生物：4.1 《物质跨膜运输的实例》学案（三）（新人教版必修1）

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1、高考资源网第第 1 1 节节 物质跨膜运输的实例物质跨膜运输的实例【学习目标学习目标】 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。 【学习重点学习重点】举例说出细胞膜是选择透过性膜 【学习难点学习难点】细胞吸水和失水的原理；尝试提出问题，作出假设 【知识点自主学习知识点自主学习】 活动一：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，

2、 （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）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：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

3、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：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_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：比较扩散与渗透：扩散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

4、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：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

5、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

6、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 ）

7、；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：

8、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

9、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）（问题探究与知识延伸） 1 1、你认为选择透过性膜与半透膜有什么区别和联系？、你认为选择透过性膜与半透膜有什么区别和联系？ 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

10、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 2、植物细胞的吸水方式：、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，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

11、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

12、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

13、（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

14、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（ ）A 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 cacbacbacbacb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R和M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