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(共33张PPT)
第1节 被动运输(第1课时)
第4章 细胞的物质输入和输出
1. 扩散作用
糖分子的扩散现象
物质分子从高浓度区域向低浓度区域转移，直到均匀分布的现象。扩散的速率与物质的浓度梯度成正比。
一. 水进出细胞的原理
是一类可以让小分子物质(如水)通过，而较大分子物质(如蔗糖)不能通过的多孔性薄膜。
2. 半透膜:
水分子(或其他溶剂分子)通过半透膜的扩散，称为渗透作用。
3. 渗透作用:
蔗糖溶液
清水
半透膜
(玻璃纸)
动画演示渗透作用
渗透装置
蔗糖溶液
清水
半透膜
（玻璃纸）
漏斗管内液面为什么会升高？
清水 蔗糖溶液
低浓度一侧
高浓度一侧
→
水的相对含量低的一侧
水的相对含量高的一侧
→
单位时间内
液面不再上升时水分子的运动状态如何？
清水 蔗糖溶液
此时仍然有水分子进出半透膜
半透膜两侧浓度不相等
渗透装置
清水
半透膜
（玻璃纸）
蔗糖溶液
Δh
单位时间内
4. 渗透平衡
当液面不再上升时，漏斗内外的溶液浓度如何？
漏斗内溶液浓度>漏斗外溶液浓度
原因: 水柱产生的压强与水和蔗糖溶液产生的渗透压差达到平衡，使半透膜两侧水分子的交换率相等时，液面不再升高。
[易错易混]
溶液浓度指物质的量浓度而非质量浓度。如10%的葡萄糖溶液和10%的蔗糖溶液的质量浓度相等，但10%的蔗糖溶液的物质的量浓度小，故水可通过半透膜由蔗糖溶液向葡萄糖溶液移动。
如果用纱布代替玻璃纸，漏斗管内液面还会升高吗？
如果清水换成同样浓度的蔗糖溶液，漏斗管液面还会升高吗？
纱布的孔隙大，蔗糖分子也可通过，因而液面不会升高。
此时内外浓度相等，液面不会升高。
你认为渗透作用发生的条件是什么呢？
1.存在半透膜；2.半透膜两侧有浓度差
2
1
3
渗透作用
不同渗透装置中水分子运动情况及液面变化
(1)溶质不能通过半透膜的情况
①若S1溶液浓度大于S2溶液浓度:
则单位时间内由S2→S1的水分子
数 由S1→S2的，外观上表
现为S1溶液液面 ；
若S1溶液浓度小于S2溶液浓度:
则情况 ，外观上表现为S1溶液液面 。
在达到渗透平衡后，若存在如图所示的液面差Δh，
则S1溶液浓度 S2溶液浓度。
多于
上升
相反
下降
仍大于
注: S1、S2表示两种不同浓度的同一物质的溶液。
当液面上升到一定程度时，液面不再升高的原因:
分析上图可知：H1产生的压强与水和蔗糖溶液产生的渗透压差达到平衡，使半透膜两侧水分子的交换率相等时，液面不再升高。
(2)溶质能通过半透膜的情况
若S1溶液浓度大于S2溶液浓度，则最初单位时间内由S2→S1的水分子数 由S1→S2的，随着溶质的扩散，最终S1和S2溶液浓度 ，外观上表现为S1溶液液面 ，最终S1和S2溶液液面 ；
若S1溶液浓度小于S2溶液浓度，则情况 。
多于
相等
先上升后下降
持平
相反
注: S1、S2表示两种不同浓度的同一物质的溶液。
特别提醒　有关渗透作用的两个易错点
(1)水的运输特点:
无论细胞吸水还是失水，水分子通过原生质层的扩散都是双向进行的。
(2)渗透平衡的实质:
渗透平衡只意味着半透膜两侧的水分子移动到达平衡状态，
既不可看作没有水分子移动，
也不可看作两侧溶液浓度绝对相等。
【检测】如图，在U形管中部c处装有半透膜(只允许水分子通过，不允许葡萄糖和蔗糖分子通过)在a侧加入质量分数为10％的葡萄糖溶液，b侧加入质量分数为10％的蔗糖溶液，并使a、b 两侧液面高度一致。经过一段时间后，实验结果将是( )
A. a、b 两液面高度一致
B. a、b两液面高度无变化
C. a液面低于b液面
D. a液面高于b液面
D
【检测】如图中的渗透装置，若将水槽中的清水换成与蔗糖溶液等质量浓度的葡萄糖溶液，开始时的液面高度为a，如果半透膜不允许葡萄糖和蔗糖通过，则玻璃管中液面会发生怎样的变化(　　)
A.上升
B.下降
C.上升后下降
D.下降后上升
B
葡萄糖溶液
【检测】如图中的渗透装置，若将水槽中的清水换成与蔗糖溶液等质量浓度的葡萄糖溶液，开始时的液面高度为a，如果半透膜允许葡萄糖通过不允许蔗糖通过，则玻璃管中液面会发生怎样的变化(　　)
A.上升
B.下降
C.上升后下降
D.下降后上升
D
葡萄糖溶液
问题探讨
1.漏斗管内的液面为什么会升高？如果漏斗管足够长，管内的液面会无限升高吗？为什么？
烧杯中的水分子进入漏斗中导致漏斗液面升高。
事实上半透膜两侧的水分子都能通过扩散作用自由进出，但由于蔗糖溶液中水的相对含量(单位体积中的水分子数)比烧杯中的水的相对含量低，因此，烧杯中的水扩散到漏斗中的速度比漏斗中的水扩散到烧杯中的速度相对更快些，导致漏斗中水量增加，液面上升。如果漏斗管足够长，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。
问题探讨
2.如果用一层纱布代替玻璃纸，还会出现原来的现象吗？
不会，因为纱布不是半透膜，空隙很大，可溶于水的物质都能够自由通过，包括水分子和蔗糖分子都能通过。
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？
漏斗中的液面将保持不变。
细胞失水皱缩
外界溶液浓度
细胞质浓度
外界溶液浓度
细胞质浓度
保持正常形态
外界溶液浓度
细胞质浓度
细胞吸水膨胀或涨破
生理盐水
质量分数为0.9%NaCl
(1)动物细胞的吸水和失水
小于
等于
大于
蔗糖溶液
清水
半透膜
（玻璃纸）
细胞质
细胞膜
外界溶液
(1)动物细胞的吸水和失水
思考·讨论
分析图所示水进出哺乳动物红细胞的现象
1.红细胞内血红蛋白等有机物能够透过细胞膜吗？这些有机物相当于”问题探讨”所示装置中的什么物质？
红细胞中的血红蛋白是大分子有机物，不能透过细胞膜，它相当于“问题探讨”中的蔗糖分子。
思考·讨论
分析图所示水进出哺乳动物红细胞的现象
2.红细胞的细胞膜是否相当于一层半透膜？
是，是“相当于”而不是“等同”。
思考·讨论
分析图所示水进出哺乳动物红细胞的现象
3.当外界溶液的浓度低时，红细胞一定会由于吸水而涨破吗？
不一定。因为红细胞吸水膨胀后细胞内液浓度也会下降，如果外界溶液浓度不是很低，有可能细胞内液下降后外界溶液的浓度达到平衡，此时，红细胞将不再吸水。
思考·讨论
分析图所示水进出哺乳动物红细胞的现象
4.红细胞吸水或失水取决于什么条件？
取决于红细胞内外溶液的浓度差，一般情况下，浓度差越大时，细胞吸水或失水越多。
思考·讨论
分析图所示水进出哺乳动物红细胞的现象
5.想一想临床上输液为什么要用生理盐水。
因为生理盐水的浓度与血浆的浓度基本一致，血细胞不会因为过度吸水或失水而出现形态和功能上的异常。
①动物细胞与外界溶液组成了一个渗透系统
②动物细胞的细胞膜相当于一层半透膜，水分通过渗透进出细胞
b.实验结论
小结
(1)动物细胞的吸水和失水
吸水:
外界溶液的浓度小于细胞质浓度
失水:
外界溶液的浓度大于细胞质浓度
动态平衡:
外界溶液的浓度等于细胞质浓度
细胞吸水膨胀
细胞失水皱缩
细胞维持原状
【检测】若半透膜允许水分子通过，不允许蔗糖分子通过，下列关于渗透现象的说法正确的是( )
A.初始状态半透膜一侧是蔗糖，一侧是清水，渗透平衡时，半透膜两侧浓度相等
B.初始状态半透膜一侧是蔗糖，一侧是清水，渗透平衡时，半透膜两侧浓度不可能相等
C.初始状态半透膜两侧是不同浓度的蔗糖溶液，渗透平衡时，膜两侧浓度不可能相等
D.初始状态半透膜两侧是不同浓度的蔗糖溶液，渗透平衡时，半透膜两侧浓度一定相等
B
【检测】如图表示一中间隔以半透膜(只允许水分子通过)的水槽,两侧分别加入等物质的量浓度的葡萄糖溶液和麦芽糖溶液。然后在半透膜两侧加入等质量的麦芽糖酶,在加入麦芽糖酶前后M、N两侧液面的变化是( )
A.加酶前M侧液面上升，加酶后N侧液面上升并高于M侧液面
B.加酶前M侧液面上升，加酶后N侧液面上升并等于M侧液面
C.加酶前后M、N两侧液面不变
D.加酶前M、N两侧液面不变，加酶后N侧液面上升并高于M侧液面
D
【检测】(2019·郑州十校联考)图甲是人的红细胞长时间处在不同浓度的NaCl溶液中，红细胞的体积(V)与初始体积(V0)之比的变化曲线；图乙是某植物细胞在一定浓度的NaCl溶液中细胞失水量的变化情况。下列分析正确的是( )
A.从图甲可见250 mmol·L－1NaCl溶液不影响人红细胞的代谢
B.图乙中植物细胞体积会发生明显的变化，先减小后增大
C.图乙中a点细胞失水量最大，此时细胞吸水能力最小
D.人的红细胞长时间处在300 mmol·L－1NaCl溶液中可能死亡，图乙中的处理时间内细胞一直有生物活性
D
图乙中植物细胞失水量先变大后变小，之后表现为吸水，故植物细胞原生质体体积先变小后变大，植物细胞由于细胞壁的保护作用，细胞体积几乎不变，B错误；
最大
(1)典型的渗透装置必须：
①具有[ ] ；
②在其两侧的溶液具有 。
(2)设开始时内外液面齐平，一段时间后如图所示，溶液浓度[ ]>[ ]。
(3)假如［1］为清水，［2]为稀淀粉糊，［1］与［2］的液面相同。过一段时间后，[1]的液面高度比[2]的 ；若分别向[1]与[2]中各滴3滴碘液，则显蓝色的是 。
3 半透膜
浓度差
2 1
低
[2]
【检测】如图是渗透装置示意图，请依图说明:

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