遼寧省葫蘆島市高中生物 第4章 細胞的物質輸入和輸出 第1節(jié) 物質跨膜運輸?shù)膶嵗龑W案 新人教版必修1

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1、 第4章 細胞的物質輸入和輸出 第1節(jié) 物質跨膜運輸?shù)膶嵗? 【學習目標】 1.嘗試探究實驗中的“提出問題,作出假設”。 2.進行關于植物細胞吸水和失水的實驗設計。 3.初步學會植物細胞質壁分離與復原的方法。 4.舉例說出細胞膜是選擇透過性膜。 預習案 【使用說明及學法指導】 1.閱讀課本第60—64頁，獨立完成基礎知識梳理和預習自測，用時15～20分鐘； 2.不會的或有疑問的地方用雙色筆標出，留到課堂解決； 3.正課結束后及時整理導學案，進行糾錯反思。 Ⅰ.教材助讀：基礎知識梳理 一．細胞的吸水和失水 ㈠原理：滲透作用。該作用必須具備兩個條件：水往高處流。 1.具

2、有 ； 2.半透膜兩側溶液具有 。 ㈡動物細胞的吸水和失水（以紅細胞為例）：外界溶液濃度 細胞質濃度時,細胞 ； 外界溶液濃度 細胞質濃度時,細胞 ； 外界溶液濃度 細胞質濃度時,水分進出細胞處于 。 ㈢植物細胞的吸水和失水 1.結構基礎 ⑴細胞壁:　　，即水分子和溶解在水里的物質都能自由通過。? ⑵原生質層:、　以及兩層膜之間的　組成原生質層,相當于一層　　。? ⑶細胞內的液體環(huán)境:主要指液泡內的　　。? 2.發(fā)生條件:

3、成熟植物細胞中具有中央大______，成熟的植物細胞為一個滲透系統(tǒng) 3.驗證實驗——質壁分離與質壁分離的復原實驗 ⑴概念 ①質壁分離:當細胞液的濃度　　外界溶液的濃度時,細胞液中的水分就透過原生質層進入外界溶液中,使細胞壁和原生質層都出現(xiàn)一定程度的收縮。由于原生質層比細胞壁的　　，當細胞不斷失水時,　　就會與　　逐漸分離開。? ②質壁分離復原:將已發(fā)生質壁分離的細胞放在外界溶液濃度比較低的環(huán)境中時,外界溶液中的水分就透過　進入細胞液中，整個原生質層就會慢慢恢復成原來的狀態(tài)。? ⑵產生的條件：①活細胞②具有大液泡 ③具有細胞壁④外界溶液濃度與細胞液濃度之間有濃度差 二．物質跨膜運輸?shù)?/p>

4、其他實例 1.物質跨膜運輸?shù)钠渌麑嵗褐参飳﹄x子的選擇性吸收，例如：水稻和番茄對同一離子的吸收量_______，水稻和番茄對_____________的吸收量不同。? 2.細胞膜的功能特點：選擇透過性。細胞膜和其他生物膜都是_____________膜，可以讓_______自由通過，細胞選擇吸收的一些_____________也可以通過,而其他的____________________則不能通過。? 我的疑問 請將預習中不能解決的問題寫下來，供課堂解決。 探究案 Ⅰ.課內探究和知識拓展： 探究點一 滲透現(xiàn)

5、象與細胞吸水和失水 【問題1】為什么說原生質層相當于半透膜？ 提示： 【問題2】滲透作用與植物細胞的吸水和失水比較。 提示： 滲透作用模型 成熟的植物細胞與外界溶液形成滲透系統(tǒng) 圖解 基本條件 半透膜、濃度差 原生質層——選擇透過性膜 濃度差——細胞液與外界溶液之間的濃度差值 原理 水分子通過半透膜的擴散作用 水分子通過原生質層在細胞液與外界溶液之間發(fā)生擴散 水擴散方向 低濃度溶液→高濃度溶液 探究點二 探究植物細胞的吸水與失水實驗 【問題1】閱讀課本61-62頁，小組討論回答下列問題：如何設計實驗

6、來探究質壁分離和復原的過程？提示： 1．提出問題：原生質層相當于一層半透膜嗎？ 2．作出假設：原生質層相當于一層半透膜。 3．實驗原理 ⑴原生質層的伸縮性比細胞壁伸縮性大。 ⑵當外界溶液濃度大于細胞液濃度時，細胞失水，原生質層收縮進而質壁分離。 ⑶當細胞液濃度大于外界溶液濃度時，細胞吸水，使質壁分離復原。4．實驗步驟及現(xiàn)象 制作洋蔥鱗片葉外表皮臨時裝片 5．預期結果 中央液泡大小 原生質層的位置 細胞大小 蔗糖溶液 變小 原生質層脫離細胞壁 基本不變 清水 逐漸恢復原來大小 原 生質層恢復原來位置 基本不變 6．實驗現(xiàn)象 (1)質壁分離首先從細

7、胞的每個角開始。 (2)對于液泡：顏色——由淺變深；大小——由大變小。當細胞液濃度與外界溶液濃度相等時，細胞不再發(fā)生質壁分離。此時，細胞液濃度最大。 7．實驗分析---質壁分離的原因 8．實驗結論 原生質層相當于一層半透膜，成熟植物細胞能與外界溶液發(fā)生滲透作用：當外界溶液濃度大于細胞液濃度時，細胞失水，發(fā)生質壁分離；若再使外界溶液濃度小于細胞液濃度時，細胞吸水，發(fā)生質壁分離復原。 【問題2】發(fā)生了質壁分離的植物細胞可以自動復原嗎？ 提示：可以自動復原，如放在外界溶液為乙二醇、甘油、尿素、KNO3等溶液中。 【問題3】質壁分離與質壁分離的復原實驗除了可以驗證植物細胞

8、的吸水和失水，即滲透作用之外，還具有什么意義？ 提示：可以用于判定細胞是否具有活性、用于初步判斷細胞液的濃度，還可以在光學顯微鏡下觀察到細胞膜（原生質層的外界面）。 探究三 物質跨膜運輸?shù)钠渌麑嵗? 閱讀課本63-64頁，小組討論回答下列問題：是不是所有物質都像水分子一樣順著相對含量的梯度跨膜運輸？物質跨膜運輸有什么特點？ 提示： 1．實驗表明，除水以外的其他物質也可以進行跨膜運輸，有的是順相對含量梯度，如CO2、O2、甘油、乙醇等；有的不是順相對含量梯度，如Na＋、K＋、氨基酸等。而且不同植物對同一種無機鹽離子及同一植物對不同無機鹽離子的吸收不同，說明細胞膜對無機鹽離子等的吸收具有選擇

9、性。植物細胞在同一時間吸收無機鹽離子和吸收水的量不同，即吸收無機鹽和吸收水是兩個相對獨立的過程。 2．物質跨膜運輸?shù)奶攸c ⑴活細胞的細胞膜和其他生物膜都是選擇透過性膜，它的選擇透過性主要表現(xiàn)在： ①水分子可以自由通過。②被細胞選擇吸收的離子和小分子也可以通過。 ③不被細胞選擇吸收的離子和小分子、大分子不能通過細胞膜。 ⑵物質通過生物膜的跨膜運輸，有的是順相對含量梯度的，有的是逆相對含量梯度的。 ⑶細胞膜不僅僅是半透膜，還是選擇透過性膜。細胞對于物質輸入和輸出及選擇性是通過細胞膜實現(xiàn)的。 Ⅱ.我的知識網(wǎng)絡圖 Ⅲ.當堂檢測 下圖中甲、乙兩圖是滲透裝置示意圖，丙圖是根毛細胞示

10、意圖。請根據(jù)甲、乙、丙三圖回答下列問題：（甲圖是發(fā)生滲透作用的初始狀態(tài)，乙圖是發(fā)生了較長時間的滲透作用之后達到平衡的狀態(tài)） ⑴典型的滲透裝置必須具備兩個條件：①______________（指明甲圖中相應部位）；②_______________。 ⑵比較甲圖中①和②處溶液濃度的大?。篲____________________。 ⑶丙圖中⑦為___________，甲圖中的③相當于丙圖中的___________，它與丙圖中相應結構的區(qū)別是___________________。 ⑷若把根毛細胞放在0.3g/mL的蔗糖溶液中，它會出現(xiàn)___________,再放入清水中，它又出

11、現(xiàn)___________________。 ⑸若把毛細胞放在0.5g/mL的蔗糖溶液中，它會出現(xiàn)______________,過一段時間再放入清水中，此時根毛細胞與上題中放入清水中的變化一樣嗎？________________。為什么？_____________________ __________________________。 ⑹鹽堿地中的植物常出現(xiàn)萎蔫現(xiàn)象，其原因是_____________________。 ⑺若要出現(xiàn)⑷中的現(xiàn)象，應選擇怎樣的實驗材料?請舉一例。 Ⅳ. 課堂小結 1.細胞膜和其他生物膜的功能特性：都是選擇透過性膜。 2.滲透作用發(fā)生的條件：⑴半透膜

12、 ⑵膜兩側存在濃度差 細胞的吸水和失水 動物細胞 當外界濃度低于細胞質濃度，吸水膨脹甚至破裂； （細胞膜相當于半透膜） 當外界濃度高于細胞質濃度時，失水皺縮 植物細胞 界濃度高于細胞液濃度，失水發(fā)生質壁分離； （原生質層相當于半透膜） 當外界濃度低于細胞液濃度，吸水發(fā)生質壁分離復原 3.結合其他實例，細胞對物質的輸入和輸出有選擇性。 4.細胞液：液泡內的液體 5.原生質層：細胞膜、液泡膜、兩層之間的細胞質 訓練案

13、【課后練習】 1.發(fā)生質壁分離復原的植物細胞中，水分經(jīng)過的結構依次是（ ） A．細胞膜、液泡膜、細胞質、細胞壁 B．細胞壁、細胞膜、細胞質、液泡膜 C．液泡膜、細胞質、細胞膜、細胞壁 D．細胞壁、細胞膜、液泡膜、細胞質 2.人紅細胞的滲透壓與x濃度的食鹽水相當，而浸在y濃度食鹽水中的紅細胞破裂，浸在z濃度食鹽水中的紅細胞收縮。則這三種食鹽水的濃度大小依次是（ ） A. x＞y＞z B. y＞x＞z C. z＞y＞x D. z＞x＞y 3.有關原生質層的下列敘述中，正確的是（ ） A.去掉細胞壁的植

14、物裸露細胞是原生質層 B．原生質層包括細胞膜、液泡膜及兩者之間的原生質 C.原生質層包括細胞膜、細胞質及細胞核 D．組成原生質層的主要生命物質是蛋白質和核酸 4.將人體血液放置于9%食鹽溶液中制成裝片后，用顯微鏡觀察，可以發(fā)現(xiàn)血細胞呈現(xiàn)（ ） A．質壁分離 B．正常狀態(tài) C．細胞膜破壞 D．細胞皺縮 5.細胞膜的生理特性是（ ） A．具有一定的流動性 B．一種半透膜 C．有保護內部的作用D．一種選擇透過性膜 6.下列哪項不是發(fā)生質壁分離的必備條件（ ） A．細胞壁與原生質層的伸縮性不同 B．液泡的有無

15、 C．原生質層兩側的溶液具有濃度差 D．細胞核的大小 7.將紫色蘿卜的塊根切成小塊放入清水中，水的顏色無明顯變化，若進行加溫，隨著水溫的升高，水的顏色逐漸變深，分析其原因是（ 　 ） A．細胞壁在高溫中受到破壞 B．生物膜在高溫時失去了選擇透過性 C．高溫使花青素的溶解度加大 D．高溫使細胞內形成有色物質 8.在馬鈴薯中用打孔器打出兩圓柱體塊P和Q，P在蒸餾水中放1h，Q在與馬鈴薯細胞液等滲的鹽溶液（即細胞液的濃度等于外界鹽溶液的濃度）中放1h，測定處理的圓柱體是否與原來的孔剛好合適 (　　 ) A．P不合適，但Q剛好合適

16、 B．P不合適，Q也不合適 C．P和Q都精確的合適 D．P精確的合適，Q不精確的合適 9.植物細胞的質壁分離過程中，與細胞壁分離的是（　 ） A．細胞核 B．原生質層 C．細胞質 D．液泡膜 10.對植物細胞質壁分離和復原實驗進行分析，下列敘述中得不到證實的是( ) A.原生質層具有選擇透過性 B.細胞處于生活狀態(tài)或已死亡 C.細胞液和周圍溶液的關系 D.溶質分子進出細胞的方式 11.用完全培養(yǎng)液在兩個相同容器內分別培養(yǎng)水稻和番

17、茄苗，一段時間后，測定培養(yǎng)液中各種離子與實驗開始時各種離子濃度之比如圖所示。該實驗的結果不能說明（ ） A.不同植物對各種離子的需要量是不同的B.與番茄相比，水稻對Si4＋需要量大，對Ca2＋需要量小 C.水稻細胞吸水的相對速度比吸收Mg2＋、Ca2＋快D.植物對各種離子的吸收速率與溶液中離子濃度有關 11.請完成原生質層的構成圖解。 12.以下是簡單的實驗流程: 制作洋蔥鱗片葉臨時裝片高倍鏡下觀察滴0.3 g/mL 的蔗糖溶液高倍鏡下觀察滴清水高倍鏡下觀察結論。其中②過程中可觀察到細胞有兩方面的變化,它們是什么?請繪出一個處于②過程中洋蔥鱗片葉結構示

18、意圖。 【課后作業(yè)】課本第64頁一，學生練習冊相對應習題。 課題 第4章 細胞的物質輸入和輸出 第1節(jié) 物質跨膜運輸?shù)膶嵗? 當堂檢測 ⑴有③半透膜 ①與②有濃度差 ⑵②大于① ⑶原生質層 ⑦ 無活性，只允許比半透膜孔徑小的分子通過 ⑷質壁分離 質壁分離復原 ⑸質壁分離 不一樣 外界溶液濃度過高，細胞失水過多而死亡 ⑹土壤溶液濃度過高，植物的根不能正常從土壤吸收水分，而蒸騰作用又散失水分 ⑺活的、成熟的植物細胞，如洋蔥鱗片葉表皮細胞 【課后練習】 1.B 2.D 3.B 4.D 5.D 6.D 7.B 8.A 9.B 10.D 11.D 12.①細胞壁 ②細胞膜 ③細胞質 ④液泡膜 ⑤細胞液 13.一是中央大液泡逐漸變小、顏色變深；二是原生質層與細胞壁逐漸分離 圖略 - 9 -