生物（人教版）高中生物必修一第四章細胞的物質輸入和輸出第1節被動運輸

清水很快變成紅色，像這樣紅墨水中溶質向水溶液中移動的現象稱為擴散。一種物質從相對高濃度區域移動到低濃度區域（順濃度梯度）的過程，稱為擴散。

情景創設紅墨水在水中擴散現象水進出細胞的原理紅墨水滴入清水中（實驗演示）滲透作用1、概念是指水分子（或其他溶劑分子）通過半透膜，稱為滲透作用滲透的方向就是水分子從低濃度的一側向高濃度一側滲透。水進出細胞的原理2、滲透作用發生的條件（1）半透膜（2）膜兩側有濃度差在一個長頸漏斗的漏斗口外密封上一層玻璃紙，往漏斗內注入蔗糖溶液，然后將漏斗浸入盛有清水的燒杯中，使漏斗管內外的液面高度相等。過一段時間后，會出現如右圖所示現象。玻璃紙（又叫賽璐紛）是一種半透膜，水分子可以自由透過它，而蔗糖分子則不能。討論1.漏斗管內的液面為什么會升高？如果漏斗管足夠長，管內的液面會無限升高嗎？為什么？1.燒杯中的水進入漏斗中。不會無限升高，因為濃度差是有限的2.如果用一層紗布代替玻璃紙，還會出現原來的現象嗎？3.如果燒杯中不是清水，而是同樣濃度的蔗糖溶液，結果會怎樣？2.不會，紗布不是半透膜，不會發生滲透現象。3.不會沒有濃度差問題探討問題探討水是細胞中含量最多的物質那水是怎么進出細胞的呢，我們一塊來探究一下吧.1.動物細胞的吸水和失水

細胞膜細胞質的濃度水進出動物細胞的原理-紅細胞將哺乳動物的紅細胞放入不同濃度的氯化鈉溶液中，一段時間后，紅細胞將會發生以下的變化。A水分子向細胞內移動細胞吸水膨脹外界溶液濃度﹤細胞質的濃度水進出細胞的原理BC水分子向外界移動，細胞失水皺縮水分進出平衡細胞形態不變外界溶液濃度﹥細胞質的濃度外界溶液濃度﹦細胞質的濃度吸水脹破失水皺縮正常狀態水進出細胞的原理1.紅細胞內的血紅蛋白等有機物能夠透過細胞膜嗎？2.紅細胞的細胞膜是不是相當于“問題探討”中所說的半透膜？3.當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？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，相當于半透膜。細胞膜具有生物活性，物質透過細胞膜的方式不只是簡單的擴散。選擇透過性膜相當于半透膜，但半透膜不是選擇透過性膜。不一定，紅細胞吸水后，細胞質濃度也降低，當與外界溶液濃度相等時就不吸水了，如果細胞質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。決于紅細胞內外液體的濃度差5.生理鹽水與血漿等滲

思考討論水進出植物細胞的原理我們知道，植物細胞的結構與動物細胞有明顯的區別。植物細胞的細胞膜外面有一層細胞壁。研究表明，對于水分子來說，細胞壁是全透性的，即水分子可以自由地通過細胞壁，細胞壁的作用主要是保護和支持細胞，伸縮性比較小。水又是怎樣進出植物細胞的呢？3.成熟植物細胞的吸水和失水

細胞質全透性小結論1）動植物細胞是一個滲透系統動物細胞成熟植物細胞半透膜濃度差細胞膜原生質層細胞質與外界溶液細胞液與外界溶液水進出細胞的現象2.當你把白菜剁碎準備做餡時，常常要放一些鹽，過一段時間后就可見有水分滲出，這些水分是從哪里來的？1.蔫了的青菜葉放入清水中浸泡一段時間后，會有什么變化？菜葉又重新恢復原狀，葉面伸展，即水分的輸入。白菜細胞失去的水分，即水分的輸出。3.對農作物施肥過多，會造成“燒苗”現象。農作物細胞失去的水分，即水分的輸出。實驗探究植物細胞的吸水和失水1.實驗原理(1)成熟的植物細胞的原生質層相當于一層

。(2)

具有一定的濃度,細胞能滲透吸水和失水。(3)原生質層比細胞壁的伸縮性

。半透膜細胞液大二、植物細胞質壁分離與復原實驗分析及應用1.實驗原理：1.原生質層的伸縮性比細胞壁的伸縮性大。2.當外界溶液濃度大于細胞液濃度時，細胞滲透失水，進而發生質壁分離。3.當外界溶液濃度小于細胞液濃度時，細胞滲透吸水，進而發生質壁分離復原。p282.實驗流程：細胞壁與原生質層分離⑴質壁分離：失水3.原因分析：外界溶液⑵質壁分離復原：吸水項目質壁分離質壁分離復原液泡細胞液顏色細胞吸水力原生質層與細胞壁由大變小由淺變深由小變大分離由小變大由深變淺由大變小恢復原來的位置實驗注意事項1.材料的選擇：成熟的、活的、液泡有顏色的植物細胞。（洋蔥鱗片外表皮）2.外界溶液的選擇：對細胞無毒害作用；濃度要適中，不能太高也不能太低（0.3g/mL蔗糖溶液）;溶質不能被植物細胞吸收。3.細胞壁和原生質層之間充滿蔗糖溶液．（說明細胞壁具有全透性）4.植物細胞能發生質壁分離說明這是一個活細胞。實驗提出題(5)若用合適濃度的KNO3溶液進行該實驗，結果會發生質壁分離與復原嗎？提示：開始外界溶液濃度較大，細胞發生質壁分離；細胞主動吸收K＋和NO后，隨著細胞液濃度增大，質壁分離又會自動復原。在一定濃度的溶液(溶質可透過膜)中發生質壁分離后可自動復原，如甘油、尿素、乙二醇、KNO3溶液等。水進出細胞的原理質壁分離產生的原因：

內因：原生質層伸縮性大于細胞壁伸縮性，原生質層相當于一層半透膜外因：外界溶液濃度>細胞液濃度想一想：從實驗當中的質壁分離，“質”和“壁”分別指的是什么呢？“質”指原生質層，“壁”指細胞壁

練一練1、若將一個成熟的植物細胞浸潤在一定濃度的蔗糖溶液中，當平衡后，細胞仍保持活性狀態，則下列有關說法正確的是()A.細胞可能吸水膨脹，此時細胞液濃度大于外界溶液濃度B.細胞可能吸水膨脹，此時細胞液濃度小于外界溶液濃度C.細胞可能未發生質壁分離，此時細胞液濃度一定等于外界溶液濃度D.細胞可能發生生質壁分離，此時細胞液濃度一定小于外界溶液濃度A內容動物細胞植物細胞條件細胞膜具有選擇透過性，相當于半透膜；胞內溶液與細胞外溶液具有濃度差原生質層(由____________、_________、____________組成)相當于_________，細胞壁具有全透性；細胞液與外界溶液具有濃度差原理滲透作用水分子運動方向低濃度溶液→高濃度溶液細胞的吸水和失水細胞膜液泡膜細胞質半透膜歸納總結02被動運輸1.被動運輸：像水分子這樣，物質以擴散方式進出細胞，不需要消耗細胞內化學反應所釋放的能量，這種物質跨膜運輸方式稱為被動運輸。2.被動運輸分類：（1）協助擴散（2）自由擴散被動運輸（1）運輸方向：高濃度低濃度①不需要載體，②不需要能量（3）實例：

①氣體分子：O2,CO2；

②脂溶性物質甘油、乙醇、苯等

③少量的水（2）特點：3.自由擴散：定義：物質通過簡單的擴散作用進出細胞，叫做自由擴散，也叫簡單擴散（4）影響自由擴散的因素：濃度差濃度差擴散速度二、被動運輸（1）運輸方向：高濃度低濃度（3）實例：

紅細胞吸收葡萄糖（2）特點：4.協助擴散——借助膜上的轉運蛋白進出細胞的物質擴散方式叫做協助擴散，也叫易化擴散。需膜上轉運蛋白的協助，不需要能量（4）影響協助擴散的因素濃度差運輸速度二、被動運輸濃度差和轉運蛋白數量受轉運蛋白數量限制二、被動運輸5.轉運蛋白（1）定義：鑲嵌在膜上的一些特殊的蛋白質，能夠協助離子和一些小分子有機物順濃度梯度跨膜運輸，這些蛋白質稱為轉運蛋白。（2）類型：載體蛋白和通道蛋白二、被動運輸6.轉運蛋白（1）定義：鑲嵌在膜上的一些特殊的蛋白質，能夠協助離子和一些小分子有機物順濃度梯度跨膜運輸，這些蛋白質稱為轉運蛋白。（2）類型：載體蛋白和通道蛋白載體蛋白只容許與自身結合部位相適應的分子或離子通過，而且每次轉運時都會發生自身構象的改變。通道蛋白只容許與自身通道的直徑和形狀相適配、大小電荷相適宜的分子或離子通過。分子可離子通過通道蛋白時，不需要與通道結合。7.水子進行細胞的方式為自由擴散和協助擴散（主要方式）知識回顧：被動運輸運輸方式類型自由擴散協助擴散概念特點影響因素舉例通過擴散作用進出細胞借助轉運蛋白進出細胞①順濃度梯度②不消耗能量③不需要轉運蛋白①順濃度梯度②不消耗能量③需要轉運蛋白膜內外的濃度差膜內外的濃度差轉運蛋白的種類、數量少量的水、CO2、O2、甘油，乙醇，苯等大部分的水、紅細胞吸收葡萄糖1、葡萄糖穿越細胞膜進入紅細胞的運輸速度存在一個飽和值,該值的大小取決于(

)A.細胞內的氧濃度 B.細胞膜外的糖蛋白數量