《2018-2019學(xué)年高中生物 第4章 細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出 第1節(jié) 物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)膶?shí)例課件 新人教版必修1.ppt》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2018-2019學(xué)年高中生物 第4章 細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出 第1節(jié) 物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)膶?shí)例課件 新人教版必修1.ppt（47頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、,第4章細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出,【學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)】,第1節(jié)物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)膶?shí)例,教師參考 新課導(dǎo)入 導(dǎo)入1:我們知道細(xì)胞的邊界是細(xì)胞膜,細(xì)胞又是開(kāi)放的,時(shí)時(shí)刻刻與外界進(jìn)行著物質(zhì)交換。故這些物質(zhì)的進(jìn)出細(xì)胞必須經(jīng)過(guò)細(xì)胞膜的“同意”。也就是說(shuō)細(xì)胞膜具有控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的功能。那么細(xì)胞膜是怎樣控制物質(zhì)的進(jìn)出的呢,這一節(jié)課我們以水為例,共同探討水分進(jìn)出細(xì)胞的情況。 導(dǎo)入2:SOD(超氧化物歧化酶)是一種源于生命體的活性物質(zhì),能消除生物體在新陳代謝過(guò)程中產(chǎn)生的有害物質(zhì),因此,SOD具有抗衰老的特殊效果。SOD蜜,內(nèi)含豐富的SOD活性物質(zhì),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,并在皮膚表面形成一

2、層保護(hù)膜,能不斷地對(duì)皮膚補(bǔ)充SOD活性物,并能有效地防止角質(zhì)層水分的散失。經(jīng)常使用能延緩皮膚衰老,快速滲透,深入滋潤(rùn),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(shuō)明物質(zhì)可以進(jìn)出細(xì)胞。那么物質(zhì)是如何進(jìn)出細(xì)胞的?今天我們來(lái)學(xué)習(xí)第4章細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出第1節(jié)物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)膶?shí)例。,【教學(xué)目標(biāo)】 1.針對(duì)農(nóng)作物的“燒苗”現(xiàn)象,讓學(xué)生嘗試提出問(wèn)題、作出假設(shè),并通過(guò)對(duì)植物細(xì)胞吸水和失水的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和操作,培養(yǎng)學(xué)生在科學(xué)探究過(guò)程中的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力。科學(xué)探究、科學(xué)思維 2.通過(guò)分析教材給出的“水分進(jìn)出哺乳動(dòng)物紅細(xì)胞的狀況”“植物細(xì)胞的吸水和失水”實(shí)驗(yàn)以及教材資料分析提供的素材,引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建起

3、細(xì)胞膜和其他生物膜都是選擇透過(guò)性膜的認(rèn)識(shí)。生命觀念、科學(xué)思維,形成學(xué)科核心素養(yǎng),凝練素養(yǎng),自主學(xué)習(xí),自主學(xué)習(xí) 讀教材學(xué)基礎(chǔ),一、滲透作用 請(qǐng)仔細(xì)閱讀并思考教材第60頁(yè)“問(wèn)題探討”,完成下面的問(wèn)題。 1.概念:是指水分子或其他溶劑分子通過(guò)半透膜的擴(kuò)散。 2.發(fā)生條件:一是 ;二是 。 3.水的滲透方向:從 濃度溶液進(jìn)入 濃度溶液。 二、細(xì)胞的吸水和失水 請(qǐng)仔細(xì)閱讀教材第6063頁(yè)“細(xì)胞的吸水和失水”,完成下面的問(wèn)題。 1.動(dòng)物細(xì)胞的吸水和失水 (1) 細(xì)胞的 相當(dāng)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(jìn)行吸水或失水。,具有半透膜,膜兩側(cè)溶液具有濃度差,低,高,動(dòng)物,細(xì)胞膜,細(xì)胞

4、內(nèi)液,(2)動(dòng)物細(xì)胞吸水和失水的條件及現(xiàn)象,吸水膨脹,失水皺縮,2.植物細(xì)胞的吸水和失水 (1)成熟植物細(xì)胞的結(jié)構(gòu),(2)植物細(xì)胞吸水和失水的實(shí)驗(yàn)探究 探究性實(shí)驗(yàn)的一般過(guò)程:根據(jù)觀察到的現(xiàn)象,提出問(wèn)題作出假設(shè)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析結(jié)果,得出結(jié)論總結(jié)交流進(jìn)一步探究。 假設(shè): 相當(dāng)于一層半透膜。 預(yù)期結(jié)果:由于原生質(zhì)層相當(dāng)于一層半透膜,水分子可以自由透過(guò),而蔗糖分子不能透過(guò)。因此,在蔗糖溶液中植物細(xì)胞的中央液泡會(huì) ,發(fā)生 。 實(shí)驗(yàn)流程及結(jié)果,原生質(zhì)層,變小,質(zhì)壁分離,實(shí)驗(yàn)結(jié)果 結(jié)論:實(shí)驗(yàn)結(jié)果與預(yù)期結(jié)果相同,說(shuō)明“原生質(zhì)層相當(dāng)于一層半透膜”的假設(shè)是成立的。 (3)植物細(xì)胞吸水和失水的條件 當(dāng)細(xì)胞液濃度

5、 外界溶液濃度時(shí),細(xì)胞失水,原生質(zhì)層和細(xì)胞壁分離,發(fā)生 。,小于,質(zhì)壁分離,發(fā)生質(zhì)壁分離的細(xì)胞,當(dāng)細(xì)胞液濃度 外界溶液濃度時(shí),細(xì)胞吸水,發(fā)生 。,大于,質(zhì)壁分離復(fù)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(guò)程中,水分子只由低濃度溶液通過(guò)半透膜進(jìn)入高濃度溶液中。() (3)當(dāng)滲透作用達(dá)到平衡時(shí),不會(huì)再有水分透過(guò)半透膜。( ) (4)質(zhì)壁分離后的細(xì)胞都能復(fù)原。( ),高于,差異,2.物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn) (1)物質(zhì)跨膜運(yùn)輸并不都是 的。 (2)細(xì)胞對(duì)于物質(zhì)的輸入和輸出有 。 3.結(jié)論 細(xì)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(huì)出現(xiàn)產(chǎn)量下降現(xiàn)象,試

6、解釋原因。 提示:長(zhǎng)期在同一塊田里種植同一種作物,由于作物對(duì)離子的選擇性吸收,導(dǎo)致某些元素含量下降,影響作物生長(zhǎng),從而導(dǎo)致產(chǎn)量下降。,順相對(duì)含量梯度,選擇性,選擇透過(guò)性,凝練素養(yǎng) 解疑難提能力,主題一 滲透作用現(xiàn)象分析 教師參考 問(wèn)題引領(lǐng): 1.在滲透裝置中,如果用一層紗布代替玻璃紙,漏斗管內(nèi)的液面還會(huì)升高嗎? 2.紅細(xì)胞的吸水或失水的多少取決于什么條件? 3.一個(gè)成熟的植物細(xì)胞是否可看作一個(gè)滲透系統(tǒng)?并說(shuō)出理由。,1.滲透裝置分析 據(jù)圖分析,(1)蔗糖溶液液面上升的原因 (2)當(dāng)液面上升到一定程度時(shí),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

7、度差,即具有滲透壓差,所以水分子有進(jìn)入漏斗的趨勢(shì);但是H產(chǎn)生的壓強(qiáng)與滲透壓的平衡使半透膜兩側(cè)水分子的交換率(進(jìn)出)相同時(shí),液面不再升高。,2.成熟的植物細(xì)胞與滲透裝置的比較 據(jù)圖分析,一個(gè)成熟的植物細(xì)胞可看作是一個(gè)滲透裝置。,【典例1】 如圖所示為滲透作用實(shí)驗(yàn)裝置,實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)長(zhǎng)頸漏斗內(nèi)外液面平齊,記作零界面。實(shí)驗(yàn)開(kāi)始后,長(zhǎng)頸漏斗內(nèi)部液面的變化趨勢(shì)為(注:坐標(biāo)原點(diǎn)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(yùn)輸,水分子整體表現(xiàn)為從燒杯中流向漏斗中,導(dǎo)致漏斗液面上升,達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡時(shí),液面不再變化。 答案:B,方法透析 判斷水分子的流動(dòng)方向 (1)從膜兩側(cè)水分子的相對(duì)數(shù)

8、目上分析:水分子總是從相對(duì)數(shù)目多的一側(cè)流向相對(duì)數(shù)目少的一側(cè)。 (2)從溶質(zhì)顆粒數(shù)量上分析:溶質(zhì)顆粒越多,微粒對(duì)水的吸引力就越大,滲透壓越大吸水能力就越強(qiáng)。,備選例題 如圖表示滲透作用實(shí)驗(yàn)裝置,甲乙兩管的口徑相同,半透膜只允許葡萄糖分子通過(guò),淀粉分子無(wú)法通過(guò)。當(dāng)達(dá)到擴(kuò)散平衡時(shí)( ) 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 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?yàn)榘胪改ぶ辉试S葡萄糖分子通過(guò),而淀粉分子不能通過(guò)半透膜,在擴(kuò)散作用下,兩管的液面高度不等,甲側(cè)會(huì)高于乙側(cè),葡萄糖濃度半透膜兩側(cè)基本相等,淀粉分子不能通過(guò)半透膜,所以淀粉

9、的濃度與擴(kuò)散前基本相同,甲管高于乙。,B,【題組演練】 1.半透膜對(duì)淀粉和葡萄糖的通透性不同(如圖1),預(yù)測(cè)圖2的實(shí)驗(yàn)結(jié)果(開(kāi)始時(shí)漏斗內(nèi)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(cè)是清水和淀粉溶液,存在濃度差,發(fā)生滲透作用,剛開(kāi)始導(dǎo)致水柱a升高,到一定高度后,由于液面高度差的存在,導(dǎo)致水柱a不再升高;圖乙中半透膜兩側(cè)是清水和葡萄糖溶液,存在濃度差也發(fā)生滲透作用,剛開(kāi)始導(dǎo)致水柱b升高,當(dāng)半透膜兩側(cè)的水分子達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡后,葡萄糖也能透過(guò)半透膜,并且也要在半透膜兩側(cè)達(dá)到動(dòng)態(tài)

10、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(lán)色染料。實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí),兩支漏斗中溶液液面的高度一樣。10 min后觀察的結(jié)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(lán)色染料,溶液Z中含有了綠色和藍(lán)色染料。下列有關(guān)描述中,正確的是( ) A.溶液Z的濃度最大 B.溶液X的濃度最大 C.溶液Y中的溶質(zhì)分子能夠通過(guò)半透膜進(jìn)入溶液X中 D.溶液X中的溶質(zhì)分子不能夠通過(guò)半透膜進(jìn)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(jìn)入了X,溶質(zhì)沒(méi)有進(jìn)入X,溶液X濃度大于溶液Z;溶液X液面上升而

11、Y卻下降,說(shuō)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(lán)色染料,溶液Z中含有了綠色和藍(lán)色染料,表明溶液Z中的溶質(zhì)分子能夠通過(guò)半透膜進(jìn)入溶液Y,溶液X中的溶質(zhì)分子能夠通過(guò)半透膜進(jìn)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(shí)間的關(guān)系,圖丙表示成熟植物細(xì)胞在某外界溶液中的一種狀態(tài)(此時(shí)細(xì)胞有活性)。下列相關(guān)敘述中錯(cuò)誤的是( ) A.圖甲中的滲透作用發(fā)生需要兩個(gè)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(cè)的溶液濃度相等 C.圖丙中組成原生質(zhì)層 D.如果丙細(xì)胞沒(méi)有細(xì)胞壁支持,置于清水中也會(huì)發(fā)生吸水漲破的

12、現(xiàn)象,B,解析:圖乙表示的是圖甲中液面上升的高度與時(shí)間的關(guān)系,液面不再升高時(shí),通過(guò)半透膜進(jìn)出滲透裝置的水分子相等,這時(shí)液體壓強(qiáng)和濃度差的作用達(dá)到了平衡的狀態(tài),但b溶液的濃度應(yīng)大于a溶液的濃度。,主題二 植物細(xì)胞的失水和吸水實(shí)驗(yàn)分析 教師參考 問(wèn)題引領(lǐng): 1.本實(shí)驗(yàn)為什么選擇紫色洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞? 2.植物細(xì)胞質(zhì)壁分離與復(fù)原的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及其注意事項(xiàng)是什么? 3.質(zhì)壁分離和復(fù)原實(shí)驗(yàn)有哪些方面的應(yīng)用?,3.實(shí)驗(yàn)操作中注意的問(wèn)題 (1)實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵之一是實(shí)驗(yàn)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(jìn)行實(shí)驗(yàn),以便于觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。例如,以紫色洋蔥鱗片葉外表皮為材料就是因?yàn)槠湟号莩首仙?便于

13、觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。若以根尖成熟區(qū)的細(xì)胞為材料進(jìn)行實(shí)驗(yàn)也會(huì)發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象,但因液泡無(wú)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(guò)低,不足以引起質(zhì)壁分離或質(zhì)壁分離所需時(shí)間過(guò)長(zhǎng);濃度過(guò)高,則造成植物細(xì)胞失水過(guò)多、過(guò)快而死亡。,【典例2】 將某植物細(xì)胞置于大于該細(xì)胞細(xì)胞液濃度的硝酸鉀溶液中,一段時(shí)間后在顯微鏡下觀察該細(xì)胞未發(fā)生質(zhì)壁分離,其原因可能是該細(xì)胞() 是死細(xì)胞是根尖分生區(qū)細(xì)胞大量吸水大量失水質(zhì)壁分離后又自動(dòng)復(fù)原 A.B.C.D.,答案:C,方法透析 判斷細(xì)胞能否發(fā)生質(zhì)壁分離及復(fù)原的規(guī)律 (1)從細(xì)胞角度分析: 死細(xì)胞、動(dòng)物細(xì)胞及未成熟的植物細(xì)胞不發(fā)生質(zhì)壁分離; 具有中央大

14、液泡的成熟植物細(xì)胞可發(fā)生質(zhì)壁分離。 (2)從溶液角度分析: 在一定濃度、溶質(zhì)不能穿膜的溶液中發(fā)生質(zhì)壁分離; 在一定濃度、溶質(zhì)可穿膜的溶液中先發(fā)生質(zhì)壁分離后自動(dòng)復(fù)原; 在高濃度溶液中可發(fā)生質(zhì)壁分離,但不會(huì)發(fā)生復(fù)原。,備選例題 在“觀察植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離和復(fù)原”實(shí)驗(yàn)中,對(duì)紫色洋蔥鱗片葉外表皮臨時(shí)裝片進(jìn)行了三次觀察(如下圖所示)。下列有關(guān)敘述正確的是( ) A.第一次觀察時(shí)容易看到紫色中央液泡和較大的無(wú)色細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)區(qū)域 B.第二次觀察時(shí)可以發(fā)現(xiàn)細(xì)胞質(zhì)壁分離首先發(fā)生在細(xì)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(shí)驗(yàn)時(shí)間,通?？梢允÷缘谝淮物@微觀察步驟,B,解析

15、:第一次觀察時(shí)容易看到紫色大液泡,不能看到無(wú)色細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)區(qū)域;紫色洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞質(zhì)壁分離首先發(fā)生在細(xì)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(dòng),使植物細(xì)胞完全浸在液體中;第一步的觀察現(xiàn)象要作為對(duì)照,因此不可以省略第一次顯微觀察步驟。,C,2.質(zhì)壁分離和復(fù)原實(shí)驗(yàn)可以說(shuō)明或證明下列中的哪項(xiàng)( ) 植物細(xì)胞的死活原生質(zhì)層的伸縮性比細(xì)胞壁的伸縮性大當(dāng)外界溶液濃度大于細(xì)胞液濃度時(shí),細(xì)胞滲透失水;反之,細(xì)胞則滲透吸水原生質(zhì)層具有選擇透過(guò)性細(xì)胞壁的主要成分是纖維素 A.B.C.D. 解析:待測(cè)細(xì)胞能發(fā)生質(zhì)壁分離和復(fù)原,說(shuō)明細(xì)胞是活細(xì)胞,如不發(fā)生質(zhì)壁分離,說(shuō)明植物細(xì)胞失去活性。成熟的植物細(xì)胞之

16、所以能發(fā)生質(zhì)壁分離,原因之一是原生質(zhì)層的伸縮性比細(xì)胞壁的伸縮性大。當(dāng)外界溶液濃度大于細(xì)胞液濃度時(shí),細(xì)胞滲透失水,發(fā)生質(zhì)壁分離,當(dāng)外界溶液濃度低于細(xì)胞液濃度,細(xì)胞則滲透吸水,發(fā)生質(zhì)壁分離的復(fù)原。原生質(zhì)層包括細(xì)胞膜、液泡膜以及之間的細(xì)胞質(zhì),具有選擇透過(guò)性,相當(dāng)于半透膜。質(zhì)壁分離和復(fù)原不能證明細(xì)胞壁的成分,用纖維素酶可去除細(xì)胞壁,說(shuō)明細(xì)胞壁的主要成分是纖維素。,B,3.下圖是植物細(xì)胞某種生理實(shí)驗(yàn)過(guò)程的圖解: (1)甲方所示細(xì)胞為過(guò)程,乙方所示細(xì)胞為 (填“失水”或“吸水”)過(guò)程。 (2)該細(xì)胞的原生質(zhì)層包括(填標(biāo)號(hào))部分。 (3)進(jìn)入1和4的物質(zhì)分別是和。 (4)該細(xì)胞的失水或吸水,主要取決于(填標(biāo)

17、號(hào))與外界溶液的濃度差。 (5)如果農(nóng)民施肥后發(fā)現(xiàn)有“燒苗”現(xiàn)象與圖中 (填“甲”或“乙”)過(guò)程相似。,解析:(1)甲方細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離過(guò)程,細(xì)胞失水,乙方細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離的復(fù)原,說(shuō)明細(xì)胞吸水。(2)原生質(zhì)層包括細(xì)胞膜、液泡膜和兩層膜間的細(xì)胞質(zhì),即2、3、4。(3)細(xì)胞壁具有全透性,所以1中是蔗糖溶液,細(xì)胞膜具有選擇透過(guò)性,蔗糖無(wú)法進(jìn)入,進(jìn)入的是水分子。(4)原生質(zhì)層相當(dāng)于半透膜,濃度差指細(xì)胞液和外界溶液間的濃度差值。該細(xì)胞的失水或吸水,主要取決于5細(xì)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(xì)胞失水,相當(dāng)于甲。 答案:(1)失水吸水 (2)2、3、4 (3)蔗糖溶液

18、水 (4)5(5)甲,形成學(xué)科核心素養(yǎng),(一)重要生物學(xué)概念 1.滲透作用發(fā)生的兩個(gè)條件:一是半透膜,二是膜兩側(cè)具有濃度差。 2.原生質(zhì)層包括細(xì)胞膜和液泡膜以及兩層膜之間的細(xì)胞質(zhì)。 3.植物細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離的原因:外界溶液濃度大于細(xì)胞液濃度;原生質(zhì)層的伸縮性大于細(xì)胞壁。 4.只有活的成熟植物細(xì)胞才可發(fā)生質(zhì)壁分離,動(dòng)物細(xì)胞和根尖分生區(qū)細(xì)胞不發(fā)生質(zhì)壁分離。 5.細(xì)胞膜和其他生物膜都是選擇透過(guò)性膜,選擇透過(guò)性是活細(xì)胞的功能 特性。,(二)學(xué)科核心素養(yǎng) 1.生命觀念:在“細(xì)胞膜和其他生物膜都是選擇透過(guò)性膜”這一重要概念的基礎(chǔ)上形成結(jié)構(gòu)與功能觀。 2.科學(xué)思維:運(yùn)用歸納與概括、演繹與推理的方法認(rèn)識(shí)到細(xì)胞對(duì)于物質(zhì)的輸入和輸出具有選擇性,也進(jìn)一步闡釋了細(xì)胞膜的功能特性。 3.科學(xué)探究:嘗試提出問(wèn)題,作出假設(shè),并進(jìn)行關(guān)于植物細(xì)胞吸水和失水的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和操作。 4.社會(huì)責(zé)任:在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上要做好“輪作”的宣傳工作,要有嘗試解決生產(chǎn)生活問(wèn)題的擔(dān)當(dāng)和能力。,(三)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建 請(qǐng)嘗試構(gòu)建本課時(shí)知識(shí)網(wǎng)絡(luò)。,謝謝觀賞！,