4.1被動運輸細胞是一個開放的系統(tǒng)，系統(tǒng)的邊界---細胞膜不僅將細胞內(nèi)外分隔開，也控制著物質(zhì)進出細胞。細胞如何控制物質(zhì)進出呢？滲透經(jīng)典實驗半透膜：可以讓小分子物質(zhì)自由通過（如H2O），而大分子物質(zhì)不能通過的一類薄膜。半透膜1、漏斗管內(nèi)的液面為什么會升高？擴散：分子從相對含量高一側(cè)向相對含量低一側(cè)運動的現(xiàn)象滲透作用：水分子或其他溶劑分子通過半透膜的擴散討論：單位時間進入漏斗的水分子數(shù)量單位時間從漏斗滲出的水分子數(shù)量注意：在半透膜上水分子是雙向運動的水的流動是單向還是雙向？單位體積蔗糖溶液中水的含量

。單位體積清水中水的含量

。溶液濃度低溶液濃度高含水量高含水量低水的運輸方向半透膜水（溶劑）蔗糖（溶質(zhì)）①從溶質(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：高含量一側(cè)→低含量一側(cè)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，當管內(nèi)的液面上升到一定高度之后，管中的水柱產(chǎn)生的靜水壓力將加快漏斗中水分向外擴散的速度，最終達到平衡，液面將不再上升。4.如果用用一層紗布代替玻璃紙，漏斗管的液面還會升高嗎？不會；紗布是全透性的，水分子和蔗糖分子都能通過。發(fā)生滲透作用的條件一：半透膜3.滲透裝置中，當漏斗內(nèi)的溶液不再上升時，半透膜兩側(cè)的溶液濃度是否相同？為什么？不相同。由于漏斗管內(nèi)液面升高形成的靜水壓會阻止水分子由低濃度一側(cè)向高濃度一側(cè)擴散，故漏斗內(nèi)溶液濃度

燒杯中清水的濃度。液面高的一側(cè)濃度？討論5.如果燒杯中不是清水，而是同樣濃度的蔗糖溶液，液面高度如何變化？液面不會升高，膜兩側(cè)濃度相同，水分子進出平衡。發(fā)生滲透作用的條件二：膜兩側(cè)的溶液具有濃度差濃度差越大，液面高度差越？1.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√水分子通過細胞膜進出細胞也是同樣的原理嗎？細胞膜是否相當于一層半透膜呢？外界溶液濃度小于細胞質(zhì)濃度外界溶液濃度大于細胞質(zhì)濃度外界溶液濃度等于細胞質(zhì)濃度細胞吸水膨脹細胞失水皺縮細胞形態(tài)不變0.09%NaCl溶液9%NaCl溶液0.9%NaCl溶液二、水進出動物細胞的原理思考：臨床上輸液為什么要用生理鹽水？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。1.紅細胞內(nèi)的血紅蛋白等有機物能夠透過細胞膜嗎？這些有機物相當于“問題探討”所示裝置中的什么物質(zhì)？小組討論，問題探究：血紅蛋白是有機大分子物質(zhì)，不能透過細胞膜，它相當于“問題探討”中的蔗糖分子。2.紅細胞的細胞膜是否相當于一層半透膜？是。血紅蛋白是有機大分子物質(zhì)，不能透過細胞膜，它相當于“問題探討”中的蔗糖分子。半透膜是物理性薄膜，物質(zhì)能否通過取決于__________；選擇透過性膜是_________的生物膜，其對不同物質(zhì)的通過性不僅取決于_________，還與_________有關(guān)。因此細胞膜和半透膜類似，又有所不同。微粒大小具有活性微粒大小細胞需求總結(jié)歸納：外界溶液細胞膜半透膜蔗糖溶液細胞質(zhì)基質(zhì)相當于相當于濃度差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細胞膜相當于一層半透膜二.水進出動物細胞的原理——滲透作用成熟的植物細胞模式圖細胞壁細胞膜細胞液兩層膜之間的細胞質(zhì)液泡膜原生質(zhì)層1、_______________________________組成原生質(zhì)層2、細胞內(nèi)的液體環(huán)境主要指的是__________________3、水分子進出細胞主要指的是水分子通過__________進出______液泡里面的細胞液原生質(zhì)層液泡全透性、伸縮性小選擇透過性、伸縮性大細胞膜和液泡膜以及兩層膜之間的細胞質(zhì)纖維素和果膠組成三、水進出植物細胞的原理主要成分：細胞液與外界溶液之間存在濃度差哪里相當于半透膜？1.如果假設(shè)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

，液泡體積就會

；當外界溶液的濃度低于細胞液的濃度時，細胞就會

，液泡體積就會

。所以可以通過

反映水分進出細胞的情況。水分進出細胞是通過滲透作用嗎？原生質(zhì)層是否相當于一層半透膜？原生質(zhì)層相當于一層半透膜，水分通過滲透作用進出植物細胞提出問題作出假設(shè)實驗設(shè)計思路進行實驗記錄結(jié)果分析結(jié)果得出結(jié)論表達和交流失水皺縮縮小吸水膨脹增大探究植物細胞的吸水和失水探究·實踐液泡體積的大小變化0.3g/ml的蔗糖溶液清水2.選擇的材料：提出問題作出假設(shè)實驗設(shè)計思路進行實驗，記錄結(jié)果分析結(jié)果，得出結(jié)論表達和交流探究植物細胞的吸水和失水探究·實踐紫色洋蔥鱗片葉外表皮細胞具有___________，細胞液呈_____，便于觀察。中央大液泡紫色蓋上蓋玻片制成臨時裝片滴清水撕取洋蔥鱗片葉外表皮制片觀察（第一次）第一次處理觀察（第二次）一側(cè)滴加蔗糖溶液另一側(cè)用吸水紙吸引浸潤在蔗糖溶液中重復(fù)幾次低倍鏡觀察第二次處理觀察（第三次）一側(cè)滴加清水另一側(cè)用吸水紙吸引浸潤在清水中重復(fù)幾次低倍鏡觀察實驗過程思考：吸水紙的作用？觀察幾次？用什么顯微鏡觀察？三次低倍鏡觀察液泡大小液泡顏色原生質(zhì)層的位置細胞大小原始狀態(tài)滴蔗糖溶液后滴清水后變小逐漸恢復(fù)原來大小原生質(zhì)層恢復(fù)原來位置原生質(zhì)層與細胞壁分離基本不變基本不變變深變淺大、充盈紫色原生質(zhì)層緊貼細胞壁正常大小質(zhì)壁分離質(zhì)壁分離復(fù)原第一次第二次第三次質(zhì)壁分離：原生質(zhì)層和細胞壁分離判斷：質(zhì)壁分離首先發(fā)生在細胞的角隅處（）不同部位觀察到的質(zhì)壁分離程度可能不同（）細胞大小基本不變的原因？水分進出細胞是通過滲透作用嗎？原生質(zhì)層是否相當于一層半透膜？原生質(zhì)層相當于一層半透膜，水分通過滲透作用進出植物細胞提出問題作出假設(shè)實驗設(shè)計思路進行實驗記錄結(jié)果分析結(jié)果得出結(jié)論表達和交流細胞膜細胞質(zhì)液泡膜原生質(zhì)層濃度差外界溶液相當于一層半透膜并且具有選擇透過性水分能進出原生質(zhì)層，蔗糖能否進入？思考1植物細胞發(fā)生質(zhì)壁分離的原因：外因：內(nèi)因：細胞液的濃度小于外界溶液的濃度原生質(zhì)層相當于一層半透膜原生質(zhì)層的伸縮性>細胞壁的伸縮性第一次滴加清水觀察滴加蔗糖溶液后觀察再次滴加清水溶液后觀察質(zhì)壁分離復(fù)原質(zhì)壁分離實驗中共涉及三次低倍顯微鏡觀察思考2：該實驗有幾次對照？屬于什么對照？思考3：下列材料中能用于本次實驗的是__________。A.大蒜根尖分生區(qū)細胞B.人的口腔上皮細胞C.洋蔥鱗片葉外表皮細胞D.洋蔥鱗片葉內(nèi)表皮細胞E.菠菜或黑藻葉肉細胞CDE活的成熟的植物細胞，要有中央大液泡和細胞壁，液泡最好有顏色無大液泡如果細胞無色，可在外界溶液中加染料，便于觀察有大液泡,液泡有紫色色素，便于觀察判斷：葉綠體的存在會干擾實驗現(xiàn)象葉綠體的存在使原生質(zhì)層呈現(xiàn)綠色，通過觀察原生質(zhì)層的變化判斷質(zhì)壁分離的狀態(tài)因為細胞壁具有全透性4.加入蔗糖溶液后，發(fā)生質(zhì)壁分離的細胞，細胞壁和原生質(zhì)層之間的溶液是什么？判斷依據(jù)是什么？蔗糖溶液（外界溶液）5、正在發(fā)生質(zhì)壁分離的細胞，其細胞的吸水能力會越來越？判斷：右圖細胞正在發(fā)生質(zhì)壁分離無法判斷6.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？蔗糖溶液濃度太高，細胞過度失水而死亡，不能再發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原。7.將洋蔥表皮細胞浸入濃度為一定濃度的KNO3溶液中，細胞發(fā)生質(zhì)壁分離。但過一段時間，自動發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原，表皮細胞又恢復(fù)到原來狀態(tài)。請分析原因？由于細胞可選擇性地吸收K＋和NO3－，導(dǎo)致細胞液濃度大于外界溶液的濃度，細胞開始吸水，從而發(fā)生質(zhì)壁分離自動復(fù)原。注意：只要細胞能吸收該溶質(zhì)，都能發(fā)生質(zhì)壁分離自動復(fù)原，如KNO3、甘油、尿素、乙二醇等液泡體積相對值以上曲線分別代表加入0.3g/mL蔗糖溶液，KNO3溶液后液泡的體積，請判斷分別是哪條曲線3.質(zhì)壁分離及復(fù)原現(xiàn)象的拓展應(yīng)用(1)判斷細胞的活性①臺盼藍染色鑒定法②質(zhì)壁分離現(xiàn)象觀察法：思考：細胞液中物質(zhì)的濃度對于維持細胞的生命活動非常重要?，F(xiàn)提供紫色洋蔥鱗片葉表皮細胞，請設(shè)計實驗，測定該細胞的細胞液的濃度相當于多少質(zhì)量濃度的蔗糖溶液，并寫出實驗思路。待測細胞＋一系列濃度梯度的蔗糖溶液分別鏡檢，細胞液濃度介于未發(fā)生質(zhì)壁分離和剛剛發(fā)生質(zhì)壁分離的兩種外界溶液的濃度之間。(2)測定細胞液濃度的范圍0.1g/mL0.15g/mL0.2g/mL0.25g/mL0.3g/mL分析：將三個生理狀況基本相似（細胞液濃度相同）的植物細胞，分別放置在A、B、C的三種蔗糖溶液中。一段時間后發(fā)現(xiàn)變化如下，請分析A、B、C三種蔗糖溶液濃度的大?。篊＞A＞B若此時立刻將A、B、C三個細胞放置在清水中，請問哪個的吸水能力更強？C吸水能力與細胞液的濃度有關(guān)細胞吸水和吸水能力的關(guān)系質(zhì)壁分離過程中，細胞

，

但吸水能力逐漸變

.

質(zhì)壁分離復(fù)原的過程中，細胞

.但吸水能力逐漸變.

強弱吸水失水(3)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(fā)生質(zhì)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（4）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(fā)生質(zhì)壁分離質(zhì)壁分離后自動復(fù)原溶質(zhì)不能透過半透膜（如蔗糖溶液）溶質(zhì)能透過半透膜（如KNO3溶液）分析：（5）當細胞處于質(zhì)壁分離狀態(tài)時，細胞內(nèi)外濃度比較：（1）正在發(fā)生質(zhì)壁分離，（2）正在發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原，（3）處于動態(tài)平衡，b＞aa＞ba＝b三、被動運輸(1)概念:像水分子這樣，物質(zhì)以

進出細胞,

消耗細胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)所釋放的

,這種物質(zhì)跨膜運輸方式稱為

。擴散方式不需要能量被動運輸思考：從物理的角度解釋一下，被動運輸中物質(zhì)的擴散運動是完全不需要能量嗎？消耗分子勢能（2）分類：自由擴散、協(xié)助擴散資料1：科研人員對同種物質(zhì)在人工膜（只含有磷脂雙分子層）和生物膜中的通透性做了比較，結(jié)果如下圖。1.請猜測氣體和甘油是如何進出細胞的？它們可以通過磷脂雙分子層運動產(chǎn)生的空隙，簡單擴散進出細胞。2.（P66旁欄思考）甘油、乙醇等分子為什么能以簡單的擴散作用進出細胞？脂溶性物質(zhì)與磷脂分子有較強的親和力，容易通過磷脂雙分子層進出細胞。(1)概念：細胞外細胞內(nèi)物質(zhì)通過簡單的擴散作用進出細胞。(2)特點：①順濃度梯度運輸②不需要轉(zhuǎn)運蛋白協(xié)助③不需要消耗細胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)所釋放的能量(3)實例：氣體、水、甘油、乙醇、苯等脂溶性小分子1.自由擴散(4)影響因素：1.自由擴散濃度差濃度差越大，自由擴散速度越快濃度差擴散速度溫度轉(zhuǎn)運蛋白擴散速度能量擴散速度資料1：科研人員對同種物質(zhì)在人工膜（只含有磷脂雙分子層）和生物膜中的通透性做了比較，結(jié)果如下圖。后來的研究發(fā)現(xiàn)，水分子在通過細胞膜時的速率高過人工膜。細胞膜上可能存在特殊的輸送水分子的通道。由此推斷：水通道蛋白借助膜上的轉(zhuǎn)運蛋白進出細胞的物質(zhì)擴散。