内容正文:
细胞是个开放的生命系统
在第3章学习了细胞的基本结构。细胞作为基本的生命系统,具有系统的一般特征:有边界、有系统内各组分的分工合作,有细胞核作为系统的控制中心起调控作用。同时,细胞还是一个开放的生命系统,需要时刻与外界进行物质交流、能量转换。
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思考:
1.细胞膜怎样控制物质输入和输出?
2.细胞膜对物质进出的控制与其结构又有什么联系?
糖链
膜蛋白
细胞质
细胞膜作为细胞的边界,不仅把细胞与外界环境分隔开,还具有控制物质进出的功能,即它是一种选择透过性膜。这是细胞膜的结构示意图,细胞各部分的结构与其功能是相适应的,那么,为什么细胞膜具有选择透过性呢?细胞膜是怎样控制物质输入和输出的呢?细胞膜对物质进出的控制与其结构又有什么联系?
这就是今天课程的主要内容:第四章 细胞的物质输入和输出 第一节被动运输
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4.1 被动运输
——水进出细胞的原理
一、渗透现象及分析
1.渗透装置
①烧杯(盛放一种溶液)
②漏斗(盛放另一种溶液)
③半透膜(将两种溶液分开)
①U型管左侧(盛放一种溶液)
②U型管右侧漏斗(盛放另一种溶液)
③半透膜(将两种溶液分开)
1.渗透装置
2.渗透作用
①定义:
渗透是指水分子(或其它溶剂分子)通过半透膜的扩散。
②方向:
水相对含量高 → 相对含量低
漏斗内液面升高的原因是水分子单向地从烧杯进入了漏斗?
单位时间内分子数少
单位时间内分子数多
③发生渗透的条件
②半透膜两侧存在浓度差
①具有半透膜
溶液浓度低→ 溶液浓度高
两溶液间的水分子进行双向运动,我们只是观测出由水分子双向运动的差所导致的液面改变。
单位时间由烧杯中通过半透膜进入漏斗中的水分子数>单位时间由漏斗中通过半透膜进入烧杯中的水分子数
订正学案并思考漏斗内液面会一直升高吗?
3.渗透平衡
①液面高度不发生变化,水分子双向运动速率相等,即动态平衡。
②渗透平衡时:
△h的液体重力=漏斗中溶液的吸水力
溶液S1
溶液S2
平衡前:S2>S1
S表示溶液浓度
渗透过程:S2↓ S1↑
平衡后:S2>S1
平衡后S1与S2的浓度差产生的吸水力与高度差的重力相等,S1与S2的浓度差越大,高度差就越大。
?
图A、图B分别表示渗透作用装置,据图回答下列问题:
(1)图A中渗透达到平衡,半透膜两
侧 (填“有”或“没有”)水分子
的进出。
(2)图A中,若S1、S2中溶质不能通
过半透膜,则Δh不变时,S1、
S2溶液浓度的大小关系为S1 S2(填“>”“<”或“=”)。
拓展 提升科学思维
有
>
(3)在图B所示的U型玻璃管内,左右管内分别装入质量分数相等的葡萄糖、麦芽糖溶液。初始时两管中液面相平,假设溶质分子不能透过半透膜。
①一段时间后,两管中液面的变化为左管液面 ,右管液面 (填“升高”“降低”或“不变”)。
②液面高度稳定后再同时向两管内加入等量的麦芽糖酶,两管中液面的变化分别为左管液面 ,右管液面 (填“升高”“降低”或“不变”)。
升高
降低
降低
升高
渗透系统的溶液浓度指物质的量浓度而非质量浓度
B A
如图A所示的甲、乙、丙三个渗透装置中,三个漏斗颈的内径相等,漏斗内盛有浓度相同的蔗糖溶液,且漏斗内液面高度相同,漏斗口均封以半透膜,置于同一个水槽的清水中。三个渗透装置半透膜的面积和所盛蔗糖溶液的体积不同,如下表所示。图B中曲线1、2、3表示漏斗液面高度随时间的变化情况。曲线1、2、3 与甲、乙、丙三个装置的对应关系应是( )
装置编号 甲 乙 丙
半透膜面积 S S/2 S
蔗糖溶液体积 T T 2T
A.1—乙;2—甲;3—丙
B.1—丙;2—甲;3—乙C.1—甲;2—乙;3—丙
D.1—丙;2—乙;3—甲
B
溶液体积
如图,一段时间后,两个漏斗液面高度如何?
溶液体积大,吸收水多,液面高度大。
半透膜的面积
如图,一段时间后,两个漏斗液面高度如何?
A、B两个漏斗中液体体积和浓度相同,所以最终液面高度相同,但是A漏斗的半透膜面积大,吸水快。
1.动物细胞的吸水和失水
细胞膜
细胞质
吸水膨胀
失水皱缩
动态平衡
二、动物细胞和植物细胞的吸水和失水
2.成熟植物细胞的吸水和失水
全透
小
两层膜之间的细胞质
半透膜
大
液泡
(1)当外界溶液浓度> 时,细胞失水,发生 现象。
(2)当外界溶液浓度<细胞液浓度时,细胞 ,失水的细胞发生_______
_______现象。
(3)当外界溶液浓度 细胞液浓度时,水分子进出平衡,细胞保持原态。
细胞液浓度
质壁分离
吸水
质壁分
离复原
=
思考 当在显微镜下观察到细胞处于质壁