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第4章 细胞的物质输入和输出 第1节 物质跨膜运输的实例【学习目标】1.尝试探究实验中的“提出问题,作出假设”。2.进行关于植物细胞吸水和失水的实验设计。3.初步学会植物细胞质壁分离与复原的方法。4.举例说出细胞膜是选择透过性膜。预习案【使用说明及学法指导】1.阅读课本第6064页，独立完成基础知识梳理和预习自测，用时1520分钟；2.不会的或有疑问的地方用双色笔标出，留到课堂解决；3.正课结束后及时整理导学案，进行纠错反思。.教材助读：基础知识梳理一细胞的吸水和失水原理：渗透作用。该作用必须具备两个条件：水往高处流。1.具有 ；2.半透膜两侧溶液具有 。动物细胞的吸水和失水（以红细胞为例）：外界溶液浓度 细胞质浓度时,细胞 ； 外界溶液浓度 细胞质浓度时,细胞 ；外界溶液浓度 细胞质浓度时,水分进出细胞处于 。植物细胞的吸水和失水1.结构基础细胞壁:，即水分子和溶解在水里的物质都能自由通过。原生质层:、以及两层膜之间的组成原生质层,相当于一层。细胞内的液体环境:主要指液泡内的。2.发生条件:成熟植物细胞中具有中央大_，成熟的植物细胞为一个渗透系统3.验证实验质壁分离与质壁分离的复原实验概念质壁分离:当细胞液的浓度外界溶液的浓度时,细胞液中的水分就透过原生质层进入外界溶液中,使细胞壁和原生质层都出现一定程度的收缩。由于原生质层比细胞壁的，当细胞不断失水时,就会与逐渐分离开。质壁分离复原:将已发生质壁分离的细胞放在外界溶液浓度比较低的环境中时,外界溶液中的水分就透过进入细胞液中，整个原生质层就会慢慢恢复成原来的状态。产生的条件：活细胞具有大液泡 具有细胞壁外界溶液浓度与细胞液浓度之间有浓度差二物质跨膜运输的其他实例1.物质跨膜运输的其他实例：植物对离子的选择性吸收，例如：水稻和番茄对同一离子的吸收量_，水稻和番茄对_的吸收量不同。2.细胞膜的功能特点：选择透过性。细胞膜和其他生物膜都是_膜，可以让_自由通过，细胞选择吸收的一些_也可以通过,而其他的_则不能通过。我的疑问 请将预习中不能解决的问题写下来，供课堂解决。 探究案.课内探究和知识拓展：探究点一 渗透现象与细胞吸水和失水【问题1】为什么说原生质层相当于半透膜？ 提示：【问题2】渗透作用与植物细胞的吸水和失水比较。 提示：渗透作用模型成熟的植物细胞与外界溶液形成渗透系统图解 基本条件半透膜、浓度差原生质层选择透过性膜浓度差细胞液与外界溶液之间的浓度差值原理水分子通过半透膜的扩散作用水分子通过原生质层在细胞液与外界溶液之间发生扩散水扩散方向低浓度溶液高浓度溶液探究点二 探究植物细胞的吸水与失水实验【问题1】阅读课本61-62页，小组讨论回答下列问题：如何设计实验来探究质壁分离和复原的过程？提示：1提出问题：原生质层相当于一层半透膜吗？2作出假设：原生质层相当于一层半透膜。3实验原理原生质层的伸缩性比细胞壁伸缩性大。当外界溶液浓度大于细胞液浓度时，细胞失水，原生质层收缩进而质壁分离。当细胞液浓度大于外界溶液浓度时，细胞吸水，使质壁分离复原。4实验步骤及现象制作洋葱鳞片叶外表皮临时装片5预期结果中央液泡大小原生质层的位置细胞大小蔗糖溶液变小原生质层脱离细胞壁基本不变清水逐渐恢复原来大小原 生质层恢复原来位置基本不变6实验现象(1)质壁分离首先从细胞的每个角开始。(2)对于液泡：颜色由浅变深；大小由大变小。当细胞液浓度与外界溶液浓度相等时，细胞不再发生质壁分离。此时，细胞液浓度最大。 7实验分析-质壁分离的原因 8实验结论原生质层相当于一层半透膜，成熟植物细胞能与外界溶液发生渗透作用：当外界溶液浓度大于细胞液浓度时，细胞失水，发生质壁分离；若再使外界溶液浓度小于细胞液浓度时，细胞吸水，发生质壁分离复原。【问题2】发生了质壁分离的植物细胞可以自动复原吗？提示：可以自动复原，如放在外界溶液为乙二醇、甘油、尿素、KNO3等溶液中。【问题3】质壁分离与质壁分离的复原实验除了可以验证植物细胞的吸水和失水，即渗透作用之外，还具有什么意义？提示：可以用于判定细胞是否具有活性、用于初步判断细胞液的浓度，还可以在光学显微镜下观察到细胞膜（原生质层的外界面）。探究三 物质跨膜运输的其他实例阅读课本63-64页，小组讨论回答下列问题：是不是所有物质都像水分子一样顺着相对含量的梯度跨膜运输？物质跨膜运输有什么特点？ 提示：1实验表明，除水以外的其他物质也可以进行跨膜运输，有的是顺相对含量梯度，如CO2、O2、甘油、乙醇等；有的不是顺相对含量梯度，如Na、K、氨基酸等。而且不同植物对同一种无机盐离子及同一植物对不同无机盐离子的吸收不同，说明细胞膜对无机盐离子等的吸收具有选择性。植物细胞在同一时间吸收无机盐离子和吸收水的量不同，即吸收无机盐和吸收水是两个相对独立的过程。2物质跨膜运输的特点活细胞的细胞膜和其他生物膜都是选择透过性膜，它的选择透过性主要表现在： 水分子可以自由通过。被细胞选择吸收的离子和小分子也可以通过。不被细胞选择吸收的离子和小分子、大分子不能通过细胞膜。物质通过生物膜的跨膜运输，有的是顺相对含量梯度的，有的是逆相对含量梯度的。细胞膜不仅仅是半透膜，还是选择透过性膜。细胞对于物质输入和输出及选择性是通过细胞膜实现的。.我的知识网络图.当堂检测下图中甲、乙两图是渗透装置示意图，丙图是根毛细胞示意图。请根据甲、乙、丙三图回答下列问题：（甲图是发生渗透作用的初始状态，乙图是发生了较长时间的渗透作用之后达到平衡的状态） 典型的渗透装置必须具备两个条件：_（指明甲图中相应部位）；_。 比较甲图中和处溶液浓度的大小：_。 丙图中为_，甲图中的相当于丙图中的_，它与丙图中相应结构的区别是_。 若把根毛细胞放在0.3g/mL的蔗糖溶液中，它会出现_,再放入清水中，它又出现_。 若把毛细胞放在0.5g/mL的蔗糖溶液中，它会出现_,过一段时间再放入清水中，此时根毛细胞与上题中放入清水中的变化一样吗？_。为什么？_。 盐碱地中的植物常出现萎蔫现象，其原因是_。若要出现中的现象，应选择怎样的实验材料?请举一例。. 课堂小结1.细胞膜和其他生物膜的功能特性：都是选择透过性膜。2.渗透作用发生的条件：半透膜 膜两侧存在浓度差细胞的吸水和失水 动物细胞 当外界浓度低于细胞质浓度，吸水膨胀甚至破裂；（细胞膜相当于半透膜） 当外界浓度高于细胞质浓度时，失水皱缩 植物细胞 界浓度高于细胞液浓度，失水发生质壁分离； （原生质层相当于半透膜） 当外界浓度低于细胞液浓度，吸水发生质壁分离复原3.结合其他实例，细胞对物质的输入和输出有选择性。4.细胞液：液泡内的液体5.原生质层：细胞膜、液泡膜、两层之间的细胞质训练案【课后练习】 1.发生质壁分离复原的植物细胞中，水分经过的结构依次是（ ）A细胞膜、液泡膜、细胞质、细胞壁 B细胞壁、细胞膜、细胞质、液泡膜C液泡膜、细胞质、细胞膜、细胞壁 D细胞壁、细胞膜、液泡膜、细胞质2.人红细胞的渗透压与x浓度的食盐水相当，而浸在y浓度食盐水中的红细胞破裂，浸在z浓度食盐水中的红细胞收缩。则这三种食盐水的浓度大小依次是（ ）A. xyz B. yxz C. zyx D. zxy3.有关原生质层的下列叙述中，正确的是（ ）A.去掉细胞壁的植物裸露细胞是原生质层 B原生质层包括细胞膜、液泡膜及两者之间的原生质C.原生质层包括细胞膜、细胞质及细胞核 D组成原生质层的主要生命物质是蛋白质和核酸4.将人体血液放置于9%食盐溶液中制成装片后，用显微镜观察，可以发现血细胞呈现（ ）A质壁分离 B正常状态 C细胞膜破坏 D细胞皱缩5.细胞膜的生理特性是（ ）A具有一定的流动性 B一种半透膜 C有保护内部的作用D一种选择透过性膜6.下列哪项不是发生质壁分离的必备条件（ ）A细胞壁与原生质层的伸缩性不同 B液泡的有无C原生质层两侧的溶液具有浓度差 D细胞核的大小7.将紫色萝卜的块根切成小块放入清水中，水的颜色无明显变化，若进行加温，随着水温的升高，水的颜色逐渐变深，分析其原因是（ ）A细胞壁在高温中受到破坏 B生物膜在高温时失去了选择透过性C高温使花青素的溶解度加大 D高温使细胞内形成有色物质8.在马铃薯中用打孔器打出两圆柱体块P和Q，P在蒸馏水中放1h，Q在与马铃薯细胞液等渗的盐溶液（即细胞液的浓度等于外界盐溶液的浓度）中放1h，测定处理的圆柱体是否与原来的孔刚好合适 ( )AP不合适，但Q刚好合适 BP不合适，Q也不合适CP和Q都精确的合适 DP精确的合适，Q不精确的合适9.植物细胞的质壁分离过程中，与细胞壁分离的是（ ）A细胞核 B原生质层 C细胞质 D液泡膜10.对植物细胞质壁分离和复原实验进行分析，下列叙述中得不到证实的是( )A.原生质层具有选择透过性 B.细胞处于生活状态或已死亡C.细胞液和周围溶液的关系 D.溶质分子进出细胞的方式11.用完全培养液在两个相同容器内分别培养水稻和番茄苗，一段时间后，测定培养液中各种离子与实验开始时各种离子浓度之比如图所示。该实验的结果不能说明（ ） A.不同植物对各种离子的需要量是不同的B.与番茄相比，水稻对Si4需要量大，对Ca2需要量小C.水稻细胞吸水的相对速度比吸收Mg2、Ca2快D.植物对各种离子的吸收速率与溶液中离子浓度有关11.请完成原生质层的构成图解。12.以下是简单的实验流程: 制作洋葱鳞片叶临时装片高倍镜下观察滴0.3 g/mL 的蔗糖溶液高倍镜下观察滴清水高倍镜下观察结论。其中过程中可观察到细胞有两方面的变化,它们是什么?请绘出一个处于过程中洋葱鳞片叶结构示意图。【课后作业】课本第64页一，学生练习册相对应习题。课题 第4章 细胞的物质输入和输出第1节 物质跨膜运输的实例当堂检测 有半透膜 与有浓度差 大于 原生质层 无活性，只允许比半透膜孔径小的分子通过 质壁分离 质壁分离复原 质壁分离 不一样 外界溶液浓度过高，细胞失水过多而死亡 土壤溶液浓度过高，植物的根不能正常从土壤吸收水分，而蒸腾作用又散失水分 活的、成熟的植物细胞，如洋葱鳞片叶表皮细胞 【课后练习】 1.B 2.D 3.B 4.D 5.D 6.D 7.B 8.A 9.B 10.D 11.D 12.细胞壁 细胞膜 细胞质 液泡膜 细胞液 13.一是中央大液泡逐渐变小、颜色变深；二是原生质层与细胞壁逐渐分离 图略- 9 -
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