跨膜運(yùn)輸實(shí)例

1、宿豫中學(xué)高二（生物）教案主備人汪文超授課人授課日期課題物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)膶?shí)例（2課時）課型復(fù)習(xí)一、教學(xué)目標(biāo)：【知識】：舉例說出細(xì)胞膜是選擇透過性膜【技能】：嘗試提出問題，作出假設(shè)，對探究活動進(jìn)行設(shè)計(jì)進(jìn)行關(guān)于職務(wù)細(xì)胞吸水和失水的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和操作二、教學(xué)重點(diǎn)：重點(diǎn)：舉例說出細(xì)胞膜是選擇性透過膜難點(diǎn)：嘗試提出問題，作出假設(shè)教學(xué)手段：PPT,教師啟發(fā)、引導(dǎo)，學(xué)生自主閱讀、思考，總結(jié)教學(xué)過程（初備）二次備課I引言: 前一阜X 胞的功育 質(zhì)的交包 的邊界, 呢？這上 細(xì)胞有期 的物質(zhì)4 胞的。 n講授親 第1節(jié)4一、滲丈（一）而1.學(xué)生彳 簡要解綾（導(dǎo)入）（分鐘）力們探討了細(xì)胞的基本結(jié)核 孔細(xì)胞是一八開放的系Z

2、 莢，物質(zhì)的進(jìn)出都要通過2 對控制這些細(xì)胞所需物居 手細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)又有4 1些方式呢？這就是我們聯(lián) 全入和輸出。我們先來，斤知識（37分鐘） 勿質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)膶?shí)例國作用（6分鐘）好念早教材P60 “問題探討” 1總圖意，提問：漏斗管內(nèi)的接下來我們來看看細(xì) 充，每時每刻魯凄進(jìn)行朝 田胞膜。細(xì)胞膜作為細(xì)胞 的進(jìn)出是怎樣調(diào)控的 一么關(guān)系呢？物質(zhì)進(jìn)出 于要學(xué)習(xí)的“第4章細(xì)胞 看看無機(jī)物是怎樣進(jìn)出細(xì)的滲透現(xiàn)象示意圖，教師J液面為什么會升身？（水分子能自由擴(kuò)散，單位時間內(nèi)透過玻璃紙進(jìn)入長頸漏斗的水分子數(shù)量多于從長頸漏斗滲出的水分子數(shù)量，使管內(nèi)液面升高)2.教師總結(jié)滲透作用的概念：水分子或其他溶劑分子通過

3、半透膜，從溶液濃度低的一側(cè)向溶液濃度高的一側(cè)的擴(kuò)散。水分進(jìn)入到長頸漏斗中，漏斗內(nèi)溶液會產(chǎn)生靜水壓，阻礙 漏斗外界水分進(jìn)入漏斗，隨著液面升高靜水壓增大，使得 通過玻璃紙進(jìn)出漏斗的水分子數(shù)量相當(dāng)， 水進(jìn)出漏斗速度 接近，達(dá)到動態(tài)平衡。(二)條件.具有半透膜(1)提問：如果用紗布代替玻璃紙，漏斗管內(nèi)的液面還 會升高嗎？(因紗布孔隙很大，蔗糖分子也可以自由通過， 因而液面不會升高)(2)教師播放動畫，總結(jié)發(fā)生滲透作用的第一個條件.膜兩側(cè)溶液具有濃度差(1)提問：如果燒杯中不是清水，而是同樣濃度的蔗糖溶液，結(jié)果會怎樣？(半透膜兩側(cè)溶液的濃度相等， 單位 時間內(nèi)透過玻璃紙進(jìn)入長頸漏斗的水分子數(shù)量等于滲出

4、的水分子數(shù)量，液面也不會升高)(2)教師播放動畫，總結(jié)發(fā)生滲透作用的第二個條件(3)教師總結(jié)滲透作用的原理：水是順相對濃度梯度通過滲透作用進(jìn)出半透膜的。之前探討的是通過物理上的半透膜水分的進(jìn)出情況，那么水作為細(xì)胞中含量最多的化合物，它是怎樣進(jìn)出細(xì)胞膜這 個細(xì)胞的邊界的呢？下面我們就來分析水是怎樣進(jìn)出細(xì)胞的。二、細(xì)胞的吸水和失水 （18分鐘）（一）水通過滲透作用進(jìn)出動物細(xì)胞（6分鐘）.紅細(xì)胞膜相當(dāng)于半透膜（1）學(xué)生回憶第3章學(xué)過的制備細(xì)胞膜的實(shí)驗(yàn)時制備細(xì) 胞膜的材料和方法，教師提問：紅細(xì)胞內(nèi)的血紅蛋白等有 機(jī)物能夠透過細(xì)胞膜嗎？（一般不能，在紅細(xì)胞內(nèi)保證其 正常功能）（2）提問：紅細(xì)胞的細(xì)胞膜是

5、不是相當(dāng)于“問題探討”中所說的半透膜？（水分可以自由進(jìn)出細(xì)胞膜， 而血紅蛋 白等有機(jī)物不能透過，因此紅細(xì)胞的細(xì)胞膜相當(dāng)于半透膜）.紅細(xì)胞吸水與失水的條件（1）學(xué)生觀察教材 P60圖4-1水分進(jìn)入哺乳動物紅細(xì)胞的狀況，教師提問：紅細(xì)胞的吸水或失水的多少取決于什么條件？（取決于紅細(xì)胞內(nèi)外濃度的差值， 差值較大時吸 水或失水較多）（2）老師講解水進(jìn)出動物細(xì)胞的三種情況：外界溶液濃度 細(xì)胞質(zhì)濃度，細(xì)胞吸水膨脹；（水分由外界溶液進(jìn)入細(xì)胞）外界溶液濃度 細(xì)胞質(zhì)濃度，細(xì)胞失水皺縮；（水分由細(xì)胞進(jìn)入外界溶液）外界溶液濃度=細(xì)胞質(zhì)濃度，水分進(jìn)出平衡。（水分進(jìn)出細(xì)胞達(dá)到動態(tài)平衡）提問：當(dāng)外界溶液的濃度低時，紅細(xì)胞

6、一定會由于吸水漲 破嗎？（外界濃度較低，細(xì)胞持續(xù)吸水，吸水過度則會漲 破，因?yàn)槠渫鉄o細(xì)胞壁）.教師總結(jié)：水分通過滲透作用進(jìn)出哺乳動物紅細(xì)胞。其他動物細(xì)胞吸水和失水的原理與紅細(xì)胞是一樣的。與生活的聯(lián)系：吃咸菜或連續(xù)吃帶鹽的瓜子，口腔和唇的 黏膜有皺縮的感覺，這是因?yàn)橥饨缛芤簼舛雀?，口腔?xì)胞 失水。（二）植物細(xì)胞的吸水和失水 （12分鐘）.成熟植物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)細(xì)胞壁十全透性細(xì)胞朦）成熟細(xì)胞質(zhì)原生質(zhì)層植物細(xì)胞液泡泡膜細(xì)胞液細(xì)胞核.探究（1）提出問題，作出假設(shè)成熟植物細(xì)胞的中央液泡占據(jù)了細(xì)胞的大部分空間，將細(xì)胞質(zhì)擠成一薄層，細(xì)胞內(nèi)的液體環(huán)境主要指的是液泡里面 的細(xì)胞液。水分進(jìn)出植物細(xì)胞要經(jīng)過液泡與細(xì)胞壁

7、之間的原生質(zhì)層。前面我們講了動物細(xì)胞的吸水和失水是通過滲透作用實(shí)現(xiàn)的，那么水分是不是也是通過滲透作用進(jìn)出植 物細(xì)胞的呢？你能作出什么假設(shè)？(原生質(zhì)層是否相當(dāng)于一層半透膜呢？)假設(shè)原生質(zhì)層是否相當(dāng)于一層半透膜，那么我們怎樣通過實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證？(2)實(shí)驗(yàn)過程實(shí)驗(yàn)材料的選擇A.植物細(xì)胞；不能選擇動物細(xì)胞；B.有中央大液泡：成熟的植物細(xì)胞，未成熟的植物細(xì)胞不行，如根尖分生區(qū)細(xì)胞；C.液泡有顏色便于觀察：如紫色洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞，還有色彩鮮艷的花瓣。實(shí)驗(yàn)步驟A.制作洋蔥鱗片葉外表皮的臨時裝片； (a.剝?nèi)⊙笫[鱗莖 的鱗片葉，外表皮紫色較濃的更好，用刀片在葉片外表皮 劃一 0.5cm見方的“井”字；b.用尖

8、嘴鑲從“井”字中央的一角小心地將洋蔥鱗片葉外 表皮撕下，平鋪在載玻片中央； c.用滴管在表皮上滴一滴清水， 蓋上蓋玻片，用紙吸去多余水分）B.用低倍鏡觀察洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞中紫色的中央液泡的的大小，以及原生質(zhì)層的位置；C.從蓋玻片的一側(cè)滴入蔗糖溶液，在蓋玻片的一側(cè)用吸水紙吸引，這樣重復(fù)幾次D.用低倍鏡觀察，看細(xì)胞中央液泡的大小和顏色深淺有沒有變化，原生質(zhì)層的位置和細(xì)胞大小是否變化并記錄；E.在蓋玻片的一側(cè)滴入清水，在蓋玻片的一側(cè)用吸水紙吸引，這樣重復(fù)幾次；F.用低倍鏡觀察，看中央液泡的大小和顏色深淺有沒有變化，原生質(zhì)層的位置和細(xì)胞大小是否變化并記錄。（3）結(jié)果分析教師解釋教材P63“圖4-3

9、植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離”中的主要結(jié)構(gòu)：透明外框架是細(xì)胞壁，中央紫色部分是液泡，液泡外有一層極薄的結(jié)構(gòu)，貼于液泡外，是原生質(zhì)層。（原生質(zhì)層與細(xì)胞壁之間的間隙中充滿了蔗糖溶液） j現(xiàn)象試劑中央液泡 的大小中央液泡 的顏色原生質(zhì)層的位置細(xì)胞大/J0.3g/mL蔗糖溶液變小由淺變深脫離細(xì)胞壁基本不變水逐漸恢復(fù) 原來大小由深變淺恢復(fù)原來位置基本不變實(shí)驗(yàn)證明成熟植物細(xì)胞的原生質(zhì)層確實(shí)相當(dāng)于一層半透膜，液泡中的細(xì)胞液與外界溶液存在濃度差時，水分會通過滲透作用進(jìn)出細(xì)胞。為什么會出現(xiàn)這樣的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象呢?質(zhì)壁分離的原因分析A.外因：外界溶液濃度大于液泡內(nèi)的細(xì)胞液濃度；B.內(nèi)因：細(xì)胞壁具全透性，原生質(zhì)層具半透性，處在蔗

10、糖溶液中的細(xì)胞滲透吸水，細(xì)胞壁和原生質(zhì)層都出現(xiàn)一定 的收縮，但原生質(zhì)層的收縮性比細(xì)胞壁大；因此原生質(zhì)層與細(xì)胞壁發(fā)生分離，這種現(xiàn)象就稱作質(zhì)壁分 離。注意這里的“質(zhì)”指的是原生質(zhì)層，而不是細(xì)胞質(zhì)。C.表現(xiàn)形式a.微觀上：質(zhì)壁分離現(xiàn)象（中央液泡由大變小，細(xì)胞液 顏色由淺變深，原生質(zhì)層與細(xì)胞壁分離）；b.宏觀上：植物由堅(jiān)挺變得萎意，如對農(nóng)作物施肥過多 造成的“燒苗”現(xiàn)象D.強(qiáng)調(diào)能發(fā)生質(zhì)壁分離的細(xì)胞一定是成熟的植物細(xì)胞（有中央大液泡和細(xì)胞壁），干種子細(xì)胞與根尖分生區(qū)的細(xì)胞 不是通過滲透作用吸水的，而是通過吸脹作用吸水。實(shí)驗(yàn)結(jié)論A.成熟植物細(xì)胞能與外界溶液發(fā)生滲透作用B.當(dāng)外界溶液濃度大于細(xì)胞液濃度時，細(xì)

11、胞失水，發(fā)生 質(zhì)壁分離；C.當(dāng)外界溶液濃度小于細(xì)胞液濃度時（外界溶液中的水 分透過原生質(zhì)層進(jìn)入細(xì)胞液中，）細(xì)胞吸水，整個原生質(zhì) 層慢慢恢復(fù)成原來狀態(tài)，即逐漸發(fā)生質(zhì)壁分離的復(fù)原。提問：植物細(xì)胞會因?yàn)槲鴿q破嗎？（不會，其被細(xì)胞壁所“封閉”，水分子滲入到一定程度，液泡膨大，通過 原生質(zhì)層對細(xì)胞壁產(chǎn)生膨壓，而細(xì)胞壁產(chǎn)生的反作用力即 壁壓與其相抵消，細(xì)胞不再吸水，細(xì)胞不再膨大，不會漲 破）細(xì)胞分離及復(fù)原實(shí)驗(yàn)的應(yīng)用A.鑒定植物細(xì)胞的死活；（活細(xì)胞的原生質(zhì)層才有半透 性）B.證明原生質(zhì)層具有選擇透過性；C.觀察植物細(xì)胞的細(xì)胞膜；D.測定細(xì)胞的濃度大??；E.證明細(xì)胞壁的伸縮性小于原生質(zhì)層的伸縮性。提問：上

12、述實(shí)驗(yàn)中，若將外界溶液換成 KNO或尿素溶液， 發(fā)生質(zhì)壁分離后會自動復(fù)原， 這是為什么呢？（剛開始外 界溶液濃度高，細(xì)胞失水發(fā)生質(zhì)壁分離；但KNO的兩種離子或尿素分子是植物細(xì)胞所需的物質(zhì)，可被選擇吸收進(jìn) 進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，使細(xì)胞液濃度升高而吸水， 使質(zhì)壁分離自動 復(fù)原，由于細(xì)胞吸收物質(zhì)比水分子的的自由擴(kuò)散慢， 所以 先質(zhì)壁分離）三、物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)钠渌麑?shí)例（12分鐘）之前我們探討了細(xì)胞中水的跨膜運(yùn)輸，它是順著相對含量 梯度，通過滲透作用進(jìn)出細(xì)胞的。 那么無機(jī)物中的無機(jī)鹽 的跨膜運(yùn)輸又是怎樣的呢？（一）細(xì)胞對物質(zhì)的的輸入和輸出有選擇性（5分鐘）1.教師講解圖表：橫坐標(biāo)是不同的離子種類，縱坐標(biāo)是培養(yǎng)液中的

13、離子濃度，圖中黃色的柱形圖代表的是水 稻，而藍(lán)色的代表番茄，含有 CaT、M$和Si4+的培養(yǎng) 液各離子初始濃度相同，分別培養(yǎng)水稻和番茄一段時 間后，留在培養(yǎng)業(yè)中的離子濃度如圖所示。（1）不同作物對同一無機(jī)鹽離子的吸收不同學(xué)生觀察圖中水稻和番茄對 Ca2+的吸收情況柱形圖，可以 得出什么結(jié)論？（水稻對 Ca2+吸收少，而番茄對Ca2+吸收 多；對Mg+和Si4+的吸收也類似，說明不同作物對同一無 機(jī)鹽離子的吸收不同）（2）同一作物對不同無機(jī)鹽離子的吸收不同（二）物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸并不都是順相對含量梯度的（2分鐘）提問：之前講的水分子的跨膜運(yùn)輸是順相對含量梯度的， 那么其他物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸也是這樣嗎？

14、學(xué)生閱讀甲狀腺濾泡上皮細(xì)胞的資料，教師講解：甲狀腺濾泡上皮細(xì)胞內(nèi)的碘含量比血液高出許多，但其仍具有很強(qiáng)的攝碘能力，此時碘離子的跨莫運(yùn)輸從相對含量少的血 液進(jìn)入相對含量多的甲狀腺濾泡上皮細(xì)胞中，是逆相對含量梯度的。由此可見，物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸并不都是順相對含 量梯度的。（三）生物膜是選擇透過性膜 （6分鐘）.選擇透過性膜的概念通過上面的學(xué)習(xí)，我們知道了，物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸并不都是 順相對含量梯度的，細(xì)胞對物質(zhì)的輸入和輸出有選擇性，這種選擇透過性是細(xì)胞膜的功能特性與生理特點(diǎn)。除了細(xì)胞膜之外，其他生物膜如液泡膜等都具有這種選擇透過 性，這些生物膜就是選擇透過性膜。.性質(zhì)選擇透過性膜都允許哪些物質(zhì)通過呢？首先水分子