1、第四章 细胞的物质输入与输出第一节 被动运输 问题探究问题探究1.1.漏斗管内的液面为什么会升高？漏斗管内的液面为什么会升高？2.2.将高出的部分用吸管移走后，液面为什么能够继将高出的部分用吸管移走后，液面为什么能够继续上升，高度和原来的刻度的区别在哪里？续上升，高度和原来的刻度的区别在哪里？因为水分子进入漏斗，导致漏斗内液面升高因为水分子进入漏斗，导致漏斗内液面升高因为漏斗内溶液浓度始终高于烧杯中的浓度，所因为漏斗内溶液浓度始终高于烧杯中的浓度，所以液面能够继续上升，但由于浓度差没有原来高，以液面能够继续上升，但由于浓度差没有原来高，所以上升高度低于原刻度。所以上升高度低于原刻度。渗透作用的
2、第一个条件：浓度差蔗糖分子蔗糖分子水分子水分子半透膜：半透膜：是指小分是指小分子的物质可以通过子的物质可以通过而分子大的物质不而分子大的物质不能通过的一类多孔能通过的一类多孔性薄膜，能否透过性薄膜，能否透过半透膜取决于半透膜取决于分子分子的直径。的直径。玻璃纸玻璃纸蔗糖溶液蔗糖溶液水溶液水溶液漏斗漏斗半透膜能选择性的让水分子通过，不让蔗糖分子通过半透膜能选择性的让水分子通过，不让蔗糖分子通过的原理：的原理：根据膜上的孔的大小来选择分子是否能通过根据膜上的孔的大小来选择分子是否能通过3 3、这种内外的浓度差是如何实现的？（为什么、这种内外的浓度差是如何实现的？（为什么水分子进入了漏斗内，蔗糖分子
3、不出来呢？水分子进入了漏斗内，蔗糖分子不出来呢？蔗糖分子出漏斗又会发生什么现象呢？）蔗糖分子出漏斗又会发生什么现象呢？）半透膜的存在使得水分子可以自由通透，而蔗糖半透膜的存在使得水分子可以自由通透，而蔗糖分子不能通过，如果都能过，则液面不会升高。分子不能通过，如果都能过，则液面不会升高。渗透作用的第二个条件：渗透作用的第二个条件：半透膜半透膜不准确，应该是在单位时间内水分子进入漏斗的多不准确，应该是在单位时间内水分子进入漏斗的多于渗出，导致漏斗内液面升高于渗出，导致漏斗内液面升高1 1、概念：、概念：（或溶剂分子）透（或溶剂分子）透过过 ，从，从 向向_溶液的溶液的扩散，叫渗透作用。扩散，叫渗
4、透作用。2 2、渗透作用产生的条件：有、渗透作用产生的条件：有 ，以及，以及_的两侧有的两侧有 。水分子水分子半透膜半透膜低浓度低浓度高浓度高浓度浓度差浓度差半透膜半透膜半透膜半透膜 溶液溶液A浓度浓度溶液溶液B浓度：水分子主要浓度：水分子主要BA;溶液溶液A浓度浓度溶液溶液B浓度：水分子主要浓度：水分子主要AB;溶液溶液A浓度浓度=溶液溶液B浓度：水分子处于浓度：水分子处于进出平衡进出平衡单位时间内进入长颈漏斗的水分子数量等于渗单位时间内进入长颈漏斗的水分子数量等于渗出的水分子数量。出的水分子数量。问题探究问题探究液面上升停止时水分子进出的情况如何？液面上升停止时水分子进出的情况如何？此时此
5、时 内外浓度的关系？内外浓度的关系？外界溶液外界溶液 细胞质浓度细胞质浓度动物细胞吸水动物细胞吸水低渗溶液低渗溶液 动物细胞失水动物细胞失水高渗溶液高渗溶液外界溶液外界溶液 细胞质浓度细胞质浓度 水分子进出平衡水分子进出平衡 等渗溶液等渗溶液外界溶液外界溶液 细胞质浓度细胞质浓度含有蛋白质和无机盐离子等含有蛋白质和无机盐离子等 问题探究问题探究红细胞内细胞质的浓度是如何维持？红细胞内细胞质的浓度是如何维持？1、在上述过程中，红细胞中的什么结、在上述过程中，红细胞中的什么结构充当了半透膜？为什么可以充当半透构充当了半透膜？为什么可以充当半透膜的角色？膜的角色？2、它和渗透装置中的半透膜（玻璃纸）
6、、它和渗透装置中的半透膜（玻璃纸）有什么区别？有什么区别？细胞膜，具有控制物质进出的功能细胞膜，具有控制物质进出的功能 红细胞的红细胞的细胞膜细胞膜相当于半透膜；相当于半透膜；细胞质基质细胞质基质与外界溶液之间存在与外界溶液之间存在浓度差浓度差。因此，红细胞。因此，红细胞相当于一个渗透系统。相当于一个渗透系统。（1 1）当外界溶液浓度低时，红细胞一定会由于吸水）当外界溶液浓度低时，红细胞一定会由于吸水而涨破吗？而涨破吗？（2 2）红细胞吸水或失水的多少取决于什么条件？）红细胞吸水或失水的多少取决于什么条件？不一定不一定细胞膜以及细胞膜两侧细胞膜以及细胞膜两侧的浓度差的浓度差小结：小结：其他动物
7、细胞的吸水和失水的原理与红细胞是一样的。其他动物细胞的吸水和失水的原理与红细胞是一样的。动物细胞相当于一个动物细胞相当于一个渗透系统。渗透系统。（1 1）凉拌西红柿时，常常要放一些糖，过一段时间后）凉拌西红柿时，常常要放一些糖，过一段时间后就可见有水分渗出，这些水分是从哪里来的？就可见有水分渗出，这些水分是从哪里来的？西红柿细胞液浓度小于外界溶液浓度，细胞失水。西红柿细胞液浓度小于外界溶液浓度，细胞失水。青菜细胞吸水而坚挺。青菜细胞吸水而坚挺。动物细胞吸水和失水会发生细胞涨动物细胞吸水和失水会发生细胞涨破和细胞萎缩现象，破和细胞萎缩现象，植物细胞呢植物细胞呢？（2 2）蔫了的青菜叶放入清水中浸
8、泡一段时间后，会有）蔫了的青菜叶放入清水中浸泡一段时间后，会有什么变化？什么变化？液泡内含有蛋白质和无机盐离子、糖类、色液泡内含有蛋白质和无机盐离子、糖类、色素等等，共同维持细胞浓度，我们称之为素等等，共同维持细胞浓度，我们称之为“细胞液浓度细胞液浓度”问题探究问题探究植物细胞内的浓度是如何维持？植物细胞内的浓度是如何维持？在植物细胞吸水和失水过程中，什么在植物细胞吸水和失水过程中，什么结构充当了半透膜？结构充当了半透膜？细胞膜？细胞膜？植物成熟细胞植物成熟细胞一个成熟的植物细胞可构成一个渗透系统一个成熟的植物细胞可构成一个渗透系统细胞膜细胞膜细胞质细胞质液泡膜液泡膜细胞液细胞液液泡液泡细胞壁
9、细胞壁外界溶液外界溶液浓度差浓度差原生质层原生质层半半透透膜膜外界溶液浓度外界溶液浓度大于大于细胞液的浓度，植物细胞细胞液的浓度，植物细胞失失水，细胞壁和原生质层的分离水，细胞壁和原生质层的分离称为称为质壁分离。质壁分离。外界溶液浓度外界溶液浓度小于小于细胞液的浓度，细胞细胞液的浓度，细胞吸水，吸水，原生质层回复到原来的状态，原生质层回复到原来的状态，称为称为质壁分离复原。质壁分离复原。植物细胞的植物细胞的细胞壁的伸缩性细胞壁的伸缩性比原生质层要比原生质层要小小得得多，因此，植物细胞在失水的过程中，原生质层会多，因此，植物细胞在失水的过程中，原生质层会和细胞壁分隔开，从而出现一种特殊的现象和细
10、胞壁分隔开，从而出现一种特殊的现象质质壁分离。壁分离。动物细胞会不会发生质壁分离的现象？细菌可动物细胞会不会发生质壁分离的现象？细菌可以发生质壁分离吗？所有植物细胞都能发生质壁分以发生质壁分离吗？所有植物细胞都能发生质壁分离的现象吗？离的现象吗？如果所使用的溶液，溶质可以被细胞选择性的如果所使用的溶液，溶质可以被细胞选择性的吸收会引发何种现象？吸收会引发何种现象？细胞细胞失水失水质质壁壁分分离离外界溶液浓度外界溶液浓度细胞液浓度细胞液浓度细胞壁的伸缩性细胞壁的伸缩性原生质层的伸缩性原生质层的伸缩性质壁分离结果分析：质壁分离结果分析：外界溶液浓度外界溶液浓度细胞液浓度细胞液浓度细胞细胞吸水吸水细
11、胞壁的伸缩性细胞壁的伸缩性原生质层的伸缩性原生质层的伸缩性质质壁壁分分离离复复原原质壁分离复原结果分析：质壁分离复原结果分析：水进出细胞的原理-植物细胞1 1、你知道这里的、你知道这里的“质质”与与“壁壁”分别指什么吗？分别指什么吗？2 2、植物细胞发生质壁分离的内因和外因是什么？、植物细胞发生质壁分离的内因和外因是什么？3 3、在质壁分离及复原的过程中，细胞液浓度的、在质壁分离及复原的过程中，细胞液浓度的变化趋势如何？变化趋势如何？“质质”指原生质层，指原生质层，“壁壁”指细胞壁指细胞壁外因：外界溶液浓度大于细胞液浓度外因：外界溶液浓度大于细胞液浓度内因：由于原生质层比细胞壁的伸缩性大内因：
12、由于原生质层比细胞壁的伸缩性大质壁分离质壁分离细胞液浓度变大细胞液浓度变大复原复原细胞液浓度变小细胞液浓度变小一、水进出细胞的原理-植物细胞4 4、要观察细胞发生质壁分离和复原，对材料有哪、要观察细胞发生质壁分离和复原，对材料有哪些要求？些要求？有细胞壁（植物细胞）；有细胞壁（植物细胞）；有中央大液泡（颜色为深色）；有中央大液泡（颜色为深色）；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）注：干种子的细胞、根尖分生区等处在发育过程的植注：干种子的细胞、根尖分生区等处在发育过程的植物细胞以及动物细胞不能发生质壁分离。物细胞以及动物细胞不能发生质壁分离。成熟的植物成熟的植物细胞细胞植
13、物吸水方式有两种：植物吸水方式有两种：渗透作用渗透作用(有中央大液泡有中央大液泡)吸胀作用（未形成液泡）如：干种子、根尖分生区吸胀作用（未形成液泡）如：干种子、根尖分生区（亲水性物质吸水，如蛋白质、淀粉、纤维素等）（亲水性物质吸水，如蛋白质、淀粉、纤维素等）一、水进出细胞的原理-植物细胞5.5.如果没有细胞壁，实验结果会有什么不同？如果没有细胞壁，实验结果会有什么不同？6.6.如果滴加的是如果滴加的是0.5g/ml0.5g/ml的蔗糖溶液，实验结果会的蔗糖溶液，实验结果会 有什么不同？有什么不同？不会发生质壁分离现象，只发生渗透作用，像动不会发生质壁分离现象，只发生渗透作用，像动物细胞一样的吸
14、水涨破或失水皱缩物细胞一样的吸水涨破或失水皱缩细胞过度失水，失去活性，质壁分离细胞过度失水，失去活性，质壁分离后不能发生质壁分离复原后不能发生质壁分离复原7.7.为什么植物细胞失水时为什么植物细胞失水时,原生质层与细胞壁不是原生质层与细胞壁不是一起变化一起变化,而是发生质壁分离而是发生质壁分离?原生质层比细胞壁的伸缩性大原生质层比细胞壁的伸缩性大质壁分离实验可以质壁分离实验可以测定细胞液浓度；判断细胞测定细胞液浓度；判断细胞的死活；观察植物细胞的细胞膜。的死活；观察植物细胞的细胞膜。四、被动运输-自由扩散和协助扩散物质物质顺浓度梯度顺浓度梯度进出细胞的扩散进出细胞的扩散 被动运输被动运输1 1
15、什么叫被动运输？有哪些类型？什么叫被动运输？有哪些类型？2 2自由扩散、协助扩散分别有什么特点？自由扩散、协助扩散分别有什么特点？3 3载体蛋白和通道蛋白分别允许什么物质通过？载体蛋白和通道蛋白分别允许什么物质通过？类型：类型：自由扩散、协助扩散自由扩散、协助扩散阅读课本阅读课本P65-67P65-67，回答下列问题：，回答下列问题：四、被动运输-自由扩散和协助扩散自由扩散自由扩散细胞外细胞外细胞内细胞内水分子细胞膜细胞膜O2、CO2、水、水、1 1、自由扩散（简单扩散）：、自由扩散（简单扩散）：物质通过物质通过简单的扩散作用简单的扩散作用进出细胞。进出细胞。脂溶性小分子：乙醇、脂溶性小分子：
16、乙醇、甘油、苯甘油、苯四、自由扩散和协助扩散比方：球往低处滚比方：球往低处滚1 1、自由扩散：物质通过简单扩散作用进出细胞，如、自由扩散：物质通过简单扩散作用进出细胞，如O O2 2、COCO2 2等小分子等小分子以及以及甘油、乙醇、苯等脂溶性物质。甘油、乙醇、苯等脂溶性物质。特征：特征：1 1、顺浓度梯度运输、顺浓度梯度运输2 2、不需要载体、不需要载体3 3、不需要消耗能量、不需要消耗能量四、被动运输-自由扩散和协助扩散协助扩散协助扩散2 2、协助扩散（易化扩散）：、协助扩散（易化扩散）：借助膜上的转运蛋白借助膜上的转运蛋白进出进出细胞的物质扩散。细胞的物质扩散。四、自由扩散和协助扩散四、
17、被动运输-自由扩散和协助扩散2.2.协助扩散协助扩散:进出细胞的物质借助进出细胞的物质借助转运蛋白转运蛋白的扩散的扩散,如如葡萄糖进入红细胞葡萄糖进入红细胞比方：卡车载货下坡比方：卡车载货下坡特征：特征：1 1、顺浓度梯度运输、顺浓度梯度运输2 2、需要载体、需要载体3 3、不需要消耗能量、不需要消耗能量四、被动运输-自由扩散和协助扩散水通道蛋白水通道蛋白载体蛋白载体蛋白四、四、自由扩散和协助扩散自由扩散和协助扩散项 目被动运输自由扩散协助扩散方向载体能量实例高低高低 不需要需要不需要不需要气体，水，脂溶性分子水通过水通道蛋白；葡萄糖通过红细胞比较两种物质运输方式的异同：二、被动运输-自由扩散
18、和协助扩散影响自由扩散和协助扩散速率的因素有什么？影响自由扩散和协助扩散速率的因素有什么？自由扩散自由扩散:协助扩散协助扩散:温度、膜内外浓度差温度、膜内外浓度差温度、膜内外浓度差、载体蛋白温度、膜内外浓度差、载体蛋白运输速率运输速率浓度差浓度差浓度差浓度差运输速率运输速率自由扩散自由扩散协助扩散协助扩散【本节知识小结】【本节知识小结】1.1.渗透作用渗透作用 概念概念 发生渗透的条件发生渗透的条件2.2.植物细胞的吸水和失水植物细胞的吸水和失水 原生质层原生质层 质壁分离及复原质壁分离及复原水分子（或溶剂分子）透过半透膜，从低水分子（或溶剂分子）透过半透膜，从低浓度向高浓度溶液的扩散，叫渗透
19、作用。浓度向高浓度溶液的扩散，叫渗透作用。半透膜半透膜/浓度差浓度差液泡膜、细胞膜以及液泡膜、细胞膜以及两膜之间的细胞质两膜之间的细胞质选择透选择透过性膜过性膜植物细胞失水时，原生质层与细胞壁发生分离的现象植物细胞失水时，原生质层与细胞壁发生分离的现象已发生质壁分离的细胞，由于细胞吸水，原生质已发生质壁分离的细胞，由于细胞吸水，原生质层与细胞壁又复原的现象层与细胞壁又复原的现象自由自由扩散扩散协助协助扩散扩散例例：乙乙醇醇、甘甘油、油、苯苯、性、性激素激素、气气(O2、CO2)、水水载体载体蛋白：蛋白：葡萄糖葡萄糖进红细胞进红细胞 （需要与载体结合）（需要与载体结合）被被动动运运输输通道蛋白通道蛋白：水和某些离子水和某些离子 （无需与通道蛋白结合）（无需与通道蛋白结合）特点特点不消耗能量不消耗能量顺浓度梯度：（高顺浓度梯度：（高 低）低）
