學案12 物質跨膜運輸的實例
主備人： 使用人：高一生物組
【學習目標】1.舉例說出細胞膜是選擇透過性膜。
2.進行關于植物細胞吸水和失水的實驗設計和操作。
【學習重點】 舉例說出細胞膜是選擇透過性膜
【課前自主預習】
一、動物細胞的吸水與失水
1．原理：細胞膜具有控制物質進出細胞的作用，相當于一層半透膜；故當外界溶液 細胞質的濃度，細胞吸水膨脹，濃度差異大時，會因吸水而漲破當外界溶液 細胞質的濃度，細胞失水皺縮，濃度差異大時，會因失水而死亡當外界溶液 細胞質的濃度，細胞處于動態平衡狀態
二、植物細胞的吸水與失水
1、植物細胞若吸水會漲破嗎？為什么？
2、植物細胞內的液體環境主要指
3、原生質層： 、 和這兩層膜之間的細胞質。
請寫出數字所對應的結構：1___________2____________3____________4_____________ 5___________ 6___________ 即原生質層包括_____、_____和這兩層之間的_____，
4、探究：原生質層相當于一層半透膜
（1）探究實驗的一般步驟：提出問題→ → → → → 。
（2）原理：植物細胞的原生質層相當于一層 。當 小于 的濃度時，細胞失水，中央液泡體積會________，細胞皺縮；當 小于 的濃度時，細胞吸水，中央液泡體積會________，細胞膨脹。
（3）質壁分離：當植物細胞失水時，由于原生質層比細胞壁的伸縮性 ，因而會出現 和___________分離的現象，稱為質壁分離。
（4）質壁分離復原：質壁分離后的細胞吸水后，液泡和原生質層恢復原狀，稱為質壁分離復原。
（5）實驗現象：取紫色洋蔥表皮細胞（為什么？），將其先放入特定濃度蔗糖液中，再放入清水中
中央液泡大小細胞大小顏色變化現象名稱
蔗糖溶液
清水
【課前預習自測】
1下列細胞能成功用于做質壁分離實驗的材料的是（ ）
A. 人的口腔上皮細胞 B. 洋蔥根尖分生區細胞
C. 葉的下表皮細胞 D. 用開水煮過的洋蔥鱗片葉紫色外表皮細胞
2一個成熟的植物細胞，它的原生質層主要包括（ ）
A. 細胞膜、核膜和這兩層膜之間的細胞質
B. 細胞膜、液泡膜和這兩層膜之間的細胞質
C. 細胞膜和液泡膜之間的細胞質
D. 細胞壁、液泡膜和它們之間的細胞質
3下列現象中屬于滲透作用的是（ ）
A. 水分子通過細胞壁 B. 葡萄糖分子通過細胞膜
C. K+通過原生質層 D. 水分子通過原生質層
4中能夠成一個滲透系統，主要原因是（ ）。
A．液泡膜內外溶液有濃度差B．細胞內原生質層可看作一層選擇透過性膜
C．細胞壁是全透性的 D．水分可以自由出入細胞
5植物細胞發生質壁分離的原因是（ ）
① 外界溶液濃度大于細胞液濃度 ② 細胞液濃度大于外界溶液濃度
③ 細胞壁的伸縮性大于原生質層的伸縮性 ④ 原生質層的伸縮性大于細胞壁的伸縮性
A. ②④ B. ①④ C. ②③ D. ③④
【課堂合作探究】
問題探討一. 分析教材P60滲透裝置示意圖，并思考以下問題：
①何為半透膜？
②②漏斗內的液面為什么會升高？液面會持續上升嗎？
③如果用一層紗布代替玻璃紙，漏斗內的液面還會升高嗎？
④如果燒杯中不是清水，而是同樣濃度的蔗糖溶液，結果會怎樣？
歸納總結：
1滲透作用是指水分子等溶劑分子透過__________，從相對含量___的地方向相對含量___的地方（低濃度溶液向高濃度溶液）的擴散。
2滲透作用發生的條件：具有__________；______________________________。
比較擴散與滲透：
擴散泛指物質從相對含量多的地方向相對含量少的地方運動，可以通過半透膜，也可以不通過半透膜，如花香的飄散；蔗糖的溶解；氧氣通過肺泡和毛細血管壁進入血液；甘油和脂肪酸被小腸上皮吸收等過程，習慣上一般相對于溶質而言。
滲透僅指指水分子等溶劑分子透過半透膜，從相對含量多的地方向相對含量少的地方（低濃度溶液向高濃度溶液）的擴散。如成熟植物細胞的吸水與失水；動物細胞的吸水與失水等。---------所以說滲透是一種_________：
問題探討二. 探究細胞的吸水和失水
（一）動物細胞的吸水和失水
感受實例：吃比較咸的食物時，例如食用腌制的咸菜、連續嗑帶鹽的瓜子等，口腔和唇的黏膜會有干燥難受感覺。
提出問題：動物細胞是一個滲透系統嗎？（動物細胞在什么情況下吸水或失水？）
作出假設：動物細胞是一個滲透系統（當細胞外界溶液的濃度大于細胞內的濃度時,細胞會失水; 當細胞外界溶液的濃度小于細胞內的濃度時,細胞會吸水）
驗證假設：回顧細胞膜獲取實驗，結合教材插圖分析實驗現象：
當外界溶液濃度比細胞質 當外界溶液濃度比細胞質 當外界溶液濃度與細胞質
的濃度 時,細胞 的濃度 時,細胞 濃度 時,水分進出細胞處于 .
歸納總結：
動物細胞是一個 系統，其細胞膜相當于 ，細胞質是動物細胞內的液體環境，當細胞內外的溶液出現濃度差時，就會發生細胞的吸水或失水，即 。
（二）植物細胞的吸水和失水
結合下圖認識成熟植物活細胞作為嚴格的滲透系統所具備的結構。
結合上圖及原有知識回答：細胞壁的特點__________；原生質層包括_________________________；細胞液是指____________________；
實例分析：把白菜剁碎準備做餡時，常常要放一些鹽，過一段時間后也可見有水分滲出；對農作物施肥過多，會造成__________現象。
提出問題：植物細胞在什么情況下吸水或失水（原生質層相當于一層半透膜嗎？）
作出假設：當植物細胞外界溶液的濃度大于細胞液的濃度時,細胞會失水; 當植物細胞外界溶液的濃度小于細胞液的濃度時,細胞會吸水（原生質層相當于一層半透膜）
驗證假設：植物細胞的質壁分離與復原實驗
當__________________________________時，細胞失水，質壁分離；
當__________________________________時，細胞吸水，質壁分離復原
得出結論：
1. 成熟植物細胞是一個嚴格的滲透系統：植物細胞的原生質層相當于一層 ，液泡內的液體就是細胞液。當 濃度小于外界溶液濃度時，細胞通過滲透作用失水，（細胞壁和原生質層發生分離，此現象稱為 ）；當 濃度小于外界溶液濃度時，細胞通過滲透作用吸水，（細胞壁和原生質層慢慢地恢復成原來的狀態，此現象稱為 。）
2. 植物細胞的質壁分離和復原證明水分子是可以出入細胞的物質；而且水分子進出細胞的方向取決于 兩側溶液的濃度，細胞吸水和失水是水分子順__________進行跨膜運輸的過程。同時也證明細胞膜是____________膜，因為，蔗糖分子并未像水分子那樣進出細胞膜。→從而也可以此判斷植物細胞的死活。
問題探討3物質跨膜運輸的其他實例
問題：細胞的吸水與失水是水分子順相對含量的梯度進行跨膜運輸的過程。那么其他物質的跨膜運輸是怎樣的呢？參照插圖閱讀教材P63文字，進行資料分析，回答下列問題：
1、水稻培養液里的Ca2+和Mg2+濃度為什么會增高？(提示：從化學角度思考培養液里的Ca2+和Mg2+濃度增高的可能性有哪些？)
2、不同作物對無機鹽的吸收有差異嗎？
3、水分子跨膜運輸是順相對含量梯度的，其他物質的跨膜運輸也是這樣嗎？
水分子跨膜運輸是順____________的，其他物質的跨膜運輸并不都是這樣，這取決于__________________。
4、細胞對物質的吸收有選擇嗎？如果有，這種選擇性有普遍性嗎？（微生物實例）
歸納與總結：（1）物質跨膜運輸并不都是順相對含量梯度的。既有_________梯度的，也有_________梯度的，這取決于細胞生命活動的需要，即細胞對于物質的輸入和輸出有_________。由此可見 。
（2）選擇透過性膜的涵義： 可以自由通過； 也可以通過，而細胞生命活動不需要的離子、小分子、大分子物質 。
【遷移訓練】1、 將胡蘿卜的塊根切成小塊放入清水中，清水顏色沒有變化。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．沸水破壞細胞壁結構 B沸水使細胞失活
C．水溫升高，色素溶解度增大 D．沸水使反應加快
2 a、b、c是三個相鄰的細胞，已知a細胞液濃度> b細胞液濃度> c細胞液濃度,如圖所示，能正確表示水分在三者之間關系的是（ ）
[
A B C D
3把體積與質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，不允許蔗糖通過）隔開（如右圖），一段時間后液面的情況是（ ）。
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
【課堂自我檢測】
1．若向日葵的某種細胞間隙的液體濃度為A，細胞液濃度為B，細胞質基質的濃度為C，則當它因缺水而萎蔫時，三者之間的濃度關系為（ ）
A．A＞B＞C B．A＞C＞B C．B＞C＞A D．B＞A＞C
2．當你連續嗑帶鹽的瓜子，你的口腔和唇的黏膜會有干澀的感覺。其原因是 ( )
A．口腔和唇的黏膜細胞質濃度大于細胞外液濃度，細胞失水
B．口腔和唇的黏膜細胞質濃度小于細胞外液濃度，細胞失水
C．口腔和唇的黏膜細胞質濃度大于細胞外液濃度，細胞吸水
D．口腔和唇的黏膜細胞質濃度小于細胞外液濃度，細胞吸水
3將一種動物細胞浸沒于質量分數為 5% 的蔗糖溶液中，它會膨脹破裂，則它的細胞液的濃度（ ）。
A. 小于 5% B. 等于 5% C. 大于 5% D. 不能確定
4將人體的血液置于濃度為 9% 的食鹽溶液中，制成臨時裝片，用顯微鏡觀察，可以發現血細胞（ ）。
A. 質壁分離 B. 呈正常狀態 C. 細胞膜破裂 D. 皺縮
5、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，不利于細菌生長
C. 細菌由于脫水而死亡 D. 鈉離子有殺菌作用
6將人類的紅血球置于不同濃度蔗糖液中，浸泡半小時之后的結果如圖4－3。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
7甜菜塊根細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。這是因為…………（ ）
A、細胞壁被鹽酸破壞 B、鹽酸破壞了細胞膜的選擇透過性
C、鹽酸破壞了原生質層的選擇透過性 D、花青素不溶于水而溶于鹽酸
8在植物細胞質壁分離過程中，水分子通過細胞結構的順序是 ( )
①細胞壁 ②細胞膜 ③細胞質 ④液泡膜 ⑤液泡
A．①②③④⑤ B．①②④⑤③ C．⑤④②③① D．⑤④③②①
9將馬鈴薯塊挖個凹穴，放在內外兩種液體中間。已知一種是清水，一種是30%的蔗糖溶液，開始時，兩個液面是平的，過了一段時間后液面如下圖所示：據圖回答：
（1）液體A是 ，B是 。
（2）在圖甲中，C處細胞 水，D處細胞 水。
（3）在圖乙中，C處細胞 水，D處細胞 水。
【課后延伸訓練】
1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，不利于細菌生長
C. 細菌由于脫水而死亡 D. 鈉離子有殺菌作用
2將一張洋蔥鱗片葉放在某一濃度的蔗糖溶液中,制成裝片,放在顯微鏡下觀察,有3種狀態的細胞,如圖,你認為這3個細胞（均為正常的活細胞）在未發生上述情況之前,其細胞液的濃度依次是：（ ）
A．A?B>C B．A
A. 水 B. 低于30%蔗糖溶液
C. 等于30%的蔗糖溶液 D. 高于30%的蔗糖溶液
4將洋蔥表皮放入一定濃度的硝酸鉀溶液中，該表皮的細胞便發生質壁分離，不久這些細胞又逐漸發生質壁分離自動復原。其原因是（ ）
A. 細胞液的溶質流出細胞 B. 質壁分離后的細胞只允許水分子進入
C. K+和 NO3+進入液泡 D. 水和溶質自由地進出細胞
5下圖中甲、乙兩圖是滲透裝置示意圖，丙圖是根毛細胞示意圖。請根據甲、乙、丙三圖回答下列問題：（甲圖是發生滲透作用的初始狀態，乙圖是發生了較長時間的滲透作用之后達到平衡的狀態）
（1）典型的滲透裝置必須具備兩個條件：
①_____________________（指明甲圖中相應部位）；
② _____________________。
（2）比較甲圖中①和②處溶液濃度的大小：_____________________。
（3）丙圖中⑦為____________，甲圖中的③相當于丙圖中___________。
（4）若把毛細胞放在 30% 的蔗糖溶液中，它會出現_____________________。再放入清水中，它又出現_____________________。
（5）若把毛細胞放在 90% 的蔗糖溶液中，它會出現什么變化？_____________________。過一段時間再放入清水中，此時根毛細胞與上題中放入清水中的變化一樣嗎？_____________。為什么？__________________。
若是將細胞放入一定濃度的KNO3溶液中，會怎樣？_______________
為什么？__________________。
（6）鹽堿地中的植物常出現萎蔫現象，其原因是_____________________。
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