第4章細胞的物質輸入和輸出第1節被動運輸半透膜：一類小分子物質可以通過,而大分子物質不能通過的多孔性薄膜的總稱。如玻璃紙、雞蛋的殼膜、魚鰾、動物膀胱膜、腸衣等Na+葡萄糖Na+葡萄糖水水蔗糖蛋白質半透膜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，會出現如圖所示現象。玻璃紙是一種半透膜，水分子可以自由透過它，而蔗糖分子則不能。滲透現象蔗糖側清水側水分子半透膜思考：液面為什么會升高？滲透作用：水分子（或其他溶劑）通過半透膜的擴散。滲透作用（2）若漏斗管足夠長，管內的液面會無限升高嗎？為什么？（3）滲透裝置中，當漏斗內溶液不再上升時，半透膜兩側的溶液濃度相同嗎？為什么？

（4）如果用紗布代替玻璃紙，漏斗液面還會升高嗎？（5）如果燒杯內是同濃度的蔗糖溶液，漏斗液面還會升高嗎？

H1產生的壓強與水和蔗糖溶液產生的滲透壓差達到平衡時，水分子由蔗糖溶液向清水擴散的速度與由清水向蔗糖溶液擴散的速度相等，擴散達到平衡狀態，液面不再升高。半透膜半透膜兩側存在濃度差滲透作用發生的條件壓強滲透作用：水分子（或其他溶劑）通過半透膜擴散的結果。滲透系統：兩個溶液體系以及半透膜。發生條件：①半透膜②半透膜兩側溶液具有濃度差滲透方向：相對含量高相對含量低水的含量溶液濃度低濃度溶液高濃度溶液滲透壓滲透壓低

滲透壓高物質的量濃度指溶液中溶質微粒對水的吸引力滲透作用是擴散作用的一種特殊形式滲透作用歸納水進出細胞的原理外界溶液濃度細胞質濃度外界溶液濃度細胞質濃度外界溶液濃度細胞質濃度<細胞吸水膨脹>細胞失水皺縮=細胞形態不變水進出動物細胞的原理水進出動物細胞的原理①紅細胞內的血紅蛋白等有機物能透過細胞膜嗎？這些有機物相當于“問題探討”所示裝置中的什么物質？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？⑤臨床上輸液為什么要用生理鹽水？⑥將食物用食鹽腌制為什么可以達到防止食物腐爛變質的目的？滲透作用的條件：①具有半透膜

②半透膜兩側具有濃度差滲透系統的要求：①兩個溶液體系

②具有半透膜紅細胞與滲透裝置的比較一個動物細胞相當于一個滲透裝置細胞質外界溶液細胞膜細胞膜細胞質濃度與外界溶液濃度不同水進出動物細胞的原理水進出植物細胞的原理水進入植物細胞和動物細胞一樣嗎？探究植物細胞的吸水和失水顯微鏡下觀察多個纖維素分子集結成束，縱橫交錯構成植物細胞壁。植物細胞壁全透性成熟植物細胞細胞膜細胞質液泡膜原生質層細胞核探究植物細胞的吸水和失水細胞液細胞壁水進出植物細胞的原理材料1：將白菜剁碎做餡時，常常放一些鹽，一會兒就可看到水分滲出。腌制的蘿卜會變皺變軟。為什么會有這樣的現象材料2：賣菜的阿姨常往青菜上灑水。灑水的原理是什么？灑水后菜葉會有什么變化？材料3：對農作物施肥過多，會造成“燒苗”現象。原因是什么？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實驗結論實驗方案水分進出植物細胞是通過滲透作用嗎？對你提出的問題做出一個可檢測的解釋，如：先將細胞浸潤在較高濃度的蔗糖溶液中，觀察其形態變化；再將細胞浸潤在清水中，觀察其大小變化。預期結果由于原生質層相當于一層半透膜，因此在蔗糖溶液中，植物細胞的中央液泡會____，細胞_______；在清水中植物細胞的液泡又會______，細胞________。原生質層是不是相當于一層半透膜？原生質層相當于一層半透膜材料：紫色洋蔥鱗片葉、0.3g/mL的蔗糖溶液、清水。器具：顯微鏡、鑷子、吸水紙。方法步驟：1、滴清水2、取材3、展平4、蓋蓋玻片探究植物細胞的吸水和失水實驗方法步驟洋蔥鱗片葉外表皮臨時裝片低倍顯微鏡觀察紫色的中央大液泡原生質層緊貼細胞壁0.3g/mL蔗糖吸水紙吸引（重復幾次）探究植物細胞的吸水和失水清水吸水紙吸引（重復幾次）低倍顯微鏡觀察中央液泡逐漸變小，紫色逐漸加深原生質層與細胞壁逐漸分離質壁分離低倍顯微鏡觀察中央液泡逐漸變大，紫色逐漸變淺原生質層與細胞壁逐漸緊貼質壁分離復原探究植物細胞的吸水和失水探究植物細胞的吸水和失水實驗結果分析實驗結果液泡大小液泡顏色原生質層的位置細胞大小吸水能力0.3g/mL蔗糖溶液清水變小逐漸恢復原來大小質壁分離復原質壁分離基本不變基本不變變深重新變淺變大變小1、原生質層相當于半透膜2、植物細胞也是通過滲透作用吸水和失水的實驗結論滲透作用的條件：①具有半透膜

②半透膜兩側具有濃度差滲透系統的要求：①兩個溶液體系

②具有半透膜植物細胞與滲透裝置的比較細胞液外界溶液原生質層原生質層細胞液濃度與外界溶液濃度不同水進出植物細胞的原理

如果滴加的是高濃度的KNO3溶液(KNO3可被細胞吸收），會發生什么樣的現象？探究植物細胞的吸水和失水原因是：外界溶液濃度較大，細胞發生質壁分離；細胞會主動吸收K+、NO3-

，細胞液濃度逐漸增大，細胞開始吸水，發生質壁分離自動復原現象。較高濃度的葡萄糖溶液，KNO3溶液，尿素溶液，甘油溶液也會出現質壁分離自動復原現象。質壁分離與復原實驗的拓展判斷成熟植物細胞的死活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12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）質壁分離與復原實驗的拓展測定細胞液濃度范圍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34比較不同植物細胞的細胞液濃度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被動運輸物質通過簡單的擴散作用進出細胞。借助膜上的轉運蛋白進出細胞的物質擴散方式。四.自由擴散和協助擴散自由擴散協助擴散1.被動運輸：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細胞外細胞內水分子細胞膜2、自由擴散（簡單擴散）：物質通過簡單的擴散作用進出細胞。四.自由擴散和協助擴散2、自由擴散（簡單擴散）：物質通過簡單的擴散作用進出細胞。四.自由擴散和協助擴散比方:球往低處滾：特點：1、順濃度梯度運輸2、不需要轉運蛋白協助3、不需要消耗細胞能量自由擴散物質主要有三類：①氣體分子:如O2、CO2、N2等②水等小分子③脂溶性小分子:如甘油、脂肪酸、乙醇、苯等通道蛋白載體蛋白轉運蛋白協助擴散借助膜上的轉運蛋白進出細胞的物質擴散方式。3.協助擴散：四.自由擴散和協助擴散轉運蛋白（1）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。（2）通道蛋白只容許與自身通道直徑和形狀相匹配、大小和電荷相適宜的分子或離子通過；不需要與分子或離子結合。水分子水通道蛋白水分子很小，不帶電荷但具有極性，盡管能夠以自由擴散過膜，但是更多的是借助細胞膜上的水通道蛋白以協助擴散的方式進出細胞。四.自由擴散和協助擴散借助膜上的轉運蛋白進出細胞的物質擴散方式。3.協助擴散：四.自由擴散和協助擴散特點：1、順濃度梯度運輸2、需要轉運蛋白參與3、不需要消耗能量比方：車載貨下坡實例:水分子*、離子、葡萄糖、氨基酸順濃度梯度跨膜運輸。自由擴散協助擴散例：乙醇、甘油、

苯、性激素、氣體(O2、CO2)、水載體蛋白：葡萄糖進紅細胞（需要與載體結合）被動運輸通道蛋白：水和某些離子

（無需與通道蛋白結合）特點不消耗能量順濃度梯度：（高低）課堂小結自由擴散協助擴散影響自由擴散的因素:細胞膜內外物質的濃度差。影響協助擴散的因素:細胞膜內外物質的濃度差,細胞膜上轉運蛋白的種類和數量。P點后速率受轉運蛋白數量限制影響被動運輸的因素1、田間一次施肥過多，作物變得枯萎發黃，俗稱“燒苗”。其原因是（）

A.根細胞從土壤中吸收的養分過多

B.根細胞不能從土壤中吸水,反而失水

C.根系不能將水向上運輸

D.根系被肥料分解釋放的熱能燒毀B2、利用高濃度鹽水（NaCl溶液）殺菌防腐的原理是（）

A.鹽水中的Cl－有殺菌防腐的作用

B.鹽水中的Na＋不利于細菌的生活

C.鹽水是中性的，不適于細菌的生活

D.由于滲透作用使細菌細胞內的水分滲出而死亡D鞏固提高2、把體積與濃度(質量百分比濃度)分別相同的葡萄糖(甲)和蔗糖(乙)用半透膜(允許溶劑和葡萄糖通過，不允許蔗糖通過)隔開(如右圖),一段時間后液面情況是()A、甲高于乙B、先甲高于乙,后乙高于甲C、乙高于甲D、先甲低于乙,后乙低于甲甲乙B鞏固