第1课时 细胞质膜具有选择透过性
一、动物细胞的吸水和失水(以红细胞为例)
连一连:将正常形态的红细胞置于不同渗透压溶液中，判断细胞形态的变化。
二、渗透作用模拟实验装置
填一填:
(1)图中①是5%的蔗糖溶液，②是半透膜。
(2)蔗糖分子不能通过半透膜，水分子能通过半透膜从5%的蔗糖溶液向10%的蔗糖溶液扩散。 (3)物质进出具有选择作用的膜称为选择透过性膜。
三、细胞质膜具有选择透过性
1.植物细胞的渗透系统:
(1)成熟植物细胞的结构:
(2)原理和现象:
①外界溶液浓度大于细胞液浓度时，植物细胞会失水，可发生质壁分离现象。 ②外界溶液浓度小于细胞液浓度时，植物细胞会吸水，可发生质壁分离复原现象。
2.观察植物细胞的质壁分离和复原现象:
(1)发生质壁分离与复原的原因:
①原生质层具有选择透过性，水分子自由通过，蔗糖分子不能通过。
②细胞液与外界溶液之间有渗透压差。
③原生质层和细胞壁的伸缩性不同。
(2)实验过程:
制作装片:制作洋葱鳞片叶外表皮的临时装片
低倍镜观察:有一个紫大液泡，原生质层紧贴细胞壁
滴加蔗糖溶液:在盖玻片的一侧滴加蔗糖溶液，在另一侧用吸水纸吸引
低倍镜观察:观察中央液泡大小和原生质层的位置
滴加清水:在盖玻片的一侧滴加清水，在另一侧用吸水纸吸引
低倍镜观察:观察中央液泡大小和原生质层的位置
(3)实验现象:
外界 溶液 | 中央液 泡大小 | 原生质 层的位置 | 细胞 大小 | 液泡 颜精加力 |
蔗糖 溶液 稀油站 | 变小 | 与细胞 壁分离 | 基本 不变 | 变深 |
清水 | 恢复 原状 | 与细胞 壁紧贴 | 基本 不变 | 变浅 |
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3.细胞质膜对不同物质的通透性不同:
选一选:基于细胞质膜对不同物质通透性的理解，对下列实例分类:
(1)容易通过细胞质膜的是①②③⑤⑦。
(2)不容易通过细胞质膜的是④⑥⑧。
①O2 ②尿素 ③N2 ④K+
⑤乙醇 ⑥Na+ ⑦CO2 ⑧葡萄糖
渗透作用
1.渗透作用与扩散作用的比较:
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比较项目 | 渗透作用 | 扩散作用 |
区 别 | 概 念 | 水分子或其他溶剂分子通过半透膜的扩散 | 物质从相对含量多的地方到相对含量少的地方的自由运动 |
条 件 | 具有一层半透膜;半透膜两侧存在浓度差 | 两处物质相对含量不相等 |
结 果 | 通过半透膜的溶剂分子达到动态平衡 | 两处物质相对含量相等 |
联系 | 渗透作用是扩散作用的一种特殊形式 |
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特别提醒:
①渗透作用的研究对象是溶剂分子，而不是溶质分子。
②渗透平衡时仍有水分子的进出，只是水分子移动达到平衡状态。
2.渗透现象:
(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，观测到的现象是由水分子双向运动的差别所导致的液面高度的改变。 (2)液面高度差不会一直升高。分析如图可知:漏斗中的液面高于水槽中的液面，液面差为H1，由于水槽中与漏斗中的液体具有浓度差，即渗透压差，所以水分子有进入漏斗的趋势;但是H1产生的压强与渗透压的平衡使通过半透膜进出长颈漏斗的水分子数相等，液面不再升高。 (3)当液面不再升高时，长颈漏斗内外液体的浓度不相等。当水分子进出达到动态平衡时，长颈漏斗中浓度仍高于烧杯中的液体浓度。
(4)如果增加蔗糖的浓度差，最终形成的液面高度差会增大。
某同学为探究膜的通透性而设计了如图所示的渗透装置，开始时烧杯内的液面和长颈漏斗内的液面相平。在长颈漏斗内(蔗糖溶液)液面上升的过程中( )
B.水分子通过半透膜从蔗糖溶液向清水扩散的速率逐渐减慢
C.当半透膜两侧液体浓度相等时，水分子不再通过半透膜扩散
D.当半透膜两侧水分子进出速率相等时，长颈漏斗内液面最高
【思维流程】
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【解析】选D。蔗糖分子不能穿过半透膜进入烧杯，烧杯内的溶液浓度小于长颈漏斗内的溶液浓度，烧杯里的水分子进入长颈漏斗的速率大于长颈漏斗中水分子进入烧杯的速率，长颈漏斗中的液面逐渐升高伽玛;随着长颈漏斗中液面的升高，漏斗内外浓度差减小，漏斗内的重力作用加强，水分子通过半透膜从蔗糖溶液向清水扩散的速率逐渐增大，水分子通过半透膜从清水向蔗糖溶液扩散的速率逐渐减小，烧杯里的水分子进入长颈漏斗的速率与长颈漏斗中水分子进入烧杯的速率差不断减小，液面上升速度逐渐减小，当半透膜两侧水分子进出速率相等时，达到动态平衡，长颈漏斗内液面达到最高，所以D项正确。
【审答误区】本题常见的错因有两种:
(1)误认为液面上升的速率一直加快，而误选A。
(2)浓度差决定渗透速率:液面上升的速率开始时加快，这是因为此时浓度差最大，此后，随浓度差减小，液面上升速率减慢，直至降为零。
【母题追问】
(1)渗透装置漏斗液面达到平衡状态时，试比较漏斗内外侧液体浓度的高低，并分析原因。
提示:漏斗内的液体浓度高，保持向上的吸水力，当吸水力等于漏斗内液柱的压强时，达到渗透平衡。
(2)若把半透膜换成肠衣，现象一样。(填“一样”或“不一样”)
提示:肠衣相当于半透膜。
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将生鸡蛋的大头保持壳膜完好去掉蛋壳，小头开个小孔让蛋清和蛋黄流出。将蛋壳内灌入15%的蔗糖溶液，然后放在烧杯的清水中并用铅笔标上吃水线。下列分析错误的是( )
A.卵壳膜相当于渗透装置中的半透膜
B.半小时后吃水线低于烧杯的水面是由于清水渗入蛋壳所致
C.若将清水换为15%的NaCl溶液，则蛋壳先上浮后下沉
D.若将正常的线粒体放入清水中，则线粒体内膜先涨破
【解析】选D。本实验中相当于渗透装置中的半透膜的是壳膜，A正确。由于壳膜内的浓度大于外界溶液的浓度，外界清水就透过壳膜进入壳膜内的蔗糖溶液中，导致吃水线低于烧杯的水面，B正确。若将清水换为15%的NaCl溶液，由于壳膜内的浓度小于外界溶液的浓
度，壳膜内的水就透过壳膜进入壳膜外，导致蛋壳上浮;由于Na+和Cl-都可以通过半透膜，因此半透膜两侧的浓度差很快消失，壳膜外的水就透过壳膜进入壳膜内，导致蛋壳下沉，C正确。若将正常线粒体放在清水中，由于内膜向内折叠增大了膜面积，故外膜先破裂，内膜后破裂，D错误。
植物细胞的质壁分离和复原现象
1.实验应注意的问题:
(1)实验材料的选择:
①选择的材料必须是活细胞，因为只有活细胞的原生质层才具有选择透过性，否则将不会发生质壁分离和复原现象。
②要用含有大液泡的植物细胞，未形成中央大液泡的细胞靠吸胀作用吸水。例如，风干的种子、分生组织细胞等。
③细胞液最好有颜，易于观察，例如紫洋葱鳞片叶的外表皮细胞。
(2)实验试剂——蔗糖溶液:
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