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学案12 物质跨膜运输的实例
主备人： 使用人：高一生物组
【学习目标】1.举例说出细胞膜是选择透过性膜。
2.进行关于植物细胞吸水和失水的实验设计和操作。
【学习重点】 举例说出细胞膜是选择透过性膜
【课前自主预习】
一、动物细胞的吸水与失水
1．原理：细胞膜具有控制物质进出细胞的作用，相当于一层半透膜；故当外界溶液 细胞质的浓度，细胞吸水膨胀，浓度差异大时，会因吸水而涨破当外界溶液 细胞质的浓度，细胞失水皱缩，浓度差异大时，会因失水而死亡当外界溶液 细胞质的浓度，细胞处于动态平衡状态
二、植物细胞的吸水与失水
1、植物细胞若吸水会涨破吗？为什么？
2、植物细胞内的液体环境主要指
3、原生质层： 、 和这两层膜之间的细胞质。
请写出数字所对应的结构：1___________2____________3____________4_____________ 5___________ 6___________ 即原生质层包括_____、_____和这两层之间的_____，
4、探究：原生质层相当于一层半透膜
（1）探究实验的一般步骤：提出问题→ → → → → 。
（2）原理：植物细胞的原生质层相当于一层 。当 小于 的浓度时，细胞失水，中央液泡体积会________，细胞皱缩；当 小于 的浓度时，细胞吸水，中央液泡体积会________，细胞膨胀。
（3）质壁分离：当植物细胞失水时，由于原生质层比细胞壁的伸缩性 ，因而会出现 和___________分离的现象，称为质壁分离。
（4）质壁分离复原：质壁分离后的细胞吸水后，液泡和原生质层恢复原状，称为质壁分离复原。
（5）实验现象：取紫色洋葱表皮细胞（为什么？），将其先放入特定浓度蔗糖液中，再放入清水中
中央液泡大小细胞大小颜色变化现象名称
蔗糖溶液
清水
【课前预习自测】
1下列细胞能成功用于做质壁分离实验的材料的是（ ）
A. 人的口腔上皮细胞 B. 洋葱根尖分生区细胞
C. 叶的下表皮细胞 D. 用开水煮过的洋葱鳞片叶紫色外表皮细胞
2一个成熟的植物细胞，它的原生质层主要包括（ ）
A. 细胞膜、核膜和这两层膜之间的细胞质
B. 细胞膜、液泡膜和这两层膜之间的细胞质
C. 细胞膜和液泡膜之间的细胞质
D. 细胞壁、液泡膜和它们之间的细胞质
3下列现象中属于渗透作用的是（ ）
A. 水分子通过细胞壁 B. 葡萄糖分子通过细胞膜
C. K+通过原生质层 D. 水分子通过原生质层
4中能够成一个渗透系统，主要原因是（ ）。
A．液泡膜内外溶液有浓度差B．细胞内原生质层可看作一层选择透过性膜
C．细胞壁是全透性的 D．水分可以自由出入细胞
5植物细胞发生质壁分离的原因是（ ）
① 外界溶液浓度大于细胞液浓度 ② 细胞液浓度大于外界溶液浓度
③ 细胞壁的伸缩性大于原生质层的伸缩性 ④ 原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性
A. ②④ B. ①④ C. ②③ D. ③④
【课堂合作探究】
问题探讨一. 分析教材P60渗透装置示意图，并思考以下问题：
①何为半透膜？
②②漏斗内的液面为什么会升高？液面会持续上升吗？
③如果用一层纱布代替玻璃纸，漏斗内的液面还会升高吗？
④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？
归纳总结：
1渗透作用是指水分子等溶剂分子透过__________，从相对含量___的地方向相对含量___的地方（低浓度溶液向高浓度溶液）的扩散。
2渗透作用发生的条件：具有__________；______________________________。
比较扩散与渗透：
扩散泛指物质从相对含量多的地方向相对含量少的地方运动，可以通过半透膜，也可以不通过半透膜，如花香的飘散；蔗糖的溶解；氧气通过肺泡和毛细血管壁进入血液；甘油和脂肪酸被小肠上皮吸收等过程，习惯上一般相对于溶质而言。
渗透仅指指水分子等溶剂分子透过半透膜，从相对含量多的地方向相对含量少的地方（低浓度溶液向高浓度溶液）的扩散。如成熟植物细胞的吸水与失水；动物细胞的吸水与失水等。---------所以说渗透是一种_________：
问题探讨二. 探究细胞的吸水和失水
（一）动物细胞的吸水和失水
感受实例：吃比较咸的食物时，例如食用腌制的咸菜、连续嗑带盐的瓜子等，口腔和唇的黏膜会有干燥难受感觉。
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？）
作出假设：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）
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：
当外界溶液浓度比细胞质 当外界溶液浓度比细胞质 当外界溶液浓度与细胞质
的浓度 时,细胞 的浓度 时,细胞 浓度 时,水分进出细胞处于 .
归纳总结：
动物细胞是一个 系统，其细胞膜相当于 ，细胞质是动物细胞内的液体环境，当细胞内外的溶液出现浓度差时，就会发生细胞的吸水或失水，即 。
（二）植物细胞的吸水和失水
结合下图认识成熟植物活细胞作为严格的渗透系统所具备的结构。
结合上图及原有知识回答：细胞壁的特点__________；原生质层包括_________________________；细胞液是指____________________；
实例分析：把白菜剁碎准备做馅时，常常要放一些盐，过一段时间后也可见有水分渗出；对农作物施肥过多，会造成__________现象。
提出问题：植物细胞在什么情况下吸水或失水（原生质层相当于一层半透膜吗？）
作出假设：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（原生质层相当于一层半透膜）
验证假设：植物细胞的质壁分离与复原实验
当__________________________________时，细胞失水，质壁分离；
当__________________________________时，细胞吸水，质壁分离复原
得出结论：
1. 成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 ，液泡内的液体就是细胞液。当 浓度小于外界溶液浓度时，细胞通过渗透作用失水，（细胞壁和原生质层发生分离，此现象称为 ）；当 浓度小于外界溶液浓度时，细胞通过渗透作用吸水，（细胞壁和原生质层慢慢地恢复成原来的状态，此现象称为 。）
2. 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 两侧溶液的浓度，细胞吸水和失水是水分子顺__________进行跨膜运输的过程。同时也证明细胞膜是____________膜，因为，蔗糖分子并未像水分子那样进出细胞膜。→从而也可以此判断植物细胞的死活。
问题探讨3物质跨膜运输的其他实例
问题：细胞的吸水与失水是水分子顺相对含量的梯度进行跨膜运输的过程。那么其他物质的跨膜运输是怎样的呢？参照插图阅读教材P63文字，进行资料分析，回答下列问题：
1、水稻培养液里的Ca2+和Mg2+浓度为什么会增高？(提示：从化学角度思考培养液里的Ca2+和Mg2+浓度增高的可能性有哪些？)
2、不同作物对无机盐的吸收有差异吗？
3、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吗？
水分子跨膜运输是顺____________的，其他物质的跨膜运输并不都是这样，这取决于__________________。
4、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？（微生物实例）
归纳与总结：（1）物质跨膜运输并不都是顺相对含量梯度的。既有_________梯度的，也有_________梯度的，这取决于细胞生命活动的需要，即细胞对于物质的输入和输出有_________。由此可见 。
（2）选择透过性膜的涵义： 可以自由通过； 也可以通过，而细胞生命活动不需要的离子、小分子、大分子物质 。
【迁移训练】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 ( )
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（ ）
[
A B C D
3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
【课堂自我检测】
1．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．A＞B＞C B．A＞C＞B C．B＞C＞A D．B＞A＞C
2．当你连续嗑带盐的瓜子，你的口腔和唇的黏膜会有干涩的感觉。其原因是 ( )
A．口腔和唇的黏膜细胞质浓度大于细胞外液浓度，细胞失水
B．口腔和唇的黏膜细胞质浓度小于细胞外液浓度，细胞失水
C．口腔和唇的黏膜细胞质浓度大于细胞外液浓度，细胞吸水
D．口腔和唇的黏膜细胞质浓度小于细胞外液浓度，细胞吸水
3将一种动物细胞浸没于质量分数为 5% 的蔗糖溶液中，它会膨胀破裂，则它的细胞液的浓度（ ）。
A. 小于 5% B. 等于 5% C. 大于 5% D. 不能确定
4将人体的血液置于浓度为 9% 的食盐溶液中，制成临时装片，用显微镜观察，可以发现血细胞（ ）。
A. 质壁分离 B. 呈正常状态 C. 细胞膜破裂 D. 皱缩
5、利用高浓度的盐水杀菌的原理是（ ）。
A. 盐水中的氯离子有杀菌的作用 B. 高浓度盐水中水分不足，不利于细菌生长
C. 细菌由于脱水而死亡 D. 钠离子有杀菌作用
6将人类的红血球置于不同浓度蔗糖液中，浸泡半小时之后的结果如图4－3。依照血球外形的变化判断蔗糖液的浓度，由高到低排列，正确的是（ ）。
A．甲＞乙＞丙＞丁B．丁＞甲＞乙＞丙C．丙＞丁＞甲＞乙 D．丙＞乙＞丁＞甲
7甜菜块根细胞的液泡中有花清素，使块根为红色。将块根切成小块放在蒸馏水中，水无明显的颜色变化。但用盐酸处理这些块根后，则能使溶液变红。这是因为…………（ ）
A、细胞壁被盐酸破坏 B、盐酸破坏了细胞膜的选择透过性
C、盐酸破坏了原生质层的选择透过性 D、花青素不溶于水而溶于盐酸
8在植物细胞质壁分离过程中，水分子通过细胞结构的顺序是 ( )
①细胞壁 ②细胞膜 ③细胞质 ④液泡膜 ⑤液泡
A．①②③④⑤ B．①②④⑤③ C．⑤④②③① D．⑤④③②①
9将马铃薯块挖个凹穴，放在内外两种液体中间。已知一种是清水，一种是30%的蔗糖溶液，开始时，两个液面是平的，过了一段时间后液面如下图所示：据图回答：
（1）液体A是 ，B是 。
（2）在图甲中，C处细胞 水，D处细胞 水。
（3）在图乙中，C处细胞 水，D处细胞 水。
【课后延伸训练】
1利用高浓度的盐水杀菌的原理是（ ）
A. 盐水中的氯离子有杀菌的作用 B. 高浓度盐水中水分不足，不利于细菌生长
C. 细菌由于脱水而死亡 D. 钠离子有杀菌作用
2将一张洋葱鳞片叶放在某一浓度的蔗糖溶液中,制成装片,放在显微镜下观察,有3种状态的细胞,如图,你认为这3个细胞（均为正常的活细胞）在未发生上述情况之前,其细胞液的浓度依次是：（ ）
A．A?B>C B．A
A>C D．B3将洋葱表皮细胞放在30%的蔗糖溶液中，细胞发生了质壁分离，则此细胞的原生质层与细胞壁之间的物质应是（ ）
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将洋葱表皮放入一定浓度的硝酸钾溶液中，该表皮的细胞便发生质壁分离，不久这些细胞又逐渐发生质壁分离自动复原。其原因是（ ）
A. 细胞液的溶质流出细胞 B. 质壁分离后的细胞只允许水分子进入
C. K+和 NO3+进入液泡 D. 水和溶质自由地进出细胞
5下图中甲、乙两图是渗透装置示意图，丙图是根毛细胞示意图。请根据甲、乙、丙三图回答下列问题：（甲图是发生渗透作用的初始状态，乙图是发生了较长时间的渗透作用之后达到平衡的状态）
（1）典型的渗透装置必须具备两个条件：
①_____________________（指明甲图中相应部位）；
② _____________________。
（2）比较甲图中①和②处溶液浓度的大小：_____________________。
（3）丙图中⑦为____________，甲图中的③相当于丙图中___________。
（4）若把毛细胞放在 30% 的蔗糖溶液中，它会出现_____________________。再放入清水中，它又出现_____________________。
（5）若把毛细胞放在 90% 的蔗糖溶液中，它会出现什么变化？_____________________。过一段时间再放入清水中，此时根毛细胞与上题中放入清水中的变化一样吗？_____________。为什么？__________________。
若是将细胞放入一定浓度的KNO3溶液中，会怎样？_______________
为什么？__________________。
（6）盐碱地中的植物常出现萎蔫现象，其原因是_____________________。
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