第4章

細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出

第1節(jié)被動(dòng)運(yùn)輸

（第1課時(shí)）聯(lián)系生活情景材料一

鹽腌制過的黃瓜皺皺巴巴，還會(huì)出很多水；而用清水泡過的青菜卻很硬挺，這是為什么呢？

你吃比較咸的食物時(shí)，例如你吃腌制的咸菜，連續(xù)嗑帶鹽的瓜子等，你的口腔和唇的黏膜有什么感覺？為什么？合作探究一：以上兩個(gè)實(shí)例都與水進(jìn)出細(xì)胞有關(guān)，那么水是如何進(jìn)出細(xì)胞的呢？

在一個(gè)長頸漏斗是漏斗口外密封上一層玻璃紙，往漏斗內(nèi)注入蔗糖溶液，然后將漏斗浸入盛有清水的燒杯中，使漏斗管內(nèi)外的液面高度相等。過一段時(shí)間后，會(huì)出現(xiàn)如右圖所示現(xiàn)象。玻璃紙（又叫賽璐玢）是一種半透膜，水分子可以自由透過它，而蔗糖分子則不能。情景視頻一合作探究二：漏斗管內(nèi)的液面為什么會(huì)升高？如果漏斗管足夠長，管內(nèi)的液面會(huì)無限升高嗎？為什么？情景視頻一滲透經(jīng)典實(shí)驗(yàn)(視頻)合作探究三：如果用一層紗布（全透性）代替玻璃紙，還會(huì)出現(xiàn)原來的現(xiàn)象嗎？不會(huì)，紗布不是半透膜，蔗糖分子和水分子都能通過。滲透作用條件一：半透膜注意：半透膜

選擇透過性膜選擇透過性膜具有生物活性，即使是小分子，只要不是細(xì)胞選擇吸收的，也不能通過；選擇透過性膜可以看成是一類功能完善的半透膜。情景視頻一滲透經(jīng)典實(shí)驗(yàn)(視頻)合作探究四：如果燒杯中不是清水，而是同樣濃度的蔗糖溶液結(jié)果會(huì)怎樣？單位時(shí)間進(jìn)出半透膜水分子量相同，故漏斗管液面不變。滲透作用條件二：濃度差合作探究五：通過以上的學(xué)習(xí)，你能總結(jié)滲透的概念及特點(diǎn)嗎？1.滲透作用概念:2.滲透作用發(fā)生條件:①具有半透膜②半透膜兩側(cè)溶液存在濃度差3.滲透作用結(jié)果：溶液濃度低滲透壓低溶液濃度高滲透壓高含水量高含水量低4.滲透作用中水的運(yùn)輸方向半透膜水（溶劑）蔗糖（溶質(zhì)）水分子或其他溶劑分子透過半透膜的擴(kuò)散水分子可以通過半透膜進(jìn)行雙向擴(kuò)散，直到水分子進(jìn)出速率達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡

①從溶質(zhì)的角度分析：低濃度溶液→高濃度溶液②從水分子自身的角度分析：水含量高→水低含量低滲透壓：溶質(zhì)微粒對(duì)水的吸引力一水進(jìn)出細(xì)胞的原理—滲透作用半透膜管內(nèi)溶液外界溶液細(xì)胞質(zhì)溶液細(xì)胞膜？二水進(jìn)出動(dòng)物細(xì)胞的原理合作探究六：細(xì)胞是個(gè)開放的生命系統(tǒng)，如果將裝置中的漏斗換成動(dòng)物細(xì)胞還會(huì)不會(huì)吸水？如果發(fā)生現(xiàn)象能說明什么？①外界溶液溶質(zhì)的濃度<

細(xì)胞質(zhì)濃度②外界溶液溶質(zhì)的濃度>

細(xì)胞質(zhì)濃度③外界溶液溶質(zhì)的濃度=

細(xì)胞質(zhì)濃度失水皺縮形態(tài)不變吸水膨脹

動(dòng)物細(xì)胞與外界溶液構(gòu)成一個(gè)滲透系統(tǒng)二水進(jìn)出動(dòng)物細(xì)胞的原理①半透膜：細(xì)胞膜②濃度差：細(xì)胞質(zhì)與外界溶液二水進(jìn)出動(dòng)物細(xì)胞的原理合作探究七：紅細(xì)胞內(nèi)的血紅蛋白等有機(jī)物能夠透過細(xì)胞膜嗎？這些有機(jī)物相當(dāng)于“問題探討”所示裝置中的什么物質(zhì)？是（是“相當(dāng)于”，不是“等同”）紅細(xì)胞中的血紅蛋白是大分子有機(jī)物，不能透過細(xì)胞膜，它相當(dāng)于“問題探討”中的蔗糖分子。合作探究八：紅細(xì)胞的細(xì)胞膜是否相當(dāng)于一層半透膜？合作探究九：當(dāng)外界溶液的濃度低時(shí)，紅細(xì)胞一定會(huì)由于吸水而漲破嗎？二水進(jìn)出動(dòng)物細(xì)胞的原理合作探究九：當(dāng)外界溶液的濃度低時(shí)，紅細(xì)胞一定會(huì)由于吸水而漲破嗎？

不一定。因?yàn)榧t細(xì)胞吸水膨脹后細(xì)胞內(nèi)液濃度也會(huì)下降，如果外界溶液濃度不是很低，有可能細(xì)胞內(nèi)液下降后外界溶液的濃度達(dá)到平衡，此時(shí)，紅細(xì)胞將不再吸水。合作探究十：紅細(xì)胞吸水或失水取決于什么條件？

取決于紅細(xì)胞內(nèi)外溶液的濃度差，一般情況下，濃度差越大時(shí)，細(xì)胞吸水或失水越多。合作探究十一：想一想臨床上輸液為什么要用生理鹽水？

因?yàn)樯睇}水和細(xì)胞內(nèi)液是等滲溶液，不會(huì)使血細(xì)胞吸水膨脹或失水皺縮，不會(huì)影響細(xì)胞的形態(tài)和功能。如果將裝置中的漏斗換成植物細(xì)胞將如何？和動(dòng)物細(xì)胞一樣也會(huì)吸水或失水嗎？三水進(jìn)出植物細(xì)胞的原理對(duì)農(nóng)作物施肥過多，會(huì)造成“燒苗”現(xiàn)象。將有些萎蔫的菜葉浸泡在清水中，不久，菜葉就會(huì)變的硬挺。鹽腌制過的黃瓜,皺皺巴巴，還出水。生活現(xiàn)象：三水進(jìn)出植物細(xì)胞的原理合作探究十二：以下生活現(xiàn)象說明什么問題？細(xì)胞壁（全透性）細(xì)胞膜細(xì)胞質(zhì)液泡膜原生質(zhì)層伸縮性小提示：水分進(jìn)出植物細(xì)胞主要是指水經(jīng)過原生質(zhì)層進(jìn)出液泡，這一點(diǎn)與動(dòng)物細(xì)胞有所區(qū)別。成熟的植物細(xì)胞模式圖外界溶液三水進(jìn)出植物細(xì)胞的原理當(dāng)外界溶液＞細(xì)胞液，細(xì)胞失水（質(zhì)壁分離：原生質(zhì)層和細(xì)胞壁發(fā)生分離的現(xiàn)象）當(dāng)外界溶液＜細(xì)胞液，細(xì)胞吸水（質(zhì)壁分離復(fù)原）1.嘗試作出假設(shè)并說出作出假設(shè)的依據(jù)2.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證假設(shè)是否正確（說出設(shè)計(jì)思路和預(yù)測結(jié)果）3.方法步驟，思考以下問題（1）要觀察的現(xiàn)象（觀察幾次）：（2）使用觀察工具：（3）應(yīng)選擇的材料：（4）選擇外界溶液：三水進(jìn)出植物細(xì)胞的原理合作探究十四：請自主閱讀課本P64-65的內(nèi)容，小組合作完成以下任務(wù)。實(shí)驗(yàn)：探究植物細(xì)胞的吸水和失水提出問題作出假設(shè)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析結(jié)果表達(dá)與交流原生質(zhì)層是否相當(dāng)于半透膜？原生質(zhì)層相當(dāng)于一層半透膜三水進(jìn)出植物細(xì)胞的原理將植物細(xì)胞（洋蔥外表皮細(xì)胞）浸潤在較高濃度的蔗糖溶液中，觀察其大小的變化；再浸潤在清水中，觀察其大小的變化。預(yù)期結(jié)果設(shè)計(jì)方案提出問題作出假設(shè)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析結(jié)果表達(dá)與交流三水進(jìn)出植物細(xì)胞的原理原生質(zhì)層相當(dāng)于一層半透膜，水分子可以自由通過，而蔗糖分子不能通過。外界溶液濃度小于細(xì)胞液濃度外界溶液濃度大于細(xì)胞液濃度細(xì)胞失水（質(zhì)壁分離）細(xì)胞吸水（質(zhì)壁復(fù)原）洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞②吸水紙①

0.3g/mL的蔗糖溶液③清水材料用具提出問題作出假設(shè)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析結(jié)果表達(dá)與交流三水進(jìn)出植物細(xì)胞的原理選材要求：有大液泡并有顏色的成熟的植物細(xì)胞。細(xì)胞具有紫色大液泡，便于觀察。質(zhì)壁分離黑藻葉片細(xì)胞調(diào)低視野亮度鱗片葉內(nèi)表皮細(xì)胞葉綠體的存在使原生質(zhì)層呈現(xiàn)綠色實(shí)驗(yàn)步驟三水進(jìn)出植物細(xì)胞的原理提出問題作出假設(shè)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析結(jié)果表達(dá)與交流實(shí)驗(yàn)步驟蓋上蓋玻片，制成洋蔥鱗片葉外表皮臨時(shí)裝片1234滴清水撕取洋蔥鱗片葉外表皮低倍鏡觀察三水進(jìn)出植物細(xì)胞的原理提出問題作出假設(shè)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析結(jié)果表達(dá)與交流56低倍鏡觀察在蓋玻片的一側(cè)滴加0.3g/mL的蔗糖溶液，在另一側(cè)用吸水紙吸引

中央液泡逐漸變小，顏色變深,原生質(zhì)層與細(xì)胞壁逐漸分離;細(xì)胞大小基本不變。78在蓋玻片的一側(cè)滴加清水，在另一側(cè)用吸水紙吸引低倍鏡觀察

中央液泡逐漸變大，顏色變淺,原生質(zhì)層逐漸恢復(fù)到貼近細(xì)胞壁;細(xì)胞大小基本不變。三水進(jìn)出植物細(xì)胞的原理提出問題作出假設(shè)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析結(jié)果表達(dá)與交流0.3g/mL蔗糖清水實(shí)驗(yàn)組對(duì)照組實(shí)驗(yàn)組對(duì)照組第一次對(duì)照第二次對(duì)照本實(shí)驗(yàn)有無對(duì)照？前后自身對(duì)照三水進(jìn)出植物細(xì)胞的原理提出問題作出假設(shè)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析結(jié)果表達(dá)與交流思考：質(zhì)壁分離后，在細(xì)胞壁和細(xì)胞膜之間充滿的是濃度降低的外界溶液，因?yàn)榧?xì)胞壁是全透性的，且有水分子通過原生質(zhì)層滲透出來。①成熟的植物細(xì)胞的原生質(zhì)層相當(dāng)于一層_________②原生質(zhì)層比細(xì)胞壁的伸縮性_____細(xì)胞液和外界溶液具有濃度差質(zhì)壁分離的內(nèi)因質(zhì)壁分離的外因半透膜大原生質(zhì)層：細(xì)胞膜和液泡膜以及兩層膜之間的細(xì)胞質(zhì)。（僅存在于成熟的植物細(xì)胞中，不包括細(xì)胞核和液泡中的細(xì)胞液）原生質(zhì)體：植物細(xì)胞中特指除去細(xì)胞壁后剩余部分。（包括細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核）。一個(gè)動(dòng)物細(xì)胞

即

一團(tuán)原生質(zhì)體。三水進(jìn)出植物細(xì)胞的原理合作探究十五：質(zhì)壁分離中“質(zhì)”和”壁”分別指什么？合作探究十六：原生質(zhì)層和原生質(zhì)體的區(qū)別？質(zhì)指原生質(zhì)層，壁指細(xì)胞壁補(bǔ)充：（1）對(duì)于植物來說發(fā)生質(zhì)壁分離即失水達(dá)到平衡時(shí)，細(xì)胞液濃度

外界溶液濃度（但前提條件是細(xì)胞是活的）（2）植物細(xì)胞質(zhì)壁分離復(fù)原達(dá)到平衡時(shí)，細(xì)胞液濃度與外界溶液濃度有三種情況

，細(xì)胞液濃度

外界溶液

（3）植物細(xì)胞質(zhì)壁分離和復(fù)原實(shí)驗(yàn)中，用黑藻葉片進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，葉綠體的顏色會(huì)干擾實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察，你認(rèn)為正確嗎？請說出依據(jù)不正確。黑藻葉片的葉肉細(xì)胞中液泡無色，葉綠體的存在使原生質(zhì)層呈綠色，有利于實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察。(4)活的、成熟的、具有中央大液泡的植物細(xì)胞能發(fā)生質(zhì)壁分離，根尖分生區(qū)細(xì)胞、干種子靠

吸水，不是滲透作用吸水。＝＞或

＜或

＝

吸脹作用1.判斷成熟植物細(xì)胞的死活2.測定細(xì)胞液濃度范圍待測成熟植物細(xì)胞一定濃度蔗糖溶液

鏡檢發(fā)生質(zhì)壁分離無質(zhì)壁分離活細(xì)胞死細(xì)胞待測成熟植物細(xì)胞一系列濃度梯度的蔗糖溶液鏡檢細(xì)胞液濃度介于未發(fā)生質(zhì)壁分離和剛發(fā)生質(zhì)壁分離的兩蔗糖溶液濃度之間三質(zhì)壁分離與復(fù)原實(shí)驗(yàn)的拓展應(yīng)用3.比較不同植物細(xì)胞的細(xì)胞液濃度不同植物細(xì)胞同一濃度蔗糖溶液鏡檢發(fā)生質(zhì)壁分離所需時(shí)間越短，細(xì)胞液濃度越小，反之則細(xì)胞液濃度越大4.鑒別不同種類的溶液（如KNO3溶液和蔗糖溶液）成熟植物細(xì)胞不同種類溶液鏡檢只發(fā)生質(zhì)壁分離質(zhì)壁分離后自動(dòng)復(fù)原溶質(zhì)不能透過半透膜（如蔗糖溶液）溶質(zhì)能透過半透膜（如KNO3、尿素、乙二醇、NaCl)

三質(zhì)壁分離與復(fù)原實(shí)驗(yàn)的拓展應(yīng)用實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練

1.利用高濃度鹽水（NaCl溶液）殺菌防腐的原理是（）

A.鹽水中的Cl－有殺菌防腐的作用

B.鹽水中的Na＋不利于細(xì)菌的生活

C.鹽水是中性的，不適于細(xì)菌的生活

D.由于滲透作用使細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)的水分滲出而死亡

第1節(jié)被動(dòng)運(yùn)輸

（第2課時(shí)）動(dòng)物細(xì)胞植物細(xì)胞條件原理現(xiàn)象①___________相當(dāng)于半透性膜②______________________具有濃度差①___________（由細(xì)胞膜、液泡膜和兩層之間的細(xì)胞質(zhì)組成）相當(dāng)于半透膜②_________________具有濃度差滲透作用滲透作用當(dāng)外界溶液濃度______細(xì)胞質(zhì)濃度，細(xì)胞吸水膨脹當(dāng)外界溶液濃度______細(xì)胞質(zhì)濃度，細(xì)胞失水皺縮當(dāng)外界溶液濃度_____細(xì)胞質(zhì)濃度，細(xì)胞維持正常形態(tài)當(dāng)外界溶液濃度______細(xì)胞液濃度，細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象當(dāng)外界溶液濃度______細(xì)胞液濃度，細(xì)胞吸水膨脹，由于存在細(xì)胞壁，細(xì)胞不會(huì)漲破當(dāng)外界溶液濃度______細(xì)胞液濃度，細(xì)胞維持正常形態(tài)細(xì)胞膜細(xì)胞質(zhì)與外界溶液小于小于大于大于等于等于原生質(zhì)層細(xì)胞液與外界溶液溫故知新：動(dòng)植物細(xì)胞的吸水和失水合作探究一：像水分子這樣，物質(zhì)以擴(kuò)散方式進(jìn)出細(xì)胞，不需要消耗細(xì)胞內(nèi)化學(xué)物質(zhì)所釋放的能量，這種物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞椒Q為什么呢？像水分子這樣，物質(zhì)以擴(kuò)散方式進(jìn)出細(xì)胞，不需要消耗細(xì)胞內(nèi)化學(xué)物質(zhì)所釋放的能量，這種物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞椒Q為被動(dòng)運(yùn)輸。一自由擴(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散被動(dòng)運(yùn)輸自由擴(kuò)散（簡單擴(kuò)散）協(xié)助擴(kuò)散（易化擴(kuò)散）(1)概念：細(xì)胞外細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)通過簡單的擴(kuò)散作用進(jìn)出細(xì)胞。(2)特點(diǎn)：①順濃度梯度運(yùn)輸②不需要轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白協(xié)助③不需要消耗能量(3)實(shí)例：①氣體、②水、③脂溶性小分子（甘油、乙醇、苯）二自由擴(kuò)散（簡單擴(kuò)散）合作探究二：哪些因素會(huì)影響自由擴(kuò)散？(4)影響因素：濃度差擴(kuò)散速度轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白擴(kuò)散速度能量擴(kuò)散速度濃度差溫度合作探究三：水分子進(jìn)出細(xì)胞的方式一定是自由擴(kuò)散的嗎？二自由擴(kuò)散（簡單擴(kuò)散）三協(xié)助擴(kuò)散（易化擴(kuò)散）協(xié)助擴(kuò)散（易化擴(kuò)散）過程（視頻）借助膜上的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白進(jìn)出細(xì)胞的物質(zhì)擴(kuò)散。三協(xié)助擴(kuò)散（易化擴(kuò)散）(1)概念：(2)特點(diǎn)：①順濃度梯度運(yùn)輸②需要轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白協(xié)助③不需要消耗能量①紅細(xì)胞吸收葡萄糖②腎小管重吸收水③神經(jīng)細(xì)胞排K+、吸Na+(3)例子：載體蛋白只容許與自身結(jié)合部位相適應(yīng)的分子或離子通過，而且每次轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)都會(huì)發(fā)生自身構(gòu)象的改變。通道蛋白只容許與自身通道直徑和形狀相匹配、大小和