《2018-2019學年高中生物 第4章 細胞的物質輸入和輸出 第1節(jié) 物質跨膜運輸的實例課件 新人教版必修1.ppt》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《2018-2019學年高中生物 第4章 細胞的物質輸入和輸出 第1節(jié) 物質跨膜運輸的實例課件 新人教版必修1.ppt（47頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。
1、,第4章細胞的物質輸入和輸出,,【學業(yè)質量標準】,第1節(jié)物質跨膜運輸的實例,教師參考 新課導入 導入1:我們知道細胞的邊界是細胞膜,細胞又是開放的,時時刻刻與外界進行著物質交換。故這些物質的進出細胞必須經過細胞膜的“同意”。也就是說細胞膜具有控制物質進出細胞的功能。那么細胞膜是怎樣控制物質的進出的呢,這一節(jié)課我們以水為例,共同探討水分進出細胞的情況。 導入2:SOD(超氧化物歧化酶)是一種源于生命體的活性物質,能消除生物體在新陳代謝過程中產生的有害物質,因此,SOD具有抗衰老的特殊效果。SOD蜜,內含豐富的SOD活性物質,并加入人參、黃芪等天然植物的有效成分,它極易被皮膚吸收,并在皮膚表面形成
2、一層保護膜,能不斷地對皮膚補充SOD活性物,并能有效地防止角質層水分的散失。經常使用能延緩皮膚衰老,快速滲透,深入滋潤,全家適用,四季皆宜。令您皮膚白皙,容顏嬌美,青春永駐。 這段資料說明物質可以進出細胞。那么物質是如何進出細胞的?今天我們來學習第4章細胞的物質輸入和輸出第1節(jié)物質跨膜運輸的實例。,【教學目標】 1.針對農作物的“燒苗”現象,讓學生嘗試提出問題、作出假設,并通過對植物細胞吸水和失水的實驗設計和操作,培養(yǎng)學生在科學探究過程中的實驗設計能力?？茖W探究、科學思維 2.通過分析教材給出的“水分進出哺乳動物紅細胞的狀況”“植物細胞的吸水和失水”實驗以及教材資料分析提供的素材,引導學生構建
3、起細胞膜和其他生物膜都是選擇透過性膜的認識。生命觀念、科學思維,形成學科核心素養(yǎng),凝練素養(yǎng),自主學習,自主學習 讀教材學基礎,一、滲透作用 請仔細閱讀并思考教材第60頁“問題探討”,完成下面的問題。 1.概念:是指水分子或其他溶劑分子通過半透膜的擴散。 2.發(fā)生條件:一是 ;二是 。 3.水的滲透方向:從 濃度溶液進入 濃度溶液。 二、細胞的吸水和失水 請仔細閱讀教材第6063頁“細胞的吸水和失水”,完成下面的問題。 1.動物細胞的吸水和失水 (1) 細胞的 相當于一層半透膜; 與外界溶液之間有濃度差,故能發(fā)生滲透作用進行吸
4、水或失水。,具有半透膜,膜兩側溶液具有濃度差,低,高,動物,細胞膜,細胞內液,(2)動物細胞吸水和失水的條件及現象,吸水膨脹,失水皺縮,,,2.植物細胞的吸水和失水 (1)成熟植物細胞的結構,,,,,,,,(2)植物細胞吸水和失水的實驗探究 探究性實驗的一般過程:根據觀察到的現象,提出問題作出假設設計實驗進行實驗分析結果,得出結論總結交流進一步探究。 假設: 相當于一層半透膜。 預期結果:由于原生質層相當于一層半透膜,水分子可以自由透過,而蔗糖分子不能透過。因此,在蔗糖溶液中植物細胞的中央液泡會 ,發(fā)生 。 實驗流程及結果,原生質層,變小,質壁分離,,,,,,,實驗結
5、果 結論:實驗結果與預期結果相同,說明“原生質層相當于一層半透膜”的假設是成立的。 (3)植物細胞吸水和失水的條件 當細胞液濃度 外界溶液濃度時,細胞失水,原生質層和細胞壁分離,發(fā)生 。,,小于,質壁分離,發(fā)生質壁分離的細胞,當細胞液濃度 外界溶液濃度時,細胞吸水,發(fā)生 。,大于,質壁分離復原,判斷 (1)只要具有半透膜就可以發(fā)生滲透作用。( ) (2)滲透作用過程中,水分子只由低濃度溶液通過半透膜進入高濃度溶液中。() (3)當滲透作用達到平衡時,不會再有水分透過半透膜。( ) (4)質壁分離后的細胞都能復原。( ),,,,,,高于,差異,2.
6、物質跨膜運輸的特點 (1)物質跨膜運輸并不都是 的。 (2)細胞對于物質的輸入和輸出有 。 3.結論 細胞膜和其他生物膜都是 膜。 思考 在同一塊田里連年種同一種作物會出現產量下降現象,試解釋原因。 提示:長期在同一塊田里種植同一種作物,由于作物對離子的選擇性吸收,導致某些元素含量下降,影響作物生長,從而導致產量下降。,順相對含量梯度,選擇性,選擇透過性,凝練素養(yǎng) 解疑難提能力,主題一 滲透作用現象分析 教師參考 問題引領: 1.在滲透裝置中,如果用一層紗布代替玻璃紙,漏斗管內的液面還會升高嗎? 2.紅細胞的吸水或失水的多少取決于什么條件? 3
7、.一個成熟的植物細胞是否可看作一個滲透系統?并說出理由。,,1.滲透裝置分析 據圖分析,(1)蔗糖溶液液面上升的原因 (2)當液面上升到一定程度時,液面不再上升的原因 漏斗中的液面高于燒杯中的液面,液面差為H,由于燒杯中與漏斗中的液體具有濃度差,即具有滲透壓差,所以水分子有進入漏斗的趨勢;但是H產生的壓強與滲透壓的平衡使半透膜兩側水分子的交換率(進出)相同時,液面不再升高。,2.成熟的植物細胞與滲透裝置的比較 據圖分析,一個成熟的植物細胞可看作是一個滲透裝置。,,【典例1】 如圖所示為滲透作用實驗裝置,實驗開始時長頸漏斗內外液面平齊,記作零界面。實驗開始后,長頸漏斗內部液面的變化趨勢為(注
8、:坐標原點處表示零界面,膀胱膜不變形)() 解析:水從水濃度高的地方向水濃度低的地方運輸,水分子整體表現為從燒杯中流向漏斗中,導致漏斗液面上升,達到動態(tài)平衡時,液面不再變化。 答案:B,方法透析 判斷水分子的流動方向 (1)從膜兩側水分子的相對數目上分析:水分子總是從相對數目多的一側流向相對數目少的一側。 (2)從溶質顆粒數量上分析:溶質顆粒越多,微粒對水的吸引力就越大,滲透壓越大吸水能力就越強。,,備選例題 如圖表示滲透作用實驗裝置,甲乙兩管的口徑相同,半透膜只允許葡萄糖分子通過,淀粉分子無法通過。當達到擴散平衡時( ) A.甲、乙兩管中的液面高度相等 B.甲、乙兩管中的葡萄糖的濃度相等
9、C.甲、乙兩管中的淀粉的濃度相等 D.兩管的葡萄糖皆為8%,淀粉皆為4% 解析:因為半透膜只允許葡萄糖分子通過,而淀粉分子不能通過半透膜,在擴散作用下,兩管的液面高度不等,甲側會高于乙側,葡萄糖濃度半透膜兩側基本相等,淀粉分子不能通過半透膜,所以淀粉的濃度與擴散前基本相同,甲管高于乙。,B,【題組演練】 1.半透膜對淀粉和葡萄糖的通透性不同(如圖1),預測圖2的實驗結果(開始時漏斗內外液面相平)最可能的是( ) A.圖甲中水柱a將持續(xù)上升 B.圖甲中水柱a將保持不變 C.圖乙中水柱b將保持不變 D.圖乙中水柱b將先上升后下降,D,,解析:圖甲中半透膜兩側是清水和淀粉溶液,存在濃度差,發(fā)生滲透
10、作用,剛開始導致水柱a升高,到一定高度后,由于液面高度差的存在,導致水柱a不再升高;圖乙中半透膜兩側是清水和葡萄糖溶液,存在濃度差也發(fā)生滲透作用,剛開始導致水柱b升高,當半透膜兩側的水分子達到動態(tài)平衡后,葡萄糖也能透過半透膜,并且也要在半透膜兩側達到動態(tài)平衡,所以使水柱b又下降。,2.如圖所示,溶液X中含有綠色染料,溶液Y中含有紅色染料,溶液Z中含有藍色染料。實驗開始時,兩支漏斗中溶液液面的高度一樣。10 min后觀察的結果是:溶液X液面上升,溶液Y液面下降;溶液X中只有綠色染料,溶液Y中含有了紅色和藍色染料,溶液Z中含有了綠色和藍色染料。下列有關描述中,正確的是( ) A.溶液Z的濃度最大
11、B.溶液X的濃度最大 C.溶液Y中的溶質分子能夠通過半透膜進入溶液X中 D.溶液X中的溶質分子不能夠通過半透膜進入溶液Z中,B,,解析:由題意可知,10 min后溶液X液面上升,表明Z中的溶劑進入了X,溶質沒有進入X,溶液X濃度大于溶液Z;溶液X液面上升而Y卻下降,說明X的濃度最大,滲透壓最大;溶液X中只有綠色染料,溶液Y中含有了紅色和藍色染料,溶液Z中含有了綠色和藍色染料,表明溶液Z中的溶質分子能夠通過半透膜進入溶液Y,溶液X中的溶質分子能夠通過半透膜進入溶液Z。,3.圖甲為滲透作用裝置吸水示意圖,圖乙表示圖甲中液面上升的高度與時間的關系,圖丙表示成熟植物細胞在某外界溶液中的一種狀態(tài)(此時細
12、胞有活性)。下列相關敘述中錯誤的是( ) A.圖甲中的滲透作用發(fā)生需要兩個條件:有半透膜c及a與b之間具有濃度差 B.圖乙中液面不能一直上升的原因是半透膜兩側的溶液濃度相等 C.圖丙中組成原生質層 D.如果丙細胞沒有細胞壁支持,置于清水中也會發(fā)生吸水漲破的現象,B,,解析:圖乙表示的是圖甲中液面上升的高度與時間的關系,液面不再升高時,通過半透膜進出滲透裝置的水分子相等,這時液體壓強和濃度差的作用達到了平衡的狀態(tài),但b溶液的濃度應大于a溶液的濃度。,主題二 植物細胞的失水和吸水實驗分析 教師參考 問題引領: 1.本實驗為什么選擇紫色洋蔥鱗片葉外表皮細胞? 2.植物細胞質壁分離與復原的實驗現象及其
13、注意事項是什么? 3.質壁分離和復原實驗有哪些方面的應用?,,,3.實驗操作中注意的問題 (1)實驗成功的關鍵之一是實驗材料的選擇。要選取成熟的、液泡帶有一定顏色的植物組織進行實驗,以便于觀察實驗現象。例如,以紫色洋蔥鱗片葉外表皮為材料就是因為其液泡呈紫色,便于觀察實驗現象。若以根尖成熟區(qū)的細胞為材料進行實驗也會發(fā)生質壁分離現象,但因液泡無色,不易觀察液泡大小的變化。 (2)選用的蔗糖溶液濃度要適宜。濃度過低,不足以引起質壁分離或質壁分離所需時間過長;濃度過高,則造成植物細胞失水過多、過快而死亡。,,,【典例2】 將某植物細胞置于大于該細胞細胞液濃度的硝酸鉀溶液中,一段時間后在顯微鏡下觀察該細
14、胞未發(fā)生質壁分離,其原因可能是該細胞() 是死細胞是根尖分生區(qū)細胞大量吸水大量失水質壁分離后又自動復原 A.B.C.D.,,,答案:C,方法透析 判斷細胞能否發(fā)生質壁分離及復原的規(guī)律 (1)從細胞角度分析: 死細胞、動物細胞及未成熟的植物細胞不發(fā)生質壁分離; 具有中央大液泡的成熟植物細胞可發(fā)生質壁分離。 (2)從溶液角度分析: 在一定濃度、溶質不能穿膜的溶液中發(fā)生質壁分離; 在一定濃度、溶質可穿膜的溶液中先發(fā)生質壁分離后自動復原; 在高濃度溶液中可發(fā)生質壁分離,但不會發(fā)生復原。,備選例題 在“觀察植物細胞的質壁分離和復原”實驗中,對紫色洋蔥鱗片葉外表皮臨時裝片進行了三次觀察(如下圖所示)。下列
15、有關敘述正確的是( ) A.第一次觀察時容易看到紫色中央液泡和較大的無色細胞質基質區(qū)域 B.第二次觀察時可以發(fā)現細胞質壁分離首先發(fā)生在細胞的角隅處 C.吸水紙的主要作用是吸除滴管滴加的多余液體,以免污染鏡頭 D.為了節(jié)約實驗時間,通常可以省略第一次顯微觀察步驟,B,,解析:第一次觀察時容易看到紫色大液泡,不能看到無色細胞質基質區(qū)域;紫色洋蔥鱗片葉外表皮細胞質壁分離首先發(fā)生在細胞的角隅處;吸水紙的主要作用是吸引液體在蓋玻片下移動,使植物細胞完全浸在液體中;第一步的觀察現象要作為對照,因此不可以省略第一次顯微觀察步驟。,,,C,,2.質壁分離和復原實驗可以說明或證明下列中的哪項( ) 植物細胞的
16、死活原生質層的伸縮性比細胞壁的伸縮性大當外界溶液濃度大于細胞液濃度時,細胞滲透失水;反之,細胞則滲透吸水原生質層具有選擇透過性細胞壁的主要成分是纖維素 A.B.C.D. 解析:待測細胞能發(fā)生質壁分離和復原,說明細胞是活細胞,如不發(fā)生質壁分離,說明植物細胞失去活性。成熟的植物細胞之所以能發(fā)生質壁分離,原因之一是原生質層的伸縮性比細胞壁的伸縮性大。當外界溶液濃度大于細胞液濃度時,細胞滲透失水,發(fā)生質壁分離,當外界溶液濃度低于細胞液濃度,細胞則滲透吸水,發(fā)生質壁分離的復原。原生質層包括細胞膜、液泡膜以及之間的細胞質,具有選擇透過性,相當于半透膜。質壁分離和復原不能證明細胞壁的成分,用纖維素酶可去除細
17、胞壁,說明細胞壁的主要成分是纖維素。,B,3.下圖是植物細胞某種生理實驗過程的圖解: (1)甲方所示細胞為過程,乙方所示細胞為 (填“失水”或“吸水”)過程。 (2)該細胞的原生質層包括(填標號)部分。 (3)進入1和4的物質分別是和。 (4)該細胞的失水或吸水,主要取決于(填標號)與外界溶液的濃度差。 (5)如果農民施肥后發(fā)現有“燒苗”現象與圖中 (填“甲”或“乙”)過程相似。,,解析:(1)甲方細胞發(fā)生質壁分離過程,細胞失水,乙方細胞發(fā)生質壁分離的復原,說明細胞吸水。(2)原生質層包括細胞膜、液泡膜和兩層膜間的細胞質,即2、3、4。(3)細胞壁具有全透性,所以1中是蔗糖溶液,細胞膜具有
18、選擇透過性,蔗糖無法進入,進入的是水分子。(4)原生質層相當于半透膜,濃度差指細胞液和外界溶液間的濃度差值。該細胞的失水或吸水,主要取決于5細胞液與外界溶液的濃度差。(5)“燒苗”形成原因是外界溶液濃度高,植物細胞失水,相當于甲。 答案:(1)失水吸水 (2)2、3、4 (3)蔗糖溶液水 (4)5(5)甲,形成學科核心素養(yǎng),(一)重要生物學概念 1.滲透作用發(fā)生的兩個條件:一是半透膜,二是膜兩側具有濃度差。 2.原生質層包括細胞膜和液泡膜以及兩層膜之間的細胞質。 3.植物細胞發(fā)生質壁分離的原因:外界溶液濃度大于細胞液濃度;原生質層的伸縮性大于細胞壁。 4.只有活的成熟植物細胞才可發(fā)生質壁分離,動物細胞和根尖分生區(qū)細胞不發(fā)生質壁分離。 5.細胞膜和其他生物膜都是選擇透過性膜,選擇透過性是活細胞的功能 特性。,(二)學科核心素養(yǎng) 1.生命觀念:在“細胞膜和其他生物膜都是選擇透過性膜”這一重要概念的基礎上形成結構與功能觀。 2.科學思維:運用歸納與概括、演繹與推理的方法認識到細胞對于物質的輸入和輸出具有選擇性,也進一步闡釋了細胞膜的功能特性。 3.科學探究:嘗試提出問題,作出假設,并進行關于植物細胞吸水和失水的實驗設計和操作。 4.社會責任:在農業(yè)生產上要做好“輪作”的宣傳工作,要有嘗試解決生產生活問題的擔當和能力。,(三)網絡構建 請嘗試構建本課時知識網絡。,謝謝觀賞！,
2018-2019學年高中生物 第4章 細胞的物質輸入和輸出 第1節(jié) 物質跨膜運輸的實例課件 新人教版必修1.ppt
