师：来上课。同学们好，请坐。通过第三章我们学习了细胞的基本结构，知道系统的边界是细胞膜，遗传和代谢的控制中心是细胞核，还有各种分工合作的细胞器。课下要求大家建构细胞膜的模型，大家做得非常好，我们来展示一下作品。模型建构首先要考虑科学性，这幅图解旁边标注较小，我们放大一下，方便大家看清。大家看看这部模型作品，拿到手后可以怎样完善呢？李天起，你来说说。
生：我觉得磷脂分子中间有一根贯穿的牙签，用来固定两个磷脂分子，但实际上磷脂分子只有两条尾部，中间这根牙签容易让人误以为有三条尾部，这里不太严谨，应该把中间那根去掉。还有，图例上标注橙色和蓝色的均为糖蛋白，但事实上糖蛋白是糖分子与蛋白质结合才形成的，图中标的其实只有糖分子，并非糖蛋白，这里也不严谨。
师：还有吗？
生：没有了。
师：请坐。李天曲同学提了两点，一是磷脂分子应具备两条尾部，用牙签固定看起来像三条尾部，可做适当调整；二是蓝色和橘黄色标注的应是糖类分子，但图中标的却是糖蛋白，糖类需跟蛋白质结合才是糖蛋白。如果这个模型构建的是动物细胞，还需要添加上什么固醇呢？
生：胆固醇。
师：正确。我们来看下一幅绘图作品，这幅图归纳得非常好，把蛋白质以三种方式分布在磷脂双分子层当中，且蛋白质分子和磷脂分子都是可以运动的，这与细胞膜物质的输入和输出有很大关系。有关细胞膜控制细胞物质的输入和输出，就是第四章的相关内容，也是我们接下来要学习的。今天我们先来以水分为例，学习第一节被动运输。大家先看课本62页的问题探讨。
课本62页的问题探讨，有这样一个图解：烧杯里装的是清水，漏斗里装的是蔗糖溶液，漏斗口封的是玻璃纸，也叫半透膜。课本解释说，半透膜允许水分子通过，但蔗糖分子不能通过。根据这个信息，课本提了三道讨论题，这三道讨论题可转化为三组实验探究。第一组，漏斗内侧是蔗糖，外侧是清水，阻隔的是玻璃纸；第二组，内侧是蔗糖，外侧是清水，替换成纱布；第三组，内外侧都是等浓度的蔗糖溶液，封口处是玻璃纸。
现在老师问，这个实验中页面会怎么变化？现象是什么？老师在桌面上给大家配备了相关实验材料和用具，大家需利用这些材料做一个简单装置，探究这三组实验中页面究竟如何变化。操作前，要先保证页面初始时是相平衡的，之后观察页面是上升、下降还是不变。给大家5分钟左右时间进行实验探究。
师：我看有好几组已经可以看到现象了。投屏上这一组，叶伟杰，你跟大家说一下你做的这几组相关的现象是什么。这组是哪一组？
生：这组外面是蔗糖。
师：对，这组外面是蔗糖，画面有点模糊。你看到的现象是什么？跟大家说一下。
生：漏斗里面的页面和外面的页面几乎没有变化。
师：接着这组呢？
生：这组里面装的是清水，漏斗里面的页面比放进去之前稍微上升了一点。
师：能看到现象是稍微升高了，一小部分，对吧？那这组呢？
生：这组外侧是清水，漏斗里面放的是蔗糖，但是用纱布包裹，替换了玻璃纸。
师：这一组你看到什么现象？
生：这组在加入溶液的过程中，直接发生了扩散，页面是平的。
师：页面是平的吗？你确定看到页面是平的吗？
生：漏斗内的页面稍微比外面的页面高一点。
师：对，漏斗内的页面会稍微比外面高一点。正常情况下换成纱布，水和蔗糖分子都能通过，加进去后内外溶液浓度应该相等，但为什么里面会稍微偏高一点点呢？
生：我们猜想可能跟气压有点关系。
师：这涉及到物理中的毛细现象，因为玻璃管管径比较小，放到水里面，页面会比外界稍微高一点点。如果换成水银，页面就会稍微低一点点。请坐。
我们看大家刚才表述的这三组实验现象，第一组页面会稍微上升，第二组和第三组页面应该保持不变，但由于毛细现象，第二组漏斗内页面会比外面稍微高一点。如果时间延长，5个小时后，第一组实验，内部是蔗糖溶液，外部是清水，5分钟后会略微上升，30分钟后上升相对明显，1.5个小时后页面变化就很明显了。第三组实验，内外是等浓度的蔗糖溶液，随着时间变化，页面基本维持不变。
现在我们来解释一下这些现象，以及课本题目中问到的相关内容。第一个小题，漏斗内的页面为什么会升高？
生：我们组实验后猜想，是烧杯中水分子进入了漏斗中，导致漏斗液面升高。
师：很好，烧杯中的水进到漏斗里面，所以漏斗液面上升。那漏斗中的水会倒到烧杯中去吗？
生：不会。
师：这里提到半透膜，半透膜允许水分子通过，水分子相对蔗糖分子是小分子，蔗糖分子是大分子，水是小分子能通过，大分子不能通过的多孔性薄膜就是半透膜。蔗糖分子比半透膜孔径大，无法通过半透膜；水比半透膜孔径小，可以相互渗透，既能从烧杯到漏斗，也能从漏斗到烧杯。现在上侧表示漏斗是蔗糖溶液，下侧烧杯是清水，这种情况下漏斗液面上升，而水分是相互渗透的，为什么最终页面还会上升呢？请坐，前面同学补充一下。
生：因为单位时间内，由外侧进入内侧的水分子数比从内侧进入外侧的水分子数多。
师：非常好，所以页面会上升。请坐。考虑单位时间内水分扩散速率问题，从漏斗到烧杯的水相对较少，从烧杯到漏斗的水相对较多，所以漏斗页面上升。接着往下，下一个问题，如果漏斗足够长，管内页面会不会无限升高呢？大家觉得不会，为什么？
生：因为页面上升到一定高度后，水柱会产生一个向下的压力，会加速漏斗内水分向外扩散的速度，也会减缓外面水分子进入漏斗的速度，最终达到平衡。
师：非常好。除了考虑浓度差异，页面高度对半透膜有一定压力，压力会使漏斗到烧杯的水速率加快，烧杯到漏斗的水速率减慢，到达某平衡点，水分进出平衡，页面就不再上升了。依据我们的解释，来完善这幅图解。周克红，你上来用箭头表示水分子进出半透膜，把第三幅图解表示出来。你跟大家解释一下，为什么这么画水分子的进出方向？
生：因为有高度差的时候，内外有浓度差，高度差会产生向下的压力，抑制水分子进入漏斗的速度，同时加快里面水分子向外扩散速度，所以画两个箭头。
师：跟第三幅图解对比一下。
生：第三组没有高度差，且内外渗透压相同，所以水分子扩散速度也相同。