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1、4.1 4.1 被被 动动 运运 输输第第4 4章章 细胞的物质输入和输出细胞的物质输入和输出溶质不能通过半透膜的渗透装置分析溶质不能通过半透膜的渗透装置分析溶质不能通过半透膜的渗透装置分析溶质不能通过半透膜的渗透装置分析思考思考1 1、为什么漏斗液面会上升、为什么漏斗液面会上升？蔗糖蔗糖溶液溶液清水清水半透膜半透膜浓度：浓度：蔗糖蔗糖清水清水单位体积水分子数：单位体积水分子数：蔗糖蔗糖 乙乙 丙丙 丁丁 B B丁丁 甲甲 乙乙 丙丙 C C丙丙 丁丁 甲甲 乙乙 D D丙丙 乙乙 丁丁 甲甲 Da、b、c是三个相邻的细胞，已知是三个相邻的细胞，已知细胞质浓度细胞质浓度abc,如图所示，能正确
2、表示水分在三者之间如图所示，能正确表示水分在三者之间关系的是（关系的是（）CacbacbacbacbABCD1、渗透作用的概念：水分子通过半透膜从低浓度到高、渗透作用的概念：水分子通过半透膜从低浓度到高浓度的扩散浓度的扩散2、渗透作用发生的条件：、渗透作用发生的条件：半透膜；半透膜；浓度差浓度差课课堂堂小小结结一、渗透作用的原理一、渗透作用的原理二、动物细胞的吸水和失水二、动物细胞的吸水和失水 外界溶液浓度外界溶液浓度 细胞质浓度细胞质浓度 细胞失水皱缩细胞失水皱缩 外界溶液浓度外界溶液浓度 细胞质浓度细胞质浓度 细胞吸水膨胀细胞吸水膨胀 外界溶液浓度外界溶液浓度 细胞质浓度细胞质浓度 水分子
3、进出细胞达到水分子进出细胞达到动态平衡动态平衡第二课时第二课时p白菜放置时间长了会萎蔫；而卖菜的阿姨经常向青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。菜上洒水，使青菜保持新鲜硬挺状态。p对农作物施肥过多，会造成对农作物施肥过多，会造成“烧苗烧苗”现象。现象。植物细胞的吸水和失水植物细胞的吸水和失水如果将装置中的如果将装置中的漏斗换成漏斗换成植物细植物细胞胞,还会不会渗还会不会渗透吸水？透吸水？三、探究植物细胞的吸水和失水三、探究植物细胞的吸水和失水细胞壁细胞壁细胞膜细胞膜液泡膜液泡膜细胞质细胞质原生质层原生质层（全透性，伸（全透性，伸缩性比较小）缩性比较小）
4、细胞液细胞液（具有一定的浓度）（具有一定的浓度）原生质层原生质层：细胞膜细胞膜和和液泡膜液泡膜以及两层膜之间的以及两层膜之间的细胞质细胞质。三、植物细胞的吸水和失水三、植物细胞的吸水和失水内内溶溶液液外外界界溶溶液液半半透透膜膜原原生生质质层层细胞膜细胞膜液泡膜液泡膜细胞质细胞质细细胞胞液液细细胞胞壁壁（全透性）（全透性）与经典渗透装置比较与经典渗透装置比较与经典渗透装置比较与经典渗透装置比较 原生质层相当于一层半透膜吗？原生质层相当于一层半透膜吗？探究探究探究实验：植物细胞的吸水和失水探究实验：植物细胞的吸水和失水提出问题提出问题作出假设作出假设设计实验设计实验进行实验进行实验分析结果分析结
5、果表达与交流表达与交流（原生质层是一层半透膜吗？）原生质层是一层半透膜吗？）（原生质层相当于一层半透膜）（原生质层相当于一层半透膜）设计方案设计方案设计方案设计方案（按预定方案进行实验）（按预定方案进行实验）（分析实验结果，（分析实验结果，得出结论得出结论：）（总结，写实验报告并适当交流）（总结，写实验报告并适当交流）预期结果预期结果预期结果预期结果实验步骤：实验步骤：紫紫细胞壁细胞壁质量浓度为质量浓度为0.3g/mL0.3g/mL的蔗糖的蔗糖缩小缩小原生质层原生质层变深变深清水清水变大变大变浅变浅细胞壁细胞壁1 1、本实验至少观察几次？、本实验至少观察几次？2 2、为什么选择洋葱鳞片、为什么
6、选择洋葱鳞片叶外表皮作为实验材料？叶外表皮作为实验材料？4 4、蔗糖溶液的浓度可以、蔗糖溶液的浓度可以用用0.5g/mL0.5g/mL吗？吗？3 3、植物细胞会因为吸水、植物细胞会因为吸水过多而涨破吗？过多而涨破吗？3 3次次其液泡中有色素，呈现一定颜其液泡中有色素，呈现一定颜色，方便观察。色，方便观察。不会，有细胞壁，其伸缩性小。不会，有细胞壁，其伸缩性小。不能，细胞会失水过多而死。不能，细胞会失水过多而死。预期实验的结果预期实验的结果：如果假设正确，当外界溶液浓度（与细胞液浓度相比）高如果假设正确，当外界溶液浓度（与细胞液浓度相比）高时，植物细胞就会时，植物细胞就会_水，中央液泡会水，中央
7、液泡会_；当外界溶；当外界溶液浓度（与细胞液浓度相比）低时，植物细胞就会液浓度（与细胞液浓度相比）低时，植物细胞就会_水，水，液泡又会液泡又会_。失失吸吸缩小缩小变大变大外界溶液外界溶液液泡大小液泡大小原生质层的位置原生质层的位置细胞大小细胞大小蔗糖溶液蔗糖溶液清水清水记录实验结果：记录实验结果：变小变小与细胞壁逐渐与细胞壁逐渐分离分离与细胞壁逐渐与细胞壁逐渐接近接近变大变大基本不变基本不变基本不变基本不变植植物物细细胞胞的的原原生生质质层层相相当当于于一一层层半半透透膜膜，植植物物细细胞胞也也是是通通过过渗渗透透作作用用吸吸水水和和失失水水的的。当当细细胞胞液液的的浓浓度度小小于于外外界界溶
8、溶液液浓浓度度时时，细细胞胞失失水水，逐逐渐渐发发生生质质壁壁分分离离；当当细细胞胞液液浓浓度度大大于于外外界界溶溶液液浓浓度度时时，细细胞胞吸吸水，植物细胞逐渐发生水，植物细胞逐渐发生质壁分离复原质壁分离复原。分析结果，得出结论：分析结果，得出结论：发生质壁分离的原因？发生质壁分离的原因？原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性外界溶液浓度大于细胞液浓度外界溶液浓度大于细胞液浓度内因内因外因：外因：原生质层相当于一层半透膜原生质层相当于一层半透膜1 1，要观察细胞发生质壁分离和复原，对材料有哪些要，要观察细胞发生质壁分离和复原，对材料有哪些要求？求？有中央大液泡，
9、有中央大液泡，最好有颜色最好有颜色；活细胞（原生质层相当于半透膜）活细胞（原生质层相当于半透膜）植物细胞植物细胞(有细胞壁）；有细胞壁）；实验实验结果结果自身对照自身对照是指对照组和实验组在是指对照组和实验组在同一同一研究对象上进行研究对象上进行，是实验前后之间的，是实验前后之间的对照对照第一次对照第一次对照滴加蔗糖滴加蔗糖溶液溶液滴加清水滴加清水第二次对照第二次对照质壁分离质壁分离质壁分离复原质壁分离复原2 2，质壁分离和复原，质壁分离和复原实验中是否有对照？实验中是否有对照？1、正确选择实验材料：、正确选择实验材料：选择有选择有紫色紫色大液泡的洋葱鳞片叶大液泡的洋葱鳞片叶外表皮细胞外表皮细
10、胞。不能选择动物细胞，它不能选择动物细胞，它无细胞壁无细胞壁，不能发生质壁，不能发生质壁分离现象分离现象实验中的注意事项实验中的注意事项2、实验试剂的使用：、实验试剂的使用：（1 1）在一定浓度的溶液（）在一定浓度的溶液（溶质不能穿膜溶质不能穿膜）中，植物细胞）中，植物细胞发生质壁分离现象，如发生质壁分离现象，如0.3g/mL0.3g/mL的蔗糖溶液；若使用浓度的蔗糖溶液；若使用浓度过高的蔗糖溶液（过高的蔗糖溶液（0.5 g/mL0.5 g/mL），质壁分离现象明显，但），质壁分离现象明显，但不能复原，因为溶液浓度过高，细胞过度失水而死亡。不能复原，因为溶液浓度过高，细胞过度失水而死亡。（2
11、2）在一定浓度的溶液（）在一定浓度的溶液（溶质可穿膜溶质可穿膜）中，植物细胞发）中，植物细胞发生质壁分离后自动复原现象，如尿素、生质壁分离后自动复原现象，如尿素、KNOKNO3 3、甘油、乙二甘油、乙二醇溶液等。醇溶液等。（3 3）盐酸、酒精、醋酸等溶液能杀死细胞，不适宜做植）盐酸、酒精、醋酸等溶液能杀死细胞，不适宜做植物质壁分离实验的试剂。物质壁分离实验的试剂。实验中的注意事项实验中的注意事项水进出细胞的原因水进出细胞的原因The principle of water in and out of cells质壁分离与复原实验的拓展质壁分离与复原实验的拓展判断成熟植物细胞的死活判断成熟植物细胞
12、的死活测定细胞液浓度范围测定细胞液浓度范围待测成熟植待测成熟植物细胞物细胞一定浓度一定浓度蔗糖溶液蔗糖溶液镜检镜检发生质发生质壁分离壁分离无质壁无质壁分离分离活细胞活细胞死细胞死细胞待测成熟待测成熟植物细胞植物细胞一系列浓度梯一系列浓度梯度的蔗糖溶液度的蔗糖溶液镜检镜检细胞液浓度介于未发生质壁细胞液浓度介于未发生质壁分离和刚发生质壁分离的两分离和刚发生质壁分离的两蔗糖溶液浓度之间蔗糖溶液浓度之间12拓展：质壁分离及其复原的应用3比较不同植物细胞的细胞液浓度比较不同植物细胞的细胞液浓度比较未知浓度溶液的浓度大小比较未知浓度溶液的浓度大小不同植不同植物细胞物细胞同一浓度同一浓度蔗糖溶液蔗糖溶液镜检
13、镜检发生质壁分离所需时间越短，发生质壁分离所需时间越短，细胞液浓度越小，反之则细细胞液浓度越小，反之则细胞液浓度越大胞液浓度越大同一植物的同一植物的相同成熟细胞相同成熟细胞未知未知浓度的溶液浓度的溶液镜检镜检 发生质壁分离所需时间越发生质壁分离所需时间越短，未知溶液的浓度越大，短，未知溶液的浓度越大，反之则未知溶液的浓度越小反之则未知溶液的浓度越小4水进出细胞的原因水进出细胞的原因The principle of water in and out of cells质壁分离与复原实验的拓展质壁分离与复原实验的拓展水进出细胞的原因水进出细胞的原因The principle of water in
14、and out of cells质壁分离与复原实验的拓展质壁分离与复原实验的拓展6农业生产中的水肥管理农业生产中的水肥管理7生活中杀菌、防腐、腌制食品生活中杀菌、防腐、腌制食品5鉴别不同种类的溶液（如鉴别不同种类的溶液（如KNO3溶液和蔗糖溶液）溶液和蔗糖溶液）成熟植成熟植物细胞物细胞不同种不同种类溶液类溶液镜检镜检只发生只发生质壁分离质壁分离质壁分离质壁分离后自动复原后自动复原溶质不能透过溶质不能透过半透膜（如蔗半透膜（如蔗糖溶液）糖溶液）溶质能透过半溶质能透过半透膜（如透膜（如KNO3溶液）溶液）练一练：请根据图回答以下问题：练一练：请根据图回答以下问题：（1)1)图中细胞所处的生理状态叫
15、做图中细胞所处的生理状态叫做 ，这种生理，这种生理状态发生的原因是：状态发生的原因是：。（2)2)选择图细胞中各结构的编号回答：选择图细胞中各结构的编号回答：从整个细胞来看，可以把从整个细胞来看，可以把 看成是一层半透膜。看成是一层半透膜。而而 的结构是全透性的。的结构是全透性的。和和 之间存在着溶液浓度差。之间存在着溶液浓度差。外界溶液浓度大于细胞液浓度，外界溶液浓度大于细胞液浓度，细胞因细胞因渗透作用而失水渗透作用而失水质壁分离质壁分离2 2、3 3、6 6147科学家研究不含蛋白质的人工脂双层对不同科学家研究不含蛋白质的人工脂双层对不同物质的通透性，结果如图物质的通透性，结果如图 物质以
16、物质以扩散方式扩散方式进出细胞，进出细胞，不需要消耗不需要消耗细胞内细胞内化学反应所释放的化学反应所释放的能量能量，这种物质跨膜运输方式称，这种物质跨膜运输方式称为为被动运输被动运输。被动运输被动运输分为分为自由扩散自由扩散和和协助扩散协助扩散两类。两类。P65四、被动运输四、被动运输四、被动运输四、被动运输细胞膜细胞膜外外内内四、被动运输四、被动运输自由扩散（简单扩散）自由扩散（简单扩散）1 1、方向：、方向：2 2、能量：、能量：3 3、举例：举例：4 4、影响因素：、影响因素：不需要不需要不需要不需要高浓度高浓度高浓度高浓度低浓度低浓度低浓度低浓度气体分子，如气体分子，如O O2 2、C
17、OCO2 2、N N2 2等等水水等小分子等小分子脂溶性小分子，如甘油、脂溶性小分子，如甘油、脂肪酸、乙醇、苯等脂肪酸、乙醇、苯等膜两侧的浓度差膜两侧的浓度差膜两侧的浓度差膜两侧的浓度差物质通过简单的扩散作用进出细胞的方式。物质通过简单的扩散作用进出细胞的方式。1 1、方向：、方向：2 2、能量：、能量：3 3、转运蛋白转运蛋白：4 4、举例：、举例：5 5、影响因素：、影响因素：细胞膜细胞膜外外内内高浓度高浓度低浓度低浓度不需要不需要载体蛋白载体蛋白通道蛋白通道蛋白膜两侧的浓度差；膜两侧的浓度差；膜上相应的转运蛋白的数量膜上相应的转运蛋白的数量水；葡萄糖通过红细胞等水；葡萄糖通过红细胞等四、
18、被动运输四、被动运输协助扩散（易化扩散）协助扩散（易化扩散）P66载体蛋白：载体蛋白：葡萄糖协助扩散进入红细胞过程葡萄糖协助扩散进入红细胞过程转运蛋白转运蛋白通道蛋白：通道蛋白：K+K+通道关闭通道关闭K+K+通道开启通道开启P67水通道蛋白：水通道蛋白：水分子协助扩散速率大于自由扩散速率。水分水分子协助扩散速率大于自由扩散速率。水分子通过自由扩散和水通道蛋白进出细胞，子通过自由扩散和水通道蛋白进出细胞，其中借助其中借助水通道蛋白更为主要水通道蛋白更为主要。载体蛋白体蛋白通道蛋白通道蛋白转运特点运特点只容只容许与自身与自身结合合部位相适部位相适应的分子的分子或离子通或离子通过只容只容许与自身通
19、道的直径和与自身通道的直径和形状相适配，大小和形状相适配，大小和电荷相荷相适宜的分子或离子通适宜的分子或离子通过自身构象自身构象改改变不改不改变是否与是否与转运的运的分子分子结合合不不结合合是否有特异性是否有特异性具有具有具有具有实例例葡萄糖通葡萄糖通过载体蛋体蛋白白进入入红细胞胞水分子通水分子通过水通道蛋白水通道蛋白进出出细胞胞3.转运蛋白的类型（转运蛋白的类型（）自由扩散自由扩散协助扩散协助扩散 转运蛋白数量转运蛋白数量的限制的限制物质物质跨膜运输的方式跨膜运输的方式扩扩散散速速率率(V)O2浓度浓度/氧氧分压分压对比对比比较两种物质运输方式的异同：比较两种物质运输方式的异同：项项 目目被
20、动运输被动运输自由扩散自由扩散协助扩散协助扩散方向方向载体载体能量能量实例实例高高低低高高低低 不需要不需要需要需要不需要不需要不需要不需要气体，水，脂气体，水，脂溶性分子溶性分子水通过水通道蛋白；水通过水通道蛋白；葡萄糖通过红细胞葡萄糖通过红细胞细细胞胞的的物物质质输输入入和和输输出出本节小结本节小结肺肺泡泡细细胞胞组组织织间间隙隙组织组织细胞细胞管管血血细细毛毛肺肺泡泡O O2 2O O2 2O O2 2O O2 2O O2 2O O2 2O O2 2组组织织间间隙隙O O2 2是怎样进入血液以及组织细胞是怎样进入血液以及组织细胞？以自由扩散的方式以自由扩散的方式O O2 2从肺泡腔进入血
21、液需要穿过几层生物膜从肺泡腔进入血液需要穿过几层生物膜？（肺泡壁、毛细血管壁为（肺泡壁、毛细血管壁为单细胞层单细胞层）4 4层层O O2 2从肺泡腔进入组织细胞需要穿过几层生从肺泡腔进入组织细胞需要穿过几层生物膜？物膜？9 9层层生物膜、磷脂分子层、磷脂双分子层生物膜、磷脂分子层、磷脂双分子层水进出细胞的原因水进出细胞的原因The principle of water in and out of cells半透膜半透膜选择透过性膜选择透过性膜概念概念特点特点材料材料半透膜和选择透过性膜半透膜和选择透过性膜蔗糖分子蔗糖分子半透膜半透膜水分子水分子指某些物质可以透过，而另一指某些物质可以透过，而另
22、一些物质不能透过的多孔性薄膜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透过的依据是分子或离子的大小，不具有选择性大小，不具有选择性膜上的蛋白质决定了一些分子可以通过，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、玻璃纸、动物膀胱、鱼鳔、花生种皮等花生种皮等细胞膜、液泡膜和由其构成的原生质层等细胞膜
23、、液泡膜和由其构成的原生质层等水进出细胞的原因水进出细胞的原因The principle of water in and out of cells半透膜半透膜选择透选择透过性膜过性膜1.将相同的植物细胞依次浸在甲、乙、丙三种溶液中，将相同的植物细胞依次浸在甲、乙、丙三种溶液中，测得细胞体积随时间的变化如图所示。下列有关推导和测得细胞体积随时间的变化如图所示。下列有关推导和叙述错误的是叙述错误的是()A.三种溶液中，甲溶液浓度最低三种溶液中，甲溶液浓度最低B.在在M时刻，乙溶液中的植物细胞保持活性时刻，乙溶液中的植物细胞保持活性C.丙溶液中的植物细胞肯定会因失水过多而死亡丙溶液中的植物细胞肯定会
24、因失水过多而死亡D.三种溶液中细胞的形态均会发生改变三种溶液中细胞的形态均会发生改变随堂练习随堂练习In-class practiceC2为研究植物细胞质壁分离现象，某同学将某植物的叶为研究植物细胞质壁分离现象，某同学将某植物的叶表皮放入一定浓度的甲物质溶液中，一段时间后观察到表皮放入一定浓度的甲物质溶液中，一段时间后观察到叶表皮细胞发生了质壁分离现象。下列说法错误的是（叶表皮细胞发生了质壁分离现象。下列说法错误的是（）A该植物的叶表皮细胞是具有液泡的活细胞该植物的叶表皮细胞是具有液泡的活细胞B细胞内甲物质的浓度高于细胞外甲物质的浓度细胞内甲物质的浓度高于细胞外甲物质的浓度C细胞液中的细胞液中
25、的H2O可以经自由扩散进入甲物质溶液中可以经自由扩散进入甲物质溶液中D甲物质和甲物质和H2O能自由通过该叶表皮细胞的细胞壁能自由通过该叶表皮细胞的细胞壁随堂练习随堂练习In-class practiceB3撕取紫色洋葱外表皮，分为两份，假定两份外表皮细胞的大小、撕取紫色洋葱外表皮，分为两份，假定两份外表皮细胞的大小、数目和生理状态一致，一份在完全营养液中浸泡一段时间，浸泡后数目和生理状态一致，一份在完全营养液中浸泡一段时间，浸泡后的外表皮称为甲组；另一份在蒸馏水中浸泡相同的时间，浸泡后的的外表皮称为甲组；另一份在蒸馏水中浸泡相同的时间，浸泡后的外表皮称为乙组。然后，两组外表皮都用浓度为外表皮称
26、为乙组。然后，两组外表皮都用浓度为03g/mL的蔗糖的蔗糖溶液处理，一段时间后表皮细胞中的水分不再减少。此时甲乙两组溶液处理，一段时间后表皮细胞中的水分不再减少。此时甲乙两组细胞水分渗出量的多少，以及水分运出细胞的方式是（细胞水分渗出量的多少，以及水分运出细胞的方式是（）A甲组细胞的水分渗出量与乙组细胞的相等、主动运输甲组细胞的水分渗出量与乙组细胞的相等、主动运输B甲组细胞的水分渗出量比乙组细胞的多、主动运输甲组细胞的水分渗出量比乙组细胞的多、主动运输C甲组细胞的水分渗出量比乙组细胞的少、被动运输甲组细胞的水分渗出量比乙组细胞的少、被动运输D甲组细胞的水分渗出量与乙组细胞的相等、被动运输甲组细胞的水分渗出量与乙组细胞的相等、被动运输随堂练习随堂练习In-class practiceC