第四章細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出第1節(jié)被動(dòng)運(yùn)輸是具有一定孔徑，可以讓______物質(zhì)通過（如水分子），而大分子物質(zhì)不能通過的一類薄膜。物質(zhì)能否通過只與孔徑大小有關(guān)。滲透裝置半透膜小分子玻璃紙，腸系膜,蛋殼膜，魚鰾等蔗糖溶液清

水玻璃紙（半透膜）清

水玻

璃

紙半

透

膜蔗糖溶液蔗糖分子水

分

子1、什么是滲透作用2、發(fā)生的條件是指水分子（或其他溶劑分子）通過半透膜的擴(kuò)散，稱為滲透作用；（1）半透膜（2）膜兩層有濃度差紅墨水滴入清水中滲透作用23、水分子的擴(kuò)散方向低濃度溶液高濃度溶液溶液濃度：水的相對(duì)含量：高低（順相對(duì)含量梯度）→→1、為什么漏斗液面會(huì)上升？外觀表現(xiàn)：漏斗液面上升，一段時(shí)間后達(dá)到滲透平衡。說明水通過半透膜進(jìn)入漏斗。濃度：蔗糖>清水單位體積水分子數(shù)：蔗糖<清水單位時(shí)間內(nèi)由清水→蔗糖溶液的水分子數(shù)多于蔗糖溶液→清水。外觀表現(xiàn)：

漏斗液面上升，一段時(shí)間后達(dá)滲透平衡。Δh蔗糖溶液清

水半

透

膜清

水玻

璃

紙半

透

膜蔗糖溶液蔗糖分子水

分

子蔗糖溶液清

水半

透

膜2、水分子運(yùn)動(dòng)方向如何？總體方向：水分子的移動(dòng)是雙向的清水半透膜蔗糖3、達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡后的狀態(tài)？水分子多水分子少清水半透膜蔗糖達(dá)到滲透平衡只意味著半透膜兩側(cè)水分子的移動(dòng)達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，既不可看作沒有水分子移動(dòng)，也不可看作兩側(cè)溶液濃度絕對(duì)相等4、如果漏斗管足夠長(zhǎng)，管內(nèi)液面會(huì)無限升高嗎？為什么？如果漏斗管足夠長(zhǎng)，當(dāng)管內(nèi)液面上升到一定高度之后，管中的水柱產(chǎn)生的壓力將加快漏斗中水分向外擴(kuò)散的速度，最終達(dá)到平衡，液面不再上升生物細(xì)胞也能發(fā)生滲透作用嗎？生物細(xì)胞結(jié)構(gòu)也具備以下兩個(gè)條件嗎？1、具有半透膜。2、半透膜兩側(cè)具有濃度差。外界溶液濃度=細(xì)胞質(zhì)濃度細(xì)胞失水皺縮保持原正常形態(tài)高濃度溶液生理鹽水蒸餾水外界溶液濃度<細(xì)胞質(zhì)濃度外界溶液濃度>細(xì)胞質(zhì)濃度細(xì)胞吸水漲破蔗糖溶液半透膜清水細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞膜外界溶液水進(jìn)出哺乳動(dòng)物紅細(xì)胞的原理半透膜細(xì)胞膜濃度差細(xì)胞質(zhì)與外界溶液間具有濃度差②當(dāng)外界溶液濃度＞細(xì)胞質(zhì)濃度時(shí)細(xì)胞形態(tài)不變①當(dāng)外界溶液濃度＜細(xì)胞質(zhì)濃度時(shí)2、現(xiàn)象細(xì)胞吸水膨脹細(xì)胞失水皺縮③當(dāng)外界溶液濃度＝細(xì)胞質(zhì)濃度時(shí)水進(jìn)出其他動(dòng)物細(xì)胞的原理與進(jìn)出紅細(xì)胞的原理是一樣的，都是通過滲透作用1、原理吸失水的量取決于細(xì)胞膜內(nèi)外的濃度差。動(dòng)物細(xì)胞的吸水和失水

1、將白菜剁碎做餡時(shí),常常放一些鹽,一會(huì)兒后就可看到水分滲出

2、對(duì)農(nóng)作物施肥過多，會(huì)造成“燒苗”現(xiàn)象。1、植物細(xì)胞會(huì)出現(xiàn)失水的情況嗎？2、植物細(xì)胞在什么情況下會(huì)吸水和失水？

3、什么結(jié)構(gòu)相當(dāng)于一層半透膜？提出問題：水又是如何進(jìn)出植物細(xì)胞的呢？細(xì)胞膜和液泡膜以及這兩層膜之間的細(xì)胞質(zhì)稱為原生質(zhì)層。成熟的植物細(xì)胞由于液泡占據(jù)細(xì)胞的大部分空間，因此植物細(xì)胞內(nèi)的液體環(huán)境主要指的是液泡內(nèi)的細(xì)胞液。水進(jìn)出植物細(xì)胞提出問題水分進(jìn)出植物細(xì)胞是通過滲透作用嗎？原生質(zhì)層是否相當(dāng)于一層半透膜呢？本小組的假設(shè)是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。探究植物細(xì)胞的吸水和失水作出假設(shè)探究·實(shí)踐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清水材料用具引流法設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)1、材料選擇活細(xì)胞有細(xì)胞壁有大液泡紫色洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞紫色洋蔥鱗片葉內(nèi)表皮細(xì)胞紫色洋蔥鱗片葉內(nèi)表皮是成熟的植物細(xì)胞，含有大液泡，能發(fā)生質(zhì)壁分離及復(fù)原，但液泡無色，直接觀察現(xiàn)象不明顯洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞有大液泡液泡中有紫色色素，便于觀察蓋上蓋玻片，制成洋蔥鱗片葉外表皮臨時(shí)裝片滴清水撕取洋蔥鱗片葉外表皮低倍鏡觀察撕取洋蔥鱗片葉時(shí)要不帶葉肉且不宜過大，避免制作裝片時(shí)出現(xiàn)重疊和氣泡，撕取后要放入載玻片上的清水中實(shí)驗(yàn)步驟1243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。實(shí)驗(yàn)步驟56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。實(shí)驗(yàn)步驟87正常狀態(tài)高濃度狀態(tài)低濃度狀態(tài)圖

像液泡大小變化原生質(zhì)層位置正常大小逐漸變小逐漸變大，恢復(fù)原來大小原生質(zhì)層緊貼細(xì)胞壁原生質(zhì)層逐漸脫離細(xì)胞壁原生質(zhì)層逐漸貼近細(xì)胞壁實(shí)

驗(yàn)

結(jié)

果自身對(duì)照是指對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組在同一研究對(duì)象上進(jìn)行，是實(shí)驗(yàn)前后之間的對(duì)照第一次對(duì)照滴加蔗糖溶液滴加清水第二次對(duì)照質(zhì)壁分離質(zhì)壁分離復(fù)原

分析結(jié)果，得出結(jié)論探究植物細(xì)胞的吸水和失水剛開始發(fā)生質(zhì)壁分離已明顯發(fā)生質(zhì)壁分離原因原生質(zhì)層具半透性且其伸縮性比細(xì)胞壁大內(nèi)因：外因：外界溶液濃度大于細(xì)胞液濃度質(zhì)壁分離表現(xiàn)植物細(xì)胞由堅(jiān)挺→萎蔫宏觀：微觀：質(zhì)壁分離液泡體積（大→?。┘?xì)胞液顏色（淺→深）原生質(zhì)層與細(xì)胞壁分離質(zhì)壁分離的復(fù)原外界溶液濃度小于細(xì)胞液濃度時(shí)，外界溶液中的水就透過原生質(zhì)層進(jìn)入細(xì)胞液。注意事項(xiàng)1、材料選擇活細(xì)胞有細(xì)胞壁有大液泡紫色洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞細(xì)菌可以嗎？（能觀察到吸水和失水）引流時(shí)要重復(fù)幾次，目的是使蓋玻片下面的洋蔥鱗片葉表皮細(xì)胞完全浸入在加入的液體。2、引流3、觀察時(shí)間加入蔗糖溶液后不宜停留過長(zhǎng)時(shí)間，防止細(xì)胞長(zhǎng)時(shí)間處于高滲溶液中，因過度失水而死亡。5、如果所用溶液中的溶質(zhì)為葡萄糖、KNO3、NaCl、尿素、乙二醇等，質(zhì)壁分離后因細(xì)胞主動(dòng)或被動(dòng)吸收溶質(zhì)微粒而使細(xì)胞液濃度增大，植物細(xì)胞會(huì)吸水引起質(zhì)壁分離后的自動(dòng)復(fù)原。4、外部溶液濃度質(zhì)壁分離的自動(dòng)復(fù)原0.3g/mL的蔗糖溶液選擇對(duì)細(xì)胞無毒害作用，濃度適中的外界溶液，濃度過高會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞失水過多而死亡注意事項(xiàng)課堂導(dǎo)入1擴(kuò)散：指物質(zhì)從高濃度區(qū)域向低濃度區(qū)域自然運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象。（順濃度梯度）植物細(xì)胞的吸水和失水定義：像水分子這樣，物質(zhì)以擴(kuò)散的方式進(jìn)出細(xì)胞，不需要消耗細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)所釋放的能量，這種物質(zhì)跨膜運(yùn)輸方式被稱為被動(dòng)運(yùn)輸。被動(dòng)運(yùn)輸包括自由擴(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散。滴加蔗糖溶液滴加清水質(zhì)壁分離質(zhì)壁分離復(fù)原水分子多水分子少自由擴(kuò)散有些小分子物質(zhì)，如O2和CO2，很容易自由的通過細(xì)胞膜的磷脂雙分子層。像這樣，物質(zhì)通過簡(jiǎn)單的擴(kuò)散作用進(jìn)出細(xì)胞的方式，叫作自由擴(kuò)散。順濃度梯度無需膜蛋白的協(xié)助不消耗能量O2和

CO2等氣體甘油、乙醇、苯等脂溶性小分子特點(diǎn)舉例自由擴(kuò)散示意圖水分子影響因素細(xì)胞內(nèi)外濃度差擴(kuò)散速率(V)細(xì)胞外濃度擴(kuò)散速率(V)O2濃度/氧分壓OO自由擴(kuò)散：指物質(zhì)通過簡(jiǎn)單的擴(kuò)散進(jìn)出細(xì)胞的方式，又稱簡(jiǎn)單擴(kuò)散。離子和一些小分子有機(jī)物如葡萄糖、氨基酸等，不能自由地通過細(xì)胞膜，需要借助載體蛋白或通道蛋白的協(xié)助，順濃度梯度進(jìn)行跨膜運(yùn)輸。這種借助膜上轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白進(jìn)出細(xì)胞的物質(zhì)擴(kuò)散方式，叫作協(xié)助擴(kuò)散。順濃度梯度需要轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的協(xié)助不消耗能量無機(jī)離子和有機(jī)小分子，如Na+，Cl-、葡萄糖、氨基酸、核苷酸等特點(diǎn)舉例協(xié)助擴(kuò)散示意圖細(xì)胞內(nèi)外濃度差和轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的數(shù)量影響因素協(xié)助擴(kuò)散擴(kuò)散速率(V)細(xì)胞外濃度擴(kuò)散速率(V)O2濃度/氧分壓OPOQP點(diǎn)后運(yùn)輸速率受______________制約載體蛋白數(shù)量協(xié)助擴(kuò)散：指物質(zhì)在載體蛋白的協(xié)助下進(jìn)出細(xì)胞的方式，又稱易化擴(kuò)散。比較自由擴(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散自由擴(kuò)散協(xié)助擴(kuò)散運(yùn)輸方向順濃度梯度順濃度梯度轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白不需要需要能量不消耗不消耗舉例H2O、CO2、O2、甘油、乙醇、苯葡萄糖進(jìn)入紅細(xì)胞高濃度低濃度高濃度低濃度組織間隙組織細(xì)胞管血細(xì)毛肺泡O2O2O2O2O2O2O2組織間隙O2是怎樣進(jìn)入血液以及組織細(xì)胞？以自由擴(kuò)散的方式O2從肺泡腔進(jìn)入血液需要穿過幾層生物膜？（肺泡壁、毛細(xì)血管壁為單細(xì)胞層）4層O2從肺泡腔進(jìn)入組織細(xì)胞需要穿過幾層生物膜？9層生物膜、磷脂分子層