1、第1 1节 被动运输(第1 1课时)第4 4章 细胞的物质输入和输出 本品为二氢吡啶类钙通道阻滞剂，本品为二氢吡啶类钙通道阻滞剂，抑制抑制血管血管平滑肌和心肌细胞的平滑肌和心肌细胞的跨膜钙离子内流跨膜钙离子内流，但以血，但以血管作用为主。本品引起冠状动脉、肾小动脉等管作用为主。本品引起冠状动脉、肾小动脉等全身血管的扩张，产生降压作用。全身血管的扩张，产生降压作用。许多药物都是针对许多药物都是针对细胞膜上物质运输的通道细胞膜上物质运输的通道研发的研发的细胞膜是怎样控制物质输入和输出的呢细胞膜是怎样控制物质输入和输出的呢?不同的物质跨膜运输的方式一样吗？不同的物质跨膜运输的方式一样吗？这与细胞膜的
2、结构有什么关系呢？这与细胞膜的结构有什么关系呢？水是活细胞中含量最多的物质，让我们先来水是活细胞中含量最多的物质，让我们先来分析水是怎么样进出细胞的分析水是怎么样进出细胞的1.1.扩散作用 物质分子从高浓度区域向低浓度区域转移，直到均匀分布的现象。一.水进出细胞的原理红墨水的扩散现象动画演示渗透作用是一类可以让小分子物质(如水)通过，而较大分子物质(如蔗糖)不能通过的多孔性薄膜。2.2.半透膜:玻璃纸（赛璐玢）、蛋壳膜、鱼鳔等水分子(或其他溶剂分子)通过半透膜的扩散，称为渗透作用。3.3.渗透作用:清水侧 蔗糖溶液侧 低浓度一侧高浓度一侧单位时间内水分子含量相对少水分子含量相对多液面上升到一定
3、高度就不再上升渗透平衡清水侧 蔗糖溶液侧此时仍然有水分子进出半透膜 半透膜两侧浓度不相等渗透装置清水 半透膜（玻璃纸）蔗糖溶液 h h单位时间内液面不再上升时水分子的运动状态如何？4.4.渗透平衡当液面不再上升时，漏斗内外的溶液浓度如何？漏斗内溶液浓度 漏斗外溶液浓度当液面上升到一定程度时，液面不再升高的原因:分析上图可知：HH1 1产生的压强与水和蔗糖溶液产生的渗透压差达到平衡，使半透膜两侧水分子的交换率相等时，液面不再升高。特别提醒有关渗透作用的两个易错点(1)(1)水的运输特点:无论细胞吸水还是失水，水分子的扩散都是双向进行的。(2)(2)渗透平衡的实质:渗透平衡只意味着半透膜两侧的水分
4、子移动到达平衡状态，既不可看作没有水分子移动，也不可看作两侧溶液浓度绝对相等。纱布不是半透膜,无法产生渗透现象没有浓度差,水分子进出平衡,液面也不会升高.你认为渗透作用发生的条件是什么呢？1.1.存在半透膜；2.2.半透膜两侧有浓度差(1)(1)典型的渗透装置必须：具有 ；在其两侧的溶液具有 。(2)(2)设开始时内外液面齐平，一段时间后如图所示，溶液浓度 。(3)(3)假如1 1为清水，22为稀淀粉糊，1 1与2 2的液面相同。过一段时间后，11的液面高度比22的 ；若分别向11与22中各滴3 3滴碘液，则显蓝色的是 。3 3 半透膜浓度差2 12 1低22【检测】如图是渗透装置示意图，请依
5、图说明:1渗透作用与扩散作用的比较渗透作用与扩散作用的比较渗透作用扩散作用区别概念水分子或其他溶剂分子通过半透膜的扩散物质从相对含量多的地方到相对含量少的地方的自由运动条件具有一层半透膜；半透膜两侧溶液存在浓度差两处物质相对含量不相等结果 通过半透膜的溶剂分子达到动态平衡 两处物质相对含量相等联系渗透作用是扩散作用的一种特殊形式(1)(1)渗透作用的研究对象是溶剂分子，而不是溶质分子。(2)(2)进行渗透作用时，溶剂分子的扩散是双向的。(3)(3)渗透平衡时仍有水分子的进出，只是水分子移动达到平衡状态。易错易混 如10%10%的葡萄糖溶液和10%10%的蔗糖溶液的质量浓度相等，但10%10%的
6、蔗糖溶液的物质的量浓度小，10%10%蔗糖溶液10%10%葡萄糖溶液蔗糖分子量是342，葡萄糖分子量是180，所以同等质量分数的蔗糖溶液和葡萄糖溶液，葡萄糖的分子数多，物质的量浓度大 高浓度一侧吸水，此处的浓度是指单位体积溶液中溶质微粒的数目，也就是物质的量浓度而非质量浓度。相应的，单位体积溶液中溶质微粒数目越多，浓度越大，吸水能力越强EF0.1g/mL0.1g/mL的的蔗糖溶液蔗糖溶液 0.1g/mL 0.1g/mL的葡萄糖溶的葡萄糖溶液液0.1mol/L0.1mol/L的蔗糖溶液的蔗糖溶液0.1mol/L0.1mol/L的葡萄糖溶的葡萄糖溶液液B B液面上升液面上升摩尔浓度小摩尔浓度小摩尔
7、浓度大摩尔浓度大两处液面等高两处液面等高(1)两侧溶液的物质的量浓度，大的一侧渗透压高，小的一侧渗透压低，水分子由低浓度一侧高浓度一侧。(2)两侧溶液中的溶质是否能通过半透膜，若不能，则只是高浓度一侧液面升高；若能，则先是高浓度一侧液面升高，随后另一侧液面升高，最后两侧液面相平。【检测】如图表示一中间隔以半透膜(只允许水分子通过)的水槽,两侧分别加入等物质的量浓度的葡萄糖溶液和麦芽糖溶液。然后在半透膜两侧加入等质量的麦芽糖酶,在加入麦芽糖酶前后MM、NN两侧液面的变化是()()A.A.加酶前MM侧液面上升，加酶后NN侧液面上升并高于MM侧液面B.B.加酶前MM侧液面上升，加酶后NN侧液面上升并
8、等于MM侧液面C.C.加酶前后MM、NN两侧液面不变D.D.加酶前MM、NN两侧液面不变，加酶后NN侧液面上升并高于MM侧液面D D1.1.如图所示实验装置，玻璃槽中是蒸馏水，半透膜允许单糖通过。漏斗中先装入蔗糖溶液，一定时间后再加入蔗糖酶。实验现象最可能是()A)A在玻璃槽中会测出蔗糖和蔗糖酶B B在玻璃槽中会测出葡萄糖、果糖和蔗糖酶C C漏斗中液面开始时先上升，加酶后继续上升至停止D D漏斗中液面开始时先上升，加酶后先上升再下降课时作业p123D水分子通过细胞膜进出细胞也是同样的原理吗？细胞膜是否相当于一层半透膜？外界溶液半透膜=细胞膜?将哺乳动物的红细胞放入不同浓度的氯化钠溶液中。一段时
9、间后，红细胞将会发生以下变化。低渗溶液等渗溶液高渗溶液外界溶液细胞质外界溶液=细胞质外界溶液细胞质吸水膨胀形态不变失水皱缩水进出红细胞的原理一样也是渗透作用二.水进出动物细胞的原理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“问题探讨”装置中的什么物质？2.红细胞的细胞膜是不是相当于“问题探讨”中所说的半透膜？3.当外界溶液的浓度低时，红细胞一定会由于吸水而涨破吗？血红蛋白属于大分子，不能透过细胞膜。红细胞的细胞膜有选择透过性，相当于半透膜不一定，红细胞吸水后，细胞质浓度也降低，当与外界溶液浓度相等时就不吸水了，如果细胞质浓度还没降到与外界溶液浓度相等就涨破了，那么红细胞就
10、因吸水而涨破。思考讨论相当于蔗糖分子5.想一想临床上输液为什么要用生理盐水（浓度为 ）9%0.09%失水皱缩失水皱缩吸水膨胀吸水膨胀维持细胞的正常形态维持细胞的正常形态0.9%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。4.红细胞吸水或失水的多少取决于什么条件？动物细胞与外界溶液组成了一个渗透系统动物细胞的细胞膜相当于一层半透膜，水分通过渗透进出细胞结论：2424第一章正文返回目录第一单元2424第一章正文返回目录第4章课前预学区课中导学区课堂思学区第 24 页 人体正常红细胞是呈两面凹陷的圆饼状,现将人体的红细胞分别浸入下列a、b、c三个不同浓度溶液的烧杯内,
11、一段时间后,实验结果如图所示。则关于a、b、c溶液浓度大小比较正确的是()。A.abcB.accbD.abcB2.如图甲、乙、丙是三种不同浓度的蔗糖溶液，将2%的蔗糖溶液置于用半透膜做成的袋子中，绑紧后再分别置于甲、乙、丙三种蔗糖溶液中，一段时间后，观察其情形如图所示。试推测甲、乙、丙溶液浓度的高低顺序为()A甲乙丙B甲丙乙C乙甲丙 D乙丙甲D课时作业p1232626第一章正文返回目录第一单元2626第一章正文返回目录第4章课前预学区课中导学区课堂思学区第 26 页 人体红细胞呈两面凹的圆饼状,具有运输氧气的功能。现将人体红细胞分别放在三种不同的液体环境中,下图为一段时间内红细胞的变化示意图,
12、该图说明的问题是()。A.水分容易进出细胞B.无机盐离子容易进出细胞C.红细胞有运输氧气的功能D.水分和无机盐对于维持细胞的形态和功能有重要作用D8、如图甲烧杯中是5%的淀粉液，乙烧杯中是5%葡萄糖液，将装有蒸馏水的透析袋分别放入甲、乙烧杯中（水和葡萄糖分子能通过透析袋的膜）放置一小时后（）A甲烧杯中透析袋外的淀粉液浓度不变B乙烧杯中透析袋外的葡萄糖液浓度降低C甲烧杯中透析袋内的液体加入碘液后呈蓝色D乙烧杯中透析袋内的液体加入斐林试剂后即呈砖红色B B课时跟踪检测十三p197【检测】(2019(2019郑州十校联考)图甲是人的红细胞长时间处在不同浓度的NaClNaCl溶液中，红细胞的体积(V
13、V)与初始体积(V V0 0)之比的变化曲线；图乙是某植物细胞在一定浓度的NaClNaCl溶液中细胞失水量的变化情况。下列分析正确的是()()A.A.从图甲可见250 mmolL250 mmolL1 1NaClNaCl溶液不影响人红细胞的代谢B.B.图乙中植物细胞体积会发生明显的变化，先减小后增大C.C.图乙中a a点细胞失水量最大，此时细胞吸水能力最小D.D.人的红细胞长时间处在300 mmolL300 mmolL1 1NaClNaCl溶液中可能死亡，图乙中的处理时间内细胞一直有生物活性D DA.A.从图甲可见250 mmolL250 mmolL1 1NaClNaCl溶液不影响人红细胞的代谢
14、B.B.图乙中植物细胞体积会发生明显的变化，先减小后增大C.C.图乙中a a点细胞失水量最大，此时细胞吸水能力最小D.D.人的红细胞长时间处在300 mmolL300 mmolL1 1NaClNaCl溶液中可能死亡，图乙中的处理时间内细胞一直有生物活性D D图乙中植物细胞失水量先变大后变小，之后表现为吸水，故植物细胞原生质体体积先变小后变大，植物细胞由于细胞壁的保护作用，细胞体积几乎不变，B错误；最大 盐腌制过的黄瓜皱皱巴巴，还会出很多水萎焉的青菜用清水泡过会变得硬挺一次施肥过多，作物会变得枯萎发黄，俗称“烧苗”植物细胞的细胞壁是全透性的，水分可以自由地通过细胞壁。细胞壁的作用主要是保护和支持
15、细胞，伸缩性比较小。成熟植物细胞模式图细胞壁细胞膜细胞液细胞质液泡膜因有细胞壁的约束，即使细胞内外有浓度差，植物细胞也不能无限地吸水。成熟植物细胞的中央液泡占据了细胞的大部分空间，将细胞质挤成一薄层，所以细胞内的液体环境主要指的是液泡里面的细胞液。成熟植物细胞模式图细胞壁细胞膜细胞液细胞质液泡膜原生质层 而细胞膜、液泡膜和两层之间的细胞质基质由于只被挤成薄薄一层，因此被称为原生质层。成熟植物细胞模式图细胞壁细胞膜细胞液细胞质液泡膜原生质层植物细胞吸水和失水是否也是发生了渗透作用呢？如何判断？具有半透膜 半透膜两侧的溶液具有浓度差漏斗内溶液细胞液相当于？能否把整个原生质层看作是一层半透膜呢？1、
16、提出问题：原生质层相当于一层半透膜。2、作出假设：3、预测实验现象：如果假设正确，当外界溶液的浓度高于细胞液的浓度时，细胞就会 ；当外界溶液的浓度低于细胞液的浓度时，细胞就会 ；失水吸水4、实验设计：（1）如何使细胞外溶液浓度升高或降低？将植物细胞先浸润在较高浓度（不能过高）的蔗糖溶液中；再将细胞浸润在清水中。（2）如何观察细胞变化？制作临时装片用显微镜观察细胞。能否把整个原生质层看作是一层半透膜呢？5、实验步骤引流法引流法质壁分离质壁分离复原6、实验现象正常的洋葱表皮细胞0.3g/mL的 蔗糖溶液失水的洋葱表皮细胞吸水恢复的洋葱表皮细胞清水质壁分离质壁分离复原探究植物细胞的吸水和失水自身对照
17、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外界溶液浓度 细胞液的浓度，细胞 而出现 ;失水吸水液泡大小原生质层的位置细胞大小蔗糖溶液清水变 小逐渐恢复原来大小原生质层恢复原来位置原生质层与细胞壁分离基本不变基本不变在中：在中：高浓度蔗糖溶液中:7.实验结果是对照组；是实验组是对照组；是实验组自身对照自身对照质壁分离质壁分离复原解释8.实验结论:.原生质层相当于一层半透膜思考1：能发生质壁分离的细胞：思考2：质壁分离产生的原因：内因：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 ；。植物细胞成熟细胞活细胞
18、大于大于思考3：已经发生质壁分离的细胞，再放入清水也不能复原的原因？高等植物成熟活细胞高等植物成熟活细胞才能发生质壁分离。才能发生质壁分离。细胞死亡了细胞死亡了思考4:将紫色洋葱鳞片叶表皮细胞置于下列溶液，分别出现什么现象？0.3 g/mL蔗糖溶液：再人工置于清水：。0.5 g/mL蔗糖溶液：再人工置于清水：。1 mol/L KNO1 mol/L KNO3 3溶液 。1 mol/L HCl溶液：再人工置于清水：。质壁分离质壁分离复原快速质壁分离质壁不能复原先质壁分离,后自动复原质壁不分离不能复原这类物质可以进入细胞，细胞液浓度会变大，当其浓度与外界溶液浓这类物质可以进入细胞，细胞液浓度会变大，
19、当其浓度与外界溶液浓度相等时，水分子进出达到平衡，原生质层具有伸缩性，发生复原。度相等时，水分子进出达到平衡，原生质层具有伸缩性，发生复原。思考5:发生质壁分离时在细胞壁和细胞膜之间充满的是什么？思考6：动物细胞能在高浓度溶液中发生质壁分离吗？植物细胞壁是全透性的，发生质壁分离的细胞壁内侧溶液是外界溶液。不会，因为其不具有细胞壁。4444第一章正文返回目录第一单元4444第一章正文返回目录第4章课前预学区课中导学区课堂思学区第 44 页 将洋葱某部位细胞放入一定浓度的物质 A 溶液中,发现其原生质体体积自行变化趋势如下图所示。下列说法正确的是()。A.该部位可能位于洋葱的根尖分生区B.物质 A
20、 可能为 2 mol/L 的蔗糖溶液C.该细胞发生质壁分离后又自动复原 D.原生质体相对体积恢复到100%后无水分子进出C4545第一章正文返回目录第一单元4545第一章正文返回目录第4章课前预学区课中导学区课堂思学区第 45 页 下图为植物细胞吸水和失水的原理图,其中表示外界溶液浓度与细胞液浓度的大小关系,表示细胞结构,则处依次是()。A.、原生质体C.、原生质层 D.、细胞膜A质壁分离与复原实验的拓展判断成熟植物细胞的死活测定细胞液浓度范围待测成熟植物细胞一定浓度蔗糖溶液镜检发生质壁分离无质壁分离活细胞死细胞待测成熟植物细胞一系列浓度梯度的蔗糖溶液镜检细胞液浓度介于未发生质壁分离和刚发生质
21、壁分离的两蔗糖溶液浓度之间123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不同植物细胞同一浓度蔗糖溶液镜检发生质壁分离所需时间越短，细胞液浓度越小，反之则细胞液浓度越大同一植物的相同成熟细胞未知浓度的溶液镜检 发生质壁分离所需时间越短，未知溶液的浓度越大，反之则未知溶液的浓度越小4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7生活中杀菌、防腐、腌制食品5鉴别不同种类的溶液（如KNO3溶液和蔗糖溶液）成熟植物细胞不同种类溶液镜检只发生质壁分离质壁分离后自动复原溶质不能透过半透膜（如蔗糖溶液）溶质能透过半透膜（如KNO3溶液）判断溶液的种类下图表示以洋葱表皮为
22、材料及清水、0.3 g/mL0.3 g/mL蔗糖溶液、0.5 g/mL0.5 g/mL蔗糖溶液、0.3 g/mL0.3 g/mL尿素溶液进行相关实验（时间1 1表示开始用四种溶液分别处理洋葱表皮；时间2 2表示开始用清水处理洋葱表皮），测得该细胞原生质体体积变化，图中代表尿素溶液处理结果的是（）A.a B.b C.c D.d A.a B.b C.c D.dB B8 8被动运输：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为被动运输。水进出细胞的原理被动运输: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的物质跨膜
23、运输方式。被动运输又分为自由扩散和协助扩散两类被动运输被动运输阅读课本P66自由扩散和协助扩散（范围：前三个自然段）项 目自由扩散协助扩散运输方向是否需要转运蛋白是否消耗细胞内的能量举例氧气分子自由扩散(简单扩散):物质通过简单的扩散作用进出细胞。被动运输1.运输方向？（浓度）2.是否需要能量？3.是否需要其他物质协助？【思考】借助膜上的转运蛋白进出细胞的物质扩散方式协助扩散(易化扩散)被动运输1.1.运输方向？（浓度）2.2.是否需要能量？3.3.是否需要其他物质协助？【思考】葡萄糖项 目自由扩散协助扩散运输方向是否需要转运蛋白是否消耗细胞内的能量举例不需要需要不消耗不消耗O2、H2O、CO
24、2、尿素、甘油、乙醇葡萄糖通过红细胞膜高浓度低浓度高浓度低浓度被动运输 有人发现在动物的肾脏中，水分子进出细胞的速率大于自由扩散的速率 水分子还存在其他运输方式 借助膜上的转运蛋白进出细胞的物质扩散方式，叫作协助扩散，也叫易化扩散。被动运输载体蛋白通道蛋白转运特点是否与转运的分子结合是否有特异性实例只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过结合具有只容许与自身通道的直径和形状相适配，大小和电荷相适宜的分子或离子通过不结合具有被动运输红细胞吸收葡萄糖水、钾离子、钠离子5858第一章正文返回目录第一单元5858第一章正文返回目录第4章课前预学区课中导学区课堂思学区第 58 页 下列说法错误的是()
25、。A.水分子被小肠上皮细胞吸收是顺浓度梯度进行的B.葡萄糖进入红细胞需要转运蛋白的协助C.乙醇分子进出小肠上皮细胞通过自由扩散方式进行D.维生素D被小肠上皮细胞吸收属于协助扩散D5959第一章正文返回目录第一单元5959第一章正文返回目录第4章课前预学区课中导学区课堂思学区第 59 页 下图表示物质被动运输的一种方式。下列关于该方式的叙述,正确的是()。A.该方式的运输速率不存在饱和值B.大部分离子以该方式跨膜运输C.被运输物质必须与细胞膜上的载体蛋白结合D.该方式也能逆浓度梯度输送特定分子C【检测】图甲、乙分别表示载体蛋白介导和通道蛋白介导的两种协助扩散方式，其中通道蛋白介导的扩散比载体蛋白
26、介导的快1000倍。下列叙述正确的是()A.参与协助扩散的转运蛋白可以是载体蛋白或通道蛋白B.协助扩散时，不消耗能量，载体蛋白不会发生构象改变C.只有图甲所示的物质跨膜运输方式属于被动运输D.红细胞吸收葡萄糖的方式可用图乙表示A A【检测】比较生物膜和人工膜（双层磷脂）对多种物质的通透性，结果如下图。据此不能得出的结论是（）A.A.生物膜上存在协助HH2 2OO通过的物质 B.B.生物膜对KK+、NaNa+、ClCl-的通透性具有选择性C.C.离子以易化（协助）扩散发生通过人工膜 D.D.分子的大小影响其通过人工膜的扩散速率C C【检测】(2020(2020湖南六校联盟高一期末)现有两瓶质量分
27、数均是 30%30%的葡萄糖溶液和蔗糖溶液。已知水分子可以透过半透膜，葡萄糖、蔗糖分子均不能透过。请回答以下问题：(1)A(1)A同学把体积相同的葡萄糖溶液与蔗糖溶液用半透膜隔开(如图1 1所示)，在一段时间内，甲液面的变化情况是_(_(填“升高”或“降低”)”)，渗透平衡状态时水分子扩散速率_(_(填“相等”或“不相等”)”)，甲溶液浓度_(_(填“”“”“”或“”)”)乙溶液浓度。现分别往甲、乙溶液中加入等量的蔗糖酶，最后甲液面_(_(填“高于”“”“低于”或“等于”)”)乙液面。升高相等 低于(2)B 同学采用紫色洋葱鳞片叶的外表皮为材料，利用细胞质壁分离原理进行了鉴定葡萄糖和蔗糖溶液的
28、实验。请在图2中绘出可能的实验结果。红树植物在海水中的生存策略是：在最大程度地吸收水分的同时，还要节约用水。红树植物为了增强从海水中吸收淡水的能力，红树植物需要通过积累大量渗透调节物质（即Na+、Cl-、K+等）的方式来维持叶片细胞较高的渗透压，增强吸收水分的能力，在满足渗透调节的前提下，尽量减少盐分的吸收是所有红树植物的共同特征。为了降低盐分过高对细胞的损害，红树植物进化出了以下三种生理特征：聚盐：红树植物会将盐分聚集在于叶肉细胞的液泡中，通过大量吸水，细胞体积扩大，细胞液盐浓度降低，让细胞进行正常生理过程，也可以解释为什么一些红树植物的叶片会很厚；拒盐：一些红树植物的根系在吸收水分时，就利用根系的过滤系统，把海水中的大部分盐分“过滤”掉，拒绝其进入体内，这样吸收到植物体内的就是盐度大大降低的淡水，例如秋茄、木榄、海莲；泌盐：对于进入体内的多余盐分，一些红树植物能利用叶片表面的盐腺，将其排出体外，太阳曝晒或风干后成为盐粒，在海水冲刷下离开红树，回到海水中，例如白骨壤、桐花树、老鼠簕。
