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　　　　　　 　4.1　　被动运输导学案01
班级 姓名
【教学目标】
1.说明水分子进出植物细胞的原理，阐释原生质层的选择透过性与质壁分离及其复原的关系。
2．初步建构被动运输的概念，能比较自由扩散和协助扩散的异同点。
3．分析细胞膜的成分、结构与物质跨膜运输功能之间的关系，尝试运用物质跨膜运输的知识解决有关实际问题。
(一)　细胞吸水和失水的原理是什么
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　【预习案】
1．渗透作用
概念 (或其他溶剂分子)通过 的扩散
发生的 条件 (填图)
方向 水分子从水的　　　　　　　　的一侧向 　 的一侧渗透
微点拨：渗透作用是水等溶剂分子的跨膜扩散，溶质分子的跨膜运输不属于渗透作用。
2．动物细胞的吸水和失水
(1)原理
半透膜 　　　　　　　相当于半透膜
浓度差 与外界溶液间具有浓度差
(2)现象(如图)
3．植物细胞的吸水和失水
相关 图示
半透膜 细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质，称为 ，其具有选择透过性，相当于一层半透膜
浓度差 成熟植物细胞内的液体环境主要是指液泡里面的 ，当它和外界溶液有浓度差时，细胞发生吸水或失水
【教材边角知识发掘】
　结合教材P63图4 1及下图思考回答有关问题：
(1)红细胞的细胞膜 (填“相当”或“不相当”)于一层半透膜，红细胞发生失水或吸水取决于 。水分子通过 进出红细胞。
(2)结合此图分析，医生常给脱水的病人注射生理盐水，原因是
。
　　　　　　　　　　　　　　　　【探究案】
1.用半透膜封住长颈漏斗的口部，在长颈漏斗内注入蔗糖溶液，然后把漏斗放到清水中，使内外液面相平，一段时间后会出现液面上升的现象，这就是渗透现象。结合下图分析渗透现象发生的条件和原理。
(1)漏斗管内的液面为什么会升高？
提示： 体积的清水中水分子数 蔗糖溶液中的水分子数。单位时间内由清水进入蔗糖溶液的水分子 。
(2)如果漏斗管足够长，管内的液面会无限升高吗？为什么？
提示： 。由于烧杯中与漏斗中的液体具有 ，故存在渗透压，所以水分子有进入漏斗的趋势；但是液面差ΔH会产生相应的压强，当ΔH产生的 平衡时，半透膜两侧水分子的交换 ，液面将不再升高。
(3)渗透装置中，当漏斗内溶液不再上升时，半透膜两侧的溶液浓度相同吗？为什么？
提示： 。渗透平衡时，漏斗内液面不再上升，水分子通过半透膜的双向扩散速率相等，但漏斗内溶液浓度 烧杯中溶液浓度。这是漏斗内液面升高产生的作用力加大阻止烧杯中水分子向漏斗扩散的缘故。
2.将家兔红细胞甲、乙、丙(细胞内部溶液浓度相等)分别置于三种不同浓度(a、b、c)的溶液中，水分子的跨膜运输示意图如下(箭头方向表示水分子的进出，箭头粗细表示水分子进出的多少)。
(1)据图可知，三种溶液浓度大小是 。
(2)若将家兔红细胞放入清水中，会出现如图所示哪种现象？请分析原因。
【拓展延伸】
1．液面上升到一定程度时，液面不再升高的原因
分析右图可知：漏斗中的液面高于水槽中的液面，液面差为H1，由于水槽中与漏斗中的液体具有浓度差，即具有渗透压差，所以水分子有进入漏斗的趋势；但当H1产生的压强与渗透压的平衡使半透膜两侧水分子的交换速率相同时，液面不再升高。
2．影响渗透作用中液面变化的因素分析
半透膜面积的大小 半透膜两侧的浓度差
在其他条件相同的情况下，半透膜的面积越大，单位时间内进出半透膜的水量越多，液面变化越明显 结果：VB VC，ΔhB ΔhC 在其他条件相同的情况下，半透膜两侧的浓度差越大，单位时间内进出半透膜的水量越多，液面变化越明显 结果：VB VC，ΔhB ΔhC
注：V表示单位时间内进出半透膜的水量；Δh表示液面变化高度。
(　　 )[典例]　如图为渗透作用实验，开始时如图1，a代表清水，b、c代表蔗糖溶液(蔗糖不能透过半透膜)，过一段时间后漏斗管内的液面不再发生变化，结果如图2，H1、H2表示漏斗管内液面与清水的高度差。下列说法错误的是
A．图1中b的浓度大于c的浓度
B．图2中b的浓度等于c的浓度
C．图1 a中水分子扩散到b的速率大于a中水分子扩散到c的速率
D．图2 a中水分子扩散到b的速率等于b中水分子扩散到a的速率
[易错提醒]
有关渗透作用的三个误区
(1)半透膜两侧的水分子进行的是双向运动，而不是单向运动，观测到的现象是由水分子双向运动的差别导致的液面改变。
(2)当液面高度不再变化时，半透膜两侧仍有水分子进出，且进出速率相同。但两侧溶液的浓度并不一定相同，两侧的液面高度也不一定相同。
(3)水分子通过半透膜由低浓度溶液向高浓度溶液扩散。此处的浓度是指物质的量浓度，是单位体积中微粒的多少，不是质量分数。　　
　　　　　　　　　　　　　【课堂检测案】
1．判断下列表述的正误
( )(1)植物通过渗透作用从溶液中吸收K＋。
( )(2)植物细胞的原生质层由细胞膜和液泡膜组成。
( )(3)红细胞吸水与失水的多少取决于红细胞内外溶液浓度的差值。
( )(4)植物细胞内的液体环境主要指的是细胞质基质中的细胞液。
(　 )2.透析袋通常是由半透膜制成的袋状容器。现将质量分数为3%的淀粉溶液装入透析袋，再放于清水中，实验装置如图所示。30 min后，会发现
A．透析袋胀大 B．试管内液体浓度减小
C．透析袋缩小 D．试管内液体浓度增大
(　 )3．将成熟的植物细胞放在溶液中能构成一个渗透系统，主要原因是
A．液泡膜内外溶液有浓度差
B．原生质层相当于一层半透膜
C．细胞壁是全透性的
D．水分可以自由出入细胞
(　 )4．下图甲是渗透作用装置示意图，乙、丙两曲线图的横坐标代表时间，下列叙述错误的是
A．图甲所示装置中漏斗内溶液的浓度变化可用曲线丙表示
B．水分子由半透膜外进入半透膜内的速率变化可用曲线乙表示
C．漏斗管内的液面高度变化可用曲线丙表示
D．半透膜内外溶液的浓度差可用曲线乙表示
(　 )5．如图表示渗透作用装置图，其中半透膜为猪膀胱膜，图1、3表示初始状态，其装置内溶液A、B、a、b浓度分别用MA、MB、Ma、Mb表示，图2、图4分别表示一段时间后的状态，液面上升的高度分别为h1、h2。如果A、B、a、b均为蔗糖溶液，且MA＞MB、Ma＝Mb＞MA，则达到平衡后
A．h1＞h2，Ma＞Mb　　　　 B．h1＞h2，Ma＜Mb
C．h1＜h2，Ma＜Mb D．h1＜h2，Ma＞Mb
　4.1　　被动运输导学案01答案
　　　　　　　　　　　　　　　　　　【预习案】
1．渗透作用：水分子　半透膜　浓度差　　半透膜　　　相对含量高　　　相对含量低　
(1)原理：细胞膜　　细胞质　
(2)现象(如图)：　　　吸水澎涨　　失水皱缩　　　维持正常形态
3．植物细胞的吸水和失水
相关图示 细胞壁　　　原生质层　　　细胞液
半透膜 原生质层
浓度差 细胞液，
【教材边角知识发掘】　(1)相当　　　红细胞内外溶液的浓度差。　渗透作用　
(2)原因是生理盐水(质量分数为0.9%的NaCl溶液)的浓度与血浆的浓度基本一致，不会使红细胞过度吸水或失水，可以维持红细胞的正常形态和功能。
　　　　　　　　　　　　　　　　【探究案】
(1)提示：单位体积的清水中水分子数大于蔗糖溶液中的水分子数。单位时间内由清水进入蔗糖溶液的水分子多于由蔗糖溶液进入清水的水分子。
(2)提示：不会。由于烧杯中与漏斗中的液体具有浓度差，故存在渗透压，所以水分子有进入漏斗的趋势；但是液面差ΔH会产生相应的压强，当ΔH产生的压强与渗透压平衡时，半透膜两侧水分子的交换速率相同，液面将不再升高。
(3)提示：不同。渗透平衡时，漏斗内液面不再上升，水分子通过半透膜的双向扩散速率相等，但漏斗内溶液浓度仍高于烧杯中溶液浓度。这是漏斗内液面升高产生的作用力加大阻止烧杯中水分子向漏斗扩散的缘故。
2.(1)据图可知，三种溶液浓度大小是c＜b＜a。
(2)提示：会出现如图c所示现象。将家兔红细胞放入清水中，由于发生渗透作用，从细胞外进入细胞内的水分子数多于从细胞内到细胞外的水分子数，因此细胞吸水。
结果：VB>VC，ΔhB＝ΔhC 结果：VB>VC，ΔhB>ΔhC
[答案]　B
　　　　　　　　　　　　　【课堂检测案】
1．(1)(×)　　(2)(×)　　　(3)(√)　　(4)(×)
2.解析：选A　由题意可知，透析袋是由半透膜制成的袋状容器，并且在半透膜的两侧有浓度差，水分子从水的相对含量高的一侧向相对含量低的一侧渗透，所以水分子会进入透析袋内，导致袋内水分增多，透析袋胀大，而淀粉不会从袋内出来，所以试管内依然是清水，浓度不变。
3．解析：选B　原生质层具有选择透过性，相当于一层半透膜，把成熟的植物细胞放在溶液中，原生质层两侧的溶液具有浓度差，A错误，B正确；C、D选项的说法与题意不符。
4．解析：选A　开始时，漏斗内为质量分数为30%的蔗糖溶液，漏斗外为蒸馏水，漏斗内溶液浓度高于漏斗外溶液浓度，水分子整体表现为由膜外进入膜内，蔗糖溶液浓度降低，直至水分子进出平衡，可用曲线乙表示，A错误。开始时，半透膜两侧浓度差大，水分子进入半透膜内的速率较大，随着水分子不断进入膜内，半透膜两侧的浓度差越来越小，半透膜内外液面的高度差越来越大，当高度差产生的压强等于膜两侧的渗透压时，半透膜两侧达到渗透平衡，该过程中水分子进入半透膜的速率和半透膜两侧的浓度差逐渐下降，直至渗透平衡，均可用曲线乙表示，B、D正确。随着水分子的进入，漏斗管内的液面逐渐上升，达到渗透平衡时停止，可用曲线丙表示，C正确。
5．解析：选D　由于MA＞MB、Ma＝Mb＞MA，所以两个漏斗中的液面都会上升，由于溶液A与a的浓度差要小于溶液B与b的浓度差，所以平衡后h2>h1；同时由于图2中进入漏斗内的水分子比图4中相对要少，所以Ma>Mb。

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