物質跨膜運輸的實例導學案張建尚 江蘇省贛榆高級中學【情境導學】抬望眼讓夢想騰飛！你吃過注水豬肉嗎？注水豬肉是不法商人通過人為手法向活豬體內注水以增加豬肉重量的一種虐殺行為。注入活豬體內的水分能進入細胞嗎？水分進入細胞需要什么樣的條件？【重點和難點】重點：舉例說出細胞膜是選擇透過性膜。難點：嘗試提出問題，作出假設。【課前預習】起步穩夯實基礎促發展！1.動物細胞吸水和失水的原理：細胞膜具有控制物質進出細胞的作用，相當于一層 ，故當外界溶液濃度 細胞質的濃度時細胞吸水膨脹；當外界溶液濃度 細胞質的濃度時細胞失水皺縮；當外界溶液濃度 細胞質的濃度時細胞處于動態平衡狀態。1.半透膜 低于 高于 等于2.植物細胞內的液體環境主要指 ，原生質層是指 、 和兩者之間的細胞質。植物細胞的原生質層相當于一層 ，而細胞壁是 ，當外界溶液的濃度 細胞液的濃度時細胞失水；當外界溶液的濃度 細胞液的濃度時細胞吸水。2.細胞膜 液泡膜 半透膜 全透性的 大于 小于3.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。質壁分離的細胞吸水后， 和 恢復原狀，稱為質壁分離復原。3.大 原生質層（細胞壁） 細胞壁（原生質層） 中央液泡 原生質層4.將制作好的洋蔥鱗片葉的外表皮細胞臨時裝片放在低倍鏡下，觀察 的大小以及 的位置。然后在蓋玻片的一側滴入 溶液，在另一側用 吸引。再用低倍鏡觀察，可以發現中央液泡 ，原生質層與 分離。此時在蓋玻片的一側滴入 ，在另一側用吸水紙吸引，一段時間后在顯微鏡下可以看到 。4.中央液泡 原生質層 0.3g/mL的蔗糖 吸水紙 縮小 細胞壁 清水 原生質層與細胞壁復原5.物質跨膜運輸既有 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 。細胞膜和其他生物膜都是 膜，這種膜可以讓 自由通過， 一些也可以通過，而 則不能通過。5.順濃度 逆濃度 選擇性 選擇透過性 水分子 一些離子和小分子 其它的離子、小分子和大分子【課堂探究】走得歡探索中收獲，收獲中提升！一、細胞吸水和失水1.右圖為滲透裝置示意圖，據圖分析：蔗糖溶液玻璃紙清水（1）漏斗內的液面為什么會升高？ 。液面會持續上升嗎？ 。（2）如果用一層紗布代替玻璃紙，漏斗內的液面還會升高嗎？ 。為什么？ 。（3）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？ 。如果漏斗內不是蔗糖溶液，而是同樣濃度的葡萄糖溶液，結果會怎樣？ 。（4）滲透作用是指溶劑分子還是溶質分子透過通過半透膜的擴散？ 。（5）由上可知，滲透作用發生的條件是：具有 ； 。一、1.（1）由于單位時間內透過玻璃紙進入長頸漏斗的水分子數量多于從長頸漏斗漏出的水分子數量，使得管內液面升高 不會（2）不會 因為紗布的孔隙大，蔗糖分子也可以通過（3）漏斗內的液面不會升高 漏斗內的液面先升高后下降（4）溶劑分子（5）半透膜 半透膜兩側溶液具有濃度差 2.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 感覺。提出問題：動物細胞在什么情況下吸水或失水？作出假設：當細胞外界溶液的濃度 細胞內的濃度時,細胞會失水； 當細胞外界溶液的濃度 細胞內的濃度時,細胞會吸水。 a b c驗證假設：以下是紅細胞在不同濃度溶液中出現的現象,則a的現象是 ，原因是 ；則b的現象是 ，原因是 ；c的現象是 ，原因是 。2.干燥難受 大于 小于 膨脹 外界溶液的濃度低于細胞質的濃度，細胞吸水 皺縮 外界溶液的濃度高于細胞質的濃度，細胞失水 細胞形態不變 外界溶液的濃度等于細胞質的濃度，水分進出細胞處于平衡狀態3.植物細胞的吸水和失水（1）右圖是成熟植物細胞結構模式圖，1 會阻礙溶劑分子的進出嗎？ 。原因是 。（2）4 對溶劑分子的運輸影響大嗎？ 。2 和3 對溶劑分子的運輸影響大嗎？ 。3、4、5合稱為 。（3）6 內的液體叫做 。（4）植物細胞若吸水會漲破嗎？為什么？ 。3.（1）細胞壁 不會 細胞壁是全透性的結構（2）不大 細胞膜 液泡膜 大 原生質體 （3）液泡 細胞液（4） 不會，因為植物細胞有細胞壁4.探究：原生質層相當于一層半透膜提出問題： 作出假設： 驗證假設：植物細胞的質壁分離與復原實驗選用紫色洋蔥外表皮細胞做實驗的原因是 。成熟植物細胞發生質壁分離內因是 ，外因是 。將質壁分離和復原過程中發生的現象填入下表：中央液泡大小原生質層位置液泡顏色變化現象名稱蔗糖溶液 清水 得出結論：植物細胞的原生質層相當于一層 ，當 濃度小于外界溶液濃度時，細胞通過滲透作用失水；當 濃度小于外界溶液濃度時，細胞通過滲透作用吸水。4.原生質層相當于一層半透膜嗎？ 原生質層相當于一層半透膜（或原生質層不能看作是一層半透膜） 紫色洋蔥外表皮細胞的液泡是紫色的，便于觀察 原生質層的伸縮性大于細胞壁的伸縮性 原生質層的兩側溶液存在濃度差 變小 逐漸恢復原來大小 原生質層脫離細胞壁 原生質層恢復原來位置 逐漸變深 逐漸變淺 質壁分離 質壁分離復原 半透膜 細胞液 細胞液二、物質跨膜運輸的實例資料分析：資料一 科學家做過這樣的實驗：準備好含Ca2+、Mg2+、Si4+的培養液，將番茄和水稻分別放在上述培養液中培養。一段時間后，番茄培養液中的Ca2+、和Mg2+下降，水稻培養液中的Ca2+、和Mg2+濃度增加。 Si4+的情況剛好相反：水稻吸收大量的Si4+，而番茄幾乎不吸收Si4+。資料二 海水中碘的含量為0.06%毫克/升，海洋中碘總儲量共有930億噸左右,這要比陸地儲量多得多。有許多海藻植物可以吸收碘，比如海帶就是著名的采碘能手，它有高度的富集碘的本領。一般干海帶中含碘量達0.3%0.5%,有的高達1%，約比海水中的碘濃度提高了10萬倍!（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）海帶吸收碘是順濃度梯度進行的，還是逆濃度梯度進行的？ 。所有物質的跨膜運輸都是這樣的嗎？ 。（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？ （5）由上可知，細胞膜和其它生物膜都是 膜。二、（1）在培養過程中，水稻吸收水分子及其他離子較多，吸收Ca2+、Mg2+較少，結果導致水稻培養液里的Ca2+、Mg2+增高（2）有差異（3）逆濃度梯度進行的 不都是這樣的（4）有選擇性 具有普遍性（5）選擇透過性【難點突破】點得準破解心中之惑！科學探究的一般步驟是：提出問題猜想與假設制定計劃與設計實驗進行實驗與收集數據分析與論證評估交流與合作。提出問題的實質就是探究什么。提出的問題要小而精，大而過難的問題不適合我們去探究，并且提出的問題要有探究的價值，如“植物細胞在什么情況下會失水？”比“植物細胞會失水嗎？”更有探究價值。同時也不能超出現有的實驗條件。猜想與假設的實質是根據生活經驗對提出的問題進行猜想。提出適合探究的問題后，根據自己已有的知識和生活經驗對問題的答案作出假設，這個假設可能正確，也可能不正確，只有根據探究結果才能得出結論。【課堂鞏固】跑得快活學活用，學以致用！1.人紅細胞內液體的濃度與x濃度的食鹽水相當。而浸在y濃度食鹽水中的紅細胞破裂：浸在z濃度食鹽水中的紅細胞收縮。則這三種食鹽水的濃度大小依次為（ ）A.xyz B.yxz C.zyx D.zxy1.D【解析】浸在y濃度食鹽水中的紅細胞破裂,說明x濃度的食鹽水高于y濃度食鹽水；浸在z濃度食鹽水中的紅細胞收縮，說明x濃度的食鹽水低于z濃度食鹽水。蒸餾水蔗糖溶液和蔗糖酶半透膜2.如圖實驗裝置，玻璃槽中是蒸餾水，半透膜允許單糖分子透過，倒置的長頸漏斗中先裝入蔗糖溶液，一定時間后再加入能夠將蔗糖分解為單糖的蔗糖酶（化學本質是蛋白質），最可能的實驗結果是（ ）A.在玻璃槽中會檢測到蔗糖和蔗糖酶B.在玻璃槽中只能檢測到葡糖糖C.漏斗中液面開始先下降，加酶后上升一段時間又下降D.漏斗中液面開始時先上升，加酶后再上升一段時間后又下降2.D【解析】蔗糖是二糖，蔗糖酶是蛋白質，不能通過半透膜，在玻璃槽中檢測不到蔗糖和蔗糖酶，A項錯誤；蔗糖在蔗糖酶的作用下分解為果糖和葡萄糖，所以在玻璃槽中能檢測到葡萄糖和果糖，B項錯誤；漏斗內溶液的濃度高于外界溶液的濃度，漏斗中液面開始上升，加酶后濃度增大，液面繼續上升，但蔗糖酶能將蔗糖分解為單糖，單糖能通過半透膜，使漏斗外溶液濃度升高，一段時間后液面又下降，C項錯誤，D項正確。3.按下面步驟進行質壁分離實驗。步驟一：在潔凈的載玻片中央加一滴清水，取一片蘚類小葉，蓋上蓋玻片。步驟二：從蓋玻片一側滴入0.3gmL的蔗糖溶液，在蓋玻片的另一側用吸水紙吸引。這樣重復幾次，使蓋玻片下面的蘚類小葉浸潤在0.3gmL的蔗糖溶液中。步驟三：在顯微鏡下觀察。（1）制作臨時裝片時為防止氣泡的產生，蓋玻片的正確使用方法是 。吸水紙的主要作用是 。（2）以下是三次觀察，第一次觀察是第 次觀察的對照實驗，第二次觀察時可以發現細胞質壁分離首先發生在細胞的 。（3）觀察結果如圖所示。圖中A、B處的顏色分別是 。如果上述實驗步驟二中從蓋玻片的一側滴入的是加有伊紅(植物細胞不吸收的紅色染料)的0.3gmL的蔗糖溶液，則在顯微鏡下觀察到A、B處顏色分別是 。如果將上述實驗步驟二中浸潤在0.3gmL的蔗糖溶液中的蘚類小葉的裝片，放在80條件下處理一段時間(裝片中的蘚類小葉保持在0.3