物质跨膜运输方式

1、细胞的物质输入和输出万源市第三中学 罗莹一、知识结构动物细胞吸水和失水：与外界溶液浓度有关成熟植物细胞吸水和失水：渗透吸水细胞的吸水和失水探究植物细胞的吸水和失水观察现象提出问题做出假设设计实验进行实验分析结果，得出结论表达和交流进一步探究细胞膜和其他生物膜都是选择透过性膜物质跨膜运输的其他实例二、教学目标1、举例说出细胞膜是选择透过性膜，指导学生联系生活实际。2、尝试从生活现象中提出问题、做出假设、验证假设，培养学生探究能力。3、进行植物细胞吸水和失水的实验设计和操作，培养学生实际操作能力。三、教学重点、难点及突破1、教学重点及突破策略教学重点：举例说出细胞膜是选择透过性膜相当于半透膜。突破

2、策略：通过渗透作用的演示实验，组织引导学生分析渗透现象。归纳总结渗透作用的概念、条件、原理、结果，指出半透膜的特性。通过分析水分进出红细胞的状况，总结出细胞膜相当于半透膜。2、教学难点及突破策略教学难点：尝试提出问题，做出假设。突破策略：充分利用学生已有的知识和生活经验，引导学生对有关知识现象深入思考，提出相关问题，开展合作学习，利用小组活动讨论确定有价值的问题。四、课时安排：1课时或2课时五、教学方法：直观教学法、讲述法、启示法、演示法、自学讨论法等等。六、评价策略激励性评价、赞赏性评价、质疑性评价、自我反思评价、延时评价、课堂测验等。七、教具准备：1、渗透演示实验2、渗透原理的多媒体课件3

3、、有关图片、文字等幻灯片八、教学活动过程引言：细胞是一个开放的系统，每时每刻都与环境进行着物质的交换，完成这一功能最直接相关的结构是什么？当然是细胞膜。这一节课，我们共同从“探究水分进出细胞的情况”开始，来探究物质进出细胞的有关问题。、探究渗透现象1、演示“渗透作用实验”介绍实验装置，提出探究问题，指导观察实验结果。幻灯片展示探究问题漏斗管内的液面为什么会升高？如果用一层纱布代替玻璃纸，漏斗管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？2、学生讨论总结：3、教师归纳总结：幻灯片展示渗透原理，先在学生讨论的基础上，利用动画讲述渗透原理，然后总结以下问题：半透膜的特

4、性：水分子等小分子可以通过，蔗糖等大分子则不能通过。渗透作用的概念：渗透作用是指水分子或其它溶剂分子通过半透膜的扩散。发生渗透作用的条件：一是具有半透膜，二是半透膜两侧的溶液有浓度差。渗透作用的原理：设A侧水分相对含量高，B侧水分相对含量低，则单位时间内由A扩散至B的水分比B扩散至A的水分多，宏观上看，水分由A流向B，至A=B时，两侧扩散的水分子处于动态平衡。渗透作用的结果：水分子可以通过半透膜进行双向扩散。从宏观观察，水分是由低浓度溶液流向高浓度溶液，直到达到动态平衡。注意：高浓度，即水分相对含量低；低浓度，水分相对含量高。、动物细胞的吸水和失水1、感受实例：吃比较咸的食物时，例如食用腌制的

5、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。2、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？)3、做出假设：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。)4、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：幻灯片展示5、学生讨论总结红细胞内的血红蛋白等有机物能够透过细胞膜吗？红细胞的细胞膜是不是相当于“问题探讨”中所说的半透膜？当外界溶液的浓度低时，红细胞一定会由于吸水而涨破吗？红细胞吸水或失水的多少取决于什么条件？6、教师归纳总结动物的细胞膜相当于半透膜。动物

6、细胞是一个渗透系统：当外界溶液浓度小于细胞的浓度时，动物细胞的吸水；当外界溶液浓度大于细胞的浓度时，动物细胞的失水；当外界溶液浓度等于细胞的浓度时，动物细胞既不吸水也不失水。、探究植物细胞的失水和吸水1、感受实例：白菜剁碎准备做馅时常常要放一些盐。稍等一会儿可见有水分渗出。(失水)农作物施肥过多会造成烧苗。(失水)蔫了的青菜放入清水中浸泡一会儿，菜叶变得硬挺起来。(吸水)2、观察植物细胞模式图，理解原生质层的概念，尝试提出问题：幻灯片展示请同学们结合一些吸水和失水现象，深入思考提出想探究的问题，并与本小组同学交流。最终确定有探究价值的问题。原生质层相当于一层半透膜吗？植物在什么情况下吸水或失水

7、？3、做出假设根据已有的知识和生活经验，对提出的问题作尝试性的回答，也就是做出假设。原生质层相当于一层半透膜。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。4、设计实验你所作的假设即使是有依据的，也仅仅是一种推测。这种推测是否正确，还需要实验来检测。(见P62 参考案例质壁分离与复原)幻灯片展示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，发生质壁分离；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，质壁分离复原。5、进行实验按照实验方案认真操作，仔细观察，将每一步的观察结果记录下来。实验注意事项：加蔗糖溶液时

8、不要污染了显微镜。如果你从盖玻片左侧加蔗糖溶液，接下来加清水时应从右侧加入。如实记录实验结果。注意掌握实验时间，实验结束后要清洗和整理实验用具。实验结果记录：幻灯片展示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、分析结果，得出结论分析结果与你的预期是否吻合，是否支持你的假设，最后得到实验结论。例如，上面的实验结果与预期基本是吻合的，由于植物细胞有细胞壁，且原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性，所以植物细胞不会有明显的缩小和膨胀，但出现了原生质层与细胞壁的分离和复原。由此，我们可以获得结论，原生质层相当于一层半透膜。成

9、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半透膜，液泡内的液体就是细胞液。当细胞液浓度小于外界溶液浓度时，细胞通过渗透作用失水，(失水至一定程度时，细胞壁和原生质层发生分离，此现象称为质壁分离)；当细胞液浓度大于外界溶液浓度时，细胞通过渗透作用吸水，(已发生质壁分离的细胞细胞壁和原生质层慢慢地恢复成原来的状态，此现象称为质壁分离复原。)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原生层两侧溶液的浓度，细胞吸水和失水是水分子顺浓度梯度进行跨膜运输的过程。同时也证明细胞膜是选择透过性膜，因为，蔗糖分子并未像水分子那样进出细胞膜。7、表达和

10、交流将本小组探究的问题、过程、结果和结论与其他小组交流，听取他们的质疑并进行解释。如果有必要，对本小组的实验方案进行修改。8、进一步探究植物细胞会由于过多吸水而涨破吗？(不会，因为植物细胞有细胞壁。)9、教师归纳总结植物细胞的结构特点：具有中央大液泡细胞壁：全透性细胞膜：选择透过性细胞质：内有大液泡大液泡：里面的液体称细胞液原生质层：相当于一层半透膜注意：液泡形成以后，细胞主要靠渗透作用吸水。植物细胞是一个渗透系统。细胞液浓度外界溶液浓度细胞吸水。细胞液浓度外界溶液浓度细胞失水。10、学生讨论、总结：质壁分离及质壁分离复原实验的应用有哪些？说明原生质层是选择透过性膜，成熟的植物细胞处于一定浓度

11、的溶液中构成了渗透系统。判断植物细胞的死活。只有活细胞的原生质层才是半透膜，才有质壁分离现象，如细胞死亡，原生质层的结构破坏，半透膜性质消失而成为全透膜，不能产生质壁分离现象。测定细胞液的浓度。原生质层相当于一层半透膜，所以水分子可以自由通过，而蔗糖等大分子物质却不能通过。将细胞放入具有浓度梯度的一系列蔗糖溶液中，观察细胞质壁分离的情况，即可测定该细胞的浓度范围。光镜下观察细胞膜。正常植物细胞膜很薄，又紧贴细胞壁，不易看到，质壁分离后，原生质层的最外面即为细胞膜。、物质跨膜运输的其他实例1、细胞的吸水和失水是水分子顺相对含量的梯度跨膜运输的过程。其他物质的跨膜运输是怎样的呢？资料分析看P63P

12、64相关内容讨论有关问题2、学生讨论总结水稻培养液里的Ca2和Mg2浓度为什么会增高？不同作物对无机盐的吸水有差异吗？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的吗？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？3、教师归纳讲述从以上实例可以看出，物质跨膜运输并不都是顺相对含量梯度的，而且细胞对于物质的输入和输出有选择性。可以说细胞膜和其他生物膜都是选择透过性膜，这种膜可以让水分子自由通过，一些离子和小分子也可以通过，而其他的离子、小分子和大分子则不能通过。生物膜的这一特性，与细胞的生命活动密切相关，是活细胞的一个重要特征。九、小结与板书设计第四章 细胞的物质输入和

13、输出4.1物质跨膜运输的实例一、渗透现象1、半透膜的特性： 2、渗透作用的概念：3、发生渗透作用的条件：一是具有半透膜二是半透膜两侧的溶液有浓度差。4、渗透作用的原理： 5、渗透作用的结果： 二、动物细胞的吸水和失水1、动物的细胞膜相当于半透膜2、动物细胞是一个渗透系统：外界溶液浓度细胞内浓度吸水；外界溶液浓度细胞内浓度失水；外界溶液浓度细胞内浓度既不吸水也不失水。三、植物细胞的失水和吸水1、植物细胞的特点：成熟的植物细胞中央具有大液泡原生质层2、植物细胞的失水和吸水细胞液浓度外界溶液浓度吸水；细胞液浓度外界溶液浓度失水；细胞液浓度外界溶液浓度既不吸水也不失水。3、质壁分离与质壁分离复原当外界

14、溶液的浓度大于细胞液浓度时，植物细胞失水，发生质壁分离现象。将已质壁分离的植物细胞放入清水中，细胞吸水，发生质壁分离复原现象。4、科学探究的一般过程：观察现象，提出问题做出假设设计实验开展实验分析结果，得出结论表达与交流进一步探究四、物质跨膜运输的其他实例细胞膜和其他生物膜都是选择透过性膜十、教学反思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。十一、知识拓展1、选择透过性膜与半透膜的区别和

15、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，果实种

16、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，液泡中有一定浓

17、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。3、习题选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 (

18、)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 D3、 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 4、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，则当它因缺水而萎蔫时，三者之间的浓度关系为( )A ABCB ACBC BCAD BAC5、当你连续嗑带盐的瓜子，你的口腔和唇的黏膜会有干