被動運輸?shù)?章

細胞的物質(zhì)輸入和輸出學(xué)習(xí)目標(biāo)010203細胞在什么情況下吸水或失水？植物細胞質(zhì)壁分離與復(fù)原現(xiàn)象說明什么？兩種被動運輸?shù)姆绞接惺裁串愅?？討論?.漏斗管內(nèi)的液面為什么會升高？如果漏斗管足夠長，管內(nèi)的液面會無限升高嗎？為什么？2.如果用一層紗布代替玻璃紙，還會出現(xiàn)原來的現(xiàn)象嗎？3.如果燒杯中不是清水，而是同樣濃度的蔗糖溶液，結(jié)果會怎樣？

一段時間后蔗糖分子水分子【問題探討】蔗糖溶液玻璃紙（半透膜）清水半透膜蔗糖分子水分子問題1.漏斗內(nèi)的液面為什么會升高？滲透裝置模型單位時間內(nèi)進入漏斗的水分子數(shù)量多于從漏斗滲出的水分子數(shù)量探究一、滲透作用任務(wù)1：探究滲透作用發(fā)生的條件半透膜：讓小分子通過而大分子不能通過的一類多孔性薄膜的總稱(如：膀胱膜、玻璃紙、卵殼膜)易錯提醒1：水分子的移動是雙向的，但最終表現(xiàn)出由低濃度溶液流向高濃度溶液的水分子較多。蔗糖溶液玻璃紙（半透膜）清水半透膜蔗糖分子水分子問題2.如果漏斗管足夠長，管內(nèi)的液面會無限升高嗎？為什么？不會，當(dāng)液面上升到一定高度后，管中水柱產(chǎn)生的壓力將加快漏斗中水分向外擴散的速度，當(dāng)漏斗內(nèi)滲透壓=液柱的壓力最終達到平衡，液面將不再上升。液面高度不發(fā)生變化，水分子雙向運動速率相等，即動態(tài)平衡。溶液滲透壓：指溶液中溶質(zhì)微粒對水的吸引力。

溶質(zhì)微粒數(shù)目越多，滲透壓越大。探究一、滲透作用任務(wù)1：探究滲透作用發(fā)生的條件S1溶液S2溶液△H思考：在達到滲透平衡的過程中，半透膜兩側(cè)溶液濃度如何變化？平衡前：S表示溶液濃度滲透過程：平衡后：滲透裝置中溶質(zhì)能否通過半透膜所導(dǎo)致的液面高度變化情況分(1)AB兩側(cè)溶液的溶質(zhì)均不能通過半透膜若溶液濃度A>B→水分子從B側(cè)進入A側(cè)，A側(cè)液面上升(B側(cè)下降)→A側(cè)液面上升到一定高度后，A側(cè)水柱產(chǎn)生的壓力將加快水分子從A側(cè)向B側(cè)擴散的速度，最終達到動態(tài)平衡，液面不再變化。(2)AB兩側(cè)溶液的溶質(zhì)均能通過半透膜(且溶質(zhì)擴散速率小于水分子),若溶液濃度A>B→水分子從B側(cè)進入A側(cè)，A側(cè)液面上升(B側(cè)下降)→隨后溶質(zhì)從A側(cè)進入B側(cè)，導(dǎo)致A側(cè)濃度下降，B側(cè)濃度上升，膜兩側(cè)濃度差減小→水分子從A側(cè)進入B側(cè)，A側(cè)液面下降(B側(cè)上升)→最終AB兩側(cè)溶液等高，此時濃度差為零。(3)A側(cè)溶液的溶質(zhì)能夠通過半透膜(且擴散速率小于水分子)，B側(cè)溶質(zhì)不能通過①若溶液濃度A>B→水分子從B側(cè)進入A側(cè)，A側(cè)液面上升(B側(cè)下降)→隨后A溶質(zhì)從A側(cè)進入B側(cè)，導(dǎo)致膜兩側(cè)濃度差減小→水分子從A側(cè)進入B側(cè)，A側(cè)液面下降(B側(cè)上升)→最終A側(cè)液面低于B側(cè)液面，只就A種溶質(zhì)的濃度而言，A側(cè)大于B側(cè)。②若溶液濃度A<B→水分子從A側(cè)進入B側(cè)，A側(cè)液面下降(B側(cè)上升)→最終達到平衡后穩(wěn)定不變，A側(cè)液面低于B側(cè)液面。滲透作用需要兩個條件：一是具有半透膜，二是半透膜兩側(cè)具有濃度差。滲透作用過程中，水分子總是從相對數(shù)目較多(濃度低)的一側(cè)向相對數(shù)目較少(濃度高)的一側(cè)擴散，可以理解為水分子向哪側(cè)流動，哪側(cè)的溶液濃度就高。這一原理可簡記為“水往(濃度)高處流”。人體細胞只有在等滲溶液中才能維持正常的形態(tài)。因此，在大量出汗后要及時補充淡鹽水，在腹瀉發(fā)生后也要飲用鹽溶液，在防止脫水的同時，還要維持血漿等正常的滲透壓。S2與S1的濃度差越大，△h越大S2＞S1S2↓

S1↑S2＞S1易錯提醒2：有濃度差就存在高度差，濃度差越大，高度差就越大，且液面高的一側(cè)溶液濃度高。30%蔗糖溶液清水問題3.如果用紗布代替玻璃紙，漏斗管內(nèi)的液面會不會升高？為什么？不會。原因是紗布是全透性的，水分子和蔗糖分子都能通過。問題4.如果燒杯內(nèi)不是清水，而是同等濃度的蔗糖溶液，漏斗管內(nèi)的液面會不會升高？為什么？不會。半透膜兩側(cè)溶液的濃度相等時，單位時間內(nèi)透過半透膜進入長頸漏斗的水分子數(shù)量等于滲出的水分子數(shù)量。30%蔗糖溶液玻璃紙紗布探究一、滲透作用任務(wù)1：探究滲透作用發(fā)生的條件小結(jié)：滲透作用的發(fā)生需要具備哪些條件？①具有半透膜②半透膜兩側(cè)的溶液具有濃度差物質(zhì)的量濃度（mol/L）小結(jié)：滲透作用1.滲透作用：水分子（或其他溶劑分子）通過半透膜的擴散。②半透膜的兩側(cè)的溶液具有濃度差①具有半透膜2.條件：低濃度溶液（水多）高濃度溶液（水少）4.方向：3.滲透作用結(jié)果：水分子可以通過半透膜進行雙向擴散，直到水分子進出速率達到動態(tài)平衡

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）液面（等高）10%蔗糖溶液10%葡萄糖溶液半透膜②10%葡萄糖溶液的物質(zhì)的量濃度大，因此水分子由10%蔗糖溶液→10%葡萄糖溶液較多，右側(cè)液面升高后不變液面（等高）2mol/L蔗糖溶液2mol/L葡萄糖溶液半透膜①液面不變滲透裝置的變式分析半透膜只允許水分子通過例1.圖甲是發(fā)生滲透作用時的初始狀態(tài)，圖乙是較長時間之后，漏斗內(nèi)外的水分子達到動態(tài)平衡時的狀態(tài)。下列有關(guān)敘述錯誤的是A.圖甲中③為半透膜，水分子能自由通過B.圖甲中溶液②的濃度大于溶液①的濃度C.圖乙中溶液①的濃度與溶液②的濃度相等D.圖甲中溶液①和②濃度差越大，則圖乙中的水柱越高C例2.某科研小組設(shè)計如圖所示的滲透裝置，其中蔗糖不能透過半透膜，漏斗內(nèi)溶液(S1)和漏斗外溶液(S2)為兩種不同濃度的蔗糖溶液，液面不動(滲透平衡)時液面差為Δh。下列說法正確的是(

)A．滲透平衡后S1和S2濃度的大小關(guān)系為S1＝S2B．滲透平衡后無水分子通過半透膜C．漏斗中溶液液面上升速率逐漸加快D．向漏斗內(nèi)加適量清水Δh將變小D動物細胞與外界溶液組成了一個滲透系統(tǒng)

②細胞內(nèi)溶液與外界溶液存在濃度差①細胞膜相當(dāng)于一層半透膜生物細胞也能發(fā)生滲透作用嗎？外界溶液細胞膜半透膜蔗糖溶液細胞質(zhì)相當(dāng)于相當(dāng)于

外界溶液濃度

細胞質(zhì)的濃度＜吸水膨脹＞失水皺縮＝保持原狀0.9%NaCl溶液中20%的蔗糖溶液中清水中例1：水進出哺乳動物紅細胞的原理探究二、水進出細胞的原理1.紅細胞內(nèi)的血紅蛋白等有機物能夠透過細胞膜嗎？這些有機物相當(dāng)于“問題探討”裝置中的什么物質(zhì)？2.紅細胞的細胞膜是不是相當(dāng)于“問題探討”中所說的半透膜？3.當(dāng)外界溶液的濃度低時，紅細胞一定會由于吸水而漲破嗎？4.紅細胞吸水或失水的多少取決于什么條件？5.想一想臨床上輸液為什么要用生理鹽水（質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.9%的NaCl溶液）。血紅蛋白屬于大分子，不能透過細胞膜。紅細胞的細胞膜有選擇透過性，相當(dāng)于半透膜不一定，紅細胞吸水后，細胞質(zhì)濃度也降低，當(dāng)與外界溶液濃度相等時就不吸水了，如果細胞質(zhì)濃度還沒降到與外界溶液濃度相等就漲破了，那么紅細胞就因吸水而漲破。細胞膜內(nèi)外的濃度差這些有機物相當(dāng)于蔗糖分子因為生理鹽水的濃度與血漿的濃度基本一致，血細胞不會因為過度吸水或失水而出現(xiàn)形態(tài)和功能上的異常。思考.討論成熟的植物細胞模式圖細胞壁細胞膜細胞液細胞質(zhì)液泡膜原生質(zhì)層(全透性、伸縮性小)半透性、伸縮性大纖維素和果膠組成探究二、水進出細胞的原理例2：水進出成熟植物細胞的原理問題2.水進出細胞，主要是指水經(jīng)過__________________進出液泡。原生質(zhì)層問題1.植物細胞內(nèi)的液體環(huán)境主要是指

。液泡中的細胞液原生質(zhì)層：細胞膜和液泡膜以及兩層膜之間的細胞質(zhì)?！霸|(zhì)層”和“原生質(zhì)體”的區(qū)別原生質(zhì)體：去除了植物細胞壁后所剩下的具有生物活性的植物細胞結(jié)構(gòu)，包括細胞膜、細胞質(zhì)、細胞核三部分，常用作植物細胞融合的材料。一個動物細胞就是一個原生質(zhì)體。二、水進出植物細胞的原理【探究·實踐】植物細胞的吸水和失水（P64）提出問題做出假設(shè)設(shè)計實驗實施實驗分析結(jié)果得出結(jié)論表達交流水分進出植物細胞是通過滲透作用嗎？原生質(zhì)層是一層半透膜嗎？水分進出植物細胞是滲透作用，原生質(zhì)層相當(dāng)于一層半透膜蔗糖溶液中細胞的液泡變小，細胞皺縮；清水中細胞的液泡變大，細胞膨脹。預(yù)期結(jié)果：將植物細胞浸潤在較高濃度的蔗糖溶液中，觀察液泡、原生質(zhì)層及細胞大小的變化；再浸潤在清水中，觀察其大小的變化。二、水進出植物細胞的原理【探究·實踐】植物細胞的吸水和失水（P64）提出問題做出假設(shè)設(shè)計實驗實施實驗分析結(jié)果得出結(jié)論表達交流材料用具：紫色洋蔥鱗片葉、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.3g/mL的蔗糖溶液、

清水、刀片、鑷子、滴管、蓋玻片、吸水紙、顯微鏡等。外表皮細胞選擇紫色洋蔥鱗片葉外表皮細胞，是因為其具有中央大液泡，且細胞液呈紫色，易觀察液泡的大小變化。制作紫色洋蔥鱗片葉外表皮臨時裝片低倍顯微鏡下觀察0.3g/ml的蔗糖溶液吸水紙引流重復(fù)幾次低倍顯微鏡下觀察滴放清水吸水紙引流低倍顯微鏡下觀察重復(fù)幾次【實驗步驟】二、水進出植物細胞的原理二、水進出植物細胞的原理【探究·實踐】植物細胞的吸水和失水（P64）提出問題做出假設(shè)設(shè)計實驗實施實驗分析結(jié)果得出結(jié)論表達交流正常狀態(tài)高濃度狀態(tài)低濃度狀態(tài)圖像液泡變化原生質(zhì)層位置正常大小逐漸變小，顏色變深恢復(fù)原來大小，顏色變淺原生質(zhì)層緊貼細胞壁原生質(zhì)層逐漸脫離細胞壁原生質(zhì)層逐漸貼近細胞壁細胞體積基本不變二、水進出植物細胞的原理【探究·實踐】植物細胞的吸水和失水（P64）提出問題做出假設(shè)設(shè)計實驗實施實驗分析結(jié)果得出結(jié)論表達交流結(jié)論：(1)植物細胞的原生質(zhì)層相當(dāng)于一層半透膜；(2)植物細胞也是通過滲透作用吸水和失水的。細胞失水，原生質(zhì)層與細胞壁分離開來細胞吸水，與細胞壁分離的原生質(zhì)層慢慢恢復(fù)原來的狀態(tài)當(dāng)外界溶液濃度>細胞液濃度當(dāng)外界溶液濃度<細胞液濃度質(zhì)壁分離質(zhì)壁分離復(fù)原探究二、水進出細胞的原理實驗結(jié)果分析：①將紫色洋蔥鱗片葉的外表皮細胞放在質(zhì)量濃度為0.3g/mL的蔗糖溶液中，一段時間后，該細胞的顏色如何變化？其吸水能力又如何變化？

②有位同學(xué)錯取了質(zhì)量濃度為3g/mL的蔗糖溶液，發(fā)現(xiàn)細胞發(fā)生了質(zhì)壁分離，給臨時裝片滴加清水并引流后幾乎沒有觀察到質(zhì)壁分離復(fù)原現(xiàn)象，分析原因可能是什么？

③實驗中共涉及三次顯微鏡觀察，其中第一次觀察的目的是什么？觀察洋蔥鱗片葉外表皮細胞的狀態(tài)，以便將處理前與處理后的細胞狀態(tài)形成對照。（自身前后對照）顏色逐漸變深；吸水能力逐漸增強。蔗糖溶液濃度太高，細胞因過度失水而死亡，不能再發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原你觀察到了什么現(xiàn)象呢？細胞壁和原生質(zhì)層之間的空隙充滿的是什么？第一次觀察a滴加蔗糖溶液后觀察b再次滴加清水溶液后觀察c僅憑圖b能否判斷細胞細胞正在發(fā)生質(zhì)壁分離？不能，也可能正在發(fā)生質(zhì)壁分離的復(fù)原質(zhì)壁分離以及復(fù)原，稀釋后的蔗糖溶液2.質(zhì)壁分離的原因外因：外界溶液濃度大于細胞液濃度內(nèi)因：細胞壁伸縮性小，具有全透性原生質(zhì)層伸縮性大，具有選擇透過性探究二、水進出細胞的原理小組討論：1.質(zhì)壁分離復(fù)原的“質(zhì)”與“壁”分別指什么？提示:“質(zhì)”指原生質(zhì)層，“壁”指細胞壁。3.要觀察細胞發(fā)生質(zhì)壁分離和復(fù)原，對材料有哪些要求？有細胞壁（植物細胞）；有中央大液泡；

活細胞（原生質(zhì)層相當(dāng)于半透膜）4.是否所有發(fā)生質(zhì)壁分離的細胞都必需加入清水才能復(fù)原？自動發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原的物質(zhì)：KNO3、乙二醇、甘油、尿素等質(zhì)壁分離后因細胞主動或被動吸收溶質(zhì)微粒而使細胞液濃度增大，植物細胞會吸水引起質(zhì)壁分離后的自動復(fù)原。探究二、水進出細胞的原理 (1)判斷成熟植物細胞的死活一定濃度蔗糖溶液

發(fā)生質(zhì)壁分離

不發(fā)生質(zhì)壁分離(2)測定細胞液濃度范圍一系列梯度濃度的蔗糖溶液

細胞液濃度介于:

未質(zhì)壁分離與剛質(zhì)壁分離的濃度之間拓展應(yīng)用：探究二、水進出細胞的原理(3)比較不同植物細胞的細胞液濃度大小同一濃度蔗糖溶液發(fā)生質(zhì)壁分離所需時間越短,細胞液濃度越小。(4)鑒別不同種類的溶液(如KNO3溶液和蔗糖溶液)活的成熟植物細胞

質(zhì)壁分離，不能自動復(fù)原

質(zhì)壁分離，且自動復(fù)原水進出細胞的原理半透膜選擇透過性膜概念特點材料半透膜和選擇透過性膜蔗糖分子半透膜水分子指某些物質(zhì)可以透過，而另一些物質(zhì)不能透過的多孔性薄膜指水分子能自由通過，細胞要選擇吸收的離子和小分子也可以通過，而其他的離子、小分子和大分子則不能通過的生物膜透過的依據(jù)是分子或離子的大小，不具有選擇性膜上的蛋白質(zhì)決定了一些分子可以通過，另一些分子不能通過，具有選擇透過性玻璃紙、動物膀胱、魚鰾等細胞膜、液泡膜和由其構(gòu)成的原生質(zhì)層等例1.如圖1為光學(xué)顯微鏡下觀察到的某植物細胞質(zhì)壁分離的實驗結(jié)果圖，圖2為質(zhì)壁分離及其復(fù)原實驗流程圖。下列說法正確的是(

)A．圖1細胞若繼續(xù)發(fā)生質(zhì)壁分離，則該細胞的吸水能力減弱B．圖1所示結(jié)果只能在圖2中C處觀察到C．增大蔗糖溶液的濃度會使第二次觀察(D)和第三次觀察(F)實驗效果更明顯D．該實驗用顯微鏡主要觀察原生質(zhì)層的位置、液泡的顏色和大小等D例2.假如將甲乙兩個植物細胞分別放入蔗糖溶液和甘油溶液中，兩種溶液溶質(zhì)的濃度均比細胞液溶質(zhì)的濃度高，在顯微鏡下連續(xù)觀察甲乙兩細胞的變化是（

）A.甲乙兩細胞發(fā)生質(zhì)壁分離后，不發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原B.甲乙兩細胞發(fā)生質(zhì)壁分離，但乙細胞隨后又發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原C.甲乙兩細胞發(fā)生質(zhì)壁分離，但甲細胞隨后又發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原D.甲乙兩細胞均發(fā)生質(zhì)壁分離，后又均發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原B被動運輸像水分子這樣，物質(zhì)以擴散方式進出細胞，不需要消耗細胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)所釋放的能量，這種物質(zhì)跨膜運輸方式稱為被動運輸。被動運輸分為自由擴散和協(xié)助擴散。探究三、自由擴散和協(xié)助擴散1、自由擴散特點：①順濃度梯度運輸②不需要轉(zhuǎn)運蛋白③不消耗能量實例：概念：物質(zhì)通過簡單的擴散作用進出細胞的方式，也叫簡單擴散。①氣體，如O2、CO2、NO2等②水等小分子③脂溶性小分子，如甘油、乙醇，苯等探究三、自由擴散和協(xié)助擴散1、自由擴散影響因素：膜兩側(cè)濃度差、溫度（生物膜分子的運動）濃度差擴散速度轉(zhuǎn)運蛋白擴散速度O2（能量）擴散速度膜兩側(cè)的分子濃度差越大，擴散速率越快。成正比探究三、自由擴散和協(xié)助擴散2、協(xié)助擴散特點：①順濃度梯度運輸②需要轉(zhuǎn)運蛋白③不需要消耗能量實例：概念：物質(zhì)借助膜上轉(zhuǎn)運蛋白進出細胞的擴散方式，也叫易化擴散。①葡萄糖進入紅細胞——載體蛋白②神經(jīng)纖維上Na+內(nèi)流，K+外流——離子通道蛋白③水分子進出——水通道蛋白載體蛋白通道蛋白轉(zhuǎn)運特點自身構(gòu)象是否與轉(zhuǎn)運的分子結(jié)合是否有特異性實例只容許與自身結(jié)合部位相適應(yīng)的分子或離子通過只容許與自身通道的直徑和形狀相適配，大小和電荷相適宜的分子或離子通過改變不改變不結(jié)合結(jié)合具有具有葡萄糖通過載體蛋白進入紅細胞水分子通過水通道蛋白進出細胞飽和性：細胞膜上的載體蛋白數(shù)量有限，在運輸過程中當(dāng)所有載體蛋白都已承擔(dān)相應(yīng)的運輸任務(wù)時，運輸?shù)乃俾什辉僖蚱渌麠l件而加快。