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第4章第1节被动运输

细胞的物质输入和输出

【学习目标】

1.掌握渗透作用的原理，知道植物细胞是渗透系统，建立结构与功能观。

2.体验科学探究过程，培养问题意识、实验设计能力、实践操作能力、自主构建概念能力。

3.运用物质跨膜运输知识解决生产生活中的问题，培养尊重科学、实事求是的学风和团队分工合作的精神。

学习主题一渗透作用

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情境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。完成下列任务。

任务1漏斗管内的液面升高的原因：由于单位体积的清水中水分子数蔗糖溶液中的水分子数，因此单位时间内由进入的水分子数多于由进入.的水分子数。

任务2如果漏斗管足够长，管内的液面不会无限升高，原因是烧杯中与漏斗中的液体具有浓度差，即渗透压，所以水分子有漏斗的趋势；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时，半透膜两侧水分子的，液面将不再升高。

任务3如果用纱布代替玻璃纸(半透膜)，漏斗管内液面还会升高吗？

任务4如果烧杯内不是清水，而是同浓度的蔗糖溶液，漏斗液面还会升高吗？

任务5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？

任务6由以上分析确定渗透作用发生需要什么样的条件？

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渗透装置

(注：以上两个U型管中的半透膜均不允许葡萄糖、蔗糖通过),1.渗透作用的原理

(1)原理分析

(2)液面变化的判断。

①若半透膜A侧溶质可以通过半透膜，B侧溶质不能通过半透膜，则B侧液面升高。

②若半透膜两侧的溶质相同，且均不能通过半透膜，则浓度高的一侧液面升高。

③若半透膜两侧的溶质均能通过半透膜，则不存在高度差。

(3)高度差的大小决定于浓度差的大小，浓度差越大，高度差越大。

(4)浓度变化：渗透系统中，溶质不能通过半透膜时，实验刚开始浓度大的一侧达到平衡后的浓度仍大于另一侧。

2．渗透系统的溶液浓度

研究渗透作用时溶液浓度是指物质的量浓度而非质量浓度，如质量分数为10%的葡萄糖溶液和质量分数为10%的蔗糖溶液，质量浓度相同，但葡萄糖溶液的物质的量浓度大，即单位体积中溶质分子的数目多，溶剂分子的数目少，故水分子由蔗糖溶液向葡萄糖溶液移动。(见图文联动中的图4、5)

【重点笔记】

(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，观测到的现象是由双向水分子运动的差别所导致的液面改变。

(2)当半透膜两侧的溶液达到平衡时，是指两侧的水分子运动达到平衡，而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)若溶质分子能通过半透膜，则先是浓度高的一侧液面升高，随后另一侧液面上升，最后达到渗透平衡。

(4)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，而不是质量分数。

1．下列现象中属于渗透作用的是()

A．水分子通过细胞壁B．葡萄糖分子通过细胞膜

C．K＋通过细胞膜D．水分子通过细胞膜

2．如图甲烧杯中是5%的淀粉溶液，图乙烧杯中是5%的葡萄糖溶液，将装有蒸馏水(含碘液)的透析袋放入甲组烧杯中，只有蒸馏水的透析袋放入乙组烧杯中。放置12h后，观察甲组实验现象；取乙组透析袋内液体，加入斐林试剂热水浴后观察实验现象。下列叙述错误的是()

A．甲组静置12h后，透析袋外的淀粉溶液变蓝

B．甲组静置12h后，透析袋内的液体颜色变浅

C．乙组静置12h后，透析袋外的葡萄糖溶液浓度增大

D．该活动说明，葡萄糖分子和碘可以透过半透膜，而淀粉分子无法通过

3.

透析袋通常是由半透膜制成的袋状容器。现将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。30min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

4．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、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(M_(A)＞M_(B))、Ma＝Mb＞MA，则达到平衡后()

A．h1＞h2，Ma＞MbB．h1＞h2，Ma＜Mb

C．h1＜h2，Ma＜MbD．h1＜h2，Ma＞Mb

学习主题二水进出细胞的原理

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情境1如【图文联动】①②③④所示为哺乳动物成熟红细胞放在不同浓度外界