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1、 第1节 物质跨膜运输的实例课程标准活动动建议议：通过过模拟实验拟实验 探究膜的透性。观观察植物细细胞的质质壁分离和复原。课标解读1.举例说说出细细胞膜是选择选择 透过过性膜。2.说说明植物细细胞质质壁分离和复原的原理。3.进进行植物细细胞吸水和失水的实验设计实验设计 和操作。 渗透作用 1发生的条件2发生的原理(1)当溶液浓浓度ab时时，通过过半透膜由ba的水分子数 由ab的分子数；(2)当溶液浓浓度ac细胞质细胞失水皱缩 c外界溶液c细胞质细胞水分进出平衡2.植物细胞的吸水和失水(1)成熟植物细细胞的结结构(2)植物细细胞的吸水和失水半透膜条件结果 原生质 层c细胞液c外界溶液细胞吸水、细
2、胞膨胀，但不会涨 破 c细胞液c外界溶液细胞吸水、失水平衡3.探究植物细胞的吸水和失水(1)实验过验过 程制作装片：制作洋葱鳞鳞片叶外表皮的临时临时 装片，低倍显显微镜观镜观察液泡的大小和原生质层质层 的位置滴加质质量浓浓度为为 溶液，用低倍显显微镜观镜观 察液泡的大小变变化和原生质层质层 的位置滴加 ，用低倍显显微镜观镜观 察液泡的大小变变化和原生质层质层 的位置0.3g/mL的蔗糖清水(2)实验现实验现 象过过程中的液泡变变化和原生质层质层 与细细胞壁的位置关系：过 程液泡变化原生质层与细胞壁的位置关 系 紫色的中央大液泡原生质层紧贴细 胞壁液泡 ，紫色 .原生质层与细胞壁 .液泡逐渐 ，
3、紫色 .原生质层紧贴细 胞壁变小变大加深变浅分离(3)实验结论实验结论原生质层质层 相当于一层层半透膜。当外界溶液浓浓度 细细胞液浓浓度时时，细细胞失水，发发生质质壁分离；若再使外界溶液浓浓度 细细胞液浓浓度时时，细细胞吸水，发发生质质壁分离复原。大于小于思维激活3 实验验中共涉及三次显显微镜观镜观 察，其中第一次观观察的目的是什么？提示 观察正常洋葱鳞片叶表皮细胞的状态，以便与处理后的状态形成对照。思维激活4 已知K、NO能透过过半透膜，若该实验选该实验选 用一定浓浓度的KNO3溶液，滴加KNO3溶液后持续观续观 察一段时间时间 ，细细胞会发发生怎样样的变变化？提示 先发生质壁分离；后又自动
4、复原。2实验注意事项实验验成功的关键键之一是实验实验 材料的选择选择 。要选选取成熟的、液泡带带有一定颜颜色的植物组织进组织进 行实验实验 ，便于观观察实验现实验现 象。选选用的蔗糖溶液浓浓度要适宜。过过低，不足以引起质质壁分离或质质壁分离所需时间过长时间过长 ；过过高，则则造成植物细细胞失水过过多过过快而死亡。原生质层质层 的选择选择 透过过性是发发生质质壁分离和复原的内在前提，死亡的细细胞既不会发发生质质壁分离，也不会发发生质质壁分离复原。发生质壁分离复原需要将植物再置于低浓度的溶液或蒸馏水中，但如果所用溶液中的溶质为葡萄糖、KNO3、NaCl、尿素、乙二醇等，质壁分离后因细胞主动或被动吸
5、收溶质微粒而使细胞液浓度增大，植物细胞会吸水引起质壁分离后的自动复原。实验观察时间不宜过长，以免细胞长期处于失水状态而死亡。【巩固2】 假定将甲乙两个同种植物的成熟细细胞分别别放入蔗糖溶液和甘油溶液中，两种溶液均比细细胞液的浓浓度高，蔗糖分子不能透过过膜，甘油分子可以较较快地透过过膜。在显显微镜镜下连续观连续观 察，甲乙两细细胞的变变化是( )。A甲乙两细细胞发发生质质壁分离后，不再发发生质质壁分离复原B甲乙两细细胞发发生质质壁分离，但乙细细胞随后又发发生质质壁分离复原C甲乙两细细胞发发生质质壁分离，但随后甲细细胞又发发生质质壁分离复原D甲乙两细细胞均发发生质质壁分离，后又均发发生质质壁分离复
6、原解析 成熟的植物细胞的原生质层相当于一层半透膜，可发生渗透作用。甲乙两细胞均处在外界溶液浓度大于细胞液浓度的环境中，开始时，甲乙两细胞都要发生质壁分离，但蔗糖分子不能透过原生质层，所以甲细胞不能发生质壁分离复原，而甘油分子可以较快地穿过原生质层，到达细胞液，细胞液的浓度升高，细胞吸水，发生质壁分离复原。答案 B1细胞对无机盐离子的吸收实例(1)水稻吸收Si4多，吸收Ca2、Mg2较较少，番茄吸收Ca2、Mg2较较多，吸收Si4较较少。说说明不同植物对对不同 的吸收表现现出较较大 。(2)人体甲状腺滤滤泡上皮细细胞中碘的含量明显显 血液中碘的含量。(3)不同微生物对对 的吸收表现现出很大的差异
7、。物质跨膜运输的其他实例 离子差异高于不同矿物质2物质跨膜运输的特点(1)物质质跨膜运输输并不都是 的。(2)细细胞对对于物质质的输输入和输输出有 。3结论细胞膜和其它生物膜都是 膜，可以让让 自由通过过，一些 和 也可以通过过，而其它的离子、小分子和 则则不能通过过。顺相对含量梯度选择性选择透过性水分子离子小分子大分子思维激活5 农业业生产产中，不同作物及同一作物在不同生长发长发 育时时期要施用不同的肥料，试试分析其中的生物学原理？提示 植物对无机盐的吸收具有选择性。1细胞膜具有选择透过性的原因(待学)细胞膜上有一类类蛋白质质，在物质质跨膜运输输中起载载体作用，简简称载载体蛋白。不同细细胞膜
8、上载载体蛋白的种类类和数量不同，从而使细细胞膜对对物质质通过过表现现出高度的选择选择 性。2选择透过性膜和半透膜选择择透过过性膜属于半透膜的一种，这这种半透膜具有生物活性，细细胞所需要的离子、小分子都可以通过过，而不需要的离子、小分子、大分子则则不能通过过。半透膜除了包括选择选择 透过过性膜外，还还有无活性的半透膜，如玻璃纸纸，它只是机械地阻挡挡不能通过过的物质质，仅仅是一种孔状膜。【巩固3】 下列关于物质质跨膜运输输的实实例的叙述中，不正确的是()。A细细胞吸水和失水是水分子顺顺相对对含量梯度跨膜运输输的过过程B水分子跨膜运输输的方向是由低浓浓度溶液向高浓浓度溶液C无机盐盐离子可以逆相对对含
9、量的梯度进进行跨膜运输输D生物膜是选择选择 透过过性膜，小分子物质质都能通过过，而大分子物质则质则 不能通过过解析 生物膜是选择透过性膜，水分子可自由通过，一些离子和小分子可以通过，而其他的离子、小分子和大分子则不能通过；水分子的跨膜运输方向是顺相对含量梯度，即由低浓度溶液向高浓度溶液扩散；细胞对于物质的输入和输出具有选择性，对于所需要的无机盐离子可以逆相对含量梯度运输。答案 D渗透作用的原理 【例1】 下图图中甲是渗透装置示意图图，乙、丙两曲线图线图 的横坐标标代表时间时间 ，下列叙述不正确的是( )。A半透膜内溶液a的浓浓度变变化可用曲线线丙表示B水分子由半透膜外进进入半透膜内的速率变变化
10、可用曲线线乙表示C玻璃管内的液面高度变变化可用曲线线丙表示D半透膜内外浓浓度差的变变化可用曲线线乙表示思维导图：深度剖析 由于半透膜内为质量分数为30%的淀粉溶液，膜外为蒸馏水，膜内浓度高于膜外浓度，水分子由膜外进入膜内，淀粉溶液浓度降低，可用曲线乙表示，A选项错误。水分子进入半透膜内的速率由膜内外两侧的浓度差决定。由于水分子不断进入半透膜内，两侧的浓度差越来越小，水分子进入半透膜内的速率也逐渐下降，可用曲线乙表示，B、D选项正确。随着水分子的进入，玻璃管内的液面高度逐渐上升，可用曲线丙表示，C选项正确。答案 A延伸探究 1.若用纱纱布代替半透膜，玻璃管内的液面高度如何变变化？提示 不会发生变
11、化。2若用葡萄糖溶液代替淀粉溶液，玻璃管内的液面高度又如何变变化？提示 先升高后降低，最后玻璃管内外液面相平。【例2】 假设设将标标号为为A、B、C的同一个植物细细胞分别别放在甲、乙、丙三种不同的蔗糖溶液中一段时间时间 后得到如图图所示状态态(原生质层质层 不再变变化)。据图图分析推理不正确的是( )。植物细胞的质壁分离和复原 A实验实验 前蔗糖溶液浓浓度为为：甲baD实验实验 后细细胞液浓浓度：cba思维导图：深度剖析 由于浓度差越大发生质壁分离的程度就越大，所以丙蔗糖溶液浓度最高，乙次之，甲最低；实验后甲、乙、丙中的细胞均已处于平衡状态，由于此时细胞液浓度：cba，所以外界溶液的浓度也是不
12、相同的，应为丙乙甲。答案 B规律方法 细胞的状态与吸水和失水的判断(1)当处于质壁分离的过程中时，细胞失水量大于吸水量，此时外界溶液浓度高于细胞液的浓度。(2)当细胞处于质壁分离复原的过程中时，细胞失水量小于吸水量，此时外界溶液浓度低于细胞液浓度。(3)当细胞处于平衡状态时，细胞失水量等于吸水量。【例3】 用相同数量的完全培养液，在相同条件下分别别培养水稻和番茄幼苗。在二者的吸水率几乎相同的情况下，72小时时后原培养液中部分离子浓浓度发发生了如下表的变变化(表中数据为为72小时时后溶液中部分离子浓浓度占实验实验 开始时时的百分比)。分析下表不能得出的结结论论是( )。生物膜的选择透过性 KMg
13、2Ca2SiO水稻17. 010511719. 5 番茄19. 18659.6 118A. 不同植物对矿质对矿质 元素的需要量是不同的B与番茄相比，水稻对对SiO需要量大，对对Ca2需要量小C不同植物根尖细细胞膜上载载体蛋白的种类类和数量是不同的D植物对对水和各种离子的吸收速率一样样大思维导图：深度剖析 据表可推出，水稻和番茄对同一元素(离子)的吸收量不同，说明不同植物细胞膜上载体蛋白的种类、数量不同，A、C正确；经72小时后，培养水稻幼苗的溶液中，SiO浓度减少，Ca2浓度增大，而培养番茄幼苗的溶液中两种离子的浓度变化则相反，故B正确；植物细胞以主动运输的方式吸收矿质离子，以渗透方式吸收水分
14、，且在一定时间内同一种植物对不同离子的吸收量也不同，说明植物对水和各种离子的吸收速率不同。答案 D规律方法 植物吸收水分和吸收离子的关系植物吸收水分和吸收离子是两个相对独立的过程，虽然离子溶解在水中被吸收，但二者吸收的原理、速度、动力都不同。技法必备对照原则则是设计设计 和实实施实验实验 的准则则之一。通过设过设 置实验进实验进 行对对照，既可排除无关变变量的影响，又可增加实验结实验结 果的可信度和说说服力。按对对照的内容和形式上的不同，通常有空白对对照、自身对对照、条件对对照、相互对对照类类型。其中自身对对照是指实验实验 与对对照在同一对对象上进进行，不另设对设对 照组组。实验实验 操作前的
15、对对象为对为对 照组组，实验实验 操作后的对对象则为实验组则为实验组。对照原则之一自身对照 能力展示如图为图为 某同学利用紫色洋葱鳞鳞片叶作为实验为实验 材料，观观察植物细细胞质质壁分离与复原的基本操作步骤骤，请请据图图回答下面的问题问题 。(1)你认为该实验认为该实验 有无对对照实验实验 _(有/无)。(2)B步骤骤主要观观察洋葱鳞鳞片叶表皮细细胞的紫色_的大小以及_(原生质层质层 /原生质质体)的位置。(3)C步骤骤中吸水纸纸的作用是_。(4)在F步骤时骤时 ，若观观察到细细胞质质壁分离后不能复原，最可能的原因是_。解析 (1)实验的前后操作形成对照，即正常状态下的细胞为对照组，处理后的细胞为实验组。(2)由于细胞液中含有色素所以便于观察，质壁分离与复原是指细胞壁和原生质层的分离，所以原生质层位置的变化是观察的
