物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)膶?shí)例

1、第1節(jié) 物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)膶?shí)例【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.舉例說(shuō)出細(xì)胞膜是選擇透過(guò)性膜。2.嘗試從生活現(xiàn)象中提出問(wèn)題、作出假設(shè)、驗(yàn)證假設(shè)。3.進(jìn)行關(guān)于植物細(xì)胞吸水和失水的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和操作?！緦W(xué)習(xí)重點(diǎn)】舉例說(shuō)出細(xì)胞膜是選擇透過(guò)性膜【學(xué)習(xí)難點(diǎn)】細(xì)胞吸水和失水的原理；嘗試提出問(wèn)題，作出假設(shè)【知識(shí)點(diǎn)自主學(xué)習(xí)】 活動(dòng)一：聯(lián)系生活實(shí)際,感受細(xì)胞的吸水和失水（1）你吃比較咸的食物時(shí)，例如腌制的咸菜、連續(xù)嗑帶鹽的瓜子等，你的口腔和唇的黏膜會(huì)有什么感覺(jué)？為什么？（2）涼拌西紅柿?xí)r，常常要放一些糖，過(guò)一段時(shí)間后就可見(jiàn)有水分滲出，（或當(dāng)你把白菜剁碎準(zhǔn)備做餡時(shí)，常常要放一些鹽，過(guò)一段時(shí)間后也可見(jiàn)有水分滲出，）這些水分是從哪里來(lái)的？（3

2、）蔫了的青菜葉放入清水中浸泡一段時(shí)間后，會(huì)有什么變化？為什么？活動(dòng)二：感受擴(kuò)散與滲透（一）（感受生活中的實(shí)例）花香的飄散；蔗糖的溶解等。（思考）1、水分進(jìn)出細(xì)胞與上述實(shí)例有何不同？ 2、這與細(xì)胞膜的作用有什么關(guān)系呢? （二）模擬生物學(xué)實(shí)驗(yàn)滲透作用：要求分析教材P60滲透裝置示意圖，并思考以下問(wèn)題：何為半透膜？（明確何謂“半透”？）裝置中的半透膜可用哪些材料制??？( )漏斗內(nèi)的液面為什么會(huì)升高？試說(shuō)明原因。液面會(huì)持續(xù)上升嗎？如果用一層紗布代替玻璃紙，漏斗內(nèi)的液面還會(huì)升高嗎？如果燒杯中不是清水，而是同樣濃度的蔗糖溶液，結(jié)果會(huì)怎樣？對(duì)比觀察、討論，總結(jié)：滲透作用是指水分子等溶劑分子透過(guò)_，從相對(duì)含量

3、_的地方向相對(duì)含量_的地方（低濃度溶液向高濃度溶液）的擴(kuò)散。滲透作用發(fā)生的條件：具有_；_。比較擴(kuò)散與滲透：擴(kuò)散泛指物質(zhì)從相對(duì)含量多的地方向相對(duì)含量少的地方運(yùn)動(dòng)，可以通過(guò)半透膜，也可以不通過(guò)半透膜，如花香的飄散；蔗糖的溶解；氧氣通過(guò)肺泡和毛細(xì)血管壁進(jìn)入血液；甘油和脂肪酸被小腸上皮吸收等過(guò)程，習(xí)慣上一般相對(duì)于溶質(zhì)而言。滲透僅指指水分子等溶劑分子透過(guò)半透膜，從相對(duì)含量多的地方向相對(duì)含量少的地方（低濃度溶液向高濃度溶液）的擴(kuò)散。如成熟植物細(xì)胞的吸水與失水；動(dòng)物細(xì)胞的吸水與失水等。-所以說(shuō)滲透是一種_活動(dòng)三：探究細(xì)胞的吸水和失水（按照感受生活經(jīng)驗(yàn)作出假設(shè)驗(yàn)證假設(shè)得出結(jié)論的思路學(xué)習(xí)）（一）動(dòng)物細(xì)胞的吸水

4、和失水感受實(shí)例：吃比較咸的食物時(shí)，例如食用腌制的咸菜、連續(xù)嗑帶鹽的瓜子等，口腔和唇的黏膜會(huì)有干燥難受感覺(jué)。提出問(wèn)題：動(dòng)物細(xì)胞是一個(gè)滲透系統(tǒng)嗎？（動(dòng)物細(xì)胞在什么情況下吸水或失水？）作出假設(shè)：動(dòng)物細(xì)胞是一個(gè)滲透系統(tǒng)（當(dāng)細(xì)胞外界溶液的濃度大于細(xì)胞內(nèi)的濃度時(shí),細(xì)胞會(huì)失水; 當(dāng)細(xì)胞外界溶液的濃度小于細(xì)胞內(nèi)的濃度時(shí),細(xì)胞會(huì)吸水）驗(yàn)證假設(shè)：回顧細(xì)胞膜獲取實(shí)驗(yàn)，結(jié)合教材插圖分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：當(dāng)外界溶液濃度比細(xì)胞質(zhì) 當(dāng)外界溶液的濃度比細(xì)胞質(zhì) 當(dāng)外界溶液的濃度與細(xì)胞質(zhì)的濃度 時(shí),細(xì)胞 . 的濃度 時(shí),細(xì)胞 . 濃度 時(shí),水分進(jìn)出細(xì)胞 處于 .思考、討論與小結(jié)：（對(duì)于教材中的的思考題，四人小組之間展開(kāi)討論交流，并總結(jié)）

5、動(dòng)物細(xì)胞是一個(gè) 系統(tǒng)，其細(xì)胞膜相當(dāng)于 ，細(xì)胞質(zhì)是動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)的液體環(huán)境，當(dāng)細(xì)胞內(nèi)外的溶液出現(xiàn)濃度差時(shí)，就會(huì)發(fā)生細(xì)胞的吸水或失水，即 。（二）植物細(xì)胞的吸水和失水結(jié)合下圖認(rèn)識(shí)成熟植物活細(xì)胞作為嚴(yán)格的滲透系統(tǒng)所具備的結(jié)構(gòu)。（結(jié)合上圖及原有知識(shí)回答：細(xì)胞壁的特點(diǎn)_；原生質(zhì)層包括_；細(xì)胞液是指_；感受實(shí)例：把白菜剁碎準(zhǔn)備做餡時(shí)，常常要放一些鹽，過(guò)一段時(shí)間后也可見(jiàn)有水分滲出；對(duì)農(nóng)作物施肥過(guò)多，會(huì)造成_現(xiàn)象。提出問(wèn)題：植物細(xì)胞在什么情況下吸水或失水？（原生質(zhì)層相當(dāng)于一層半透膜嗎？）作出假設(shè)：當(dāng)植物細(xì)胞外界溶液的濃度大于細(xì)胞液的濃度時(shí),細(xì)胞會(huì)失水; 當(dāng)植物細(xì)胞外界溶液的濃度小于細(xì)胞液的濃度時(shí),細(xì)胞會(huì)吸水（原生

6、質(zhì)層相當(dāng)于一層半透膜）驗(yàn)證假設(shè)：植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離與復(fù)原實(shí)驗(yàn)（第二課時(shí)將進(jìn)行動(dòng)手實(shí)驗(yàn)）當(dāng)_時(shí)，細(xì)胞失水，質(zhì)壁分離；當(dāng)_時(shí)，細(xì)胞吸水，質(zhì)壁分離復(fù)原得出結(jié)論：1. 成熟植物細(xì)胞是一個(gè)嚴(yán)格的滲透系統(tǒng)：植物細(xì)胞的原生質(zhì)層相當(dāng)于一層 ，液泡內(nèi)的液體就是細(xì)胞液。當(dāng) 濃度小于外界溶液濃度時(shí)，細(xì)胞通過(guò)滲透作用失水，（細(xì)胞壁和原生質(zhì)層發(fā)生分離，此現(xiàn)象稱(chēng)為 ）；當(dāng) 濃度小于外界溶液濃度時(shí)，細(xì)胞通過(guò)滲透作用吸水，（細(xì)胞壁和原生質(zhì)層慢慢地恢復(fù)成原來(lái)的狀態(tài)，此現(xiàn)象稱(chēng)為 。）2. 植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離和復(fù)原證明水分子是可以出入細(xì)胞的物質(zhì)；而且水分子進(jìn)出細(xì)胞的方向取決于 兩側(cè)溶液的濃度，細(xì)胞吸水和失水是水分子順_進(jìn)行跨膜運(yùn)輸

7、的過(guò)程。同時(shí)也證明細(xì)胞膜是_膜，因?yàn)?，蔗糖分子并未像水分子那樣進(jìn)出細(xì)胞膜。從而也可以此判斷植物細(xì)胞的死活?；顒?dòng)四：物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)钠渌麑?shí)例問(wèn)題：細(xì)胞的吸水與失水是水分子順相對(duì)含量的梯度進(jìn)行跨膜運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程。那么其他物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸是怎樣的呢？參照插圖閱讀教材P63文字，進(jìn)行資料分析，回答下列問(wèn)題： 1、水稻培養(yǎng)液里的Ca2+和Mg2+濃度為什么會(huì)增高？(提示：從化學(xué)角度思考培養(yǎng)液里的Ca2+和Mg2+濃度增高的可能性有哪些？)2、不同作物對(duì)無(wú)機(jī)鹽的吸收有差異嗎？3、水分子跨膜運(yùn)輸是順相對(duì)含量梯度的，其他物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸也是這樣嗎？水分子跨膜運(yùn)輸是順_的，其他物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸并不都是這樣，這取決于_。4、

8、細(xì)胞對(duì)物質(zhì)的吸收有選擇嗎？如果有，這種選擇性有普遍性嗎？（微生物實(shí)例）歸納與總結(jié)：（1）物質(zhì)跨膜運(yùn)輸并不都是順相對(duì)含量梯度的。既有_梯度的，也有_梯度的，這取決于細(xì)胞生命活動(dòng)的需要，即細(xì)胞對(duì)于物質(zhì)的輸入和輸出有_。由此可見(jiàn) 。（2）選擇透過(guò)性膜的涵義： 可以自由通過(guò)； 也可以通過(guò)，而細(xì)胞生命活動(dòng)不需要的離子、小分子、大分子物質(zhì) 。（知識(shí)鏈接選擇透過(guò)性膜的關(guān)鍵是具有選擇性，其結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)是其上具有各種蛋白質(zhì)（載體），由于不同的細(xì)胞膜上載體的種類(lèi)和數(shù)量，因此細(xì)胞膜對(duì)物質(zhì)透過(guò)表現(xiàn)出高度的選擇性，當(dāng)細(xì)胞死亡后，細(xì)胞膜的選擇性喪失，成為全透性。）（問(wèn)題探究與知識(shí)延伸）1、你認(rèn)為選擇透過(guò)性膜與半透膜有什么區(qū)別

9、和聯(lián)系？半透膜是指一些物質(zhì)可以透過(guò)，另一些物質(zhì)不能透過(guò)的多孔性薄膜。例如：玻璃紙，花生種皮，豬腸衣，雞卵的卵殼膜，離體的膀胱膜，蠶豆種皮，魚(yú)鰾，青蛙皮，火棉膠等。根據(jù)半透膜是否具有生命現(xiàn)象可分為生物膜和非生物膜。 選擇性透過(guò)膜是具有活性的生物膜，它對(duì)物質(zhì)的通過(guò)既具有半透膜的物理性質(zhì)，還具有主動(dòng)的選擇性，如細(xì)胞膜、液泡膜、葉綠體膜等。因此，具有選擇透過(guò)性的膜必然具有半透性，而具有半透性的膜不一定具有選擇性透過(guò)，活性的生物膜才具有選擇透過(guò)性。 2、植物細(xì)胞的吸水方式：植物細(xì)胞主要有三種吸水方式，即吸漲吸水、滲透吸水、代謝性吸水。一般來(lái)說(shuō)，細(xì)胞在形成液泡之前的吸水主要靠吸漲作用。如風(fēng)干種子的萌發(fā)吸水

10、，果實(shí)種子形成過(guò)程的吸水，根尖分生區(qū)細(xì)胞的吸水等，都是靠吸漲作用。這種吸水方式的原理是細(xì)胞中存在親水性物質(zhì)，如淀粉粒、纖維素、蛋白質(zhì)等凝膠物質(zhì)。吸漲作用大小與凝膠物質(zhì)親水性有關(guān)，蛋白質(zhì)、淀粉和纖維素三者的親水性依次遞減，所以含蛋白質(zhì)較多的豆類(lèi)種子吸漲現(xiàn)象非常顯著。例如桃、杏等植物播種前的“沙埋”處理；利用種子吸漲打開(kāi)人的顱骨研究中都是對(duì)這個(gè)原理的應(yīng)用。成熟的植物活細(xì)胞具有大液泡主要靠滲透作用吸水，這也是植物吸水的最主要方式。滲透作用是指水分從水勢(shì)高（濃度低）的系統(tǒng)通過(guò)半透膜向水勢(shì)低（濃度高）的系統(tǒng)移動(dòng)的現(xiàn)象。其發(fā)生需要有兩個(gè)條件：一是半透膜，一是半透膜兩邊有水勢(shì)差。成熟的細(xì)胞含有大液泡，液泡中

11、有一定濃度的細(xì)胞液，液泡外是原生質(zhì)層，在討論細(xì)胞吸水時(shí)，常把它當(dāng)作一半透膜。這樣一個(gè)細(xì)胞放在水或溶液中時(shí)，如果原生質(zhì)層兩邊有水勢(shì)差，就具備了進(jìn)行滲透作用的條件。當(dāng)外界溶液水勢(shì)高于細(xì)胞液的水勢(shì)時(shí)，細(xì)胞就通過(guò)滲透作用吸水。一般情況下，土壤溶液的水勢(shì)是比較高的，因此根系可從土壤中吸水。但當(dāng)外界溶液水勢(shì)低于細(xì)胞液的水勢(shì)時(shí)（如一次施用過(guò)量的化肥），細(xì)胞不僅不能從外界吸水，反會(huì)使細(xì)胞中的水分外流，從而造成對(duì)植物不利的影響。由于一株植物的全身細(xì)胞大都是成熟細(xì)胞，所以植物吸水，以滲透吸水為主。（附）植物根尖及主要吸水方式示意圖【思想與方法總結(jié)】（1）本節(jié)課與生活實(shí)際聯(lián)系十分密切，要不斷關(guān)注相關(guān)生活問(wèn)題，如以“

12、細(xì)胞在什么情況下吸水或失水”這個(gè)問(wèn)題為切入點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及提出有價(jià)值的問(wèn)題，根據(jù)所作假設(shè)來(lái)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，去驗(yàn)證假設(shè)（2）利用好教材所提供的資料分析相關(guān)素材，積極參與小組討論，以突出重點(diǎn)，突破難點(diǎn)。【典例精析】例1、 將胡蘿卜的塊根切成小塊放入清水中，清水顏色沒(méi)有變化。若把胡蘿卜的塊根切成小塊放人沸水中，水變成紅色。其原因是 ( ) A沸水破壞細(xì)胞壁結(jié)構(gòu) B沸水使細(xì)胞失活C水溫升高，色素溶解度增大 D沸水使反應(yīng)加快解析： 細(xì)胞膜具有選擇透過(guò)性，只有細(xì)胞是活的，才具有此特性。通常情況下，色素等物質(zhì)是大分子，是不能通過(guò)活細(xì)胞的細(xì)胞膜的，所以在清水中，紅色色素是不會(huì)出來(lái)的。若放入沸水中，高溫殺死了細(xì)胞，細(xì)胞

13、膜不具有選擇透過(guò)性，細(xì)胞里面的色素物質(zhì)就可以不受限制地出來(lái)了，故使水變成紅色。答案 B例2 a、b、c是三個(gè)相鄰的細(xì)胞，已知a細(xì)胞液濃度> b細(xì)胞液濃度> c細(xì)胞液濃度,如圖所示，能正確表示水分在三者之間關(guān)系的是（ ）acbacbacbacbA B C D精析：三種溶液中a細(xì)胞液濃度最大，根據(jù)水的跨膜運(yùn)輸特點(diǎn)可知： b、 c中的水分均應(yīng)流向a；又因b細(xì)胞液濃度> c細(xì)胞液濃度，所以c 中水分應(yīng)流向b。答案 C例3 把體積與質(zhì)量百分比濃度相同的葡萄糖和蔗糖溶液用于半透膜（允許溶劑和葡萄糖通過(guò)，不允許蔗糖通過(guò)）隔開(kāi)（如右圖），一段時(shí)間后液面的情況是（ ）。 A. 甲高于乙 B.

14、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：在體積與質(zhì)量百分比濃度相同的情況下，因?yàn)槠咸烟欠肿邮菃翁?，蔗糖分子是二糖，所以同樣的體積內(nèi)葡萄糖分子數(shù)目多于蔗糖分子，即單位面積內(nèi)半透膜甲側(cè)的水分子數(shù)少于乙側(cè)，水分整體表現(xiàn)為由乙向甲流動(dòng)，導(dǎo)致乙側(cè)溶液越來(lái)越高，水分又流向通過(guò)半透膜而蔗糖不能，導(dǎo)致乙側(cè)溶液濃度越來(lái)越高，水分子又流向乙側(cè)，最終表現(xiàn)為乙液面高于甲液面。答案 C【分級(jí)習(xí)題】 A級(jí)1若向日葵的某種細(xì)胞間隙的液體濃度為A，細(xì)胞液濃度為B，細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)的濃度為C，則當(dāng)它因缺水而萎蔫時(shí)，三者之間的濃度關(guān)系為（ ） AABC BACB CBCA DBAC2當(dāng)你連續(xù)嗑帶鹽的

15、瓜子，你的口腔和唇的黏膜會(huì)有干澀的感覺(jué)。其原因是 ( ) A口腔和唇的黏膜細(xì)胞質(zhì)濃度大于細(xì)胞外液濃度，細(xì)胞失水 B口腔和唇的黏膜細(xì)胞質(zhì)濃度小于細(xì)胞外液濃度，細(xì)胞失水 C口腔和唇的黏膜細(xì)胞質(zhì)濃度大于細(xì)胞外液濃度，細(xì)胞吸水 D口腔和唇的黏膜細(xì)胞質(zhì)濃度小于細(xì)胞外液濃度，細(xì)胞吸水3.一個(gè)成熟的植物細(xì)胞，它的原生質(zhì)層主要包括 ( )A細(xì)胞膜、核膜和這兩層膜之間的細(xì)胞質(zhì) B細(xì)胞膜、液泡膜和這兩層膜之間的細(xì)胞質(zhì) C細(xì)胞膜和液泡膜之間的細(xì)胞質(zhì) D細(xì)胞壁、液泡膜和它們之間的細(xì)胞質(zhì)4將成熟的植物細(xì)胞放在溶液中能夠成一個(gè)滲透系統(tǒng)，主要原因是（ ）。 A液泡膜內(nèi)外溶液有濃度差B細(xì)胞內(nèi)原生質(zhì)層可看作一層選擇透過(guò)性膜 C

16、細(xì)胞壁是全透性的 D水分可以自由出入細(xì)胞（B級(jí)）5、將一種動(dòng)物細(xì)胞浸沒(méi)于質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 5% 的蔗糖溶液中，它會(huì)膨脹破裂，則它的細(xì)胞液的濃度（ ）。 A. 小于 5% B. 等于 5% C. 大于 5% D. 不能確定 6、將人體的血液置于濃度為 9% 的食鹽溶液中，制成臨時(shí)裝片，用顯微鏡觀察，可以發(fā)現(xiàn)血細(xì)胞（ ）。 A. 質(zhì)壁分離B. 呈正常狀態(tài)C. 細(xì)胞膜破裂D. 皺縮 7、利用高濃度的鹽水殺菌的原理是（ ）。 A. 鹽水中的氯離子有殺菌的作用 B. 高濃度鹽水中水分不足，不利于細(xì)菌生長(zhǎng) C. 細(xì)菌由于脫水而死亡 D. 鈉離子有殺菌作用 （C級(jí)）8將人類(lèi)的紅血球置于不同濃度蔗糖液中，浸泡半小時(shí)之后的結(jié)果如圖43。依照血球外形的變化判斷蔗糖液的濃度，由高到低排列，正確的是（ ）。 A甲乙丙丁B丁甲乙丙C丙丁甲乙 D丙乙丁甲9、甜菜塊根細(xì)胞的液泡中有花清素，使塊根為紅色。將塊根切成小塊放在蒸餾水中，水無(wú)明顯的顏色變化。但用鹽酸處理這些塊根后，則能使溶液變紅。