1、控制着道道闸门，驱动着各式舟车。输入输出中忙碌，被动主动间选择。生物大分子铸就，神奇的生命之膜。第4章 细胞的物质输入与输出细胞膜能将细胞与外界环境分隔开；细胞膜能控制物质进出细胞。体现了生物膜的特点是？细胞膜能进行细胞间的信息交流。选择透过性回忆细胞膜的功能及特点一、渗透作用二、细胞的吸水与失水三、实验：质壁分离与复原四、自由扩散和协助扩散第1节 被动运输快速找几个核心概念：渗透作用、原生质层动物植物半透膜（多孔性薄膜）：小分子（水）物质可以通过,大分子（蔗糖）物质不能通过。物质能否通过半透膜与半透膜的孔径大小有关。常用半透膜：常用半透膜：玻璃纸、肠系膜、玻璃纸、肠系膜、蛋壳膜、鱼鳔等。蛋壳
2、膜、鱼鳔等。水水多多水水少少漏斗内 漏斗外1.漏斗管内液面为什么会升高？3.若用纱布代替半透膜，漏斗管内液面还会升高吗？为什么？若将清水换成同样浓度的蔗糖溶液，结果会怎样？条件一：半透膜条件二：浓度差2.液面停止升高时，水进出漏斗的速率如何？此时漏斗内外浓度是否相同？漏斗内溶液浓度 漏斗外溶液浓度 水分子进出漏斗的速率相等，达到平衡。水分子（或其它溶剂分子）通过水分子（或其它溶剂分子）通过半透膜半透膜 的扩散的扩散3.水的运输方向2、概念渗透作用装置一般有种类型，如下图A、B所示：1）渗透达到平衡,半透膜两侧的水分子运动的速率；2）h不变时，S1、S2的大小关系为：S1_S2 相等A水分子只能
3、通过半透膜从烧杯进入漏斗进行单向移动B.液面上升的速率先逐渐加快然后减慢最终液面维持稳定C.当半透膜两侧水分子进出速率相等时,两侧溶液浓度相等D.半透膜两侧溶液的浓度差越大,上升的高度越高【例1】下图是渗透装置示意图,关于在长颈漏斗管内液面上升过程中的有关叙述,正确的是()【母题延伸】若将图中的蔗糖溶液改为溶质能通过半透膜的葡萄糖溶液,渗透平衡时液面如何变化?半透膜两侧溶液的浓度大小如何?金版学案58液面相平。半透膜两侧溶液浓度相同。一直减慢至原来高的还是高典例1.如图为一个渗透装置，假设溶质分子或离子不能通过半透膜，实验开始时，液面a和b平齐。）如果甲、乙都是蔗糖溶液，甲的浓度低于乙，则达到
4、平衡时，液面ab；（填“高”、“低”）如果甲、乙分别是质量分数相同麦芽糖的溶液和葡萄糖溶液，则液面稳定时，液面ab；（填“高”、“低”）接第问，向两边加入等量的麦芽糖酶，液面的变化分别为：a液面 ,b液面 。低高低高先升高后稳定先下降后稳定动物细胞的细胞膜是选择透过性膜（半透膜）0.9%NaCl溶液（生理盐水）等渗溶液分析装置、的外界溶液分别属“高渗溶液”、“低渗溶液”？高渗溶液低渗溶液外界溶液细胞状态失水皱缩吸水膨胀甚至涨破保持原状3、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？4、红细胞吸水或失水取决于什么条件？5、想一想临床上输液为什么要用生理盐水。不一定。不一定。因为红细胞
5、吸水膨胀后细胞内液浓度也会下降，如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。界溶液的浓度达到平衡，此时红细胞将不再吸水。取决于取决于红细胞内外溶液的浓度差红细胞内外溶液的浓度差，浓度差越大时，细胞吸水，浓度差越大时，细胞吸水或失水越多。或失水越多。因为生理盐水的浓度与血浆的浓度基本一致，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变形。血细胞不会因为过度吸水或失水而出现变形。打点滴时，药物常与打点滴时，药物常与0.9
6、%0.9%氯化钠氯化钠溶液（人类血浆等渗溶液（人类血浆等渗液）、液）、5%5%葡萄糖葡萄糖溶液溶液（人类血浆等渗液）（人类血浆等渗液）、10%10%的葡萄糖溶的葡萄糖溶液混合后注入患者静脉中。液混合后注入患者静脉中。设计：现有某种动物的葡萄糖等渗液未知？如果由你们来确定，你会如何做？说出思路材料：葡萄糖任用、动物细胞任选 配置出一系列配置出一系列等梯度跨度等梯度跨度的葡萄糖溶液，将洗涤好的动的葡萄糖溶液，将洗涤好的动物红细胞分别置于这系列葡萄糖溶液中，观察红细胞的形态物红细胞分别置于这系列葡萄糖溶液中，观察红细胞的形态变化。变化。浓度浓度0%0%5%5%10%10%15%15%20%20%25
7、%25%30%30%细胞形态细胞形态 若葡萄糖等渗液浓度为若葡萄糖等渗液浓度为7.5%7.5%，则接下来的实验浓度范围是？，则接下来的实验浓度范围是？在在5%5%10%10%之间又配置出等梯度跨度溶液，重复以上实验。之间又配置出等梯度跨度溶液，重复以上实验。在实验过程中不断缩小梯度，直至确定等渗液的浓度！在实验过程中不断缩小梯度，直至确定等渗液的浓度！1.渗透作用的条件有哪些？2.如何判断水通过半透膜的运输方向？3.动物红细胞分别置于高渗液、低渗液中，细胞形态会如何变化？课前三分钟，回忆以下问题：（1）已发生皱缩的红细胞置于清水中，其吸水力的变化是 A.由大到小 B.由小到大 C.吸水力不变
8、D.吸水力等于0（2）将红细胞置于高渗溶液中，在一定时间内，细胞的吸水力的变化是AB易错植物细胞会出现渗透失水和吸水的情况吗？生活现象：在青菜上放一些盐,一会儿后就可看到水分渗出。对农作物施肥过多，会造成“烧苗”现象。放蔫的青菜用清水浸泡一会儿后，又恢复新鲜。解释：土壤浓度高于根组织细胞，根部失水导致烧苗。一个成熟的植物一个成熟的植物细胞中细胞中液泡的体积液泡的体积占百分九十以上。占百分九十以上。液泡中的水到达细液泡中的水到达细胞外依次穿越的结胞外依次穿越的结构是什么？构是什么？原原生生质质层层（全透性）（全透性）【探究探究】植物细胞植物细胞原生质层原生质层是否相当于半透膜？是否相当于半透膜？
9、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实验结论实验结论水分进出植物细胞是通过渗透作用吗？水分进出植物细胞是通过渗透作用吗？原生质层是原生质层是不是不是相当于一层半透膜？相当于一层半透膜？原生质层相当于一层半透膜原生质层相当于一层半透膜制作紫色洋葱表皮临时装片,观察植物细胞 正常形态；将植物细胞浸润在 较高浓度的蔗糖溶液 中，观察变化；再将植物细胞浸润在 中，观察变化。（细胞大小、液泡大小、原生质层位置）临时装片，观察细胞的正常形态滴加0.3g/mL的蔗糖溶液吸去蔗糖液，滴加 1.材料：成熟的植物细胞（有中央大液泡）2.试剂：0.3g/mL的蔗糖溶液（高渗液）、清水（低
10、渗液）；3.器具：刀片/镊子/滴管/载玻片/盖玻片/吸水纸、；4.实验过程：（有3次显微镜观察）P64P64细胞大小液泡大小原生质层的位置蔗糖溶液清水变 小逐渐恢复原来大小原生质层恢复原来位置原生质层细胞壁与分离基本不变基本不变原生质层相当于一层半透膜。植物成熟细胞通过渗透作用吸水！拓展：植物不成熟细胞、干种子利用细胞中的亲水物质（如蛋白质、多糖等）来吸水，即吸胀作用。1.为何细胞不能发生质壁分离？2.为何洋葱根尖细胞也不能发生质壁分离现象？3.如果滴加的是的蔗糖溶液，实验结果？没有中央没有中央大液泡大液泡因为无细胞壁。因为无细胞壁。高浓度的蔗糖溶液导致植物细胞失水过多而死亡，高浓度的蔗糖溶液
11、导致植物细胞失水过多而死亡，质壁分离后不能复原。质壁分离后不能复原。4.如果将蔗糖溶液换成适宜浓度的溶液?质壁分离后会自动复原质壁分离后会自动复原1：材料（怎样的细胞才能发生质壁分离）：；。植物细胞成熟细胞活细胞内因：有半透膜，且原生质层伸缩性 细胞壁伸缩性外因：外界溶液浓度 细胞液浓度2：原因（为何会发生质壁分离与复原）：大于大于3：试剂：0.3 g/mL蔗糖溶液（高渗液）、清水（低渗液）盐、醋、高浓度糖（0.5g/mL蔗糖溶液）等会杀死细胞能自动复原的试剂：细胞所需离子、尿素、甘油等1 1）细胞液在哪？细胞核呢？）细胞液在哪？细胞核呢？2 2）当质壁分离时，分析）当质壁分离时，分析A A、
12、B B、C C、D D处的浓度大小；复原时呢？处的浓度大小；复原时呢？细胞壁细胞壁细胞膜细胞膜液泡膜液泡膜细胞核细胞核分离时：分离时：A=B A=B C C D D复原时：复原时：A=B A=B C C AC()将三个同一植物相同部位的细胞置于不同浓度的蔗糖溶液中，形态不再变化后的细胞如图所示。则有关蔗糖溶液的浓度大小为 CAB1)将成熟的植物细胞置于0.3g/mL的蔗糖溶液中，达到平衡时，细胞发生；细胞大小变化如何？细胞液浓度细胞外浓度；2)将质壁分离的细胞置于清水中，细胞发生；细胞是否会涨破？当细胞不再吸水时，细胞液浓度细胞外浓度；3)本实验可以证明的有（多选）细胞的死活原生质层是半透膜细
13、胞壁的伸缩性比原生质层弱细胞内外浓度的大小课前三分钟巩固质壁分离基本不变没有高度差质壁分离复原不会物质跨膜运输的方式物质跨膜运输的方式被动运输被动运输种类种类自由扩散（简单扩散）自由扩散（简单扩散）协助扩散（易化扩散）协助扩散（易化扩散）物质运输方向物质运输方向是否消耗能量是否消耗能量不消耗不消耗不消耗不消耗是否需要转运蛋白是否需要转运蛋白不需要不需要需要需要影响速率的因素影响速率的因素典例典例图解图解1.核心概念：被动运输、自由扩散、协助扩散2.水进出细胞的方式，哪个为主？.完成下表：浓度差浓度差、转运蛋白数量高浓度低浓度(顺浓度梯度)高浓度低浓度(顺浓度梯度)水、气体、脂溶性小分子葡萄糖进
14、入红细胞、水分子、一些离子水分子水分子1.概念：物质通过 进出细胞的方式。(一)自由扩散(简单扩散)2.物质:。简单的扩散作用O2、CO2、N2水脂溶性小分子(乙醇、甘油、苯)3.特点:。顺浓度梯度运输不需要转运蛋白协助不耗能4.影响自由扩散速率的因素:。浓度差运输速率自由扩散浓度差转运蛋白扩散1.概念：借助膜上的 进出细胞的物质方式。(二)协助扩散(易化扩散)2.物质:。3.特点:。4.影响协助扩散速率的因素:。葡萄糖进入红细胞、水分子、一些离子顺浓度梯度运输需转运蛋白协助不耗能浓度差,转运蛋白数量运输速度 转运蛋白数量协助扩散 运输速率协助扩散浓度差受转运蛋白数量限制 载体蛋白的空间结构发
15、生变化（自身构象改变）一种载体蛋白通常只适合与一种或一类离子或分子结合载体蛋白通道蛋白理解“神奇的生命之膜”水通道蛋白少量水通过磷脂缝隙进细胞 “自由扩散”大量水借助水通道蛋白进细胞 “协助扩散”磷脂缝隙特别物质：水分子进出细胞方式总结：水分子更多的是以方式进出细胞。协助扩散 1.关于被动运输的说法，错误的是（）A.顺浓度梯度进行 B.一定需要转运蛋白 C.不需要细胞消耗能量 D.不能主动吸收物质BB3.下列物质以自由扩散方式通过细胞膜的是（）A.甘油、CO2 B.K+、水 C.氨基酸、K+D.葡萄糖、糖原5.红细胞吸收甘油与吸收葡萄糖的相同点是（）A.低浓度高浓度 B.载体蛋白质协助 C.高
16、浓度低浓度 D.消耗能量ADC自由扩散 协助扩散 协助扩散 载体蛋白 通道蛋白 载体蛋白:葡萄糖进红细胞(需要与载体结合)被动运输通道蛋白:水和某些离子(无需与通道蛋白结合)特点不消耗能量顺浓度梯度:（高浓度 低浓度）O2、CO2、N2水脂溶性小分子(乙醇、甘油、苯)自由扩散协助扩散思考2.A、B分别表示渗透作用装置，据图回答下列问题：1）渗透达到平衡,半透膜两侧的水分子是静止不动的。()2）h不变时，S1、S2的大小关系为：S1_S2 3）在B图所示的U形玻璃管内，左右管内分别装入质量分数相等的葡萄糖、麦芽糖溶液。初始时两管中液面相平，假设溶质分子不能透过半透膜。一段时间后，两管中液面的变化
17、为：左管液面_，右管液面_。稳定后，同时向两管内加入等量的麦芽糖酶，两管中液面的变化分别为：左管液面 ,右管液面 。升高降低下降至稳定升高至稳定1.材料：成熟的植物细胞（有中央大液泡）2.试剂：0.3g/mL的蔗糖溶液（高渗液）、清水（低渗液）；3.器具：刀片/镊子/滴管/载玻片/盖玻片/吸水纸、；4.实验过程：（有3次显微镜观察）第1次：制作临时装片后，显微观察正常状态下的细胞；第2次：滴加高渗液（）后，显微观察；第3次：滴加低渗液（）后，显微观察；1.为何细胞不能发生质壁分离？2.为何洋葱根尖细胞也不能发生质壁分离现象？3.如果滴加的是的蔗糖溶液，实验结果？没有中央没有中央大液泡大液泡因为
18、无细胞壁。因为无细胞壁。高浓度的蔗糖溶液导致植物细胞失水过多而死亡，高浓度的蔗糖溶液导致植物细胞失水过多而死亡，质壁分离后不能复原。质壁分离后不能复原。4.如果将蔗糖溶液换成适宜浓度的溶液?5.的肉不易腐烂变质，请解释原理。6.酸萝卜的制作原理（加）。质壁分离后会自动复原质壁分离后会自动复原外界溶液浓度高，微生物无法生存。外界溶液浓度高，微生物无法生存。醋酸使细胞膜失去选择透过性，使糖进入细胞内。醋酸使细胞膜失去选择透过性，使糖进入细胞内。在中:细胞的正常形态高浓度蔗糖溶液中:质壁分离 在中：质壁分离复原水水 像水分子这样，物质以 方式进出细胞，不需要消耗 的能量，这种物质 方式称为被动运输。
19、扩散细胞内化学反应所释放跨膜运输1.概念：2.分类：自由扩散协助扩散 载体蛋白载体蛋白通道蛋白通道蛋白 转运特点转运特点转运蛋白构象转运蛋白构象是否改变是否改变转运蛋白转运蛋白是否与是否与被转运分子结合被转运分子结合是否有特异性是否有特异性实例实例 只容许与自身“结合部位相适应”的分子或离子通过 只容许与自身“通道的直径和形状相适配、通道的大小和电荷相适宜”的分子或离子通过载体蛋白构象改变载体蛋白构象改变通道蛋白构象不改变通道蛋白构象不改变 载体蛋白与载体蛋白与被转运分子结合被转运分子结合 通道蛋白与通道蛋白与被转运分子不结合被转运分子不结合具有特异性具有特异性不具有特异性不具有特异性葡萄糖通过载体蛋白葡萄糖通过载体蛋白进入红细胞进入红细胞水分子通过水通道蛋白进出细胞K+通过钾离子通道蛋白进出细胞
