探究植物细胞的吸水和失水(公开课)

1、 第一节第一节 物质跨膜运输的实例物质跨膜运输的实例一、渗透作用一、渗透作用是指一些物质可以透过，是指一些物质可以透过，另一些物质不能透过的另一些物质不能透过的多孔性薄膜。多孔性薄膜。水分子水分子蔗糖分子蔗糖分子人的红细胞人的红细胞细胞膜细胞膜细胞质细胞质生理生理盐水盐水清水清水12二二 . . 动物细胞的吸水和失水动物细胞的吸水和失水?在等渗溶液中在等渗溶液中: :由外界溶液浓度由外界溶液浓度= =细胞质的浓度细胞质的浓度 红细胞红细胞 。低浓度溶液中低浓度溶液中: :由于外界溶液浓度细胞质的浓度红细胞由于外界溶液浓度细胞质的浓度红细胞。高浓度溶液中高浓度溶液中: :由于外界溶液浓度细胞质的

2、浓度细胞由于外界溶液浓度细胞质的浓度细胞 。分析结果、得出结论分析结果、得出结论红细胞的细胞膜相当于一层半透膜红细胞的细胞膜相当于一层半透膜吸水膨胀吸水膨胀失水皱缩失水皱缩吸水和失水吸水和失水动态平衡动态平衡实验现象记录实验现象记录其它动物细胞吸水和失水和原理与红细胞的是一样的。其它动物细胞吸水和失水和原理与红细胞的是一样的。相当于相当于【解密解密】红细胞吸水和失水的原因红细胞吸水和失水的原因浓度差浓度差半透膜半透膜蔗糖溶液蔗糖溶液清水清水细胞膜细胞膜细胞质细胞质 当外界溶液浓度当外界溶液浓度大于大于细胞质的浓度时，红细胞通过细胞质的浓度时，红细胞通过渗透作用渗透作用发生发生失水皱缩失水皱缩。

3、 当外界溶液浓度当外界溶液浓度小于小于细胞质的浓度时，红细胞通过细胞质的浓度时，红细胞通过渗透作用渗透作用发生发生吸水膨胀吸水膨胀。外界溶液外界溶液提出问题提出问题作出假设作出假设进行实验进行实验设计实验设计实验分析结果，得出结论分析结果，得出结论总结：科学探究的一般方法总结：科学探究的一般方法提出一个值得探究的问题提出一个值得探究的问题根据已有的知识和经验，对根据已有的知识和经验，对提出的问题作出尝试性的回提出的问题作出尝试性的回答答通过实验来验证假设是否正确通过实验来验证假设是否正确【回忆回忆】植物细胞的结构植物细胞的结构细胞壁细胞壁细胞膜细胞膜细胞质细胞质液泡膜液泡膜原生质层原生质层（细

4、胞膜和液泡膜（细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的以及两层膜之间的细胞质）细胞质）成熟植物细胞成熟植物细胞一个成熟的植物细胞是不是一个渗透系统？一个成熟的植物细胞是不是一个渗透系统？对比分析植物细胞的结构与渗透吸水装置对比分析植物细胞的结构与渗透吸水装置外界溶液外界溶液细胞膜细胞膜细胞质细胞质液泡膜液泡膜细胞液细胞液原原生生质质层层清水清水半透膜半透膜蔗糖蔗糖溶液溶液渗透装置渗透装置细胞壁细胞壁原生质层：原生质层：细胞膜、液泡膜、及两膜之间的细胞质细胞膜、液泡膜、及两膜之间的细胞质?成熟成熟的植物细胞的植物细胞细胞膜细胞膜原原生生质质层层细胞质细胞质液泡膜液泡膜细胞液细胞液外界溶液外界溶液半透膜半透

5、膜清水清水蔗糖蔗糖溶液溶液相相当当于于浓度差浓度差 ?12345细胞液细胞液液泡膜液泡膜细胞质细胞质细胞膜细胞膜细胞壁细胞壁原生质层原生质层清水清水?类比学习类比学习3 3、植物细胞吸水和失水、植物细胞吸水和失水1 1、植物细胞会出现失水的情况吗？（渗出、植物细胞会出现失水的情况吗？（渗出的水是细胞内的水还是间隙的水）的水是细胞内的水还是间隙的水）2 2、植物细胞在什么情况下会失水？、植物细胞在什么情况下会失水？3 3、原生质层是否相当于一层半透膜？、原生质层是否相当于一层半透膜？ 提出问题：提出问题：根据以上同学们观察到的现象提出想根据以上同学们观察到的现象提出想探究的问题？探究的问题？作出

6、假设：作出假设：假设原生质层相当于一层半透膜假设原生质层相当于一层半透膜讨论设计思路：讨论设计思路：将细胞浸润在较高浓度的蔗糖溶液中，将细胞浸润在较高浓度的蔗糖溶液中，观察其形态变化；观察其形态变化；再将细胞浸润在清水中，观察其大小变再将细胞浸润在清水中，观察其大小变化。化。由于原生质层相当于一层半透膜，水分子由于原生质层相当于一层半透膜，水分子可以自由通过，而蔗糖分子则不能通过，可以自由通过，而蔗糖分子则不能通过，因此在蔗糖溶液中，植物细胞的中央液泡因此在蔗糖溶液中，植物细胞的中央液泡会会缩小缩小，细胞，细胞皱缩皱缩；在清水中植物细胞的；在清水中植物细胞的液泡又会液泡又会变大变大，细胞，细胞

7、膨胀膨胀。 实验预期结果：实验预期结果：外界溶液浓度外界溶液浓度 细胞液的浓度，细胞细胞液的浓度，细胞失水失水外界溶液浓度外界溶液浓度 细胞液的浓度，细胞细胞液的浓度，细胞吸水吸水实验步骤参考实验步骤参考第一步：用清水制作洋葱鳞片叶表皮的临时装片，第一步：用清水制作洋葱鳞片叶表皮的临时装片，先用低倍镜观察紫色先用低倍镜观察紫色中央液泡的大小、以及原生质中央液泡的大小、以及原生质层的位置层的位置。第二步第二步：滴加滴加0.3g/ml0.3g/ml蔗糖溶液蔗糖溶液, ,观察细胞观察细胞( (液泡、原液泡、原生质层、细胞大小）生质层、细胞大小）发生变化。发生变化。 第三步：滴加清水，第三步：滴加清水

8、，使洋葱表皮细胞再次浸润于清使洋葱表皮细胞再次浸润于清水水中，观察细胞发生变化。中，观察细胞发生变化。 材料用具材料用具紫色洋葱鳞片叶表皮细胞、显微镜、载玻片、盖玻紫色洋葱鳞片叶表皮细胞、显微镜、载玻片、盖玻片、质量浓度为片、质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液、清水等。的蔗糖溶液、清水等。进行实验进行实验记录实验结果记录实验结果 原生质层原生质层的位置的位置细胞细胞大小大小 置于一定置于一定浓度蔗糖浓度蔗糖 溶液溶液 置于清水置于清水 变小变小变深变深原生质层原生质层与与细胞壁细胞壁分离分离(质壁分离质壁分离)基本基本不变不变液泡大小、液泡大小、颜色颜色逐渐恢复逐渐恢复原来大小原来大小 原生质

9、层恢原生质层恢复原来位置复原来位置(质壁分离复原质壁分离复原)基本基本不变不变 1.1.植物细胞植物细胞原生质层原生质层相当于半透膜相当于半透膜2.成熟的植物细胞可以发生成熟的植物细胞可以发生渗透作用渗透作用而吸水和失水而吸水和失水分析结果，得出结论分析结果，得出结论细胞液浓度细胞液浓度 外界溶液浓度，植物细胞外界溶液浓度，植物细胞渗透失水渗透失水，发，发生生 现象。现象。细胞液浓度细胞液浓度 外界溶液浓度，植物细胞外界溶液浓度，植物细胞渗透吸水渗透吸水，细，细胞膨胀。胞膨胀。大于大于小于小于 质壁分离质壁分离成熟植物细胞通过渗透作用吸水成熟植物细胞通过渗透作用吸水（或失水）的实验验证（或失水

10、）的实验验证想一想想一想发生质壁分离的发生质壁分离的条件是什么？条件是什么？活的成熟的植物细胞活的成熟的植物细胞原生质层的伸缩性大原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性于细胞壁的伸缩性外界溶液浓度大于外界溶液浓度大于细胞液浓度细胞液浓度2.2.如果没有细胞壁，实验结果会有什么不同？如果没有细胞壁，实验结果会有什么不同？3.3.如果滴加的是如果滴加的是0.5g/ml0.5g/ml的蔗糖溶液，实验结果的蔗糖溶液，实验结果会会 有什么不同？有什么不同？分析讨论分析讨论不会发生质壁分离现象，只发生渗透作用的吸水或失水不会发生质壁分离现象，只发生渗透作用的吸水或失水高浓度的蔗糖溶液导致植物细胞严重失水而死亡

11、，不可高浓度的蔗糖溶液导致植物细胞严重失水而死亡，不可能发生质壁分离复原能发生质壁分离复原4.4.为什么植物细胞失水时为什么植物细胞失水时, ,原生质层与细胞原生质层与细胞 壁不是一起变化壁不是一起变化, ,而是发生质壁分离而是发生质壁分离? ?原生质层比细胞壁的伸缩性大原生质层比细胞壁的伸缩性大1 1、你知道这里的、你知道这里的“质质”与与“壁壁”分别指什么吗？分别指什么吗？“质质”指原生质层，指原生质层，“壁壁”指细胞壁指细胞壁植物细胞质壁分离和复原的现象植物细胞质壁分离和复原的现象植物细胞可以进行吸水和失水植物细胞可以进行吸水和失水原生质层原生质层_得出结论得出结论可以相当于一层半透膜可

12、以相当于一层半透膜说明说明结论结论：成熟的植物细胞是一个完整的渗透系统：成熟的植物细胞是一个完整的渗透系统结论结论: :细胞液浓度细胞液浓度大于大于外界溶液浓度外界溶液浓度2.2.细胞液浓度细胞液浓度小于小于外界溶液浓度外界溶液浓度细胞细胞失水失水 细胞细胞吸水吸水 成熟的成熟的植物细胞植物细胞渗透渗透系统系统外界外界溶液溶液1、动植物细胞在吸水与失水方面的差异动植物细胞在吸水与失水方面的差异 动物细胞没有细胞壁，因此不会有质壁分动物细胞没有细胞壁，因此不会有质壁分离现象。离现象。植物细胞由于有细胞壁的限制和保护不会植物细胞由于有细胞壁的限制和保护不会因持续吸水而涨破。因持续吸水而涨破。分析比较把把蔗糖溶液蔗糖溶液换成换成KNOKNO3 3溶液溶液，实验结