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被动运输,第四章细胞的物质输入和输出 第1节 被动运输,1,半透膜:,多孔性薄膜,。,物质能否通过半透膜与半透膜的孔径大小有关,玻璃纸,肠系膜,蛋壳膜,鱼鳔等,阅读教材,P62,问题探讨,并思考下列问题,问题探讨,半透膜:玻璃纸,肠系膜,蛋壳膜,鱼鳔等阅读教材P62问题探,2,1.,漏斗管内液面为什么会升高?,蔗糖分子不能透过半透膜,水分子可以透过半透膜。单位时间内透过玻璃纸进入长颈漏斗的水分子数多于透过玻璃纸进入烧杯的水分子数,所以漏斗内的液面升高。,一、渗透作用,2,、渗透作用发生时,水分子的运动方向是怎样的?,宏观上:,浓度溶液,浓度溶液(“高”或“低”),水分子相对含量,的一侧 水分子相对含量,的一侧(“多”或“少”),微观上:,在半透膜两侧双向自由运动,1.漏斗管内液面为什么会升高?蔗糖分子不能透过半透膜,水分,3,具有半透膜;,膜两侧具有浓度差,3.,用纱布代替玻璃纸,漏斗管内液面会升高吗?为什么?,由此得出:渗透作用发生的条件一是,4.,如果玻璃纸两侧都是同样浓度的蔗糖溶液,结果会怎样?,5.,由此你能总结出发生渗透作用的条件吗?,不会,因为纱布不是半透膜,空隙很大,可溶于水的物质都能自由通过,包括水分子和蔗糖分子都能通过。,漏斗管内的液面将保持不变。,具有半透膜;3.用纱布代替玻璃纸,漏斗管内液面会升高吗?为,4,由此得出:渗透作用发生的条件一是,8,、如果将漏斗内的蔗糖溶液浓度增大,液面静止时漏斗和烧杯液面高度差比原来变,。,6,、漏斗管内液面会一直升高吗?为什么?此时,是否还有水分子通过半透膜?,不会,当管内的液面上升到一定高度之后,管中的水柱产生的压力将加快漏斗中水分向外扩散的速度,最终达到平衡,液面将不再上升。,此时仍有水分子通过半透膜。,7,、如果漏斗管内的液面不再升高,半透膜两侧溶液的浓度大小一样吗?为什么?,不会,漏斗内溶液浓度仍然高;漏斗内液柱有静水压。,大,由此得出:渗透作用发生的条件一是8、如果将漏斗内的蔗糖溶液浓,5,二、水进出细胞的原理,1,、红细胞在什么情况下吸水?什么情况下失水?,2,、当外界溶液溶质的浓度与细胞质的浓度相同时,水分子还进出细胞膜吗?,3,、红细胞内的血红蛋白等有机物能透过细胞膜吗?这些有机物相当于“问题探讨”所示装置中的什么物质?,4,、红细胞的细胞膜相当于问题探讨中的半透膜吗?为什么?,5,、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?,6,、红细胞吸水或失水取决于什么条件?,7,、想一想临床上输液为什么要用生理盐水?,思考与讨论:,(一)动物细胞的吸水与失水,观察图,4-1,,水分子进出哺乳动物红细胞的示意图。,二、水进出细胞的原理1、红细胞在什么情况下吸水?什么情况下失,6,8,、红细胞和外界溶液是否可看作一个渗透系统?,(,1,),相当于半透膜,(,2,),与,外界溶液,存在浓度差,细胞膜,细胞质,9,、当船员在海上遇到海难时,常常会因为缺失淡水而危及生命,在这种情况下,海员能通过饮用海水来补充水分吗?为什么?,水进出动物细胞的原理是:,渗透作用,8、红细胞和外界溶液是否可看作一个渗透系统?(1),7,成熟的植物细胞和外界溶液组成一个渗透系统,(二)植物细胞的吸水与失水,阅读,P63,相关内容和图,4-2,,回答问题:,1,、成熟的植物细胞内的液体环境主要指的是,。,2,、什么是原生质层?,3,、植物细胞的,相当于一层半透膜,植物细胞也是通过,吸水和失水的。,当细胞液的浓度,外界溶液的浓度时,细胞液中的水就透过,进入外界溶液中,使,和,都出现一定程度的收缩。当细胞不断失水时,由于,,,与,逐渐分离开来,也就是逐渐发生了,。当,时,外界溶液中的水就透过,进入细胞液中,整个原生质层就会慢慢,,使植物细胞逐渐发生,。,成熟的植物细胞和外界溶液组成一个渗透系统(二)植物细胞的吸水,8,成熟的植物细胞和外界溶液组成一个渗透系统,(二)植物细胞的吸水与失水,1,、外界溶液浓度,细胞液浓度时,细胞失水,会发生,现象。,外界溶液浓度,细胞液浓度时,细胞吸水,又会发生,现象。,大于,质壁分离,小于,质壁分离复原,2,、质壁分离的“质”和“壁”分别代表什么结构?,成熟的植物细胞和外界溶液组成一个渗透系统(二)植物细胞的吸水,9,质壁分离现象,质壁分离现象,10,3,、植物细胞发生质壁分离的原因是什么?,由大小;由浅深;细胞吸水能力增强,外因:外界溶液浓度,细胞液浓度。,内因:,相当于一层半透膜。,原生质层比细胞壁的伸缩性,。,2,、发生质壁分离时,液泡的大小、细胞液的颜色、细胞的吸水能力发生了怎样的变化?,探讨:,1,、当植物细胞发生了质壁分离的现象,细胞壁和原生质层之间充满的是哪种液体,?,为什么,?,原生质层和细胞壁之间充满了外界溶液,思考与讨论:,4,、什么样的细胞会发生质壁分离?,有中央大液泡的植物细胞,即活的成熟的植物细胞,3、植物细胞发生质壁分离的原因是什么?由大小;由浅深;细,11,质壁分离与复原现象的应用,(,1,)判断细胞的死活,将待测细胞置于一系列浓度梯度的蔗糖溶液中并分别进行镜检,则细胞液浓度介于,不发生质壁分离,和,刚刚发生质壁分离,的两个浓度之间。,(,2,)测定细胞液的浓度范围,质壁分离与复原现象的应用 将待测细胞置于一系列浓,12,思考:,若将成熟的植物细胞放在一定浓度的,KNO3,溶液中,则先发生质壁分离现象,然后又发生质壁分离的复原,为什么?,KNO,3,溶液的浓度大于细胞液的浓度,细胞失水,发生质壁分离;,同时,细胞主动吸收,K,+,和,NO,3,_,,使细胞液浓度不断增大,当大于外界溶液浓度时,细胞吸水,发生质壁分离的自动复原。,思考:KNO3溶液的浓度大于细胞液的浓度,细胞失水,,13,2,、,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(),a,c,b,a,c,b,a,c,b,a,c,b,A,B,C,D,趁热打铁,1,、下列能发生质壁分离现象的细胞是,(,),A,根成熟区细胞,B,人的口腔上皮细胞,C,根尖分生区细胞,D,、死亡的叶肉细胞,C,A,2、a、b、c是三个相邻的细胞,已知a细胞液浓度 b细胞液,14,3,、在观察植物细胞的质壁分离和复原的过程中,某同学在视野中看到生活着的洋葱表皮细胞正处于如图所示状态,,a,,,b,表示该部位溶液的浓度,由此可以推测,(,),A.,可能,a,b,,细胞渗透吸水,B.a,b,,渗透系统保持动态平衡,C.a,b,,细胞渗透失水,D.,上述三种情况都可能存在,D,3、在观察植物细胞的质壁分离和复原的过程中,某同学在视野中看,15,像水分子这样,,物质以,扩散方式,进出细胞,,不消耗,细胞内化学反应所释放的,能量,,这种跨膜运输方式称为,被动运输,。,运输方向:顺浓度梯度,被动运输又分为,自由扩散,和,协助扩散,。,像水分子这样,物质以扩散方式进出细胞,不消耗细,16,三、被动运输,1,、概念:,运输方向(,顺浓度梯度,);不消耗能量,2,、自由扩散和协助扩散,(,1,)物质通过简单的,进出细胞的方式,叫做自由扩散,也叫,。,(,2,),和一些小分子有机物如,、,等,,自由地通过细胞膜。镶嵌在膜上的一些特殊的,,能够协助这些物质,跨膜运输,这些蛋白质称,为,。这种借助膜上的,进出细胞的物质扩散方式,叫做,,也叫,。,(,3,)转运蛋白可以分为,和,两种类型。载体蛋白只容,许,的分子或离子通过,而且每次转运时都会发生,;通道蛋白只容许,相适配、大小和电荷,的分子或离子通过。分子或离子通过通道蛋白时,,与通道蛋白结合。,(,4,)水分子进出细胞的方式有,和,两种。,(,5,)由于自由扩散和协助扩散都是,进行跨膜运输的,,消耗能量,因此,会直接影响物质运输的速率,但协助扩散需要,,因而某些物质运输的速率还与,有关。,三、被动运输1、概念:运输方向(顺浓度梯度);不消耗能量2、,17,(,2,)特点:,顺浓度梯度运输,不需要,转运蛋白,协助,不需要消耗细胞能量,(,3,)实例:,气体分子,如,O,2,、,CO,2,、,N,2,等,水等小分子,脂溶性小分子,如甘油、脂肪酸、乙醇,苯等,1,、自由扩散:,(,1,)概念:物质通过,简单扩散作用,进出细胞,叫做自由扩散。,(2)特点:顺浓度梯度运输 不需要转运蛋白协助不需要消耗细,18,(,2,),特点,:,顺浓度梯度运输,需要,转运,蛋白,参与,不需要消耗能量,2,、协助扩散:,(,1,)概念:,借助膜上的转运蛋白进出细胞的物质扩散方式。,转运,蛋白,(,3,)实例:红细胞吸收葡萄糖,*研究表明,水分子更多的是借助细胞膜上的水通道蛋白以协助扩散方式进出细胞的。,(2)特点:顺浓度梯度运输需要转运蛋白参与不需要消耗能量2、,19,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,(,4,)转运蛋白的类型,载体蛋白通
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