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第1节第1课时 水进出细胞的原理
联系生活
水是如何进出细胞的？
清水泡过的青菜
很硬挺
盐腌制过的黄瓜
皱皱巴巴，还出水
吃比较咸或甜的食物，口腔和唇的黏膜会觉得比较干。
【资料】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，会出现如右图所示现象。玻璃纸（又叫赛璐玢）是一种半透膜，水分子可以自由透过它，而蔗糖分子则不能。
问题探讨
1.漏斗内的液面为什么会升高？
2.如果漏斗管足够长，管内的液面会无限升高吗？
3.如果用一层纱布代替玻璃纸，还会出现原来的现象吗？
4.如果烧杯中不是清水，而是同样浓度的蔗糖溶液，结果又会怎样？
5.尝试概括渗透作用的发生需要具备怎样的条件？
问题探讨
【讨论】
蔗糖溶液
玻璃纸（半透膜）
清水
半透膜
蔗糖分子
水分子
单位时间
进入漏斗
的水分子
数量
单位时间
从漏斗渗
出的水分子数量
渗透作用：水分子（或其他溶剂分子）通过半透膜的扩散。
1.漏斗内的液面为什么会升高？
问题探讨
蔗糖溶液
初始液面
清水
最终液面
2.如果漏斗管足够长，管内的液面会无限升高吗？
不会，当漏斗内液面升到一定高度时，漏斗内的液面会对半透膜产生一定强度的静水压，这一强度的静水压使得单位时间内，透过半透膜渗入漏斗水分子的数量与渗出漏斗水分子的数量相等。
玻璃纸
问题探讨
3.如果用一层纱布代替玻璃纸，还会出现原来的现象吗？
问题探讨
30%蔗糖溶液
纱布/不透水的塑料布
清水
不会。因为纱布不是半透膜，孔隙很大，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。
4.如果烧杯中不是清水，而是同样浓度的蔗糖溶液，结果又会怎样？
问题探讨
30%蔗糖溶液
30%蔗糖溶液
玻璃纸
单位时间透过玻璃纸进出水分子量相同，故漏斗管液面不变。
5.尝试概括渗透作用的发生需要具备怎样的条件？
问题探讨
①具有半透膜；
②半透膜两侧的溶液具有浓度差。
玻璃纸
外界溶液
蔗糖溶液
半透膜：
一类小分子物质可以通过,而大分子物质不能通过的多孔性薄膜。（物质能否通过半透膜与半透膜的孔径大小有关）
一、扩散和渗透作用
1. 渗透作用：水分子或其他溶剂分子通过半透膜的扩散。
扩散：分子从高浓度一侧向低浓度一侧运动的现象。
2.渗透作用发生的条件
半透膜
两侧的溶液具有浓度差
渗透：是一种特殊的扩散。仅指水分子等溶剂分子透过半透膜，从相对含量多的地方向相对含量少的地方扩散。
扩散：指物质从高浓度→低浓度的运动，可以通过半透膜，也可以不通过半透膜。如花香的飘散；蔗糖的溶解；氧气通过肺泡和毛细血管壁进入血液；甘油和脂肪酸被小肠上皮吸收等过程。
小组讨论：怎样区分扩散与渗透？
一、扩散和渗透作用
一、扩散和渗透作用
渗透作用中水的运输方向
含水量高
半透膜
水（溶剂）
溶液浓度低
渗透压低
含水量低
溶液浓度高
渗透压高
水分子顺相对含量的梯度跨膜运动。
总体方向：
水分子多 水分子少
溶液中溶质微粒对水的吸引力。
一、扩散和渗透作用
细胞生活在一个液体的环境中，细胞与环境的物质交换必须经过细胞膜。
水分子通过细胞膜进出细胞也是同样的原理吗？
【思考讨论】
等渗溶液
高渗溶液
低渗溶液
二、水进出动物细胞的原理
清水
10%NaCl溶液
0.9%NaCl溶液
①外界溶液溶质的浓度 < 细胞质浓度，细胞吸水膨胀；
②外界溶液溶质的浓度 > 细胞质浓度，细胞失水皱缩；
③外界溶液溶质的浓度 = 细胞质浓度，细胞形态不变 。
1.红细胞内的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？
红细胞中的有机物有的能通过细胞膜，有的不能。血红蛋白是有机大分子物质，不能透过细胞膜，它相当于“问题探讨”中的蔗糖分子。
2.红细胞的细胞膜是否相当于一层半透膜？
是。但细胞膜具有生命活性，物质通过细胞膜的方式不只是简单扩散,具有选择透过性。
【思考讨论】
二、水进出动物细胞的原理
外界溶液
细胞膜
半透膜
蔗糖溶液
细胞质基质
相当于
相当于
①红细胞与外界溶液组成了一个渗透系统。
②红细胞的细胞膜相当于一层半透膜，水分通过渗透作用进出红细胞。
二、水进出动物细胞的原理
吃腌制的咸菜，连续嗑带盐瓜子会感觉口渴，这是为什么呢？
口腔细胞失水
二、水进出动物细胞的原理
3.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？
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，有可能细胞内液浓度下降后与外界溶液的浓度达到平衡，此时，红细胞将不再吸水。
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。
二、水进出动物细胞的原理
【思考讨论】
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。
5.想一想临床上输液为什么要用生理盐水。
二、水进出动物细胞的原理
【思考讨论】
三、水进出植物细胞的原理
生活现象：
1.在青菜上放一些盐,一会儿后就可看到水分渗出。
2.对农作物施肥过多，会造成“烧苗”现象。
3.放蔫的青菜用清水浸泡一会儿后，又恢复新鲜。
植物细胞会出现渗透失水和吸水的情况吗？
三、水进出植物细胞的原理
成熟植物细胞模式图
细胞膜
细胞质
液泡膜
细胞壁(全透性)
相当于半透膜？
细胞液与外界溶液之间存在浓度差
是否满足发生渗透作用的条件：
原生质层
细胞液
半透膜
两侧的溶液具有浓度差。
三、水进出植物细胞的原理
细胞壁具有全透性，伸缩性小，不影响水分的运输。
三、水进出植物细胞的原理
质壁分离：原生质层和细胞壁分离。
细胞壁
细胞膜
细胞质
液泡膜
原生质层
细胞壁
细胞膜
细胞质
液泡膜
原生质层
将植物细胞放置于一浓度较高的溶液（0.3 g/L蔗糖溶液）中，会有怎样的变化？
H2O少
H2O多
滴加0.3 g/L
蔗糖溶液
三、水进出植物细胞的原理
细胞壁
细胞膜
细胞质
液泡膜
原生质层
细胞壁
细胞膜
细胞质
液泡膜
原生质层
将质壁分离的细胞放置于清水中，又会有怎样的变化？
质壁分离复原：原生质层恢复原状，和细胞壁再次紧贴。
H2O多
H2O少
滴加清水
滴加蔗糖溶液
滴加清水
质壁分离
质壁分离复原
归纳小结：
1.对于成熟植物细胞来说，_________相当于半透膜，其伸缩性____。
2.细胞壁是________，溶于水的物质都可以通过细胞壁，而且细胞壁的伸缩性____。
3.当外界溶液浓度大时，细胞渗透失水，原生质层缩小程度较细胞壁缩小程度____，发生___________________分离。
4.将质壁分离的细胞置于低浓度溶液中，液泡吸水，原生质层恢复原状，即发生________________。
原生质层
大
全透的
小
大
原生质层与细胞壁
质壁分离复原
1.某兴趣小组设计的简易渗透吸水装置如图甲所示，图甲中蔗糖溶液液面上升的高度与时间的关系如图乙所示，渗透平衡时漏斗内外液面差为n。下列相关叙述错误的是(　　)
A.实验开始时，b侧液体的浓度大于a侧
B.由图乙可知图甲中漏斗里溶液的吸水速率逐渐下降直至降为零
C.c处的半透膜不允许蔗糖分子通过
D.液面差达到n时，半透膜两侧无水分子进出
随堂测试
D
2.如图A、B为两套渗透装置图(图中S1为30%蔗糖溶液、S2为蒸馏水、S3为30%葡萄糖溶液)；已知葡萄糖能通过半透膜，但蔗糖不能通过半透膜，下列叙述正确的是(　　)
随堂测试
A.装置A渗透过程中水分子通过半透膜的方向是S2→S1
B.装置A达到渗透平衡后，S1溶液浓度与S2溶液浓度相等
C.装置A漏斗中溶液液面上升速率逐渐加快
D.装置B的现象是S3溶液液面先上升后下降，最终S3和S2溶液液面持平
D
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