高中生物第4章细胞的物质输入和输出第1节物质跨膜运输的实例课件新人教版必修1

第4章细胞的物质输入和输出第4章细胞的物质输入和输出【学业质量标准】【学业质量标准】第1节物质跨膜运输的实例第1节物质跨膜运输的实例教师参考新课导入导入1:我们知道细胞的边界是细胞膜,细胞又是开放的,时时刻刻与外界进行着物质交换。故这些物质的进出细胞必须经过细胞膜的“同意”。也就是说细胞膜具有控制物质进出细胞的功能。那么细胞膜是怎样控制物质的进出的呢,这一节课我们以水为例,共同探讨水分进出细胞的情况。导入2:SOD(超氧化物歧化酶)是一种源于生命体的活性物质,能消除生物体在新陈代谢过程中产生的有害物质,因此,SOD具有抗衰老的特殊效果。××SOD蜜,内含丰富的SOD活性物质,并加入人参、黄芪等天然植物的有效成分,它极易被皮肤吸收,并在皮肤表面形成一层保护膜,能不断地对皮肤补充SOD活性物,并能有效地防止角质层水分的散失。经常使用能延缓皮肤衰老,快速渗透,深入滋润,全家适用,四季皆宜。令您皮肤白皙,容颜娇美,青春永驻。这段资料说明物质可以进出细胞。那么物质是如何进出细胞的?今天我们来学习第4章细胞的物质输入和输出第1节物质跨膜运输的实例。教师参考【教学目标】1.针对农作物的“烧苗”现象,让学生尝试提出问题、作出假设,并通过对植物细胞吸水和失水的实验设计和操作,培养学生在科学探究过程中的实验设计能力。[科学探究、科学思维]2.通过分析教材给出的“水分进出哺乳动物红细胞的状况”“植物细胞的吸水和失水”实验以及教材资料分析提供的素材,引导学生构建起细胞膜和其他生物膜都是选择透过性膜的认识。[生命观念、科学思维]【教学目标】形成学科核心素养凝练素养自主学习形成学科核心素养凝练素养自主学习自主学习读教材·学基础一、渗透作用请仔细阅读并思考教材第60页“问题探讨”,完成下面的问题。1.概念:是指水分子或其他溶剂分子通过半透膜的扩散。2.发生条件:一是

;二是

。3.水的渗透方向:从

浓度溶液进入

浓度溶液。二、细胞的吸水和失水请仔细阅读教材第60~63页“细胞的吸水和失水”,完成下面的问题。1.动物细胞的吸水和失水(1)

细胞的

相当于一层半透膜;

与外界溶液之间有浓度差,故能发生渗透作用进行吸水或失水。具有半透膜膜两侧溶液具有浓度差低高动物细胞膜细胞内液自主学习读教材·学基础一、渗(2)动物细胞吸水和失水的条件及现象吸水膨胀失水皱缩(2)动物细胞吸水和失水的条件及现象吸水膨胀失水皱缩2.植物细胞的吸水和失水(1)成熟植物细胞的结构2.植物细胞的吸水和失水(2)植物细胞吸水和失水的实验探究①探究性实验的一般过程:根据观察到的现象,提出问题→作出假设→设计实验→进行实验→分析结果,得出结论→总结交流→进一步探究。②假设:

相当于一层半透膜。③预期结果:由于原生质层相当于一层半透膜,水分子可以自由透过,而蔗糖分子不能透过。因此,在蔗糖溶液中植物细胞的中央液泡会

,发生

。④实验流程及结果原生质层变小质壁分离(2)植物细胞吸水和失水的实验探究原生质层变小质壁分离高中生物第4章细胞的物质输入和输出第1节物质跨膜运输的实例ppt课件新人教版必修1⑤实验结果⑥结论:实验结果与预期结果相同,说明“原生质层相当于一层半透膜”的假设是成立的。(3)植物细胞吸水和失水的条件①当细胞液浓度

外界溶液浓度时,细胞失水,原生质层和细胞壁分离,发生

。小于质壁分离⑤实验结果小于质壁分离②发生质壁分离的细胞,当细胞液浓度

外界溶液浓度时,细胞吸水,发生

。大于质壁分离复原②发生质壁分离的细胞,当细胞液浓度〚判断〛(1)只要具有半透膜就可以发生渗透作用。(

)(2)渗透作用过程中,水分子只由低浓度溶液通过半透膜进入高浓度溶液中。(

)(3)当渗透作用达到平衡时,不会再有水分透过半透膜。(

)(4)质壁分离后的细胞都能复原。(

)××××〚判断〛××××高于差异高于差异2.物质跨膜运输的特点(1)物质跨膜运输并不都是

的。(2)细胞对于物质的输入和输出有

。3.结论细胞膜和其他生物膜都是

膜。〚思考〛

在同一块田里连年种同一种作物会出现产量下降现象,试解释原因。提示:长期在同一块田里种植同一种作物,由于作物对离子的选择性吸收,导致某些元素含量下降,影响作物生长,从而导致产量下降。顺相对含量梯度选择性选择透过性2.物质跨膜运输的特点顺相对含量梯度选择性选择透过性凝练素养解疑难·提能力主题一渗透作用现象分析教师参考问题引领:1.在渗透装置中,如果用一层纱布代替玻璃纸,漏斗管内的液面还会升高吗?2.红细胞的吸水或失水的多少取决于什么条件?3.一个成熟的植物细胞是否可看作一个渗透系统?并说出理由。凝练素养解疑难·提能力主题一1.渗透装置分析据图分析1.渗透装置分析(1)蔗糖溶液液面上升的原因(2)当液面上升到一定程度时,液面不再上升的原因漏斗中的液面高于烧杯中的液面,液面差为ΔH,由于烧杯中与漏斗中的液体具有浓度差,即具有渗透压差,所以水分子有进入漏斗的趋势;但是ΔH产生的压强与渗透压的平衡使半透膜两侧水分子的交换率(进出)相同时,液面不再升高。(1)蔗糖溶液液面上升的原因2.成熟的植物细胞与渗透装置的比较据图分析,一个成熟的植物细胞可看作是一个渗透装置。2.成熟的植物细胞与渗透装置的比较【典例1】如图所示为渗透作用实验装置,实验开始时长颈漏斗内外液面平齐,记作零界面。实验开始后,长颈漏斗内部液面的变化趋势为(注:坐标原点处表示零界面,膀胱膜不变形)(

)解析:水从水浓度高的地方向水浓度低的地方运输,水分子整体表现为从烧杯中流向漏斗中,导致漏斗液面上升,达到动态平衡时,液面不再变化。答案:B【典例1】如图所示为渗透作用实验装置,实验开始时长颈漏斗内方法透析判断水分子的流动方向(1)从膜两侧水分子的相对数目上分析:水分子总是从相对数目多的一侧流向相对数目少的一侧。(2)从溶质颗粒数量上分析:溶质颗粒越多,微粒对水的吸引力就越大,渗透压越大吸水能力就越强。方法透析判断水分子的流动方向备选例题如图表示渗透作用实验装置,甲乙两管的口径相同,半透膜只允许葡萄糖分子通过,淀粉分子无法通过。当达到扩散平衡时(

)A.甲、乙两管中的液面高度相等B.甲、乙两管中的葡萄糖的浓度相等C.甲、乙两管中的淀粉的浓度相等D.两管的葡萄糖皆为8%,淀粉皆为4%解析:因为半透膜只允许葡萄糖分子通过,而淀粉分子不能通过半透膜,在扩散作用下,两管的液面高度不等,甲侧会高于乙侧,葡萄糖浓度半透膜两侧基本相等,淀粉分子不能通过半透膜,所以淀粉的浓度与扩散前基本相同,甲管高于乙。B备选例题B【题组演练】1.半透膜对淀粉和葡萄糖的通透性不同(如图1),预测图2的实验结果(开始时漏斗内外液面相平)最可能的是(

)A.图甲中水柱a将持续上升B.图甲中水柱a将保持不变C.图乙中水柱b将保持不变D.图乙中水柱b将先上升后下降D【题组演练】D解析:图甲中半透膜两侧是清水和淀粉溶液,存在浓度差,发生渗透作用,刚开始导致水柱a升高,到一定高度后,由于液面高度差的存在,导致水柱a不再升高;图乙中半透膜两侧是清水和葡萄糖溶液,存在浓度差也发生渗透作用,刚开始导致水柱b升高,当半透膜两侧的水分子达到动态平衡后,葡萄糖也能透过半透膜,并且也要在半透膜两侧达到动态平衡,所以使水柱b又下降。解析:图甲中半透膜两侧是清水和淀粉溶液,存在浓度差,发生渗透2.如图所示,溶液X中含有绿色染料,溶液Y中含有红色染料,溶液Z中含有蓝色染料。实验开始时,两支漏斗中溶液液面的高度一样。10min后观察的结果是:溶液X液面上升,溶液Y液面下降;溶液X中只有绿色染料,溶液Y中含有了红色和蓝色染料,溶液Z中含有了绿色和蓝色染料。下列有关描述中,正确的是(

)A.溶液Z的浓度最大B.溶液X的浓度最大C.溶液Y中的溶质分子能够通过半透膜进入溶液X中D.溶液X中的溶质分子不能够通过半透膜进入溶液Z中B2.如图所示,溶液X中含有绿色染料,溶液Y中含有红色染料,溶解析:由题意可知,10min后溶液X液面上升,表明Z中的溶剂进入了X,溶质没有进入X,溶液X浓度大于溶液Z;溶液X液面上升而Y却下降,说明X的浓度最大,渗透压最大;溶液X中只有绿色染料,溶液Y中含有了红色和蓝色染料,溶液Z中含有了绿色和蓝色染料,表明溶液Z中的溶质分子能够通过半透膜进入溶液Y,溶液X中的溶质分子能够通过半透膜进入溶液Z。解析:由题意可知,10min后溶液X液面上升,表明Z中的溶3.图甲为渗透作用装置吸水示意图,图乙表示图甲中液面上升的高度与时间的关系,图丙表示成熟植物细胞在某外界溶液中的一种状态(此时细胞有活性)。下列相关叙述中错误的是(

)A.图甲中的渗透作用发生需要两个条件:有半透膜c及a与b之间具有浓度差B.图乙中液面不能一直上升的原因是半透膜两侧的溶液浓度相等C.图丙中③④⑤组成原生质层D.如果丙细胞没有细胞壁支持,置于清水中也会发生吸水涨破的现象B3.图甲为渗透作用装置吸水示意图,图乙表示图甲中液面上升的高解析:图乙表示的是图甲中液面上升的高度与时间的关系,液面不再升高时,通过半透膜进出渗透装置的水分子相等,这时液体压强和浓度差的作用达到了平衡的状态,但b溶液的浓度应大于a溶液的浓度。解析:图乙表示的是图甲中液面上升的高度与时间的关系,液面不再主题二植物细胞的失水和吸水实验分析教师参考问题引领:1.本实验为什么选择紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞?2.植物细胞质壁分离与复原的实验现象及其注意事项是什么?3.质壁分离和复原实验有哪些方面的应用?主题二植物细胞的失水和吸水实验分析高中生物第4章细胞的物质输入和输出第1节物质跨膜运输的实例ppt课件新人教版必修13.实验操作中注意的问题(1)实验成功的关键之一是实验材料的选择。要选取成熟的、液泡带有一定颜色的植物组织进行实验,以便于观察实验现象。例如,以紫色洋葱鳞片叶外表皮为材料就是因为其液泡呈紫色,便于观察实验现象。若以根尖成熟区的细胞为材料进行实验也会发生质壁分离现象,但因液泡无色,不易观察液泡大小的变化。(2)选用的蔗糖溶液浓度要适宜。浓度过低,不足以引起质壁分离或质壁分离所需时间过长;浓度过高,则造成植物细胞失水过多、过快而死亡。3.实验操作中注意的问题高中生物第4章细胞的物质输入和输出第1节物质跨膜运输的实例ppt课件新人教版必修1高中生物第4章细胞的物质输入和输出第1节物质跨膜运输的实例ppt课件新人教版必修1【典例2】将某植物细胞置于大于该细胞细胞液浓度的硝酸钾溶液中,一段时间后在显微镜下观察该细胞未发生质壁分离,其原因可能是该细胞(

)①是死细胞②是根尖分生区细胞③大量吸水④大量失水⑤质壁分离后又自动复原A.③④⑤ B.①②③ C.①②⑤ D.②③⑤【典例2】将某植物细胞置于大于该细胞细胞液浓度的硝酸钾溶液答案:C答案:C方法透析判断细胞能否发生质壁分离及复原的规律(1)从细胞角度分析:①死细胞、动物细胞及未成熟的植物细胞不发生质壁分离;②具有中央大液泡的成熟植物细胞可发生质壁分离。(2)从溶液角度分析:①在一定浓度、溶质不能穿膜的溶液中发生质壁分离;②在一定浓度、溶质可穿膜的溶液中先发生质壁分离后自动复原;③在高浓度溶液中可发生质壁分离,但不会发生复原。方法透析判断细胞能否发生质壁分离及复原的规律备选例题在“观察植物细胞的质壁分离和复原”实验中,对紫色洋葱鳞片叶外表皮临时装片进行了三次观察(如下图所示)。下列有关叙述正确的是(

)A.第一次观察时容易看到紫色中央液泡和较大的无色细胞质基质区域B.第二次观察时可以发现细胞质壁分离首先发生在细胞的角隅处C.吸水纸的主要作用是吸除滴管滴加的多余液体,以免污染镜头D.为了节约实验时间,通常可以省略第一次显微观察步骤B备选例题B解析:第一次观察时容易看到紫色大液泡,不能看到无色细胞质基质区域;紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞质壁分离首先发生在细胞的角隅处;吸水纸的主要作用是吸引液体在盖玻片下移动,使植物细胞完全浸在液体中;第一步的观察现象要作为对照,因此不可以省略第一次显微观察步骤。解析:第一次观察时容易看到紫色大液泡,不能看到无色细胞质基质C

C2.质壁分离和复原实验可以说明或证明下列中的哪项(

)①植物细胞的死活②原生质层的伸缩性比细胞壁的伸缩性大③当外界溶液浓度大于细胞液浓度时,细胞渗透失水;反之,细胞则渗透吸水④原生质层具有选择透过性⑤细胞壁的主要成分是纤维素A.①③④⑤ B.①②③④ C.②③④⑤ D.①④⑤解析:待测细胞能发生质壁分离和复原,说明细胞是活细胞,如不发生质壁分离,说明植物细胞失去活性。成熟的植物细胞之所以能发生质壁分离,原因之一是原生质层的伸缩性比细胞壁的伸缩性大。当外界溶液浓度大于细胞液浓度时,细胞渗透失水,发生质壁分离,当外界溶液浓度低于细胞液浓度,细胞则渗透吸水,发生质壁分离的复原。原生质层包括细胞膜、液泡膜以及之间的细胞质,具有选择透过性,相当于半透膜。质壁分离和复原不能证明细胞壁的成分,用纤维素酶可去除细胞壁,说明细胞壁的主要成分是纤维素。B2.质壁分离和复原实验可以说明或证明下列中的哪项()3.下图是植物细胞某种生理实验过程的图解:(1)甲方所示细胞为

过程,乙方所示细胞为

(填“失水”或“吸水”)过程。

(2)该细胞的原生质层包括

(填标号)部分。

(3)进入1和4的物质分别是

和

。

(4)该细胞的失水或吸水,主要取决于

(填标号)与外界溶液的浓度差。

(5)如果农民施肥后发现有“烧苗”现象与图中

(填“甲”或“乙”)过程相似。

3.下图是植物细胞某种生理实验过程的图解:解析:(1)甲方细胞发生质壁分离过程,细胞失水,乙方细胞发生质壁分离的复原,说明细胞吸水。(2)原生质层包括细胞膜、液泡膜和两层膜间的细胞质,即2、3、