜；
实验结论：
提出问题
作出假设
设计实验
实施实验
分析结果
表达交流
探究植物细胞的吸水和失水
【任务3】
(2)植物细胞也是通过渗透作用吸水和失水的。
原生质层相当于一层半透膜
(1)选择紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞作为实验材料的原因是什么？
紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的液泡呈现紫色，易于观察实验现象。
(2)本实验进行了几次显微观察？其目的是什么？
本实验进行了3次显微观察；目的是进行前后对照，以便对比细胞处理前后的状态变化。
探究植物细胞的吸水和失水
【任务3】
质壁分离
质壁分离复原
第一次观察
滴加蔗糖溶液后观察
再次滴加清水溶液后观察
自身对照是指对照组和实验组在同一研究对象上进行，是实验前后之间的对照
第一次对照
滴加蔗糖溶液
滴加清水
第二次对照
质壁分离
质壁分离复原
(3)该实验有没有设置对照 是如何设置的
探究植物细胞的吸水和失水
【任务3】
发生质壁分离，但不能质壁分离复原。
（因为细胞已经严重失水而死亡了)
因细胞主动或被动吸收溶质微粒而使细胞液浓度增大，植物细胞会吸水引起质壁分离后的自动复原。
探究植物的吸水和失水
(4)如果滴加的是0.5 g/ml的蔗糖溶液，实验结果如何？
(5)将0.3g/ml的蔗糖溶液换成适宜浓度的甘油\乙二醇溶液\尿素溶液\KNO3溶液(小分子能进入细胞)，实验结果会有什么不同？
探究植物细胞的吸水和失水
【任务3】
(6)要观察细胞发生质壁分离和复原，对材料有哪些要求？
①成熟植物的活细胞（有细胞壁）；
②外界溶液与细胞液存在浓度差；
③有中央大液泡（颜色为深色或者
有较明显的参照物）
紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞
绿色植物叶肉细胞
探究植物细胞的吸水和失水
【任务3】
1. 若将人类的红细胞置于不同浓度的蔗糖溶液中，浸泡半小时之后的结果如下图，依照细胞外形的变化判断蔗糖溶液的浓度，由高到低排列，正确的是（ ）

A．a>b>c>d B．d>a>b>c C．a>d>b>c D．c>b>d>a
D
对点训练
对点训练
对点训练
对点训练
对点训练
A
2. 如图为某紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞在某外界溶液中的一种状态(此时细胞有活性)。下列说法合理的是（ ）
A．图中属于选择性透过膜的是②④
B．将该细胞浸入清水当中，③中的紫色会越来越浅
C．将该细胞浸入清水中时，液泡体积会增大，当其
不再增大时，细胞液浓度等于外界溶液中蔗糖的浓度
D．用黑藻叶片细胞替代图中细胞进行质壁分离实验
，叶绿体的存在会影响观察
对点训练
对点训练
对点训练
对点训练
对点训练
C
3. 观察紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的质壁分离和复原实验的操作过程中，对临时装片进行了三次观察，有关叙述中正确的是（ ）
A．第一次观察时容易看到紫色大液泡和较大的无色细胞质基质区域
B．吸水纸的主要作用是吸除滴管滴加的多余液体，以免污染镜头
C．第二次观察时可以发现细胞质壁分离首先发生在细胞的角隅处
D．为了节约实验时间，可以省略第一次显微镜观察步骤
对点训练
对点训练
对点训练
对点训练
对点训练
构建网络
水分子进出细胞
实例：
动物细胞
植物细胞
实例：
红细胞
细胞膜
细胞质
半透膜
洋葱细胞
细胞膜
半透膜
细胞液
浓度差
浓度差
渗透作用原理
与细胞外液
与细胞外液

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