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第4章 物质的输入和输出
第1节 被动运输
第2节 主动运输与胞吞胞吐
问题探讨
半透膜：让小分子（水分子）通过而大分子（蔗糖）不能通过的一类多孔性薄膜的总称(如：膀胱膜、玻璃纸、卵壳膜)
在一个长颈漏斗的漏斗口外密封上一层玻璃纸，往漏斗内注入蔗糖溶液，然后将漏斗浸入盛有清水的烧杯中，使漏斗管内外的液面高度相等。过一段时间后，会出现所示现象。
动画演示
问题1.
漏斗内的液面为什么会升高？
单位时间内进入漏斗的水分子数量大于从漏斗渗出的水分子数量。
易错提醒1：水分子的移动是双向的
1.若漏斗管足够长，液面会无限升高吗？
不会，当漏斗内渗透压 = 液柱的压力，水分子进出达到动态平衡，液面将不再上升。
补充：当漏斗管内的液面不再升高时，还有水分子移动吗？半透膜两侧溶液的浓度大小一样吗？
30%蔗糖溶液
清水
30%蔗糖溶液
玻璃纸
纱布/不透水的塑料布
2.如果用纱布代替玻璃纸，漏斗管内的液面会不会升高？为什么？
不会。纱布是全透性的，水分子和蔗糖分子都能通过。
3.如果烧杯内不是清水，而是同等浓度的蔗糖溶液，漏斗管内的液面会不会升高？为什么？
不会。半透膜两侧溶液的浓度相等时，单位时间内透过半透膜进入长颈漏斗的水分子数量等于渗出的水分子数量。
A
B
1.渗透作用概念:
2.渗透作用发生条件:
①具有半透膜
②半透膜两侧溶液存在浓度差
3.渗透作用中水的运输方向：从水相对含量高的一侧向相对含量低的一侧
水分子或其他溶剂分子透过半透膜的扩散
探究一、渗透作用
指溶质颗粒的物质的量浓度，不是质量浓度。
4 原理:
溶液A浓度﹤溶液B，水分子从 移动
溶液A浓度﹥溶液B，水分子从 移动
溶液A浓度 ＝ 溶液B，水分子从 移动
B
A
A
B
A
B
扩散：分子从高浓度一侧向低浓度一侧运动，最终均匀分布的现象。
渗透作用：水分子或其他溶剂分子通过半透膜的扩散。(渗透是一种特殊的扩散)
图1 扩 散
图2 渗 透
半透膜
比较扩散和渗透作用
×
×
解析：两溶液间的水分子进行双向运动，实际观察到的只是水分子双向运动差异所导致的液面变化。
解析：当液面高度不再变化时，水分子仍进出半透膜，但进出达到平衡。
×
(1)渗透作用是扩散的一种特殊形式(　　)
√
(2)漏斗内液面升高的原因是：水分子只能通过半透膜进入漏斗内(　　)
(3)液面高度不再变化时，即达到渗透平衡状态，此时水分子不再进出半透膜(　　)
(4)水分子进出达到平衡状态时，半透膜两侧的溶液浓度相同（ ）
解析：渗透平衡后，溶液浓度高的一侧液面高(液面高的一侧溶液浓度也高)；浓度差越大，液面高度差也越大。
探究一、渗透作用
细胞吸水膨胀
细胞失水皱缩
细胞保持正常状态
外界溶液浓度_____细胞质浓度
外界溶液浓度____细胞质浓度
低于
等于
外界溶液浓度_____细胞质浓度
高于
低渗溶液
等渗溶液
高渗溶液
探究二、水进出细胞的原理1 动物细胞
动物细胞与外界溶液组成了一个渗透系统
②细胞内溶液与外界溶液存在浓度差
①细胞膜相当于一层半透膜
外界溶液
细胞膜
半透膜
蔗糖溶液
细胞质
相当于
相当于
探究二、水进出细胞的原理1 动物细胞
3.当外界溶液浓度低时。红细胞一定会由于吸水而涨破吗？
4.红细胞吸水或失水取决于什么条件？
不一定，浓度差很大时会涨破，浓度差较小时不会涨破。
细胞膜相当于一层半透膜、细胞内外溶液浓度差。浓度差越大细胞吸水或失水越多。
当你吃比较咸的食物时，例如吃腌制的咸菜，连续嗑带盐的瓜子时，你的口腔和唇的黏膜会有什么感觉？
探究二、水进出细胞的原理1 动物细胞
对农作物施肥过多，会造成“烧苗”现象。
将有些萎蔫的菜叶浸泡在清水中，不久，菜叶就会变的硬挺。
盐腌制过的黄瓜,皱皱巴巴，还出水。
探究二、水进出细胞的原理1 植物细胞
液泡膜
细胞质
原生质层
细胞壁
（全透性、伸缩性小）
细胞膜
成熟的植物细胞的结构
植物细胞内的液体环境主要指的是液泡内的细胞液。
水进出植物细胞主要指水通过原生质层进出液泡
细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质。
（伸缩性大）
探究二、水进出细胞的原理1 植物细胞
探究二、水进出细胞的原理1 植物细胞
提出问题：
做出假设：
原生质层相当于一层半透膜。
原生质层相当于一层半透膜吗？
选材: . 内表皮细胞观察需要染色。
紫色洋葱鳞片叶外表皮
黑藻细胞可以直接观察，因为细胞质是绿色的！
种子和分生区没有大液泡不可以！
② 吸水纸
① 0.3g/mL的蔗糖溶液（高渗溶液）
③ 清水（低渗溶液）
探究二、水进出细胞的原理1 植物细胞
制作紫色洋葱鳞片叶外表皮临时装片
低倍显微镜下观察
0.3g/ml的蔗糖溶液
吸水纸引流
重复几次
低倍显微镜下观察
滴放清水
吸水纸引流
低倍显微镜下观察
重复几次
实验步骤：
前后自身对照
探究二、水进出细胞的原理1 植物细胞
外界溶液 液泡大小 原生质层的位置 细胞大小
蔗糖溶液
清水
变小
与细胞壁分离
与细胞壁重新贴合
变大
基本不变
基本不变
细胞体积基本不变
正常植物细胞
实验结果：
实验结论：
(1)植物细胞的原生质层相当于一层半透膜；
(2)植物细胞也是通过渗透作用吸水和失水的。
探究二、水进出细胞的原理1 植物细胞
1.滴0.3g/ml的蔗糖溶液时，看到什么现象？液泡的体积与颜色有什么变化？
2.再滴清水时，看到什么现象？为什么？
3.如果低加清水后，未发生质壁分离复原，可能是什么原因？
质壁分离;液泡体积变小，颜色变深
质壁分离复原；
内因：因为细胞壁的伸缩性小于原生质层，且原生质层相当于一层半透膜
外因：原生质层外溶液浓度小于细胞内溶液浓度
外界溶液浓度过高导致细胞失水过多，死去
探究二、水进出细胞的原理1 植物细胞
4. 有没有溶液可以使得细胞发生质壁分离之后自动复原？
5.哪些试剂不适合作为质壁分离复原的材料？
6.此实验要求细胞始终处于什么状态？
葡萄糖、KNO3、NaCl、尿素、乙二醇、甘油等；因为溶质分子会进入细胞，使得外界溶液浓度降低而细胞内部溶液浓度上升。
盐酸、酒精等溶液会伤害细胞，故不能作为实验材料
活细胞
质壁分离现象可以作为判断细胞死活的标志！
判断成熟植物细胞的死活
测定细胞液浓度范围
待测成熟植物细胞
一定浓度
蔗糖溶液
镜检
发生质
壁分离
无质壁
分离
活细胞
死细胞
待测成熟植物细胞
一系列浓度梯度的蔗糖溶液
镜检
细胞液浓度介于未发生质壁分离和刚发生质壁分离的两蔗糖溶液浓度之间
1
2
3
比较不同植物细胞的细胞液浓度
比较未知浓度溶液的浓度大小
不同植
物细胞
同一浓度蔗糖溶液
镜检
发生质壁分离所需时间越短，细胞液浓度越小，反之则细胞液浓度越大
同一植物的
相同成熟细胞
未知
浓度的溶液
镜检
发生质壁分离所需时间越短，未知溶液的浓度越大，反之则未知溶液的浓度越小
4
5
鉴别不同种类的溶液（如KNO3溶液和蔗糖溶液）
成熟植
物细胞
不同种
类溶液
镜检
只发生
质壁分离
质壁分离
后自动复原
溶质不能透过半透膜（如蔗糖溶液）
溶质能透过半透膜（如KNO3溶液）
液泡(细胞液)
细胞壁
原生质层
外界溶液(不是细胞质)
A ,
B ,
C ,
D .
1.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右图所示的状态。a、b表示该部位的溶液浓度，由此可推测(　　)
A．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．上述三种情况都有可能
D
2.某科研小组设计如图所示的渗透装置，其中蔗糖不能透过半透膜，漏斗内溶液(S1)和漏斗外溶液(S2)为两种不同浓度的蔗糖溶液，液面不动(渗透平衡)时液面差为Δh。下列说法正确的是(　　)
A．渗透平衡后S1和S2浓度的大小关系为S1＝S2
B．渗透平衡后无水分子通过半透膜
C．漏斗中溶液液面上升速率逐渐加快
D．向漏斗内加适量清水Δh将变小
D
实战演练
3．胭脂红是一种水溶性的大分子食用色素，呈红色。用无色洋葱鳞片叶表皮制备“观察细胞质壁分离及复原实验”的临时装片时，可用高浓度(质量浓度为0.075 g/mL)的胭脂红溶液作为外界溶液，观察细胞的变化。下列有关实验操作和结果的叙述，正确的是(　　)
A．细胞发生质壁分离现象时，表皮细胞的液泡为红色
B．细胞发生质壁分离复原现象时，表皮细胞内的无色区域变大
C．用不同浓度的胭脂红溶液处理细胞后，均能观察到质壁分离和复原现象
D．当质壁分离不能复原时，细胞仍具有正常生理功能
实战演练
B

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