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(共44张PPT)
细胞膜的功能？
1.将细胞与外界环境分隔开
3.控制物质进出细胞
2.进行细胞间的信息交流
三大功能

知识回顾
第1节 被动运输
第1课时
第4章 细胞的物质输入和输出
【问题探讨】渗透装置的分析
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，会发现什么现象？
一类可以让一些小分子物质（如水分子）通过，而大分子物质不能通过的一类多孔薄膜的总称。
如玻璃纸、膀胱膜、卵壳膜等
半 透 膜
半透膜
1.漏斗管内的液面升高的原因？
由于单位体积中，清水中含有的水分子数比蔗糖溶液中的水分子 ；
多
因此单位时间内由 透过半透膜进入 中的水分子数多于由 进入 中的水分子数，从而使得漏斗管内的液面升高。
清水
蔗糖溶液
蔗糖溶液
清水
蔗糖溶液
清水
2.如果漏斗管足够长，管内的液面会无限升高吗？
不会
管内的水柱产生的压力会加快漏斗中的水分子向 扩散的速度，最终膜两侧水分子扩散的速度达到 ，液面不再上升。
外
平衡
3.当漏斗内溶液不再上升（即渗透平衡）时，半透膜两侧的溶液浓度相同吗
不相同
漏斗内溶液浓度仍然高
由于漏斗管内液面升高形成的静水压会阻止水分子由低浓度一侧向高浓度一侧扩散，故半透膜两侧溶液浓度关系仍是漏斗内溶液浓度高于烧杯中清水的浓度。
S1>S2
动态平衡
4.如果用纱布代替玻璃纸，漏斗管内的液面会不会升高？为什么？
不会。
原因是纱布是全透性的，水分子和蔗糖分子都能通过。
5.如果烧杯内不是清水，而是同等浓度的蔗糖溶液，漏斗管内的液面会不会升高？为什么？
不会。
半透膜两侧溶液的浓度相等时，单位时间内透过半透膜进入长颈漏斗的水分子数量等于渗出的水分子数量。
条件一、具有半透膜
条件二、膜两侧溶液存在浓度差
1．渗透作用的概念：
水分子（或其他溶剂分子）通过 的扩散，称为渗透作用。
半透膜
半透膜
渗透作用具备的两个条件？
①具有半透膜
②膜两侧溶液存在浓度差
2．水分子的运动方向？
水分子从水的相对含量 的一侧向相对含量 的一侧渗透。
高
低
低浓度溶液
高浓度溶液
如果将装置中的漏斗换成动物细胞，还会发生渗透作用吗？
1.动物细胞的吸水和失水
0.9% NaCl溶液中
9% NaCl溶液中
0.4% NaCl溶液中
实验：
外界溶液浓度
细胞质浓度
外界溶液浓度
细胞质浓度
外界溶液浓度
细胞质浓度
=
（1）成熟植物细胞的结构特点
2.植物细胞的吸水和失水
中央液泡
细胞膜
液泡膜
细胞质
原生质层
①
②
③
细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质称为原生质层
细胞壁
全透性
伸缩性小
伸缩性大
细胞液
⑤
具有一定的浓度
④
（1）提出问题：
（2）作出假设：
（3）实验设计思路（实验原理）
水分进出细胞是通过渗透作用吗？
原生质层是否相当于一层半透膜？
相当于一层半透膜。
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 ，原生质层 ，液泡体积就会 ；
当外界溶液的浓度低于细胞液的浓度时，细胞就会 ，
原生质层 ，液泡体积就会 。
所以可以通过液泡体积的大小变化反映水分进出细胞的情况。
原生质层
失水
缩小
吸水
增大
3.实验：探究植物细胞的吸水和失水
收缩
舒展
低浓度外界溶液，吸水
质壁分离
质壁分离复原
高浓度外界溶液，失水
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
进行实验
（按预定设计方案进行实验）
（1）实验材料用具：
刀片，镊子，滴管，载玻片，盖玻片，吸水纸，显微镜，
质量浓度为0.3g/ml的蔗糖溶液，清水。
具有紫色中央大液泡，便于观察
紫色洋葱鳞片叶 细胞，
具有 ，细胞液
呈 ，便于观察。
外表皮
中央大液泡
紫色
①制作洋葱鳞片叶表皮细胞临时装片。（注：一般取洋葱鳞片叶外表皮细胞）
②在低倍镜下（第1次）观察洋葱鳞片叶外表皮细胞中中央液泡的大小及原生质层位置。
【问题】本实验中第1次用显微镜观察起 ？ 作用。
观察细胞的初始状态，作为后续观察的对照
原生质层紧贴细胞壁
实验方法步骤
③在盖玻片一侧滴加蔗糖溶液，另一侧用吸水纸引流，重复几次，使洋葱表皮浸润在蔗糖溶液中——引流法。
细胞的吸水能力？
逐渐变大
变小
分离
变深
④低倍镜下（第2次）观察原生质层位置、中央液泡大小和颜色变化，看细胞是否发生质壁分离。
⑤在盖玻片一侧滴清水，另一侧用吸水纸引流，重复几次，让洋葱表皮浸润在清水中。
⑥低倍镜下（第3次）观察原生质层位置、中央液泡大小和颜色变化，看是否质壁分离复原。
变大
复原、紧贴
变浅
细胞的吸水能力？
逐渐变小
（3）实验结果及分析
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
中央液泡大小 细胞液浓度 颜色 原生质层的位置 细胞大小
蔗糖溶液
清水
变小
分离
变大
基本不变
基本不变
复原
紫色变深
变大
变小
紫色变浅
（4）实验结论？
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。
（3）植物细胞发生质壁分离与复原的原因
半透膜
大
浓度差
外因
内因
课前提问
1.渗透作用发生的条件，水（溶剂分子）的流动方向
2.动物细胞发生渗透作用的条件
3.植物细胞发生质壁分离的内因和外因
4.观察质壁分离选择什么细胞？
5.观察植物细胞的吸水与失水，用低倍镜观察了几次？第一次观察的目的？
6.如何滴加蔗糖溶液？
所有质壁分离的细胞都可以复原吗？
外界溶液浓度过高或失水时间过长会导致细胞死亡，无法质壁分离复原。
实验注意问题：
1.质壁分离及复原实验必须是活的成熟高等植物细胞
2.观察材料：紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞（细胞液是紫色便于观察）
3.本实验只用低倍镜观察
4..实验中存在前后对照
①用物质的量浓度为2 mol·L－1的乙二醇溶液和2 mol·L－1的蔗糖溶液分别浸泡某种植物细胞，观察细胞的质壁分离现象，得到其原生质体（即植物细胞中细胞壁以内的部分）体积变化情况如图所示。请回答：
2 min后，不同于处于2 mol·L－1的蔗糖溶液中的细胞，处于2 mol·L－1的乙二醇溶液中的细胞发生了 现象，发生该现象的原因是？
当质壁分离复原后，此时细胞液的浓度 外界溶液浓度。
质壁分离自动复原
乙二醇分子被吸收进入细胞内，引起细胞液的浓度逐渐增大，直至大于外界溶液浓度，细胞就会渗透吸水，发生质壁分离自动复原。
尿素、甘油、KNO3等溶液
大于或等于
被动运输
2.分类：
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之为被动运输。
1.定义：
被动运输又分为自由扩散和协助扩散两类。
O2
H2O
(1)概念：物质通过简单的扩散作用进出细胞。
(2)特点
①顺浓度梯度运输
②不需要转运蛋白协助
③不需要消耗能量
(3)实例：
气体、水、尿素、甘油、乙醇、苯等脂溶性小分子
(4)影响因素：
浓度差、温度
(一)自由扩散
外侧
内侧
细胞膜
高浓度
低浓度
类比
小球下滑
浓度差
扩散速度
转运蛋白
扩散速度
能量
扩散速度
(1)概念：借助膜上的转运蛋白进出细胞的物质扩散，叫做协助扩散(易化扩散)。
(2)特点
①顺浓度梯度运输
② 需要转运蛋白协助
③不需要消耗能量
(3)实例：
红细胞吸收葡萄糖、水通道蛋白、肾小管细胞吸收水等
(二)协助扩散
浓度差、转运蛋白数量、温度
(4)影响因素：
水分子进行细胞的方式为自由扩散和协助扩散（主要）
浓度差
扩散速度
能量
扩散速度
限制因素：转运蛋白数量
↓
转运蛋白
扩散速度
限制因素：浓度差
↓
载体蛋白 通道蛋白
图示
区别
转运蛋白分类：
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。需要与被运输的物质结合，每次转运时都会发生自身构象的改变
分子或离子通过通道蛋白时，不需要与通道蛋白结合，只容许与自身通道直径和形状相适配、大小和电荷相适宜的分子或离子通过。
自由扩散与协助扩散比较
不同点：
相同点：
要有转运蛋白协助
顺浓度转运
小结：
方式 自由扩散 协助扩散
运输方向 高浓度→低浓度 是否需要 转运蛋白 不需要 需要
能量 不需要 不需要
模型
运输曲线
物质浓度
运输速率
0
物质浓度
运输速率
0
（三）主动运输
1.概念：
物质逆浓度梯度进行跨膜运输，需要载体蛋白的协助，同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的能量，这种方式叫做主动运输。
主动运输精美效果(视频)
逆浓度梯度运输
1
需要载体蛋白
2
需要能量
3
2.主动运输特点：
3.有关细胞器：
①核糖体
②线粒体
(1)概念：物质逆浓度梯度进行跨膜运输，需要载体蛋白的协助，同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的能量。
(2)特点
①逆浓度梯度运输
② 需要转运蛋白协助
③需要消耗能量
(3)实例：
细胞（除红细胞）吸收葡萄糖、小肠上皮细胞吸收氨基酸、核苷酸等营养物质、植物细胞吸收矿质元素等
(三)主动运输
物质浓度、载体蛋白数量、能量（氧气浓度）、温度
(4)影响因素：
分析：三组曲线图中P点前的影响因素分别是什么？P点后的影响因素又是什么？
P点前：物质浓度、载体蛋白数量、能量
P点后：该种载体蛋白数量（即载体达到饱和）、能量、载体蛋白的数量
（5）主动运输的影响因素：
（6）载体蛋白的特点：
（1）具有特异性（或专一性）；
（2）与被转运的离子或分子结合；
（3）转运过程中空间结构发生变化；
（4）具有饱和性；
（5）可重复利用。
（7）主动运输的意义：
通过主动运输来选择吸收所需要的物质，排出代谢废物和对细胞有害的物质，从而保证细胞和个体生命活动的需要。
项 目 被动运输 主动运输
自由扩散 协助扩散 运输方向
载体蛋白
细胞内的能量
代表例子
顺浓度梯度
逆浓度梯度
不需要
需要
需要
不消耗
需要消耗
CO2、O2、甘油、乙醇、苯等
葡萄糖、氨基酸通过小肠上皮细胞膜；离子通过细胞膜等
葡萄糖进入红细胞（载体蛋白）；
水分子进出细胞（通道蛋白）
主动运输与被动运输有什么区别？
将大分子排出细胞，这种现象叫胞吐。
1.胞吞：
与膜上的蛋白质结合
细胞膜内陷
包围着大分子
从细胞膜分离
大分子物质
小囊
囊泡
进入
包围
凹陷
分离
胞吞实例：
白细胞吞噬病菌、
变形虫吞食食物颗粒等。
二、胞吞与胞吐
接触
内分泌腺细胞合成的蛋白质类激素、消化腺细胞分泌的消化酶等。
移动
排出
融合
2.胞吐：
大分子物质
在细胞内形成
囊泡
排出
移动到细胞膜处，与其融合
实例
（1）主要运输生物大分子
（3）依赖膜的流动性
（2）不需要载体蛋白，但需要特定的膜蛋白参与
（4）需要消耗能量
胞吞胞吐特点
二、胞吞与胞吐
注：神经细胞分泌神经递质属于胞吐，
神经递质是小分子物质。
协助扩散：
自由扩散：
物质的运输方式
主动运输：
小分子
大分子
胞 吞：
胞 吐：
消耗能量
顺浓度梯度
被动运输
离子、有机小分子
（转运蛋白蛋白）
（跨膜运输）
逆浓度梯度
不带电荷的小分子
小结
拓展应用
1. 淡水中生活的原生动物，如草履虫，能通过伸缩泡排出细胞内过多的水，以防止细胞涨破。如果将草履虫放入蒸馏水或海水中，推测其伸缩泡的伸缩情况，分别会发生什么变化？
放入蒸馏水中的草 虫,其伸缩泡的伸缩频率加快,
放入海水中的则伸缩频率减慢。
2.柽柳（见下图）是强耐盐植物，它的叶子和嫩枝可以将吸收到植物体内的无机盐排出体外。柽柳的根部吸收无机盐离子是主动运输还是被动运输？如果要设计实验加以证明，请说出实验思路。
实验设计思路
①将若干生长状况相似的怪柳幼苗，均分为甲、乙两组
②甲组：
乙组：
幼苗+溶液（K+）+正常呼吸条件
幼苗+溶液（K+）+抑制呼吸作用
相同且适宜环境培养一段时间，测定吸收速率
③若两组吸收速率相同，被动运输；若甲组＞乙组，则主动运输。
拓展延伸

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