内容正文:
4.1被动运输
第4章 细胞的物质输入和输出
本节聚焦
两种被动运输的方式有什么异同?
细胞在什么情况吸水或失水?
植物细胞的质壁分离与复原现象说明什么?
①清水中滴入几滴红墨水,过一段时间,水都染上了红色。
②在清水中加入糖,一段时间,水变甜。
走 进 生 活
分子是在不停地运动的。
方向:分子从相对含量高的一侧向相对含量低的一侧运动。
在一个长颈漏斗是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。
P62 问题探讨
半透膜: 一类可以让小分子物质通过而大分子物质不能通过的多孔性薄膜的总称。
能否通过半透膜取决于分子的大小。
常见半透膜:玻璃纸,肠系膜,蛋壳膜,鱼鳔等
渗透现象:水分子或其他溶剂分子通过半透膜的扩散现象。
讨论1. 为什么漏斗液面会上升?
渗透现象示意图
多
少
渗透的总体方向:
水相对含量高
如果漏斗管足够长,管内的液面会无限升高吗?
不会,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。
进入漏斗的水分子数
从漏斗流出的水分子数
单位时间内:
水相对含量低
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;纱布孔隙大,蔗糖分子可自由通过。
条件一 :具有半透膜
讨3. 如果烧杯中不是清水,而是同样浓度的蔗糖溶液,液面高度如何变化?
液面不会升高。膜两侧浓度相同,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。
条件二 :(膜两侧)存在浓度差
纱布
讨4: 通过以上的学习,你能总结渗透现象的发生,需要满足一些什么条件呢?
水分子(或其他溶剂分子)通过 的扩散,称为渗透作用。
半透膜
概念:
1.1
发生条件:
1.2
①具有半透膜
②(膜两侧)存在浓度差
方向:
1.3
含水量高---
低浓度溶液-
--渗透压低
含水量低---
高浓度溶液-
--渗透压高
水分子是顺相对含量梯度跨膜运输。
学以致用
P79.1.下图为渗透装置示意图,一段时间后出现的现象不包括 ( )
A.漏斗内的液面升高
B.有些水分子由蔗糖溶液通过半透膜进入清水
C.有些水分子由清水通过半透膜进入蔗糖溶液
D.半透膜两侧的溶液浓度相等
D
P82.2.下图为某渗透装置在两个不同时间的状态。图甲是发生渗透作用时的初始状态,图乙是较长时间之后达到动态平衡的状态。下列有关叙述错误的是
A.图中③为半透膜,水分子能自由通过
B.图甲中溶液②的浓度大于溶液①的浓度
C.图乙中溶液①的浓度与溶液②的浓度相等
D.图甲中溶液①和溶液②的浓度差越大,
图乙中的水柱越高
C
3.如图为常见的两套渗透装置图(图中S1为0.3 mol/L的蔗糖溶液、S2为蒸馏水、S3为0.3 mol/L葡萄糖溶液;已知水和单糖能通过半透膜,但蔗糖不能通过半透膜),两装置半透膜面积相同,初始时液面高度一致,一段时间后向甲装置的长颈漏斗中加入蔗糖酶(不考虑酶对于渗透压的影响)。有关叙述错误的是( )
A.实验开始时,装置甲中漏斗液面会上升
B.漏斗中加酶后液面会上升,然后开始下降
C.装置乙的现象是S3溶液液面先上升后下降,
最终S3和S2溶液液面持平
D.若不加入酶,装置甲、乙达到渗透平衡时,
二者溶液浓度关系分别是S1=S2、S2=S3
D
1.水分子的运动规律
(1) 半透膜两侧的水分子进行双向运动,液面变化是由水分子双向运动差异所导致的。
(2)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。
2.渗透平衡≠浓度相等
渗透平衡只意味着半透膜两侧水分子移动达到平衡状态,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。渗透平衡后,溶液浓度高的一侧液面高(反之亦然,即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。
题后悟道
二、动物细胞通过渗透作用发生吸水或失水
观察现象
提出问题做出假设
水分子通过渗透作用进出细胞,
细胞膜是一层半透膜。
外界aq < 细胞质
外界aq > 细胞质
外界aq = 细胞质
寻找证据
满足渗透作用发生的条件:
具备半透膜
膜两侧的溶液具有浓度差
在显微镜下也观察到这种现象:将红细胞置于清水中,若将其分别置于生理盐水、高浓度盐溶液中,则出现以下现象。形态发生变化,发生水分子的进出。
证据1. 红细胞内的血红蛋白等有机物能透过细胞膜吗?这些有机物
相当于“问题探讨”所示装置中的什么物质?
证据2. 红细胞的细胞膜是不是相当于“问题探讨”中所说的半透膜?
3. 当外