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第四章細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出第1節(jié)物質(zhì)跨膜運輸?shù)膶嵗竟?jié)聚焦:1.細(xì)胞在什么情況下吸水或失水?2.植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離與復(fù)原現(xiàn)象說明什么?3.為什么說細(xì)胞膜是選擇透過性膜?溶液濃度高低水分流動方向水的相對含量高低半透膜:一類可以讓小分子物質(zhì)通過而大分子物質(zhì)不能通過的一類薄膜的總稱。滲透作用分析討論:1.漏斗管內(nèi)的液面為什么會升高?2.如果用一層紗布代替玻璃紙,漏斗管內(nèi)的液面還會升高嗎?3.如果燒杯中不是清水,而是同樣濃度的蔗糖溶液,結(jié)果會怎樣?4.水分子只能從燒杯中擴散到漏斗中嗎?發(fā)生滲透作用必須具備兩個條件具有半透膜半透膜兩側(cè)溶液具有濃度差滲透作用:水分子(或其他溶劑分子)透過半透膜從低濃度溶液向高濃度溶液的擴散,稱為滲透作用規(guī)律:
①液面變化:高濃度側(cè)上升,低濃度側(cè)下降
②濃度差與液面變化的關(guān)系:
濃度差越大,平衡時液面差越大
濃度差越大,達(dá)到平衡所需的時間越短
③平衡時狀態(tài):高濃度側(cè)的濃度下降,但仍然大于低濃度側(cè)濃度;水分子進出相等(動態(tài)平衡)一、細(xì)胞的吸水和失水:1.動物細(xì)胞的吸水和失水:失水皺縮思考與討論1.紅細(xì)胞內(nèi)的血紅蛋白等有機物能夠透過細(xì)胞膜嗎?2.紅細(xì)胞的細(xì)胞膜是不是相當(dāng)于“問題探討”中所說的半透膜?3.當(dāng)外界溶液的濃度低時,紅細(xì)胞一定會由于吸水而漲破嗎?4.紅細(xì)胞吸水或失水的多少取決于什么條件?5.食物較咸時,口腔和唇粘膜有什么感覺?為什么?【總結(jié)】紅細(xì)胞發(fā)生滲透作用的條件1.細(xì)胞膜相當(dāng)于半透膜2.外界溶液與細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)存在濃度差正常狀態(tài)吸水脹破一、細(xì)胞的吸水和失水:思考與討論1.植物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)與動物細(xì)胞的主要區(qū)別是什么?2.成熟植物細(xì)胞與未成熟細(xì)胞如根尖分生區(qū)細(xì)胞結(jié)構(gòu)上主要區(qū)別是什么?3.細(xì)胞內(nèi)的液體環(huán)境主要指什么?其中主要有哪些成分?4.什么叫原生質(zhì)層,它有什么特性,是否相當(dāng)于半透膜?5.細(xì)胞壁有何特性,它對細(xì)胞的吸水和失水有無影響?未成熟細(xì)胞,干種子細(xì)胞:吸脹作用吸水;成熟植物細(xì)胞:滲透作用吸水。2.植物細(xì)胞的吸水與失水探究實驗:植物細(xì)胞的吸水和失水提出問題作出假設(shè)設(shè)計實驗進行實驗分析結(jié)果表達(dá)與交流(原生質(zhì)層是一層半透膜嗎?)(原生質(zhì)層相當(dāng)于一層半透膜)設(shè)計方案(按預(yù)定方案進行實驗)(分析實驗結(jié)果,得出結(jié)論:……)(總結(jié),寫實驗報告并適當(dāng)交流)預(yù)期結(jié)果將植物細(xì)胞浸潤在較高濃度的蔗糖溶液中,觀察其大小的變化;再將細(xì)胞浸潤在清水中,觀察其大小的變化。在蔗糖溶液中植物細(xì)胞的中央液泡會變小,細(xì)胞皺縮;在清水中植物細(xì)胞的中央液泡會變大,細(xì)胞膨脹。1.剝?nèi)⊙笫[鱗莖的鱗片葉,外表皮紫色較濃的更好。用解剖刀或刀片在葉片外表皮劃一0.5cm見方的“井”字。2.用尖嘴鑷從“井”字中央的一角小心地將洋蔥鱗片葉外表皮撕下,平鋪在載玻片中央。3.用小滴管在表皮上滴一滴質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%的蔗糖溶液,蓋上蓋玻片。用吸水紙吸去多余液體。4.在顯微鏡下觀察,可見原生質(zhì)緩慢收縮,逐漸出現(xiàn)與細(xì)胞壁分離的現(xiàn)象,直到原生質(zhì)收縮成球狀小團,與細(xì)胞壁完全分開。5.在蓋玻片的一側(cè)滴加清水,用吸水紙在蓋玻片的另一側(cè)吸收,使清水置換蔗糖溶液。6.在顯微鏡下觀察,可見質(zhì)壁分離現(xiàn)象緩慢復(fù)原。進行實驗指植物細(xì)胞失水時,原生質(zhì)層與細(xì)胞壁相互分離的現(xiàn)象。質(zhì)壁分離:原因:原生質(zhì)層比細(xì)胞壁的伸縮性大。條件:①活細(xì)胞②有中央大液泡③有細(xì)胞壁④外界溶液濃度大于細(xì)胞液濃度質(zhì)壁分離復(fù)原:指發(fā)生質(zhì)壁分離的細(xì)胞有恢復(fù)原狀的現(xiàn)象。應(yīng)用:判斷細(xì)胞的死活測定細(xì)胞液的濃度范圍判斷不同植物細(xì)胞的細(xì)胞液濃度大小④生活中殺菌、防腐、腌制食品思考:動物細(xì)胞能否發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象?實驗現(xiàn)象:
中央液泡大小原生質(zhì)層的位置細(xì)胞大小蔗糖溶液清水變小逐漸恢復(fù)原來大小原生質(zhì)層恢復(fù)原來位置原生質(zhì)層脫離細(xì)胞壁基本不變基本不變得出結(jié)論
植物細(xì)胞原生質(zhì)層相當(dāng)于一層半透膜,成熟的植物細(xì)胞靠滲透作用吸水。細(xì)胞液與細(xì)胞外界溶液發(fā)生了滲透作用。
細(xì)胞液濃度<外界溶液濃度時,植物細(xì)胞滲透失水,發(fā)生質(zhì)壁分離
(內(nèi)因:原生質(zhì)層比細(xì)胞壁的伸縮性大)
細(xì)胞液濃度>外界溶液濃度時,植物細(xì)胞滲透吸水,發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原總結(jié):植物細(xì)胞的失水和吸水的條件:二、物質(zhì)跨膜運輸?shù)钠渌鼘嵗簩嵗环雅c水稻的培養(yǎng)實驗
0Mg2+
Ca2+SiO4+
離子培養(yǎng)液中的離子濃度初始濃度水稻番茄思考與討論1.水稻培養(yǎng)液里的Ca2+和Mg2+濃度為什么會增高?2.不同植物對同一種無機鹽離子的吸收有差異嗎?3.同種植物對不同種無機鹽離子的吸收有差異嗎?4.根據(jù)上述實驗現(xiàn)象,你能得出什么結(jié)論?結(jié)論:1.植物吸水和吸收無機鹽離子不成比例,二者是兩個相對獨立的過程。2.植物對無機鹽離子的吸收具有選擇性。二、物質(zhì)跨膜運輸?shù)钠渌鼘嵗簩嵗梭w甲狀腺濾泡上皮細(xì)胞具有很強的攝取碘的能力思考與討論結(jié)論:血液中碘的濃度250mg/L
由細(xì)胞的吸水和失水可知,水的跨膜運輸是順相對含量梯度的,其他物質(zhì)(如無機鹽離子)的跨膜運輸也是這樣的嗎?由此你能得出什么結(jié)論?I-物質(zhì)跨膜運輸也可以逆相對含量梯度運輸二、物質(zhì)跨膜運輸?shù)钠渌鼘嵗簩嵗煌⑸飳Σ煌V物質(zhì)的吸收表現(xiàn)出較大差異思考與討論1.同種微生物對不同礦物質(zhì)的吸收一樣嗎?2.不同微生物對同種礦物質(zhì)的吸收一樣嗎?3.細(xì)胞對物質(zhì)的吸收有選擇嗎?如果有,這種選擇性有普遍性嗎?二、物質(zhì)跨膜運輸?shù)钠渌鼘嵗航Y(jié)論:
物質(zhì)跨膜運輸并不都是順相對含量梯度的,而且細(xì)胞對物質(zhì)的輸入和輸出具有選擇性。所以,細(xì)胞膜及其他生物膜都是選擇透過性膜其特性是:水分子可以自由通過,一些被選擇的離子和小分子也可以通過,而其他的離子、小分子和大分子則不能通過。拓展:選擇透過性——細(xì)胞膜的功能特點,與細(xì)胞膜上的載體蛋白種類和數(shù)量有關(guān)及時反饋1.以下可以發(fā)生滲透作用的是()
A.煮熟的馬鈴薯條放入水中
B.把干種子放在清水中
C.烈日下菠菜葉子下垂
D.放在鹽水中的蘿卜變軟D及時反饋2.a、b、c是三個相鄰的細(xì)胞,已知a細(xì)胞液濃度>b細(xì)胞液濃度>c細(xì)胞液濃度,如圖所示,能正確表示水分在三者之間關(guān)系的是()AacbacbBacbCacbDC及時反饋3.田間一次施肥過多,作物變得枯萎發(fā)黃,俗稱“燒苗”。其原因是()
A.根細(xì)胞從土壤中吸收的養(yǎng)分過多
B.根細(xì)胞不能從土壤中吸水
C.根系不能將水向上運輸
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