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1、第1节 物质跨膜运输的实例【学习目标】1.举例说出细胞膜是选择透过性膜。2.尝试从生活现象中提出问题、作出假设、验证假设3.进行关于植物细胞吸水和失水的实验设计和操作。【学习重点】举例说出细胞膜是选择透过性膜【学习难点】细胞吸水和失水的原理；尝试提出问题，作出假设【知识点自主学习】 活动一：联系生活实际,感受细胞的吸水和失水（1）你吃比较咸的食物时，例如腌制的咸菜、连续嗑带盐的瓜子等，你的口腔和唇的黏膜会有什么感觉？为什么？（2）凉拌西红柿时，常常要放一些糖，过一段时间后就可见有水分渗出，（或当你把白菜剁碎准备做馅时，常常要放一些盐，过一段时间后也可见有水分渗出，）这些水分是从哪里来的？（3）
2、蔫了的青菜叶放入清水中浸泡一段时间后，会有什么变化？为什么？活动二：感受扩散与渗透（一）（感受生活中的实例）花香的飘散；蔗糖的溶解等。（思考）1、水分进出细胞与上述实例有何不同？ 2、这与细胞膜的作用有什么关系呢? （二）模拟生物学实验渗透作用：要求分析教材P60渗透装置示意图，并思考以下问题：何为半透膜？（明确何谓“半透”？）装置中的半透膜可用哪些材料制取？( )漏斗内的液面为什么会升高？试说明原因。液面会持续上升吗？如果用一层纱布代替玻璃纸，漏斗内的液面还会升高吗？如果烧杯中不是清水，而是同样浓度的蔗糖溶液，结果会怎样？对比观察、讨论，总结：渗透作用是指水分子等溶剂分子透过_，从相对含量_
3、的地方向相对含量_的地方（低浓度溶液向高浓度溶液）的扩散。渗透作用发生的条件：具有_；_。比较扩散与渗透：扩散泛指物质从相对含量多的地方向相对含量少的地方运动，可以通过半透膜，也可以不通过半透膜，如花香的飘散；蔗糖的溶解；氧气通过肺泡和毛细血管壁进入血液；甘油和脂肪酸被小肠上皮吸收等过程，习惯上一般相对于溶质而言。渗透仅指指水分子等溶剂分子透过半透膜，从相对含量多的地方向相对含量少的地方（低浓度溶液向高浓度溶液）的扩散。如成熟植物细胞的吸水与失水；动物细胞的吸水与失水等。-所以说渗透是一种_活动三：探究细胞的吸水和失水（按照感受生活经验作出假设验证假设得出结论的思路学习）（一）动物细胞的吸水和
4、失水感受实例：吃比较咸的食物时，例如食用腌制的咸菜、连续嗑带盐的瓜子等，口腔和唇的黏膜会有干燥难受感觉。提出问题：动物细胞是一个渗透系统吗？（动物细胞在什么情况下吸水或失水？）作出假设：动物细胞是一个渗透系统（当细胞外界溶液的浓度大于细胞内的浓度时,细胞会失水; 当细胞外界溶液的浓度小于细胞内的浓度时,细胞会吸水）验证假设：回顾细胞膜获取实验，结合教材插图分析实验现象：当外界溶液浓度比细胞质 当外界溶液的浓度比细胞质 当外界溶液的浓度与细胞质的浓度 时,细胞 . 的浓度 时,细胞 . 浓度 时,水分进出细胞 处于 .思考、讨论与小结：（对于教材中的的思考题，四人小组之间展开讨论交流，并总结）动
5、物细胞是一个 系统，其细胞膜相当于 ，细胞质是动物细胞内的液体环境，当细胞内外的溶液出现浓度差时，就会发生细胞的吸水或失水，即 。（二）植物细胞的吸水和失水结合下图认识成熟植物活细胞作为严格的渗透系统所具备的结构。（结合上图及原有知识回答：细胞壁的特点_；原生质层包括_；细胞液是指_；感受实例：把白菜剁碎准备做馅时，常常要放一些盐，过一段时间后也可见有水分渗出；对农作物施肥过多，会造成_现象。提出问题：植物细胞在什么情况下吸水或失水？（原生质层相当于一层半透膜吗？）作出假设：当植物细胞外界溶液的浓度大于细胞液的浓度时,细胞会失水; 当植物细胞外界溶液的浓度小于细胞液的浓度时,细胞会吸水（原生质
6、层相当于一层半透膜）验证假设：植物细胞的质壁分离与复原实验（第二课时将进行动手实验）当_时，细胞失水，质壁分离；当_时，细胞吸水，质壁分离复原得出结论：1. 成熟植物细胞是一个严格的渗透系统：植物细胞的原生质层相当于一层 ，液泡内的液体就是细胞液。当 浓度小于外界溶液浓度时，细胞通过渗透作用失水，（细胞壁和原生质层发生分离，此现象称为 ）；当 浓度小于外界溶液浓度时，细胞通过渗透作用吸水，（细胞壁和原生质层慢慢地恢复成原来的状态，此现象称为 。）2. 植物细胞的质壁分离和复原证明水分子是可以出入细胞的物质；而且水分子进出细胞的方向取决于 两侧溶液的浓度，细胞吸水和失水是水分子顺_进行跨膜运输的
7、过程。同时也证明细胞膜是_膜，因为，蔗糖分子并未像水分子那样进出细胞膜。从而也可以此判断植物细胞的死活。活动四：物质跨膜运输的其他实例问题：细胞的吸水与失水是水分子顺相对含量的梯度进行跨膜运输的过程。那么其他物质的跨膜运输是怎样的呢？参照插图阅读教材P63文字，进行资料分析，回答下列问题： 1、水稻培养液里的Ca2+和Mg2+浓度为什么会增高？(提示：从化学角度思考培养液里的Ca2+和Mg2+浓度增高的可能性有哪些？)2、不同作物对无机盐的吸收有差异吗？3、水分子跨膜运输是顺相对含量梯度的，其他物质的跨膜运输也是这样吗？水分子跨膜运输是顺_的，其他物质的跨膜运输并不都是这样，这取决于_。4、细
8、胞对物质的吸收有选择吗？如果有，这种选择性有普遍性吗？（微生物实例）归纳与总结：（1）物质跨膜运输并不都是顺相对含量梯度的。既有_梯度的，也有_梯度的，这取决于细胞生命活动的需要，即细胞对于物质的输入和输出有_。由此可见 。（2）选择透过性膜的涵义： 可以自由通过； 也可以通过，而细胞生命活动不需要的离子、小分子、大分子物质 。（知识链接选择透过性膜的关键是具有选择性，其结构基础是其上具有各种蛋白质（载体），由于不同的细胞膜上载体的种类和数量，因此细胞膜对物质透过表现出高度的选择性，当细胞死亡后，细胞膜的选择性丧失，成为全透性。）（问题探究与知识延伸）1、你认为选择透过性膜与半透膜有什么区别和
9、联系？半透膜是指一些物质可以透过，另一些物质不能透过的多孔性薄膜。例如：玻璃纸，花生种皮，猪肠衣，鸡卵的卵壳膜，离体的膀胱膜，蚕豆种皮，鱼鳔，青蛙皮，火棉胶等。根据半透膜是否具有生命现象可分为生物膜和非生物膜。 选择性透过膜是具有活性的生物膜，它对物质的通过既具有半透膜的物理性质，还具有主动的选择性，如细胞膜、液泡膜、叶绿体膜等。因此，具有选择透过性的膜必然具有半透性，而具有半透性的膜不一定具有选择性透过，活性的生物膜才具有选择透过性。 2、植物细胞的吸水方式：植物细胞主要有三种吸水方式，即吸涨吸水、渗透吸水、代谢性吸水。一般来说，细胞在形成液泡之前的吸水主要靠吸涨作用。如风干种子的萌发吸水，
10、果实种子形成过程的吸水，根尖分生区细胞的吸水等，都是靠吸涨作用。这种吸水方式的原理是细胞中存在亲水性物质，如淀粉粒、纤维素、蛋白质等凝胶物质。吸涨作用大小与凝胶物质亲水性有关，蛋白质、淀粉和纤维素三者的亲水性依次递减，所以含蛋白质较多的豆类种子吸涨现象非常显著。例如桃、杏等植物播种前的“沙埋”处理；利用种子吸涨打开人的颅骨研究中都是对这个原理的应用。成熟的植物活细胞具有大液泡主要靠渗透作用吸水，这也是植物吸水的最主要方式。渗透作用是指水分从水势高（浓度低）的系统通过半透膜向水势低（浓度高）的系统移动的现象。其发生需要有两个条件：一是半透膜，一是半透膜两边有水势差。成熟的细胞含有大液泡，液泡中有
11、一定浓度的细胞液，液泡外是原生质层，在讨论细胞吸水时，常把它当作一半透膜。这样一个细胞放在水或溶液中时，如果原生质层两边有水势差，就具备了进行渗透作用的条件。当外界溶液水势高于细胞液的水势时，细胞就通过渗透作用吸水。一般情况下，土壤溶液的水势是比较高的，因此根系可从土壤中吸水。但当外界溶液水势低于细胞液的水势时（如一次施用过量的化肥），细胞不仅不能从外界吸水，反会使细胞中的水分外流，从而造成对植物不利的影响。由于一株植物的全身细胞大都是成熟细胞，所以植物吸水，以渗透吸水为主。（附）植物根尖及主要吸水方式示意图【思想与方法总结】（1）本节课与生活实际联系十分密切，要不断关注相关生活问题，如以“细
12、胞在什么情况下吸水或失水”这个问题为切入点，发现问题及提出有价值的问题，根据所作假设来设计实验，去验证假设（2）利用好教材所提供的资料分析相关素材，积极参与小组讨论，以突出重点，突破难点。【典例精析】例1、 将胡萝卜的块根切成小块放入清水中，清水颜色没有变化。若把胡萝卜的块根切成小块放人沸水中，水变成红色。其原因是 ( ) A沸水破坏细胞壁结构 B沸水使细胞失活C水温升高，色素溶解度增大 D沸水使反应加快解析： 细胞膜具有选择透过性，只有细胞是活的，才具有此特性。通常情况下，色素等物质是大分子，是不能通过活细胞的细胞膜的，所以在清水中，红色色素是不会出来的。若放入沸水中，高温杀死了细胞，细胞膜
13、不具有选择透过性，细胞里面的色素物质就可以不受限制地出来了，故使水变成红色。答案 B例2 a、b、c是三个相邻的细胞，已知a细胞液浓度 b细胞液浓度 c细胞液浓度,如图所示，能正确表示水分在三者之间关系的是（ ）acbacbacbacbA B C D精析：三种溶液中a细胞液浓度最大，根据水的跨膜运输特点可知： b、 c中的水分均应流向a；又因b细胞液浓度 c细胞液浓度，所以c 中水分应流向b。答案 C例3 把体积与质量百分比浓度相同的葡萄糖和蔗糖溶液用于半透膜（允许溶剂和葡萄糖通过，不允许蔗糖通过）隔开（如右图），一段时间后液面的情况是（ ）。 A. 甲高于乙 B. 乙高于甲 C. 先甲高于乙，后乙高于甲 D. 先甲低于乙，后乙低于甲 精析：在体积与质量百分比浓度相同的情况下，因为葡萄糖分子是单糖，蔗糖分子是二糖，所以同样的体积内葡萄糖分子数目多于蔗糖分子，即单位面积内半透膜甲侧的水分子数少于乙侧，水分整体表现为由乙向甲流动，导致乙侧溶液越来越高，水分又流向通过半透膜而蔗糖不能，导致乙侧溶液浓度越来越高，水分子又流向乙侧，最终表现为乙液面高于甲液面。答案 C【分级习题】 A级1若向日葵的某种细胞间隙的液体浓度为A，细胞液浓度为B，细胞质基质的浓度为C，则当它
