全章复习与测试优秀教学设计

第4单元

细胞的物质输入和输出

一【三维目标】

1、

知识与技能

内容

解释细胞吸水和失水的现象

植物细胞吸水和失水的实验设计和操作(实验) 说出流动镶嵌模型的基本内容

说明物质进出细胞的方式

2、情感态度与价值观方面

了解

√

理解

√

√

√

应用

六年考情

6年4考

6年3考

6年1考

6年7考

2.1探讨在建立生物膜模型的过程中，实验技术的进步所起的作用。

2.2探讨建立生物膜模型的过程如何体现结构与功能相适应的观点

3、能力方面

3.1尝试提出问题，作出假设。

3.2进行关于植物细胞吸水和失水的实验设计和操作。

3.3进行图表数据的解读。

二【教学重点】

解释细胞吸水和失水的现象举例

说出流动镶嵌模型的基本内容

说明物质进出细胞的方式

三【教学难点】植物细胞吸水和失水的实验设计和操作(实验) 四【教学方法】练习法和讲授法相结合

五【教学工具】学案、PPT 六【教学时数】1标准课时

七【教学过程】

水是活细胞中含量最多的物质，让我们先来分析水是怎样进出细胞的。

要分析水是怎样进出细胞的，就要先理解渗透现象是怎么一回事？让我们来看课本60页的问题探讨。展示动画，有助于学生思考。

通过课本对于渗透现象的描述，我们发现最初漏斗内蔗糖溶液的液面与烧杯中清水的液面高度相等，但是过了一段时间后，漏斗内蔗糖溶液的液面升高了。

教学过程

下面请大家思考：1、漏斗内的液面为什么会升高？

2、

如果用一层纱布代替玻璃纸，漏斗管内的液面还会升高吗？

3、

为什么最终液面不动了？

通过以上问题的讨论，我们能够得出这样的结果：渗透现象的发生应该有半透膜的

存在，它限制了一些分子的通过；渗透现象的发生还应该有浓度差的存在，它是产生使水移动的吸引力的来源。我们把水分子通过半透膜所发生的这种扩散作用就称之为渗透

作用。下面我们来复习渗透作用的概念。

一、渗透作用

1、概念：水分子（或其他溶剂分子）透过半透膜从低浓度溶液向高浓度溶液扩散。

2、渗透作用发生的两个必备条件：（1）有半透膜；（2）半透膜两侧溶液存在浓度差。

3、渗透作用发生中水分子净移动方向：低浓度溶液→高浓度溶液

4、常见半透膜：动物膀胱膜、玻璃纸、肠衣、鸡蛋的卵壳膜、花生种皮、鱼鳔等。

5、常见渗透装置：①漏斗与烧杯组成的渗透装置；②“U”型管中间隔有半透膜。

对“U”型管问题进行分析

影响渗透作用中液面变化的因素分析

教学过程

(1)

半透膜表面积大小

其他条件相同的情况下，半透膜的表面积越大，单位时间内进出半透膜的水量越多，液面变化越明显

(2)

半透膜两侧浓度差

在其他条件相同的情况下，半透膜两侧的浓度差越大，单位时间内进出半透膜的水量越多，液面变化越明显

二、动物细胞的吸水和失水

以红细胞为例，此实验中红细胞的细胞膜相当于半透膜，红细胞吸水或失水的多少主要取决于红细胞内外浓度的差值。一般情况下，差值较大时吸水或失水较多。

①当外界溶液的浓度比细胞质的浓度低时，细胞吸水膨胀，甚至涨破。

②当外界溶液的浓度比细胞质的浓度高时，细胞失水皱缩。

③当外界溶液的浓度与细胞质的浓度相同时，水分进出细胞处于动态平衡。

动物细胞没有细胞壁，因而对培养基的渗透压更敏感。

※思考：吃比较咸的食物或连续嗑带盐的瓜子时，口腔和唇的黏膜有什么感觉？

三、成熟植物细胞通过渗透作用的吸水和失水

1、成熟植物细胞具备的发生渗透作用的两个条件：

（1）有选择透过性的原生质层相当于半透膜。（2）原生质层两侧溶液具有浓度差。

解释：

①原生质层指：细胞膜、液泡膜及两层膜之间的细胞质。

②原生质层与原生质体的区别：

原生质层：不包括细胞核和细胞液，一般我们对成熟的具有大液泡的植物细胞应用此概念。

原生质体：除去细胞壁后的具有生物活性的细胞结构，包括膜、质、核三部分，常用于植物体细胞杂交。

2、成熟的植物细胞因渗透作用吸水和失水时发生的现象：

质壁分离和质壁分离的复原。

（1）细胞液浓度＜外界溶液浓度

细胞液中水分进入外界溶液，细胞失水，细胞壁和原生质层都出现一定程度的收缩，但原生质层的伸缩性大，因而当细胞不断失水时，原生质层就与细胞壁逐渐分离开来，出现质壁分离。所以质壁分离是原生质层与细胞壁分离。这个过程中，中央液泡变小，颜色加深，细胞大小略有皱缩。质壁分离后，在细胞壁与原生质层之间的地方充满外界溶液。

（2）细胞液浓度＞外界溶液浓度

外界溶液水分进入细胞液，细胞吸水，整个原生质层就会慢慢恢复原来的位置，逐渐紧贴细胞壁，使植物细胞逐渐发生质壁分离复原。这个过程中，中央液泡逐渐恢复原来大小，颜色变浅，细胞大小略有膨胀。

注意：将已发生质壁分离的细胞再置于较低浓度的蔗糖溶液中，观察到质壁分离复原，直到细胞体积稳定下来，这时对恢复原状的细胞来说，可以肯定的情况是：水分子出入细胞处于动态平衡。而不能说水分子不再出入细胞。

可能的情况是：

①细胞液和外界溶液浓度相同；②细胞液的浓度依然高于外界溶液浓度。

四、探究活动—植物细胞的吸水和失水实验

五、植物细胞在不同溶质、不同浓度的溶液中的变化

溶质类型

溶质不能被植物细胞吸收

溶质可被植物细胞吸收

外界溶液浓度

低浓度溶液

等浓度溶液

高浓度溶液

低浓度溶液

等浓度溶液

高浓度溶液

现

象

吸水膨胀

不吸水也不失水

质壁分离（若外界溶液浓度过高，会失水死亡）

吸水膨胀

随溶质的吸收而吸水膨胀

先质壁分离，后自动复原，也可因为浓度过高而失水死亡六、植物细胞质壁分离与复原实验的拓展应用：

1、判断细胞死活：

（1）发生质壁分离与复原—活细胞；（2）不发生质壁分离—可能为死细胞；（3）发生质壁分离后不能复原—细胞失水过多死亡。

2、测定细胞液浓度范围

设置一组具有浓度梯度的蔗糖溶液，分别使用植物细胞镜检，细胞液的浓度范围是：未发生质壁分离和刚刚发生质壁分离的外界溶液的浓度范围。

3、比较不同植物细胞的细胞液浓度

为不同植物细胞设置同一浓度的蔗糖溶液镜检，比较（思考此处应比较什么数据？）刚发生质壁分离所需的时间，从而判断细胞液浓度。

4、比较未知浓度溶液的浓度大小

对处于未知浓度溶液中的同一植物的成熟细胞镜检，比较刚发生质壁分离所需的时间，判断溶液浓度的大小（时间越短，未知浓度溶液的浓度越大）。

5、验证原生质层与细胞壁伸缩性大小。

6、鉴别不同种类的溶液

成熟植物细胞处于浓度稍大于细胞液的溶液中。若只发生质壁分离，则外界溶液的溶质不能进入细胞，如蔗糖。若发生质壁分离后可自动复原，则外界溶液溶质可被细胞主动吸收到细胞内，如KNO3。

外界溶液浓度等于细胞液浓度时，水的净流为零，这种介质叫做等渗溶液。如果外界溶液浓度大于细胞液浓度，称为高渗溶液；如果外界溶液浓度小于细胞液浓度，称为低渗溶液。

七、物质跨膜运输的其他实例：

1、资料分析内容：见课本63页。

2、结果：见课本文字描述和柱状图。

3、分析：

（1）水稻培养液中Ca2+、Mg2+浓度增高的原因：水稻吸收水分比吸收Ca2+、Mg2+多。

（2）番茄培养液中的SiO44-浓度增高的原因：番茄几乎不吸收SiO44-。

4、结论：

（1）不同植物细胞对同一无机盐离子，同一植物细胞对不同无机盐离子的吸收均有差异，说明植物细胞对无机盐离子的吸收具有选择性。

（2）植物细胞在一段时间内吸水和吸收离子量不同，说明吸水和吸收离子是两个相对独立的过程。又如，根毛细胞处于质壁分离状态时，虽不能继续吸收水分，但仍能吸收矿质离子。另外，质壁分离自动复原的出现也能证明细胞失水处于质壁分离状态时，仍能吸收矿质离子。细胞吸水和吸收矿质离子是两个相对独立的过程。

（3）物质跨膜运输有些顺相对含量梯度，有些逆相对含量梯度，这取决于细胞生命活动的需要。

（4）细胞对物质的吸收是有选择的。这种选择性具有普遍性。

八、细胞膜和其他生物膜都是选择透过性膜

1、选择透过性的理解：这种膜可以让水分子自由通过，它所选择的一些离子和小分子也可以通过，而其他的离子、小分子和大分子则不能通过。

2、选择透过性的的分子基础是磷脂双分子层具有疏水性和膜上的载体蛋白（转运蛋白）具有专一性。因为不同膜上载体蛋白的种类和数量不同，因此膜在物质的输入与输出上表现出高度选择性。细胞死亡，膜的选择透过性丧失，成为全透性。

3、半透膜与选择透过性膜的区别：

半透膜是指某些物质可以透过而另一些物质不能透过的多孔性薄膜。它往往只让小分子物质透过，大分子物质则不能透过。半透膜不具有选择性，无生物活性，不是生物膜。

九、练习题

十、总结