第4章細胞的物質輸入和輸出第1節被動運輸（第一課時）課型：授課人：【學習目標】1、通過對滲透作用現象進行分析，闡明滲透作用的條件及原理。2、理解水進出動物細胞的原理。3、通過“探究植物細胞的吸水和失水”實驗，說明水分子進出植物細胞的原理。

有水分滲出1、連續嗑帶鹽的瓜子時，你的口腔和唇的黏膜有什么感覺呢？2、包水餃用白菜做餡時，放一些鹽，過一會兒發現什么現象？干澀的感覺擴散：分子從高濃度一側向低濃度一側運動，直到均勻分布的的現象。滲透作用：水分子或其他溶劑分子通過半透膜的擴散。滲透作用是擴散作用的一種特殊形式。滲透作用特指水分子或其它溶劑分子的擴散，而且是通過半透膜的擴散從擴散和滲透作用的示意圖中，可以看出兩種方式有什么異同嗎？在一個長頸漏斗是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。1.漏斗管內的液面為什么會升高？2.如果漏斗管足夠長，管內的液面會無限升高嗎？為什么？3.如果用一層紗布（全透性）代替玻璃紙，還會出現原來的現象嗎？4.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？【討論】蔗糖溶液玻璃紙（半透膜）清水半透膜蔗糖分子水分子1.漏斗內的液面為什么會升高？單位時間從清水流入蔗糖溶液中的水分子數單位時間從蔗糖溶液流入清水中的水分子數滲透作用：水分子（或其它溶劑分子）通過半透膜的擴散。半透膜：一類膜上有小孔，可以讓小分子物質(水)自由通過，大分子物質(蔗糖)不能通過的膜的總稱，如玻璃紙、卵殼膜等。30%蔗糖溶液清水玻璃紙Δh不會漏斗中的溶液濃度較大，所以水分子有進入漏斗的趨勢。管內的水柱（Δh）會產生一個向下的靜水壓，當靜水壓與滲透壓平衡時，半透膜兩側水分子的進出速率相同，液面將不再升高。2.如果漏斗管足夠長，管內的液面會無限升高嗎？達到滲透平衡時，水分子雙向移動不相等。漏斗液面升高形成的向下的靜水壓（Δh），需要一個水分子進入漏斗的趨勢與其相抵，所以仍是漏斗內濃度高于漏斗外的濃度。30%蔗糖溶液清水玻璃紙Δh3.滲透裝置中，當漏斗內的溶液不再上升時，半透膜兩側的溶液濃度是否相同？為什么？4.如果用紗布代替玻璃紙，漏斗管內的液面會不會升高？為什么？30%蔗糖溶液清水不會。原因是紗布是全透性的，水分子和蔗糖分子都能通過。5.如果燒杯內不是清水，而是同等濃度的蔗糖溶液，漏斗管內的液面會不會升高？為什么？不會。半透膜兩側溶液的濃度相等時，單位時間內進出半透水分子數量相等。30%蔗糖溶液玻璃紙紗布/不透水的塑料布發生滲透作用的條件是什么？①具有半透膜②半透膜兩側的溶液具有濃度差一、水進出動物細胞的原理外界溶液細胞膜半透膜蔗糖溶液細胞質基質相當于相當于濃度差一個動物細胞能否構成一個滲透系統？討論:動物細胞與外界溶液組成了一個滲透系統

②細胞內溶液與外界溶液存在濃度差①細胞膜相當于一層半透膜一、水進出動物細胞的原理

外界溶液濃度

細胞質的濃度小于吸水膨脹大于失水皺縮低滲溶液高滲溶液等滲溶液等于保持原狀0.9%NaCl溶液中20%的蔗糖溶液中清水中一、水進出動物細胞的原理紅細胞內的血紅蛋白等有機物能夠透過細胞膜嗎？這些有機物相當于P62“問題探討”所示裝置中的什么物質？2.當外界溶液溶質的濃度低時，紅細胞一定會由于吸水而漲破嗎？不一定。因為紅細胞吸水膨脹后細胞液濃度也會下降，如果外界溶液濃度不是很低，有可能細胞液濃度下降后與外界溶液濃度達到平衡，此時，紅細胞將不再吸水。思考.討論血紅蛋白是有機大分子物質，不能透過細胞膜，相當于“問題探討”中的蔗糖分子。一、水進出動物細胞的原理3.紅細胞吸水和失水取決于什么條件？4.想一想臨床上輸液為什么要用生理鹽水？取決于紅細胞內外溶液的濃度差。一般情況下，濃度差越大時，細胞吸水或失水越多。因為生理鹽水的濃度與血漿的濃度基本一致，細胞不會過度吸水或失水導致形態、功能異常。二、水進出植物細胞的原理植物細胞會出現滲透失水和吸水的情況嗎？對農作物施肥過多，會造成“燒苗”現象。將有些萎蔫的菜葉浸泡在清水中，不久，菜葉就會變的硬挺。鹽腌制過的黃瓜,皺皺巴巴，還出水。(選擇透過性)原生質層(選擇透過性)細胞膜細胞質液泡膜細胞壁(全透性)構成半透膜原生質層相當于細胞內的

液體環境—細胞液濃度差外界溶液存在滲透系統二、水進出植物細胞的原理細胞液植物細胞內的液體環境主要是指液泡里面的細胞液。水進出細胞主要是指水經過原生質層進出液泡。二、水進出植物細胞的原理【探究·實踐】探究植物細胞的吸水和失水提出問題作出假設設計實驗進行實驗，觀察并記錄結果分析結果，得出結論表達與交流進一步探究原生質層是否相當于一層半透膜？水分進出植物細胞是通過滲透作用嗎？原生質層相當于一層半透膜，水分進出植物細胞是通過滲透作用。科學探究的一般過程提出問題作出假設設計實驗1.如果假設是正確的，當外界溶液的濃度高于細胞液的濃度時，細胞就會

；當外界溶液的濃度低于細胞液的濃度時，細胞就會

。2.如何使細胞外溶液的濃度提高或降低？3.如何看到細胞？需要用到什么材料和器具？4.對實驗結果做出預測——細胞失水或吸水后可能出現哪些可觀察的變化？失水吸水二、水進出植物細胞的原理提出問題作出假設設計實驗進行實驗，觀察并記錄結果分析結果，得出結論表達與交流進一步探究1.實驗思路：將植物細胞分別浸潤在較高濃度的蔗糖溶液和清水中，用顯微鏡觀察液泡大小、原生質層位置的變化。科學探究的一般過程提出問題作出假設設計實驗本實驗是教材中涉及的顯微觀察實驗中唯一的一個在低倍鏡下(可不換高倍鏡)即可觀察現象的實驗。2.材料用具:紫色洋蔥鱗片葉外表皮細胞/黑藻葉片，0.3g/ml的蔗糖溶液，清水，刀片，鑷子，滴管，載玻片，蓋玻片，吸水紙，顯微鏡(黑藻是高等植物細胞，含有大液泡和大而清晰的葉綠體)二、水進出植物細胞的原理滴清水①撕取洋蔥鱗片葉外表皮②蓋上蓋玻片，制成洋蔥鱗片葉外表皮臨時裝片③低倍鏡觀察④在蓋玻片的一側滴加0.3g/mL的蔗糖溶液，在另一側用吸水紙引流⑤低倍鏡觀察⑥在蓋玻片的一側滴加清水，在另一側用吸水紙引流⑦低倍鏡觀察⑧三次觀察實驗過程二、水進出植物細胞的原理提出問題作出假設設計實驗進行實驗，觀察并記錄結果分析結果，得出結論表達與交流進一步探究科學探究的一般過程現象試劑中央液泡原生質層的位置細胞大小蔗糖溶液

清水

逐漸變小，顏色變深逐漸變大，顏色變淺逐漸恢復原來位置基本不變逐漸脫離細胞壁基本不變兩次對照自身對照二、水進出植物細胞的原理結論：(1)植物細胞的原生質層相當于一層半透膜；(2)植物細胞也是通過滲透作用吸水和失水的。細胞失水，原生質層與細胞壁分離開來細胞吸水，與細胞壁分離的原生質層慢慢恢復原來的狀態當外界溶液濃度>細胞液濃度當外界溶液濃度<細胞液濃度質壁分離質壁分離復原分析結果，得出結論二、水進出植物細胞的原理表達與交流1.觀察質壁分離和復原，對材料的要求：必須是活的、成熟的植物細胞有大液泡優先選擇細胞液或原生質層帶有顏色的細胞實驗試劑濃度不宜過高（細胞失水死亡）或過低（質壁分離現象不明顯）溶質不能對細胞具有破壞性，如酒精、鹽酸、醋酸等會殺死細胞觀察質壁分離的時間不宜過長，以免細胞長時間處于缺水狀態死亡，影響質壁分離復原現象的觀察。二、水進出植物細胞的原理2.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3.質壁分離的原因質壁分離＋原因外因：外界溶液濃度大于細胞液濃度內因：細胞壁伸縮性小，具有全透性原生質層伸縮性大，具有選擇透過性二、水進出植物細胞的原理4.植物細胞會由于過多吸水而漲破嗎？不會。（因為細胞壁具有保護和支持的作用）5.將0.3g/ml的蔗糖溶液換成適宜濃度的甘油，實驗結果會有什么不同？因細胞主動或被動吸收溶質微粒而使細胞液濃度增大，植物細胞會吸水引起質壁分離后的自動復原。6.已經發生質壁分離的細胞，再放入清水也不能復原的原因？細胞死亡二、水進出植物細胞的原理7.植物細胞的質壁分離及復原實驗有哪些應用？①判斷成熟植物細胞的死活②測定細胞液濃度范圍待測成熟植物細胞一定濃度蔗糖溶液鏡檢發生質壁分離無質壁分離活細胞死細胞待測成熟植物細胞一系列濃度梯度的蔗糖溶液鏡檢細胞液濃度介于未發生質壁分離和剛發生質壁分離的兩蔗糖溶液濃度之間（細胞過度失水死亡將不能發生質壁分離復原）二、水進出植物細胞的原理不同植物細胞同一濃度蔗糖溶液鏡檢發生質壁分離所需時間越短，細胞液濃度越小，反之則細胞液濃度越大③比較不同植物細胞的細胞液濃度④比較未知濃度溶液的濃度大小同一植物的相同成熟細胞未知濃度的溶液鏡檢發生質壁分離所需時間越短，未知溶液的濃度越大，反之則未知溶液的濃度越小⑤鑒別不同種類的溶液（如KNO3溶液和蔗糖溶液）成熟植物細胞不同種類溶液鏡檢只發生質壁分離質壁分離后自動復原溶質不能透過半透膜（如蔗糖溶液）溶質能透過半透膜（如KNO3溶液）如果所用溶液中的溶質為葡萄糖、KNO3、NaCl、尿素、乙二醇等，質壁分離后因細胞主動或被動吸收溶質微粒而使細胞液濃度增大，植物細胞會吸水引起質壁分離后的自動復原。二、水進出植物細胞的原理易錯提示(1)水的運輸方向：從含水量高的一側到含水量低的一側；

從低濃度溶液到高濃度溶液。(2)半透膜兩側的水分子一直雙向移動。當液面高度不再變化時，水分子仍雙向移動，但進出達到平衡。2.滲透平衡≠濃度相等滲透平衡：半透膜兩側水分子進出平衡，不可看作無水分子移動，也不可看作兩側溶液濃度絕對相等。滲透平衡后，液面高的一側溶液濃度高；濃度差越大，液面高度差也越大。3.紫色洋蔥鱗片葉內表皮是成熟的植物細胞，含有大液泡，能發生質壁分離及復原，但液泡無色，直接觀察現象不明顯。判斷題1.當外界溶液的濃度低時，紅細胞一定會由于吸水而漲破(

)2.植物細胞的原生質層由細胞膜和液泡膜組成(

)3.具有濃度差的溶液之間一定會發生滲透作用。(

)4.滲透作用中，當半透膜兩側溶液濃度相等，水分子不再通過半透膜。(

)5.將動物細胞放入一定濃度的外界溶液中，不能發生滲透作用。(

)6.動物細胞和植物細胞放在蒸餾水中會吸水漲破。(

)××××××課堂檢測1.

下列關于植物細胞質