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第四章细胞的物质输入和输出第1节被动运输学习目标1.了解细胞吸水和失水的条件2.进行关于植物细胞吸水和失水的实验探究3.说明两种被动运输方式的异同1.渗透装置半透膜显微结构示意图一、渗透作用终了液面1.渗透装置一段时间后……一、渗透作用①漏斗管内的液面为什么会升高？因为单位时间内透过玻璃纸进入长颈漏斗的水分子数量多于渗出的水分子数量。②如果用一层纱布代替半透膜，漏斗管内的液面还会升高吗？③如果烧杯中不是清水，而是同样浓度的蔗糖溶液，结果会怎样？漏斗内漏斗外——Why?分子和原子都会自发的从多的区域到少的区域进行迁移。——（顺相对含量的梯度）扩散（水往“高处”走！）2.出现渗透现象的条件：①具有半透膜②半透膜两侧的溶液具有浓度差(物质的量)3.水分子移动方向的规律：水分子：从相对含量多的一侧相对含量少的一侧溶质：从低浓度溶液一侧高浓度溶液一侧水分子（或其他溶剂分子）透过半透膜从低浓度溶液向高浓度溶液进行的扩散，称为渗透作用。4.渗透作用的概念：（顺相对含量的梯度）课题一水分子的跨膜运输问题：细胞是否会发生渗透作用呢？（一）动物细胞的吸水和失水红细胞置于清水中分析右图，一段时间后红细胞会发生什么变化？放到清水中，细胞不断吸水膨胀直至胀破。疑问？红细胞是否也是发生渗透作用呢？二、动物细胞的吸水和失水【探究】红细胞是否具有发生渗透作用的条件问题一红细胞的相当于半透膜，为什么？因为，细胞膜同样具有有些物质可以通过，而有些物质不能通过的特点。问题二什么情况下，红细胞会发生吸水或失水？细胞膜当外界溶液浓度＞细胞质基质浓度时，红细胞失水；当外界溶液浓度＜细胞质基质浓度时，红细胞吸水。1.细胞膜相当于半透膜2.外界溶液与细胞质基质存在浓度差【总结】红细胞发生渗透作用的条件1．红细胞内的血红蛋白等有机物能够透过细胞膜吗？这些有机物相当于“问题探究”所示装置中的什么物质？不能，因为血红蛋白是大分子，不能透过细胞膜。这些有机物相当于装置中蔗糖。课题一水分子的跨膜运输【思考】2．红细胞的细胞膜是否相当于一层半透膜？是4．红细胞吸水或失水的取决于什么条件？红细胞吸水或失水的多少主要取决于红细胞内外的浓度差，一般差值越大，吸水或失水越多。3．当外界溶液溶质的浓度低时，红细胞一定会由于吸水而涨破吗？外界溶液溶质的浓度低于红细胞细胞质的浓度时，红细胞一般会因持续吸水而涨破。红细胞不吸水也不失水，保持细胞原有的形态。因为外界溶液浓度=细胞内浓度，所以单位时间渗入的水分子数量等于渗出的水分子数量，水分子的运动达到动态平衡，因此表现细胞既不吸水也不失水。5.如果将红细胞放置于生理盐水中呢，细胞有什么变化？原因？6.想一想临床上输液为什么要用生理盐水。生理盐水是0.9%氯化钠溶液，与人体细胞质的浓度基本相同，可保证细胞在输液过程中形态不变。问题1.植物细胞会出现失水的情况吗？2.植物细胞在什么情况下会失水？3.原生质层是否相当与半透膜？当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时三、植物细胞的吸水和失水植物细胞的吸水与失水【探究】植物细胞相当于半透膜原生质层探究实验：植物细胞的吸水和失水提出问题作出假设设计实验进行实验分析结果表达与交流（原生质层是一层半透膜吗？）（原生质层相当于一层半透膜）设计方案（按预定方案进行实验）（分析实验结果，得出结论：……）（总结，写实验报告并适当交流）预期结果将植物细胞浸润在较高浓度的蔗糖溶液中，观察其大小的变化；再将细胞浸润在清水中，观察其大小的变化。在蔗糖溶液中植物细胞的中央液泡会变小，细胞皱缩；在清水中植物细胞的中央液泡会变大，细胞膨胀。1.剥取洋葱鳞茎的鳞片叶，外表皮紫色较浓的更好。用解剖刀或刀片在叶片外表皮划一0.5cm见方的“井”字。2.用尖嘴镊从“井”字中央的一角小心地将洋葱鳞片叶外表皮撕下，平铺在载玻片中央。3.用小滴管在表皮上滴一滴质量分数为30%的蔗糖溶液，盖上盖玻片。用吸水纸吸去多余液体。4.在显微镜下观察，可见原生质缓慢收缩，逐渐出现与细胞壁分离的现象，直到原生质收缩成球状小团，与细胞壁完全分开。5.在盖玻片的一侧滴加清水，用吸水纸在盖玻片的另一侧吸收，使清水置换蔗糖溶液。6.在显微镜下观察，可见质壁分离现象缓慢复原。进行实验细胞不断失水细胞吸水质壁分离的细胞正常细胞细胞壁原生质层质壁分离复原的细胞3.质壁分离与质壁分离的复原：0.3g/ml的蔗糖溶液处理清水处理三、植物细胞的吸水和失水实验现象：中央液泡大小原生质层的位置细胞大小蔗糖溶液清水逐渐变小逐渐变大恢复原来大小原生质层逐渐贴近细胞壁原生质层脱离细胞壁基本不变基本不变得出结论植物细胞原生质层相当于一层半透膜,成熟的植物细胞与外界溶液发生渗透作用。当细胞液的浓度小于与细胞外界溶液的浓度时，细胞失水，发生质壁分离；当细胞液的浓度大于与细胞外界溶液的浓度时，细胞吸水，发生质壁分离复原。(1)如果选用动物细胞能否观察到质壁分离现象？(3)如果选用植物根尖分生区细胞能否观察到质壁分离？(2)如果选用死的洋葱细胞能否观察到质壁分离现象？(4)如果把0.3g/ml的蔗糖溶液换成0.6g/ml的蔗糖溶液，能观察到质壁分离吗？(5)用0.6g/ml的蔗糖溶液观察到质壁分离现象后，改用清水，理论上会发生质壁分离复原，但实际却没发生，有可能是什么原因？(6)要观察细胞发生质壁分离和质壁分离复原，对材料有哪些要求？思考与讨论：1.质壁分离产生的条件：①具有大液泡；②具有细胞壁；③活细胞。2.质壁分离产生的原因：内因：原生质层伸缩性大于细胞壁伸缩性外因：外界溶液浓度细胞液浓度3.植物吸水方式有两种：①渗透作用(形成液泡)②吸胀作用(未形成液泡）如：干种子、根尖分生区细胞通过亲水性物质(蛋白质、淀粉、纤维素)吸水。小结：①可以用于测定细胞液的浓度②可以用于判断细胞的死亡③可以用于观察植物细胞的细胞膜④可以用于验证成熟的植物细胞是一个渗透系统或成熟植物细胞发生渗透作用4.应用：被动运输：像水分子这样，物质以扩散方式进出细胞，不需要消耗细胞内化学反应所释放的能量，这种物质跨膜运输方式称为被动运输。自由扩散：协助扩散：物质通过简单的扩散作用进出细胞。进出细胞的物质借助载体蛋白的扩散。四、被动运输1.自由扩散：特征：1.顺浓度梯度运输2.不需要载体3.不需要消耗能量2.协助扩散：特征：1.顺浓度梯度运输2.需要载体参与3.不需要消耗能量载体蛋白通道蛋白转运特点只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过只容许与自身通道的直径和形状相适配，大小和电荷相适宜的分子或离子通过自身构象改变不改变是否与转运的分子结合结合不结合是否有特异性具有具有实例葡萄糖通过载体蛋白进入红细胞水分子通过水通道蛋白进出细胞1.以下可以发生渗透作用的是（）A.煮熟的马铃薯条放入水中B.把干种子放在清水中C.烈日下菠菜叶子下垂D.放在盐水中的萝卜变软D巩固练习2.a、b、c是三个相邻的细胞，已知a细胞液浓度b细胞液浓度c细胞液浓度,如图所示，能正确表示水分在三者之间关系的是（）CacbacbacbacbABCD3.田间一次施肥过多，作物变得枯萎发黄，俗称“烧苗”。其原因是（）A.根细胞从土壤中吸收的养分过多B.根细胞不能从土壤中吸水C.根系不能将水向上运输D.根系被肥料分解释放的热能烧毁B4.利用高浓度盐水（NaCl溶液）杀菌防腐的原理是（）A.盐水中的Cl－有杀菌防腐的作用B.盐水中的Na＋不利于细菌的生活C.盐水是中性的，不适于细菌的生活D.由于渗透作用使细菌细胞内的水分渗出而死亡D迹。A、选用黑暗、无空气的环境：排除环境中光线和氧气的影响组成DNA的脱氧核苷酸如果数量不限，连成长链时排列顺序就是极其多样的，信息容量自然就非常大了。核酸是细胞内携带遗传信息的物质，在生物体遗传、变异和蛋白质合成中基友极其重要的作用。12、人的生命是有限的，可是，为人民服务是无限的，我要把有限的生命，投入到无限的“为人民服务”之中去。13、凡是脑子里只有人民、没有自己的人，就一定能得到崇高的荣誉和威信。反之，如果脑子里只有个人、没有人民的人，他们迟早会被人民唾弃。14、是光荣的战士，还是可耻的逃兵，那就要看你在困难面前有没有坚定不移的信念了。15、我们是国家的主人，。应该处处为国家着想。