分子從高濃度一側(cè)向低濃度一側(cè)運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象。
2.如果在燒杯中間添加一塊半透膜后會出現(xiàn)什么現(xiàn)象？
3.什么是滲透作用呢？
半透膜是一類可以讓分子（水/離子/葡萄糖）物質(zhì)通過，而較大分子（蔗糖）物質(zhì)不能通過的一類多孔性膜。如：玻璃紙。
1.漏斗管內(nèi)的液面為什么會升高？如果漏斗管足夠長，管內(nèi)的液面會無限升高嗎？為什么？2.如果用一層紗布代替玻璃紙，漏斗管內(nèi)的液面還會升高嗎？3.如果燒杯中不是清水，而是同樣濃度的蔗糖溶液，結(jié)果會怎樣？
1.漏斗管內(nèi)的液面為什么會升高？
由于蔗糖溶液中水的相對含量（單位體積中的水分子數(shù)）比燒杯中的水的含量低，因此，燒杯中的水?dāng)U散到漏斗中的速度相對更快，導(dǎo)致漏斗中水量增加，液面上升。
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(dāng)管內(nèi)的液面上升到一定高度之后，管中的水柱產(chǎn)生的壓力將加快漏斗中水分向外擴(kuò)散的速度，最終達(dá)到平衡，液面將不再上升。
2.如果用一層紗布代替玻璃紙，漏斗管內(nèi)的液面還會升高嗎？3.如果燒杯中不是清水，而是同樣濃度的蔗糖溶液，結(jié)果會怎樣？
不會。因?yàn)榧啿疾皇前胪改?，孔隙很大，可溶于水的物質(zhì)都能夠自由通過，包括水分子和蔗糖分子都能通過。
單位時(shí)間透過玻璃紙進(jìn)出水分子量相同，故漏斗管液面不變
2.滲透作用發(fā)生條件:
②半透膜兩側(cè)溶液存在濃度差
4.滲透作用中水分子流動(dòng)的方向
水分子或其他溶劑分子透過半透膜的擴(kuò)散
水分子可以通過半透膜進(jìn)行雙向擴(kuò)散，直到水分子進(jìn)出速率達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡。
低濃度溶液→高濃度溶液
從水分子自身的角度分析：
高含量一側(cè)→低含量一側(cè)
滲透壓：溶質(zhì)微粒對水的吸引力
指某些物質(zhì)可以透過，而另一些物質(zhì)不能透過的多孔性薄膜
指水分子能自由通過，細(xì)胞要選擇吸收的離子和小分子也可以通過，而其他的離子、小分子和大分子則不能通過的生物膜
透過的依據(jù)是分子或離子的大小，不具有選擇性
膜上的蛋白質(zhì)決定了一些分子可以通過，另一些分子不能通過，具有選擇透過性
玻璃紙、動(dòng)物膀胱、魚鰾、花生種皮等
細(xì)胞膜、液泡膜和由其構(gòu)成的原生質(zhì)層等
半透膜和選擇透過性膜比較
如果將裝置中的漏斗換成細(xì)胞還會不會吸水？
（一）動(dòng)物細(xì)胞的吸水和失水
在以上各種外界溶液中會發(fā)生什么？
外界溶液濃度 細(xì)胞質(zhì)濃度：細(xì)胞失水皺縮。
外界溶液濃度 細(xì)胞質(zhì)濃度：水分進(jìn)出處動(dòng)態(tài)平衡。
外界溶液濃度 細(xì)胞質(zhì)濃度：細(xì)胞吸水膨脹。
2．紅細(xì)胞的細(xì)胞膜是不是相當(dāng)于“問題探討”中所說的半透膜？
課本P63【思考與討論】
紅細(xì)胞相當(dāng)于一個(gè)滲透裝置
1．紅細(xì)胞內(nèi)的血紅蛋白等有機(jī)物能夠透過細(xì)胞膜嗎？
3.當(dāng)外界溶液的濃度低時(shí)，紅細(xì)胞一定會由于吸水而漲破嗎？
主要取決于紅細(xì)胞內(nèi)外的濃度差，差值越大，吸水或失水越多。
所有的動(dòng)物細(xì)胞都相當(dāng)于一個(gè)滲透裝置，細(xì)胞膜相當(dāng)于半透膜
4．紅細(xì)胞吸水或失水的多少與什么有關(guān)？
課本P63【思考與討論】
1、在青菜上放一些鹽,一會兒后就可看到水分滲出。 2、對農(nóng)作物施肥過多，會造成“燒苗”現(xiàn)象。3、放蔫的青菜用清水浸泡一會兒后，又恢復(fù)新鮮。
植物細(xì)胞會出現(xiàn)滲透失水和吸水的情況嗎？
1、、細(xì)胞內(nèi)的液體環(huán)境主要指的是__________________2、________________________組成原生質(zhì)層3、水分子進(jìn)出細(xì)胞主要指的是水分子通過________進(jìn)出______
細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)、液泡膜
（二）植物細(xì)胞的吸水與失水
滴加0.3 g/L蔗糖溶液
質(zhì)壁分離：原生質(zhì)層和細(xì)胞壁分離
將植物細(xì)胞放置于一濃度較高的溶液（0.3 g/L蔗糖溶液）中，會有怎樣的變化？
將質(zhì)壁分離的細(xì)胞放置于清水（濃度較比細(xì)胞液低）中，又會有怎樣的變化？
質(zhì)壁分離復(fù)原：原生質(zhì)層恢復(fù)原狀，和細(xì)胞壁再次緊貼
歸納小結(jié)：1、對于成熟植物細(xì)胞來說，____________相當(dāng)于半透膜，其伸縮性_______2、細(xì)胞壁是__________，溶于水的物質(zhì)都可以通過細(xì)胞壁，而且細(xì)胞壁的伸縮性________3、當(dāng)外界溶液濃度大時(shí)，細(xì)胞滲透失水，原生質(zhì)層縮小程度較細(xì)胞壁縮小程度____，發(fā)生_________________________分離4、將質(zhì)壁分離的細(xì)胞置于低濃度溶液中，液泡吸水，原生質(zhì)層恢復(fù)原狀，即發(fā)生________________________
（三）探究植物細(xì)胞的吸水和失水
1.原生質(zhì)層相當(dāng)于半透膜2.植物細(xì)胞也是通過滲透作用吸水和失水的
植物細(xì)胞會由于過多吸水而漲破嗎？
3次觀察，形成前后自身對照
（三）植物細(xì)胞的吸水和失水
觀看動(dòng)畫，描述發(fā)生的現(xiàn)象。
1.植物細(xì)胞質(zhì)壁分離現(xiàn)象
外界溶液濃度 細(xì)胞液的濃度，細(xì)胞滲透失水
細(xì)胞失水時(shí)細(xì)胞壁和原生質(zhì)層都會出現(xiàn)一定程度的收縮,但原生質(zhì)層的伸縮性更大,故原生質(zhì)層會與細(xì)胞壁發(fā)生分離。
外界溶液濃度 細(xì)胞液的濃度，細(xì)胞滲透吸水
2.植物細(xì)胞質(zhì)壁分離復(fù)原現(xiàn)象
發(fā)生質(zhì)壁分離，但不能質(zhì)壁分離復(fù)原。（因?yàn)榧?xì)胞已經(jīng)嚴(yán)重失水而死亡了)
因細(xì)胞主動(dòng)或被動(dòng)吸收溶質(zhì)微粒而使細(xì)胞液濃度增大，植物細(xì)胞會吸水引起質(zhì)壁分離后的自動(dòng)復(fù)原。
如果滴加的是0.5 g/ml的蔗糖溶液，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如何？
將0.3g/ml的蔗糖溶液換成適宜濃度的甘油\乙二醇溶液\尿素溶液\KNO3溶液，實(shí)驗(yàn)結(jié)果會有什么不同？？
該實(shí)驗(yàn)過程共觀察了3次，每一次是什么樣的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象呢？
再次滴加清水溶液后觀察
要觀察細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離和復(fù)原，對材料有哪些要求？
①成熟植物的活細(xì)胞（有細(xì)胞壁）；②外界溶液與細(xì)胞液存在濃度差；③有中央大液泡（顏色為深色或者有較明顯的參照物）
紫色洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞
1.質(zhì)壁分離產(chǎn)生的條件： ①具有大液泡；②具有細(xì)胞壁；③活細(xì)胞。
2.質(zhì)壁分離產(chǎn)生的原因：內(nèi)因：原生質(zhì)層伸縮性大于細(xì)胞壁伸縮性外因：外界溶液濃度>細(xì)胞液濃度
3.植物吸水方式有兩種：①滲透作用(形成液泡)②吸脹作用(未形成液泡）如：干種子、根尖分生區(qū)細(xì)胞通過親水性物質(zhì)(蛋白質(zhì)、淀粉、纖維素)吸水。
氣管、支氣管不斷分支，最終形成肺泡
CO2 ，O2在肺泡中與血液的交換示意圖
二、自由擴(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散
人工合成脂雙層和細(xì)胞膜的區(qū)別
科研人員對同種物質(zhì)在人工膜和生物膜中的透性做了比較，如圖。
氣體和甘油對人工膜和生物膜透性相同，它們通過擴(kuò)散作用進(jìn)出細(xì)胞
O2\CO2\N2\苯
大的不帶電荷的極性分子
H+\Na+\k+\Ca2+\Mg2+
請據(jù)圖分析氣氣體和甘油是如何進(jìn)出細(xì)胞的?
水、O2、CO2、甘油、乙醇、苯、脂溶性小分子
物質(zhì)通過簡單擴(kuò)散作用進(jìn)出細(xì)胞的方式，叫做自由擴(kuò)散。
后來的研究發(fā)現(xiàn)，水分子在通過細(xì)胞膜時(shí)的速率高過人工膜，由此推斷細(xì)胞膜上可能存在特殊的輸送水分子的通道。
生物膜和人工膜對多種物質(zhì)的通透性
水分子比較小，在活細(xì)胞中含量最多，人們曾經(jīng)認(rèn)為它們以自由穿過細(xì)胞膜磷脂分子的間隙而進(jìn)出細(xì)胞。
1988年，美國科學(xué)家阿格雷從紅細(xì)胞和腎小管細(xì)胞中分離出一種新的膜蛋白，后來經(jīng)過實(shí)驗(yàn)獲得了該蛋白的氨基酸序列結(jié)構(gòu)，證實(shí)了水通道蛋白的存在。目前，人們已經(jīng)從細(xì)菌、酵母菌、植物、動(dòng)物的細(xì)胞中分離出多種水通道蛋白。
水分子進(jìn)行細(xì)胞的方式為自由擴(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散（更多的是借助細(xì)胞膜上的水通道蛋白以協(xié)助擴(kuò)散的方式進(jìn)出細(xì)胞。）
20世紀(jì)80年代，科學(xué)家又從蠶豆保衛(wèi)細(xì)胞中檢測出K+的通道。1998年，美國科學(xué)家麥金農(nóng)（R.Mackinn）解析了K+通道蛋白的立體結(jié)構(gòu)。
鈉一葡萄糖共轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白(SGLT)重吸收葡萄糖
圖中葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)載體通過構(gòu)象變化將葡萄糖運(yùn)進(jìn)細(xì)胞和運(yùn)出細(xì)胞。對組織細(xì)胞而言，膜外葡萄糖濃度較高，所以載體更多的將葡萄糖運(yùn)進(jìn)細(xì)胞
葡萄糖、氨基酸等進(jìn)入紅細(xì)胞
血漿中Na+進(jìn)入神經(jīng)細(xì)胞；水等
借助膜上的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白進(jìn)出細(xì)胞的物質(zhì)擴(kuò)散方式。
*研究表明，水分子更多的是借助細(xì)胞膜上的水通道蛋白以協(xié)助擴(kuò)散方式進(jìn)出細(xì)胞的。
課本P66 圖4-4
定義：鑲嵌在膜上的一些特殊的蛋白質(zhì)，能夠協(xié)助離子和一些小分子有機(jī)物順濃度梯度跨膜運(yùn)輸，這些蛋白質(zhì)稱為轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白。
只容許與自身結(jié)合部位相適應(yīng)的分子或離子通過
只容許與自身通道的直徑和形狀相適配、大小和電荷相適宜的分子或離子通過
葡萄糖通過載體蛋白進(jìn)入紅細(xì)胞
水分子通過水通道蛋白進(jìn)出細(xì)胞
像水分子這樣，物質(zhì)以 進(jìn)出細(xì)胞, 消耗細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)所釋放的 ,這種物質(zhì)跨膜運(yùn)輸方式稱為 。
物質(zhì)均以擴(kuò)散的方式進(jìn)出細(xì)胞都是順濃度梯度的跨膜運(yùn)輸均不需要消耗細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)所釋放的能量
自由擴(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散有哪些共性?
三、影響跨膜運(yùn)輸?shù)囊蛩?br/>影響自由擴(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散的直接因素可能有哪些？
1.膜內(nèi)外物質(zhì)的濃度梯度
2.膜上的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白數(shù)量對協(xié)助擴(kuò)散的速率有直接影響
溫度膜兩側(cè)的濃度差轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的數(shù)量
結(jié)論：物質(zhì)的運(yùn)輸速度與物質(zhì)濃度差成______關(guān)系，自由擴(kuò)散過程只受_______影響。
結(jié)論：在一定濃度范圍內(nèi)，物質(zhì)的運(yùn)輸速率與物質(zhì)濃度差成______關(guān)系，超過一定的濃度后，協(xié)助擴(kuò)散中物質(zhì)運(yùn)輸速率受________限制。
葡萄糖協(xié)助擴(kuò)散進(jìn)入細(xì)胞過程
水分子進(jìn)出細(xì)胞的方式：自由擴(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散
O2在肺泡中與血液的交換
一、概念檢測1.物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞脚c物質(zhì)的特點(diǎn)和細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)有關(guān)。判斷下列有關(guān)物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)谋硎鍪欠裾_。(1)細(xì)胞膜和液泡膜都相當(dāng)于半透膜。(√)(2)水分子進(jìn)入細(xì)胞，是通過自由擴(kuò)散方式進(jìn)行的。(x)(3)載體蛋白和通道蛋白在轉(zhuǎn)運(yùn)分子和離子時(shí)，其作用機(jī)制是一樣的。(x)2.基于對植物細(xì)胞質(zhì)壁分離原理的理解判斷，下列各項(xiàng)無法通過質(zhì)壁分離實(shí)驗(yàn)證明的是(D)A.成熟植物細(xì)胞的死活 B.原生質(zhì)層比細(xì)胞壁的伸縮性大C.成熟的植物細(xì)胞能進(jìn)行滲透吸水 D.水分子可以通過通道蛋白進(jìn)入細(xì)胞3.假如將甲乙兩個(gè)植物細(xì)胞分別放入蔗糖溶液和甘油溶液中，兩種溶液的濃度均比細(xì)胞液的濃度高，在顯微鏡下連續(xù)觀察，可以預(yù)測甲乙兩細(xì)胞的變化是(B)A.甲乙兩細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離后，不發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原B.甲乙兩細(xì)胞都發(fā)生質(zhì)壁分離，但乙細(xì)胞很快發(fā)生質(zhì)璧分離復(fù)原C.只有乙細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離，但不會發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原D.甲乙兩細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離，隨后都很快發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原
1.細(xì)胞液中物質(zhì)的濃度對于維持細(xì)胞的生命活動(dòng)非常重要?，F(xiàn)提供紫色洋蔥鱗片葉表皮細(xì)胞，請?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，測定該細(xì)胞的細(xì)胞液的濃度相當(dāng)于多少質(zhì)量分?jǐn)?shù)的蔗糖溶液。寫出你的實(shí)驗(yàn)思路，并分析其中的基本原理。2.溫度變化會影響水分通過半透膜的擴(kuò)散速率嗎?請你提出假設(shè)，并設(shè)計(jì)檢驗(yàn)該假設(shè)的實(shí)驗(yàn)方案。
提示:可以配制出一系列濃度梯度的蔗糖溶液,將紫色洋蔥鱗片葉表皮細(xì)胞置于配好的各種濃度的蔗糖溶液中,適當(dāng)時(shí)間后用顯微鏡觀察細(xì)胞質(zhì)壁分離情況。記錄剛好發(fā)生質(zhì)壁分離的細(xì)胞所用的蔗糖溶液濃度,以及剛好尚未發(fā)生質(zhì)壁分離的細(xì)胞所用的蔗糖溶液濃度,據(jù)此推算出細(xì)胞液溶質(zhì)濃度應(yīng)介于這兩個(gè)濃度之間。
假設(shè):溫度變化會影響水分通過半透膜的擴(kuò)散速率設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)提示:可以借用本節(jié)問題探討中的滲透裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。將該滲透裝置置于不同溫度的環(huán)境中,通過比較不同溫度下漏斗管液面上升速度的快慢,判定溫度是否影響水分子的擴(kuò)散速度,實(shí)驗(yàn)中要注意排除各種無關(guān)變量的干擾,如置于不同溫度中的漏斗內(nèi)的蔗糖溶液的量和濃度必須相等,以確保實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性。

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第1節(jié) 被動(dòng)運(yùn)輸

版本： 人教版 (2019)

年級： 必修1《分子與細(xì)胞》

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