細(xì)胞是個(gè)開(kāi)放的生命系統(tǒng)思考：為什么細(xì)胞膜具有選擇透過(guò)性？

細(xì)胞膜怎樣控制物質(zhì)輸入和輸出？糖鏈膜蛋白細(xì)胞質(zhì)BIOLOGY第1節(jié)被動(dòng)運(yùn)輸?shù)谒恼录?xì)胞的物質(zhì)輸入與輸出一、水進(jìn)出細(xì)胞的原理擴(kuò)散：物質(zhì)總是從相對(duì)含量高的一方向低的一方運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象（一）擴(kuò)散（二）滲透作用在一個(gè)長(zhǎng)頸漏斗的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(guò)一段時(shí)間后，會(huì)看到什么現(xiàn)象？現(xiàn)象：過(guò)一段時(shí)間后，漏斗管內(nèi)的液面會(huì)升高。注：玻璃紙（又叫賽璐紛）是一種半透膜，水分子可以自由透過(guò)它，而蔗糖分子則不能）。（二）滲透作用（二）滲透作用擴(kuò)散：物質(zhì)總是從相對(duì)含量高的一方向低的一方運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象。滲透作用：半透膜：一類可以讓小分子物質(zhì)通過(guò)而大分子物質(zhì)不能通過(guò)的一類薄膜的總稱。代表：雞蛋的卵殼膜、魚(yú)鰾、玻璃紙、腸衣、花生種皮等水分子（或其他溶劑分子）通過(guò)半透膜的擴(kuò)散。漏斗管內(nèi)的液面為什么會(huì)升高？燒杯中的水?dāng)U散到漏斗中的速度比漏斗中的水?dāng)U散到燒杯中的速度相對(duì)更快些，導(dǎo)致漏斗中水量增加，液面上升。注意：兩溶液間的水分子進(jìn)行雙向運(yùn)動(dòng)，實(shí)際觀察到的只是水分子雙向運(yùn)動(dòng)差異所導(dǎo)致的液面變化。（二）滲透作用如果漏斗足夠長(zhǎng)，管內(nèi)的液面會(huì)無(wú)限升高嗎？為什么？不會(huì)。如果漏斗管足夠長(zhǎng)，當(dāng)管內(nèi)的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，液面將不再上升。（二）滲透作用當(dāng)液面高度不再變化時(shí)，水分子仍進(jìn)出半透膜，但進(jìn)出達(dá)到平衡。3.當(dāng)液面平穩(wěn)，不再升高，水分子就不動(dòng)了嗎？燒杯和漏斗中的濃度相等嗎？（二）滲透作用如果用一層紗布代替玻璃紙，還會(huì)出現(xiàn)原來(lái)的現(xiàn)象嗎？如果燒杯內(nèi)不是清水，而是同樣濃度的蔗糖溶液，結(jié)果會(huì)怎樣？不會(huì)，因?yàn)榧啿疾皇前胪改?，孔隙很大，可溶于水的物質(zhì)都能夠自由通過(guò)，包括水分子和蔗糖分子都能通過(guò)。漏斗中的液面將保持不變。（二）滲透作用水分子（或其他溶劑分子）透過(guò)半透膜的擴(kuò)散1、滲透作用概念：2、滲透作用發(fā)生的條件：①具有半透膜②半透膜的兩側(cè)的溶液具有濃度差3、滲透的方向：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半透膜水（溶劑）蔗糖（溶質(zhì)）①?gòu)娜苜|(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：水多

→

水少滲透壓：溶質(zhì)微粒對(duì)水的吸引力。上圖標(biāo)注的均是質(zhì)量分?jǐn)?shù)，假設(shè)葡萄糖和蔗糖分子均不能通過(guò)半透膜，則一段時(shí)間后，液面高度會(huì)如何變化？一段時(shí)間注意：②半透膜兩側(cè)的濃度差是指溶質(zhì)顆粒的物質(zhì)的量濃度，不是質(zhì)量濃度。（二）滲透作用假設(shè)蔗糖分子不能通過(guò)半透膜，則一段時(shí)間后，液面高度會(huì)如何變化？?jī)蓚?cè)濃度大小關(guān)系為？一段時(shí)間30％蔗糖AB30％蔗糖ABB＞A（二）滲透作用（三）動(dòng)物細(xì)胞的吸水和失水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)①半透膜：動(dòng)物細(xì)胞的細(xì)胞膜②濃度差：細(xì)胞質(zhì)與外界溶液（三）動(dòng)物細(xì)胞的吸水和失水（三）動(dòng)物細(xì)胞的吸水和失水問(wèn)題1:

紅細(xì)胞內(nèi)的血紅蛋白等有機(jī)物能夠透過(guò)細(xì)胞膜嗎？這些有機(jī)物相當(dāng)于“問(wèn)題探討”所示裝置中的什么物質(zhì)？

紅細(xì)胞中的血紅蛋白是大分子有機(jī)物，不能透過(guò)細(xì)胞膜，它相當(dāng)于“問(wèn)題探討”中的蔗糖分子。問(wèn)題2:

紅細(xì)胞的細(xì)胞膜是否相當(dāng)于一層半透膜？是（是“相當(dāng)于”，不是“等同”）（三）動(dòng)物細(xì)胞的吸水和失水問(wèn)題3:

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。問(wèn)題4:

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。問(wèn)題5:

想一想臨床上輸液為什么要用生理鹽水？

因?yàn)樯睇}水的濃度與血漿的濃度基本一致，血細(xì)胞不會(huì)因?yàn)檫^(guò)度吸水或失水而出現(xiàn)形態(tài)和功能上的異常。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？（四）植物細(xì)胞的吸水和失水對(duì)農(nóng)作物施肥過(guò)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(guò)的黃瓜,皺皺巴巴，還出水。生活現(xiàn)象：

以下生活現(xiàn)象說(shuō)明什么問(wèn)題？（四）植物細(xì)胞的吸水和失水（四）植物細(xì)胞的吸水和失水細(xì)胞壁（全透性）細(xì)胞膜細(xì)胞質(zhì)液泡膜原生質(zhì)層植物細(xì)胞壁對(duì)于水和大部分溶質(zhì)是通透的，且伸縮性較小提示：水分進(jìn)出植物細(xì)胞主要是指水經(jīng)過(guò)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)胞模式圖外界溶液能否把整個(gè)原生質(zhì)層看作是一層半透膜呢？植物細(xì)胞的吸水和失水的猜想（四）植物細(xì)胞的吸水和失水植物細(xì)胞的吸水和失水的猜想（四）植物細(xì)胞的吸水和失水水分進(jìn)出細(xì)胞是通過(guò)滲透作用嗎？原生質(zhì)層是否相當(dāng)于一層半透膜？原生質(zhì)層相當(dāng)于一層半透膜提出問(wèn)題作出假設(shè)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程實(shí)驗(yàn)結(jié)論表達(dá)與交流①如果假設(shè)是正確的，當(dāng)外界溶液的濃度高于細(xì)胞液的濃度時(shí)，細(xì)胞就會(huì)

，液泡體積就會(huì)

；當(dāng)外界溶液的濃度低于細(xì)胞液的濃度時(shí)，細(xì)胞就會(huì)

，液泡體積就會(huì)

。所以可以通過(guò)液泡體積的大小變化反映水分進(jìn)出細(xì)胞的情況。失水縮小吸水增大實(shí)驗(yàn)過(guò)程（四）植物細(xì)胞的吸水和失水（四）植物細(xì)胞的吸水和失水提出問(wèn)題作出假設(shè)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程實(shí)驗(yàn)結(jié)論表達(dá)與交流制作紫色洋蔥鱗片葉外表皮臨時(shí)裝片低倍顯微鏡下觀察①表皮細(xì)胞中有個(gè)紫色的中央大液泡②原生質(zhì)層緊貼細(xì)胞壁0.3g/ml蔗糖溶液吸水紙吸引重復(fù)幾次低倍顯微鏡下觀察②原生質(zhì)層與細(xì)胞壁逐漸分離滴清水吸水紙吸引低倍顯微鏡下觀察②原生質(zhì)層逐漸貼近細(xì)胞壁重復(fù)幾次①紫色中央大液泡逐漸變?。ㄗ仙由睿俦砥ぜ?xì)胞中紫色中央大液泡逐漸變大（四）植物細(xì)胞的吸水和失水滴清水劃撕蓋引流蔗糖低倍鏡觀察低倍鏡觀察低倍鏡觀察引流清水實(shí)驗(yàn)過(guò)程（四）植物細(xì)胞的吸水和失水提出問(wèn)題作出假設(shè)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程實(shí)驗(yàn)結(jié)論表達(dá)與交流第一階段第二階段現(xiàn)象試劑中央液泡大小原生質(zhì)層位置細(xì)胞大小名稱原因0.3g/mL蔗糖溶液清水縮小，顏色變深質(zhì)壁分離通過(guò)滲透作用失水逐漸脫離細(xì)胞壁變大，顏色變淺逐漸貼近細(xì)胞壁質(zhì)壁分離復(fù)原通過(guò)滲透作用吸水基本不變基本不變自身對(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)原三次觀察兩次對(duì)照（四）植物細(xì)胞的吸水和失水自身前后對(duì)照（四）植物細(xì)胞的吸水和失水1.條件：(2)細(xì)胞液和外界溶液存在濃度差(1)成熟的植物細(xì)胞的原生質(zhì)層相當(dāng)于一層半透膜活的成熟的有中央液泡植物細(xì)胞細(xì)胞液濃度<外界溶液濃度時(shí)細(xì)胞液濃度>外界溶液濃度時(shí)質(zhì)

壁

分離質(zhì)壁分離復(fù)原——細(xì)胞滲透失水——細(xì)胞滲透吸水原生質(zhì)層細(xì)胞壁2.體現(xiàn)：3.質(zhì)壁分離的原因外因:外界溶液濃度大于細(xì)胞液濃度內(nèi)因:原生質(zhì)層比細(xì)胞壁的伸縮性大無(wú)中央大液泡的植物細(xì)胞如何吸水？吸脹作用：靠親水性物質(zhì)（如蛋白質(zhì)、淀粉、纖維素等）吸水（四）植物細(xì)胞的吸水和失水4.拓展延伸：不同外界溶液中植物細(xì)胞的變化細(xì)胞略膨脹②溶質(zhì)可透過(guò)膜的溶液（如KNO3、甘油、尿素、葡萄糖等）中：①清水中：發(fā)生質(zhì)壁分離后能自動(dòng)復(fù)原③溶質(zhì)不能透過(guò)膜的溶液（如蔗糖）：只發(fā)生質(zhì)壁分離蔗糖濃度不能過(guò)高，過(guò)高細(xì)胞會(huì)失水過(guò)多死亡原生質(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。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）a1.圖示中a部位是真空、空氣、清水、還是外界溶液？2.僅憑這幅圖能否判斷細(xì)胞正在發(fā)生質(zhì)壁分離？3.如果將0.3g/ml的蔗糖溶液換成0.5g/ml的蔗糖溶液，能觀察到質(zhì)壁分離嗎？4.用0.5g/ml的蔗糖溶液觀察到質(zhì)壁分離現(xiàn)象后，過(guò)了一段時(shí)間，將蔗糖溶液換成清水，理論上會(huì)發(fā)生質(zhì)壁分離的復(fù)原，但實(shí)際卻沒(méi)有發(fā)生，可能是什么原因？5.某學(xué)生將3%的KNO3溶液滴加在載玻片上的洋蔥表皮上，觀察到了植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離現(xiàn)象，1小時(shí)后企圖再次觀察時(shí)卻發(fā)現(xiàn)細(xì)胞質(zhì)壁分離自動(dòng)復(fù)原了，如何解釋？質(zhì)壁分離C細(xì)胞液<

C外界溶液失水C細(xì)胞液>

C外界溶液吸水質(zhì)壁分離復(fù)原外界溶液不能，也可能正在發(fā)生質(zhì)壁分離的復(fù)原或平衡狀態(tài)能，且更快細(xì)胞死亡，原生質(zhì)層失去選擇透過(guò)性開(kāi)始外界溶液濃度大，細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離；細(xì)胞主動(dòng)吸收K+和NO3-，隨著細(xì)胞液濃度增大，細(xì)胞吸水，發(fā)生質(zhì)壁分離自動(dòng)復(fù)原。植物細(xì)胞的吸水和失水（四）植物細(xì)胞的吸水和失水進(jìn)一步探究→有紫色大液泡，便于觀察紫色洋蔥鱗片葉外表皮（原因）注意：1.不能用未成熟的細(xì)胞，如根