資源簡介

　　　　　　 　4.1　　被動運輸導學案01
班級 姓名
【教學目標】
1.說明水分子進出植物細胞的原理，闡釋原生質層的選擇透過性與質壁分離及其復原的關系。
2．初步建構被動運輸的概念，能比較自由擴散和協助擴散的異同點。
3．分析細胞膜的成分、結構與物質跨膜運輸功能之間的關系，嘗試運用物質跨膜運輸的知識解決有關實際問題。
(一)　細胞吸水和失水的原理是什么
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　【預習案】
1．滲透作用
概念 (或其他溶劑分子)通過 的擴散
發生的 條件 (填圖)
方向 水分子從水的　　　　　　　　的一側向 　 的一側滲透
微點撥：滲透作用是水等溶劑分子的跨膜擴散，溶質分子的跨膜運輸不屬于滲透作用。
2．動物細胞的吸水和失水
(1)原理
半透膜 　　　　　　　相當于半透膜
濃度差 與外界溶液間具有濃度差
(2)現象(如圖)
3．植物細胞的吸水和失水
相關 圖示
半透膜 細胞膜和液泡膜以及兩層膜之間的細胞質，稱為 ，其具有選擇透過性，相當于一層半透膜
濃度差 成熟植物細胞內的液體環境主要是指液泡里面的 ，當它和外界溶液有濃度差時，細胞發生吸水或失水
【教材邊角知識發掘】
　結合教材P63圖4 1及下圖思考回答有關問題：
(1)紅細胞的細胞膜 (填“相當”或“不相當”)于一層半透膜，紅細胞發生失水或吸水取決于 。水分子通過 進出紅細胞。
(2)結合此圖分析，醫生常給脫水的病人注射生理鹽水，原因是
。
　　　　　　　　　　　　　　　　【探究案】
1.用半透膜封住長頸漏斗的口部，在長頸漏斗內注入蔗糖溶液，然后把漏斗放到清水中，使內外液面相平，一段時間后會出現液面上升的現象，這就是滲透現象。結合下圖分析滲透現象發生的條件和原理。
(1)漏斗管內的液面為什么會升高？
提示： 體積的清水中水分子數 蔗糖溶液中的水分子數。單位時間內由清水進入蔗糖溶液的水分子 。
(2)如果漏斗管足夠長，管內的液面會無限升高嗎？為什么？
提示： 。由于燒杯中與漏斗中的液體具有 ，故存在滲透壓，所以水分子有進入漏斗的趨勢；但是液面差ΔH會產生相應的壓強，當ΔH產生的 平衡時，半透膜兩側水分子的交換 ，液面將不再升高。
(3)滲透裝置中，當漏斗內溶液不再上升時，半透膜兩側的溶液濃度相同嗎？為什么？
提示： 。滲透平衡時，漏斗內液面不再上升，水分子通過半透膜的雙向擴散速率相等，但漏斗內溶液濃度 燒杯中溶液濃度。這是漏斗內液面升高產生的作用力加大阻止燒杯中水分子向漏斗擴散的緣故。
2.將家兔紅細胞甲、乙、丙(細胞內部溶液濃度相等)分別置于三種不同濃度(a、b、c)的溶液中，水分子的跨膜運輸示意圖如下(箭頭方向表示水分子的進出，箭頭粗細表示水分子進出的多少)。
(1)據圖可知，三種溶液濃度大小是 。
(2)若將家兔紅細胞放入清水中，會出現如圖所示哪種現象？請分析原因。
【拓展延伸】
1．液面上升到一定程度時，液面不再升高的原因
分析右圖可知：漏斗中的液面高于水槽中的液面，液面差為H1，由于水槽中與漏斗中的液體具有濃度差，即具有滲透壓差，所以水分子有進入漏斗的趨勢；但當H1產生的壓強與滲透壓的平衡使半透膜兩側水分子的交換速率相同時，液面不再升高。
2．影響滲透作用中液面變化的因素分析
半透膜面積的大小 半透膜兩側的濃度差
在其他條件相同的情況下，半透膜的面積越大，單位時間內進出半透膜的水量越多，液面變化越明顯 結果：VB VC，ΔhB ΔhC 在其他條件相同的情況下，半透膜兩側的濃度差越大，單位時間內進出半透膜的水量越多，液面變化越明顯 結果：VB VC，ΔhB ΔhC
注：V表示單位時間內進出半透膜的水量；Δh表示液面變化高度。
(　　 )[典例]　如圖為滲透作用實驗，開始時如圖1，a代表清水，b、c代表蔗糖溶液(蔗糖不能透過半透膜)，過一段時間后漏斗管內的液面不再發生變化，結果如圖2，H1、H2表示漏斗管內液面與清水的高度差。下列說法錯誤的是
A．圖1中b的濃度大于c的濃度
B．圖2中b的濃度等于c的濃度
C．圖1 a中水分子擴散到b的速率大于a中水分子擴散到c的速率
D．圖2 a中水分子擴散到b的速率等于b中水分子擴散到a的速率
[易錯提醒]
有關滲透作用的三個誤區
(1)半透膜兩側的水分子進行的是雙向運動，而不是單向運動，觀測到的現象是由水分子雙向運動的差別導致的液面改變。
(2)當液面高度不再變化時，半透膜兩側仍有水分子進出，且進出速率相同。但兩側溶液的濃度并不一定相同，兩側的液面高度也不一定相同。
(3)水分子通過半透膜由低濃度溶液向高濃度溶液擴散。此處的濃度是指物質的量濃度，是單位體積中微粒的多少，不是質量分數。　　
　　　　　　　　　　　　　【課堂檢測案】
1．判斷下列表述的正誤
( )(1)植物通過滲透作用從溶液中吸收K＋。
( )(2)植物細胞的原生質層由細胞膜和液泡膜組成。
( )(3)紅細胞吸水與失水的多少取決于紅細胞內外溶液濃度的差值。
( )(4)植物細胞內的液體環境主要指的是細胞質基質中的細胞液。
(　 )2.透析袋通常是由半透膜制成的袋狀容器。現將質量分數為3%的淀粉溶液裝入透析袋，再放于清水中，實驗裝置如圖所示。30 min后，會發現
A．透析袋脹大 B．試管內液體濃度減小
C．透析袋縮小 D．試管內液體濃度增大
(　 )3．將成熟的植物細胞放在溶液中能構成一個滲透系統，主要原因是
A．液泡膜內外溶液有濃度差
B．原生質層相當于一層半透膜
C．細胞壁是全透性的
D．水分可以自由出入細胞
(　 )4．下圖甲是滲透作用裝置示意圖，乙、丙兩曲線圖的橫坐標代表時間，下列敘述錯誤的是
A．圖甲所示裝置中漏斗內溶液的濃度變化可用曲線丙表示
B．水分子由半透膜外進入半透膜內的速率變化可用曲線乙表示
C．漏斗管內的液面高度變化可用曲線丙表示
D．半透膜內外溶液的濃度差可用曲線乙表示
(　 )5．如圖表示滲透作用裝置圖，其中半透膜為豬膀胱膜，圖1、3表示初始狀態，其裝置內溶液A、B、a、b濃度分別用MA、MB、Ma、Mb表示，圖2、圖4分別表示一段時間后的狀態，液面上升的高度分別為h1、h2。如果A、B、a、b均為蔗糖溶液，且MA＞MB、Ma＝Mb＞MA，則達到平衡后
A．h1＞h2，Ma＞Mb　　　　 B．h1＞h2，Ma＜Mb
C．h1＜h2，Ma＜Mb D．h1＜h2，Ma＞Mb
　4.1　　被動運輸導學案01答案
　　　　　　　　　　　　　　　　　　【預習案】
1．滲透作用：水分子　半透膜　濃度差　　半透膜　　　相對含量高　　　相對含量低　
(1)原理：細胞膜　　細胞質　
(2)現象(如圖)：　　　吸水澎漲　　失水皺縮　　　維持正常形態
3．植物細胞的吸水和失水
相關圖示 細胞壁　　　原生質層　　　細胞液
半透膜 原生質層
濃度差 細胞液，
【教材邊角知識發掘】　(1)相當　　　紅細胞內外溶液的濃度差。　滲透作用　
(2)原因是生理鹽水(質量分數為0.9%的NaCl溶液)的濃度與血漿的濃度基本一致，不會使紅細胞過度吸水或失水，可以維持紅細胞的正常形態和功能。
　　　　　　　　　　　　　　　　【探究案】
(1)提示：單位體積的清水中水分子數大于蔗糖溶液中的水分子數。單位時間內由清水進入蔗糖溶液的水分子多于由蔗糖溶液進入清水的水分子。
(2)提示：不會。由于燒杯中與漏斗中的液體具有濃度差，故存在滲透壓，所以水分子有進入漏斗的趨勢；但是液面差ΔH會產生相應的壓強，當ΔH產生的壓強與滲透壓平衡時，半透膜兩側水分子的交換速率相同，液面將不再升高。
(3)提示：不同。滲透平衡時，漏斗內液面不再上升，水分子通過半透膜的雙向擴散速率相等，但漏斗內溶液濃度仍高于燒杯中溶液濃度。這是漏斗內液面升高產生的作用力加大阻止燒杯中水分子向漏斗擴散的緣故。
2.(1)據圖可知，三種溶液濃度大小是c＜b＜a。
(2)提示：會出現如圖c所示現象。將家兔紅細胞放入清水中，由于發生滲透作用，從細胞外進入細胞內的水分子數多于從細胞內到細胞外的水分子數，因此細胞吸水。
結果：VB>VC，ΔhB＝ΔhC 結果：VB>VC，ΔhB>ΔhC
[答案]　B
　　　　　　　　　　　　　【課堂檢測案】
1．(1)(×)　　(2)(×)　　　(3)(√)　　(4)(×)
2.解析：選A　由題意可知，透析袋是由半透膜制成的袋狀容器，并且在半透膜的兩側有濃度差，水分子從水的相對含量高的一側向相對含量低的一側滲透，所以水分子會進入透析袋內，導致袋內水分增多，透析袋脹大，而淀粉不會從袋內出來，所以試管內依然是清水，濃度不變。
3．解析：選B　原生質層具有選擇透過性，相當于一層半透膜，把成熟的植物細胞放在溶液中，原生質層兩側的溶液具有濃度差，A錯誤，B正確；C、D選項的說法與題意不符。
4．解析：選A　開始時，漏斗內為質量分數為30%的蔗糖溶液，漏斗外為蒸餾水，漏斗內溶液濃度高于漏斗外溶液濃度，水分子整體表現為由膜外進入膜內，蔗糖溶液濃度降低，直至水分子進出平衡，可用曲線乙表示，A錯誤。開始時，半透膜兩側濃度差大，水分子進入半透膜內的速率較大，隨著水分子不斷進入膜內，半透膜兩側的濃度差越來越小，半透膜內外液面的高度差越來越大，當高度差產生的壓強等于膜兩側的滲透壓時，半透膜兩側達到滲透平衡，該過程中水分子進入半透膜的速率和半透膜兩側的濃度差逐漸下降，直至滲透平衡，均可用曲線乙表示，B、D正確。隨著水分子的進入，漏斗管內的液面逐漸上升，達到滲透平衡時停止，可用曲線丙表示，C正確。
5．解析：選D　由于MA＞MB、Ma＝Mb＞MA，所以兩個漏斗中的液面都會上升，由于溶液A與a的濃度差要小于溶液B與b的濃度差，所以平衡后h2>h1；同時由于圖2中進入漏斗內的水分子比圖4中相對要少，所以Ma>Mb。

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