教學(xué)設(shè)計(jì)人教版高中生物必修一第4章第1節(jié)細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出

人教版高中生物必修一

第4章第1節(jié)細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出

教學(xué)設(shè)計(jì)

教學(xué)目標(biāo)

1.說(shuō)出細(xì)胞在什么情況下吸水和失水,舉例說(shuō)明細(xì)胞膜是選擇透過(guò)性膜,熟練制作臨時(shí)裝片和操作

顯微觀察。

2.嘗試從生活現(xiàn)象中提出問(wèn)題，作出假設(shè)。學(xué)習(xí)進(jìn)行探究問(wèn)題的一般方法和步驟。

3.養(yǎng)成良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣，如及時(shí)清洗和擺放實(shí)驗(yàn)用具，愛(ài)護(hù)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)生等。

教學(xué)重點(diǎn)

1.如何進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)，其基本方法和一般過(guò)程。

2.滲透作用；細(xì)胞是一個(gè)滲透系統(tǒng)。

3.細(xì)胞膜不僅僅是半透膜，還是選擇透過(guò)性膜。

教學(xué)難點(diǎn)

L如何發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和提出問(wèn)題。

2.如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程（材料、實(shí)驗(yàn)用具、試劑的選擇，實(shí)驗(yàn)結(jié)果的預(yù)測(cè)，操作的細(xì)節(jié)）。

3.細(xì)胞膜不僅僅是半透膜，還是選擇透過(guò)性膜。

教具準(zhǔn)備

1.滲透演示實(shí)驗(yàn)。

2.蘿卜條吸水和失水的演示實(shí)驗(yàn)。

3.滲透原理的多媒體演示課件。

課時(shí)安排

2課時(shí)

第一課時(shí)探究細(xì)胞的吸水與失水

教學(xué)過(guò)程

［課前準(zhǔn)備］

課前老師準(zhǔn)備好蘿卜條吸水和失水的演示實(shí)驗(yàn)，取三塊形狀大小相同的蘿卜條，一塊置于盛有清

水的燒杯中，一塊置于盛有鹽水的燒杯中，一塊有用培養(yǎng)皿盛放以作對(duì)照。此實(shí)驗(yàn)一般需要半小時(shí)就

可以有明顯的結(jié)果。

［情境創(chuàng)設(shè)］

今天我們開始學(xué)習(xí)第4章《細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出》，無(wú)論是從個(gè)體層次還是細(xì)胞層次來(lái)看，生

命系統(tǒng)并不是一個(gè)孤立封閉的系統(tǒng)，它要不斷與外界發(fā)生物質(zhì)和能量的交換，包括從外界攝入物質(zhì)（如

我們吸入氧氣、吃飯等），同時(shí)也包括及時(shí)地把代謝產(chǎn)生的廢物排出體外（如呼出二氧化碳，排尿，

出汗等）。那么這一章我們著重探討在細(xì)胞層次上物質(zhì)是如何輸入和輸出的。

首先我們來(lái)看這樣幾個(gè)生活中的例子：

（1）你吃比較咸的食物時(shí)，例如腌制的咸菜、連續(xù)嗑帶鹽的瓜子等，你的口腔和唇的粘膜會(huì)有

什么感覺(jué)？為什么？

（會(huì)有干燥難受的感覺(jué)，因?yàn)榭谇缓痛降募?xì)胞失去水分，即水分的輸出）

（2）當(dāng)你把白菜剁碎準(zhǔn)備做餡時(shí)，常常要放一些鹽，過(guò)一段時(shí)間后就可見(jiàn)有水分滲出，這些水

分是從哪里來(lái)的？

（菜餡細(xì)胞失去的水分，即水分的輸出。

（3）蕉了的青菜葉放入清水中浸泡一段時(shí)間后，會(huì)有什么變化？

（茶葉又重新變得硬挺起來(lái)了，葉面伸展，即水分的輸入。）

（4）老師展示課前準(zhǔn)備好的蘿卜條失水和吸水的實(shí)驗(yàn)，介紹實(shí)驗(yàn)過(guò)程，展示實(shí)驗(yàn)結(jié)果。問(wèn)：兩

個(gè)燒杯中的蘿卜條為什么會(huì)出現(xiàn)明顯的不同呢？

（清水中的蘿卜條吸水，即水分的輸入；鹽水中的蘿卜條失水，即水分的輸出。）

（5）你還能想到哪些類似的例子呢？

師生互動(dòng)

1.提出問(wèn)題

教師：結(jié)合上面這些例子，特別是蘿卜條吸水和失水的這個(gè)演示實(shí)驗(yàn)，如果深入思考的話,

你可以提出什么問(wèn)題？將問(wèn)題寫下來(lái)。

①細(xì)胞會(huì)失水嗎？（滲出的水是細(xì)胞內(nèi)的水還是間隙的水）

②細(xì)胞在什么情況下會(huì)失水，什么情況下會(huì)吸水呢？

③水分是如何進(jìn)出細(xì)胞的？

教師：大家一起來(lái)討論一下提的問(wèn)題哪些是有價(jià)值的，值得探究的？

教師：我們要學(xué)會(huì)善于從生活中的現(xiàn)象中發(fā)現(xiàn)新的問(wèn)題，提出問(wèn)題。許多科學(xué)家發(fā)現(xiàn)也就是在平

時(shí)看似習(xí)以為常的現(xiàn)象或者一些偶然巧合的現(xiàn)象中提出來(lái)的，例如牛頓就從蘋果掉下來(lái)的現(xiàn)象中提出

地球引力的問(wèn)題；細(xì)菌學(xué)家弗萊明從一個(gè)長(zhǎng)了青霉的細(xì)菌培養(yǎng)皿中提出青霉的分泌物是否具有抑制葡

萄球菌生活的作用，從而提取出青霉素的。當(dāng)然這要求我們要有敏銳的觀察能力和敏捷的思維。愛(ài)因

斯坦曾經(jīng)說(shuō)過(guò)：“提出一個(gè)問(wèn)題比解決一個(gè)問(wèn)題更重要?！笨梢哉f(shuō)“提出問(wèn)題的能力”是人們素質(zhì)的

一個(gè)重要組成部分，是創(chuàng)造發(fā)明的源泉之一。

好，提出了一個(gè)有價(jià)值的問(wèn)題以后，我們?nèi)绾稳パ芯克芯C節(jié)課我主要是告訴大家探究問(wèn)題的一

般方法和步驟。

2.作出假設(shè)

當(dāng)一個(gè)問(wèn)題提出來(lái)后，首先我們要對(duì)現(xiàn)象進(jìn)行分析，結(jié)合已有的知識(shí)（必要時(shí)還要查找一些資料）

和生活經(jīng)驗(yàn)，對(duì)提出的問(wèn)題作出一個(gè)嘗試性的回答。我們叫“作出假設(shè)”。

比如我們研究“細(xì)胞在什么情況下會(huì)失水，什么情況下會(huì)吸水呢”，綜合分析以上幾個(gè)例子一一

嗑瓜子引起口干，菜餡滲出水，還有鹽水中的蘿卜條失水，它們的共同點(diǎn)是細(xì)胞外有一定的鹽分，所

以可以推理“是不是當(dāng)細(xì)胞外界溶液的濃度過(guò)大或者說(shuō)大于細(xì)胞內(nèi)的濃度時(shí)，細(xì)胞會(huì)失水呢？反之如

果細(xì)胞外溶液低于細(xì)胞內(nèi)溶液的濃度時(shí)細(xì)胞則會(huì)吸水”，作出了一個(gè)假設(shè)。

那作出的假設(shè)正確與否呢？就需要通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證，那么接下來(lái)我們就要設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，創(chuàng)造我

們假設(shè)中所提出的條件，來(lái)檢測(cè)細(xì)胞是否發(fā)生失水或吸水。

3.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

教師：那這個(gè)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)上我們需要考慮哪些細(xì)節(jié)呢？

首先我們要考慮“選擇怎樣的細(xì)胞材料來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)”，脫開書本，假如你是第一次碰到這樣的問(wèn)

題，你會(huì)考慮選擇怎樣的材材料呢？

（樹葉；菜葉；血細(xì)胞；花瓣。）

教師：大家可以打開思維來(lái)想，剛才你們提的材料很好，都可以用來(lái)嘗試，或許這些材料都能成

功，但也可能一些材料不能助你成功。同時(shí)你們也想一想這個(gè)實(shí)驗(yàn)要用哪些工具，你如保判斷細(xì)胞失

水了還是沒(méi)有失水？

學(xué)生用顯微鏡觀察

教師：很好，當(dāng)你選用了顯微鏡以后，你的選材就應(yīng)注意要盡可能選容易做成裝片的，在顯微鏡

下容易到的（如細(xì)胞比較大，或細(xì)胞有顏色等，如果沒(méi)有顏色，能不能染色？染色要注意什么）。比

如洋蔥表皮細(xì)胞有紫色,也很好撕取做成裝片，就可以考慮，那大家還能不能想到其他什么好材料呢？

（水綿，水綿是綠色的，水綿是單層細(xì)胞。）

那葫蘆薛也可以，它的葉是一層細(xì)胞的。

美人蕉的花瓣表皮細(xì)胞中液泡顏色呈現(xiàn)紅色。

紫鴨跖草表皮容易撕取，紫色液泡大而明顯,很容易找到。

教師：大家的思路開始打開了，想得很好，那究竟這些材料好不好，大家也可以做為一個(gè)課題來(lái)

研究，多選幾種材料都試試，進(jìn)行比較。

好，那接下來(lái)我們還要考慮選用怎樣的試劑好呢？

（鹽水。）

教師：還有沒(méi)有其他的呢？

（糖水；醋酸；海水...。）

教師：想得很好，這里我們同樣也考慮這些問(wèn)題，我們選的試劑會(huì)不會(huì)對(duì)細(xì)胞有傷害？能否保證

細(xì)胞是活的？如醋酸就可能對(duì)細(xì)胞產(chǎn)生傷害；試劑的濃度我們最好是能控制的，海水的濃度我們不了

控制。還有試劑是容易獲得的。所以這里大家提的鹽水和糖水是比較好的。

材料、用具、試劑都選好了，接下來(lái)我們要考慮整個(gè)實(shí)驗(yàn)具體的操作步驟該如何。是先把洋蔥泡

在鹽水中，10分鐘后取出做成裝片，顯微鏡下檢測(cè)；還是先做好裝片，再想辦法往里加入試劑呢？

（先做裝片再加試劑好，這樣可以在顯微鏡下監(jiān)控細(xì)胞失水的變化過(guò)程。）

教師：很好，現(xiàn)在我們還有一個(gè)重要的問(wèn)題，那就是要預(yù)期一下實(shí)驗(yàn)結(jié)果，加了高濃度糖水后細(xì)

胞會(huì)發(fā)生怎樣的變化呢？

（細(xì)胞會(huì)縮小。）

教師：對(duì)，細(xì)胞液中的水分流失，使細(xì)胞壁和原生質(zhì)層都出現(xiàn)一定程度的收縮。由于原生質(zhì)層（包

括細(xì)胞膜、液泡膜和這兩層膜之間的細(xì)胞質(zhì)。注意：原生質(zhì)層和原生質(zhì)兩個(gè)概念是不同的，原生質(zhì)則

指細(xì)胞內(nèi)的生命物質(zhì)，整個(gè)動(dòng)物細(xì)胞都是一團(tuán)原生質(zhì)，而植物細(xì)胞除細(xì)胞壁外的其他所有物質(zhì)是一團(tuán)

原生質(zhì)）比細(xì)胞壁的伸縮性大，當(dāng)細(xì)胞不斷失水時(shí)，原生質(zhì)就會(huì)與細(xì)胞壁分離開來(lái)，也就發(fā)生質(zhì)壁分

離。所以觀察到質(zhì)壁分離可以作為細(xì)胞失水的表現(xiàn)。

預(yù)測(cè)了實(shí)驗(yàn)結(jié)果后，我們可以設(shè)計(jì)一個(gè)表格來(lái)記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果，這個(gè)實(shí)驗(yàn)中的表格就較簡(jiǎn)單了。

中央液泡的大小原生質(zhì)層的位置細(xì)胞大小

0.3g/mL蔗糖溶液

清水

4.開展實(shí)驗(yàn)

好，當(dāng)所有這些實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)都考慮清楚后，我們就可以開始實(shí)驗(yàn)了，下節(jié)課我們就到實(shí)驗(yàn)室完成這

個(gè)探究實(shí)驗(yàn)。

5.記錄結(jié)果

6.分析結(jié)果，得出結(jié)論

做完實(shí)驗(yàn)后，我們要結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否與預(yù)期相吻合？是否支持了我們最初的

假設(shè)？

當(dāng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果與預(yù)期不符時(shí)，我們要多考慮，也不要急于認(rèn)定假設(shè)不成立，要考慮會(huì)期會(huì)是因?yàn)閷?shí)

驗(yàn)操作的不正確導(dǎo)致不能達(dá)到預(yù)期結(jié)果的？會(huì)不會(huì)有什么干擾因素呢？

例如這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，如果開始使用了0.8g/ml的蔗糖溶液，很快就觀察到了質(zhì)壁分離，但后來(lái)加清

水怎么也不能使細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原，能否斷定當(dāng)外界濃度低的時(shí)候細(xì)胞不能吸水呢？

（不能）

老師：那為什么會(huì)出現(xiàn)與預(yù)期不符的結(jié)果呢？就要多思考了，有沒(méi)有誰(shuí)能想到呢？

（會(huì)不會(huì)因?yàn)檎崽菨舛冗^(guò)高了，導(dǎo)致細(xì)胞失水過(guò)快而死亡了。）

老師：很好，回答的很正確。所以無(wú)論實(shí)驗(yàn)成功也好，失敗也好，都要認(rèn)真分析。

如果確實(shí)找不到實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)上的原因也找不到實(shí)驗(yàn)打操作上的原因，始終也未能得預(yù)期的結(jié)果，這

就要認(rèn)定假設(shè)是錯(cuò)的了。這時(shí)又要重新回頭做新的假設(shè)，然后設(shè)計(jì)別的實(shí)驗(yàn)了。失敗不要緊，很多偉

大的發(fā)現(xiàn)都不可能一次就成功的，都是要經(jīng)過(guò)多次，有的甚至千百次的失敗后才成功的，失敗是成功

之母嘛。

教師精進(jìn)

進(jìn)行科學(xué)探究的方式是多種多樣的。一般來(lái)說(shuō)，其基本過(guò)程具有六個(gè)要素：提出科學(xué)問(wèn)題；進(jìn)行

猜想和假設(shè)；制定計(jì)劃，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)；觀察與實(shí)驗(yàn)，獲取事實(shí)與證據(jù)；檢驗(yàn)與評(píng)價(jià)；表達(dá)與交流。某些

探究過(guò)程只包含其中的幾個(gè)要素，而且也不一定按上面呈現(xiàn)的順序進(jìn)行。我們進(jìn)行科學(xué)探究是領(lǐng)悟科

學(xué)探究的思想，培養(yǎng)自己進(jìn)行科學(xué)探究所需要的能力，增進(jìn)對(duì)科學(xué)探究方法與過(guò)程的理解?？茖W(xué)探究

能力是通過(guò)完成部分探究活動(dòng)和完整的探究活動(dòng)而形成和發(fā)展的。

課堂小結(jié)

我們這節(jié)課就到這里，主要是告訴大家探究的一般方法和基本的步驟：提出問(wèn)題一作出假設(shè)一設(shè)

計(jì)實(shí)驗(yàn)一開展實(shí)驗(yàn)一記錄結(jié)果一分析結(jié)果一,得出結(jié)論一表達(dá)與交流。下節(jié)課我們就到實(shí)驗(yàn)室來(lái)完成

這個(gè)實(shí)驗(yàn)。

布置作業(yè)

課后完善本實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)，理順操作步驟，預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果并思考：

1.假如細(xì)胞壁相當(dāng)于一層半透膜，實(shí)驗(yàn)結(jié)果會(huì)有什么不同？

2.如果沒(méi)有細(xì)胞壁，實(shí)驗(yàn)結(jié)果會(huì)有什么不同？

課后拓展

請(qǐng)根據(jù)下述條件設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，鑒別兩種不同濃度的蔗糖溶液，寫出實(shí)驗(yàn)步驟并分析結(jié)果：一瓶

10%的蔗糖溶液、一瓶30%的蔗糖溶液、250mL燒杯1只、半透膜制成的透析袋子只、有刻度玻璃管1

支、細(xì)線1根、支架1個(gè)。

提示；此題主要考查設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的目的(提出問(wèn)題)：鑒別兩種不同濃度的蔗糖

溶液。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)依據(jù)的原理：滲透作用原理。實(shí)驗(yàn)材料和用品的選擇：制作一個(gè)滲透裝置和進(jìn)行滲透

作用測(cè)量的材料、用品。合理安排實(shí)驗(yàn)步驟參見(jiàn)下面的答案。對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的預(yù)測(cè)和分析參見(jiàn)下面答案。

得出科學(xué)的結(jié)論：明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊粚?shí)驗(yàn)依據(jù)的原理一實(shí)驗(yàn)材料和用品的選擇一合理安排實(shí)驗(yàn)的步驟一

對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的預(yù)測(cè)和分析一得出科學(xué)的結(jié)論，這是設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的基本思路和程序。

1.實(shí)驗(yàn)步驟

(1)將一瓶中的蔗糖溶液倒入燒杯中。

(2)將另一瓶中的蔗糖溶液裝滿透析袋，將刻度玻璃管插入袋內(nèi)溶液中，用線將袋口和玻璃管扎

緊。

(3)插有刻度玻璃管的透析袋放入盛有溶液的燒杯中，垂直固定于支架上，記錄刻度玻璃管液面

刻度。

(4)段時(shí)間后，觀察玻璃管液面刻度，確定液面是升還是降。

2.結(jié)果分析

如液面升高，則透析袋中的溶液是0.3g/ml的蔗糖溶液。反之，可推測(cè)透析袋中是0.lg/ml的蔗

糖溶液。燒杯中的溶液為0.3g/ml的蔗糖溶液。

板書設(shè)計(jì)

第四章細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出

第一節(jié)物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)膶?shí)例

r一、提出問(wèn)題

二、作出假設(shè)

r(1)材料的選擇

(2)實(shí)驗(yàn)用具的選擇

<(3)試劑的選擇

探究的一<三、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)|(4)實(shí)驗(yàn)操作步驟

[(5)預(yù)期結(jié)果，設(shè)計(jì)記錄表格

般步驟

四、開展實(shí)驗(yàn)'

五、記錄結(jié)果

六、分析結(jié)果，的出結(jié)論

I七、表達(dá)與交流

第二課時(shí)水分及其他物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸

教學(xué)過(guò)程

課前準(zhǔn)備

老師準(zhǔn)備一一滲透作用的演示實(shí)驗(yàn)：剪取一塊平整、無(wú)裂痕的的羊皮紙(或賽璐珞膜，俗稱透明

紙或玻璃紙，也可以選用動(dòng)物的膀胱膜、腸衣，蛋殼內(nèi)膜等材料)作為半透膜，包在長(zhǎng)頸漏斗的口上,

用橡皮筋扎緊，然后在漏斗頸上套一段乳膠管(約3~4cm長(zhǎng))，將漏斗口朝下平放在桌面上，用吸管

吸取加有紅墨水的蔗糖溶液，注滿漏斗。取一支0.5ml的移液管，插在乳膠管的另一端并且與漏斗頸

相接。將乳膠管的兩端用線扎緊。安裝完畢，將漏斗移入盛有清水的燒杯中，并且用鐵架臺(tái)固定如圖

——移液管

1標(biāo)志環(huán)

乳膠管

弓總一清水

畬一耍盛液

—a

實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，選一塊色彩鮮艷的紙條貼在移液管上，標(biāo)明這時(shí)的液面位置。幾分鐘以后，便能夠

看到明顯的實(shí)驗(yàn)效果。注意，移液管不能太細(xì)。否則液面上升太快。

學(xué)生準(zhǔn)備一一預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)并寫下詳細(xì)實(shí)驗(yàn)方案，復(fù)習(xí)顯微鏡的使用方法。

情景創(chuàng)設(shè)

在上一節(jié)課中，我們學(xué)習(xí)了進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)的一般方法和基本步驟，并且一起分析了“細(xì)胞在什么

情況下會(huì)失水，什么情況下會(huì)吸水”的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，那今天我們就來(lái)動(dòng)手做這個(gè)探究實(shí)驗(yàn)，看我們的假

設(shè)是否正確。

師生互動(dòng)

1.學(xué)生實(shí)驗(yàn)，教師指導(dǎo)

大家課前已經(jīng)做好了預(yù)習(xí)，實(shí)驗(yàn)器材已經(jīng)發(fā)到大家的桌面上了，下面可以開始動(dòng)手實(shí)驗(yàn)了。注意

以下幾點(diǎn)：

(1)加蔗糖溶液時(shí)不要污染了顯微鏡。

(2)如果你從蓋玻片左側(cè)加蔗糖溶液，接下來(lái)加清水時(shí)應(yīng)從右側(cè)加入。

(3)如實(shí)記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并完成實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)表(見(jiàn)評(píng)價(jià)方案)。

(4)實(shí)驗(yàn)時(shí)間為25分鐘，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后要清洗和整理好實(shí)驗(yàn)用具。

學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，老師旁邊指導(dǎo)，將實(shí)驗(yàn)效果特別好的裝片拿到教師顯微鏡下并通過(guò)顯微投影放到

大屏幕上展示出來(lái)。

2.實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得出結(jié)論

下面我們看一組同學(xué)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果記錄，它能否證明我們最初的假設(shè)是正確的呢？

中央液泡的大小原生質(zhì)層的位置細(xì)胞大小

0.3g/ml蔗糖溶液變小脫離細(xì)胞壁基本不變

清水逐漸恢復(fù)原來(lái)的大小逐漸恢復(fù)原來(lái)的位置基本不變

(可以，很明顯細(xì)胞在0.3g/ml蔗糖溶液下因水發(fā)生了質(zhì)壁分離，而在清水中因吸水發(fā)生了質(zhì)壁

分離的復(fù)原。)

教師：大家想想，假如沒(méi)有細(xì)胞壁，實(shí)驗(yàn)結(jié)果會(huì)有什么不同，你會(huì)聯(lián)系到之前我們講的一個(gè)什么

實(shí)驗(yàn)？

(細(xì)胞會(huì)發(fā)生破裂,就像之前學(xué)的用哺乳動(dòng)物的紅細(xì)胞制備細(xì)胞膜的實(shí)驗(yàn)，紅細(xì)胞因沒(méi)有細(xì)胞壁,

吸水以后會(huì)發(fā)生破裂。)

教師：很好，其實(shí)動(dòng)物細(xì)胞也會(huì)發(fā)生失水和吸水。下面我們看看水分進(jìn)出哺乳動(dòng)物紅細(xì)胞的圖片:

?4-1-3外界濃ffl4-1-4外界濃■度圖4-1-5夕卜芥港度大

度與細(xì)胞質(zhì)濃■度相小于細(xì)胞質(zhì)濃■度，細(xì)于細(xì)胞質(zhì)濃■度，細(xì)胞失水

同，細(xì)胞形態(tài)正常胞吸水膨脹皺:縮

那為什么細(xì)胞在高濃度的溶液中就會(huì)失水呢？原理是什么呢？我們接下來(lái)看下面的演示實(shí)驗(yàn)。

3.滲透作用

演示“滲透作用實(shí)驗(yàn)”一一介紹實(shí)驗(yàn)裝置，指導(dǎo)觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果:

在這個(gè)裝置中（圖見(jiàn)［課前準(zhǔn)備］）,（1）倒置漏斗內(nèi)的是蔗糖溶液（為了便于觀察，可加入少

量紅墨水），燒杯中的是清水。（2）漏斗口上扎的是玻璃紙（或腸系膜，或蛋殼膜，或魚膘），它

的特點(diǎn)是一些小分子如水分子可以自由通過(guò)，而大分子如蔗糖分子則不能通過(guò)，我們把它叫半透膜。

（3）實(shí)驗(yàn)之處，漏斗內(nèi)液面位置我們用一個(gè)標(biāo)志環(huán)標(biāo)示出來(lái)了。

大家看現(xiàn)在液面發(fā)生了什么變化？為什么會(huì)發(fā)生這種變化呢？

通過(guò)多媒體動(dòng)畫演示突破難點(diǎn)：

（1）蔗糖分子不能自由通過(guò)半透膜而水分子可以。

（2）兩側(cè)的水分子都在運(yùn)動(dòng)。

（3）由于下側(cè)（燒杯內(nèi)）的水分子數(shù)量多（相對(duì)濃度大），所以由下側(cè)進(jìn)入上側(cè)（漏斗內(nèi)）的

水分子比由上側(cè)進(jìn)入下側(cè)的水分子多。

（4）整體表現(xiàn)為水分子由燒杯通過(guò)半透膜進(jìn)入了漏斗。

這種水分子透過(guò)半透膜的運(yùn)動(dòng)叫滲透作用。這個(gè)裝置叫滲透裝置。

大家總結(jié)一下，滲透作用的發(fā)生必需的條件有哪些？

引導(dǎo)學(xué)生回答：（1）要有半透膜；（2）半透膜兩側(cè)的溶液濃度不同。

那漏斗內(nèi)的液面一直升高嗎？

（不會(huì)，當(dāng)兩側(cè)水分子的數(shù)量同時(shí)達(dá)到一種動(dòng)態(tài)的平衡時(shí)，漏斗內(nèi)液面不再上升。）

教師：我們?cè)倩氐郊?xì)胞的失水與吸水，那一個(gè)細(xì)胞相當(dāng)于一個(gè)滲透系統(tǒng)嗎？它具備滲透作用的發(fā)

生必須的條件嗎？

從圖中可以看出原生質(zhì)層相當(dāng)于半透膜，一些分子可以自由通過(guò)，一些分子不能自由通過(guò)，但由

于原生質(zhì)是具有生命活性的物質(zhì)，它與物理意義的半透膜（如玻璃紙也是半透膜）是有區(qū)別的。下面

我們看看物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)钠渌麑?shí)例。

4.半透膜與選擇透過(guò)性膜

學(xué)生閱讀課本，并進(jìn)行討論：

（1）水稻培養(yǎng)液里的Ca2+和MG2+濃度為什么會(huì)增高？說(shuō)明什么?

（水稻吸收水分和其他離子多，而吸收Ca2+和MG2+較少。）

（2）不同作物對(duì)無(wú)機(jī)鹽的吸收有差異嗎？

（有明顯差異，水稻吸收大量的Si4+而番茄幾乎不吸收.番茄吸收Ca2+和MG2+較多。）

（3）水分子跨膜運(yùn)輸是順相對(duì)含量梯度的,其他物質(zhì)也是這樣的嗎？

（不是的，比如水稻吸收Si4+,這是根據(jù)生物生命活動(dòng)的需要.）

（4）細(xì)胞對(duì)物質(zhì)的吸收有選擇嗎?如果有,這種選擇有普遍性嗎？

（是有選擇性的，因?yàn)椴煌镂盏碾x子的量是各不相同;這種選擇也是普遍性的,如不同微

生物對(duì)不同礦物的吸收表現(xiàn)出較大的差異.）

教師:所以,細(xì)胞膜并不是單純物理意義的半透膜,它是有生理活性的,能對(duì)一些物質(zhì)進(jìn)行選擇性

通過(guò),這叫選擇透過(guò)性膜。

教師精講

典型的滲透裝置必須具備兩個(gè)條件：一是具有半透膜；二是半透膜兩側(cè)的溶液具有濃度差。細(xì)胞

主要通過(guò)滲透作用從外界吸收水分，當(dāng)水分進(jìn)入細(xì)胞時(shí)，人必須通過(guò)細(xì)胞壁和原生質(zhì)層，細(xì)胞壁是全

透性的，原生質(zhì)層由于細(xì)胞膜和液泡膜是選擇透過(guò)性膜，因此可以看作一層選擇透過(guò)性膜。這里，往

往造成概念錯(cuò)誤，把選擇透過(guò)性膜當(dāng)作半透膜。事實(shí)上，兩者之間是有區(qū)別的。

滲透作用原先是一種物理和化學(xué)現(xiàn)象?；瘜W(xué)中的半透膜是指只允許某種混合物中的一些物質(zhì)透

過(guò)，而不容許另外一些物質(zhì)透過(guò)的薄膜，如膀胱膜、動(dòng)植物細(xì)胞的細(xì)胞膜；物理中的半透膜是指只允

許某種混合物（溶液、混合氣體）中的一些物質(zhì)透過(guò)，而不允許另一些物質(zhì)透過(guò)的搏膜，例如動(dòng)物的

膀胱、動(dòng)植物細(xì)胞膜；生物上的半透膜是指只讓溶劑分子透過(guò)而不讓溶質(zhì)分子透過(guò)的薄膜、如膀胱膜

等。從上述概念中可以看出，半透膜是指只允許某些分子（或離子）透過(guò)而不讓別的分子（或離子）

透過(guò)的膜。植物生理學(xué)中通過(guò)杜南氏平衡不消耗能量使某種離子在細(xì)胞內(nèi)累積的現(xiàn)象是用半透膜理論

來(lái)解釋的。由于植物細(xì)胞的質(zhì)膜是一個(gè)半透膜，細(xì)胞內(nèi)含有一些大分子帶電化合物（如蛋白質(zhì)），這

些蛋白質(zhì)帶負(fù)電而又不能向細(xì)胞外擴(kuò)散，但它可與一些陽(yáng)離子形成鹽（如K+）,當(dāng)把這種細(xì)胞放于

KCL溶液中，如果細(xì)胞內(nèi)沒(méi)有C1-,則C1-進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，同時(shí)K+也跟著進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)以保持細(xì)胞內(nèi)外一定

的電位差，最后達(dá)平衡時(shí)細(xì)胞內(nèi)的K+遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于細(xì)胞外。細(xì)胞膜選擇透性是由于膜上具有一些吸收與

運(yùn)輸物質(zhì)的載體。一般認(rèn)為這種載體是蛋白質(zhì)大分子，它有專門運(yùn)送物質(zhì)的功能。因不同植物細(xì)胞膜

含有不同類型的載體，同一細(xì)胞膜上對(duì)不同物質(zhì)的載體性質(zhì)不同，數(shù)量也不同，甚至對(duì)同一種鹽類的

陽(yáng)離子與陰離子的透過(guò)酶也不同，因而表現(xiàn)了細(xì)胞膜的高度選擇性。細(xì)胞通過(guò)選擇透性膜吸收物質(zhì)時(shí)

需要消耗能量，故稱為主動(dòng)吸收。細(xì)胞死亡時(shí)膜便失去選擇透過(guò)性，成為全透性。由此可見(jiàn)半透性膜

與選擇透性膜是兩個(gè)明顯不同的概念。

評(píng)價(jià)反饋

1.實(shí)驗(yàn)過(guò)程性評(píng)價(jià)

實(shí)驗(yàn)名稱探究植物細(xì)胞在什么情況下失水和吸水姓名

評(píng)價(jià)項(xiàng)目臼評(píng)小組互評(píng)老師評(píng)價(jià)

1.能熟練制作洋蔥表皮臨時(shí)裝片

2.能熟練正確操作顯微鏡

3.整個(gè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)程有序緊湊

4.實(shí)驗(yàn)效果明顯

說(shuō)明：評(píng)價(jià)采用“A、B、C、D”四個(gè)等級(jí)

2.精選練習(xí)

(1)放在0.3g/ml的蔗糖溶液中，會(huì)發(fā)生質(zhì)壁分離的細(xì)胞是()

A、人的口腔上皮細(xì)胞B、干種子細(xì)胞

C、洋蔥根尖分生區(qū)細(xì)胞D、洋蔥表皮細(xì)胞

(2)甜菜塊根細(xì)胞的液泡中有花清素，使塊根為紅色。將塊根切成小塊放在蒸儲(chǔ)水中，水無(wú)明

顯的顏色變化。但用鹽酸處理這些塊根后，則能使溶液變紅。這是因?yàn)?)

A、細(xì)胞壁被鹽酸破壞

B、鹽酸破壞了細(xì)胞膜的選擇透過(guò)性

C、鹽酸破壞了原生質(zhì)層的選擇透過(guò)性

D、花青素不溶于水而溶于鹽酸

(3)當(dāng)把紫色的洋蔥鱗片葉的表皮置于質(zhì)量濃度為0.3g/ml的蔗糖溶液中后，原生質(zhì)層和細(xì)胞

壁之間將()

A.緊緊靠在一起B(yǎng).充滿細(xì)胞液

C.充滿蔗糖溶液D.充滿清水

(4)圖4-1-7中,a、b、c表示某植物體的三個(gè)相鄰的細(xì)胞，它們的細(xì)胞液濃度為a〉b〉c,它們之

間的水分滲透方向應(yīng)是..................................................()

(5)將洋蔥表皮浸泡在7%的尿素溶液中,表皮細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離,隨后又自發(fā)地發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)

原,你能解釋其原因嗎？

(6)將洋蔥表皮細(xì)胞放入一定濃度的硝酸鉀溶液中，其細(xì)胞便發(fā)生質(zhì)壁分離,不久這些細(xì)胞又逐

漸發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原，你能解釋其原因嗎？

參考答案：

(1)D(動(dòng)物細(xì)胞沒(méi)有細(xì)胞壁不能發(fā)生質(zhì)壁分離干種子和根尖分生區(qū)細(xì)胞(沒(méi)有形成大的中央液泡)

主要以吸脹方式吸水)

(2)C(鹽酸破壞了原生質(zhì)層，選擇性功能喪失，液泡中的花青素滲出。B選項(xiàng)不全面)

(3)C(細(xì)胞壁是全通透的)

(4)C(根據(jù)水分由濃度低的溶液向濃度高的溶液滲透的原理來(lái)判斷)

(5)因?yàn)槟蛩赝ㄟ^(guò)細(xì)胞膜的方式是自由擴(kuò)散，即尿素可在不需要載體、不需要能量的情況下，完

全依靠膜兩側(cè)的尿素分子的濃度差過(guò)膜移動(dòng)，所以，在洋蔥表皮細(xì)胞失水而發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)

原現(xiàn)象。

(6)當(dāng)硝酸鉀溶液的濃度大于洋蔥表皮細(xì)胞的細(xì)胞液濃度時(shí)，細(xì)胞液中的水分會(huì)更多地想細(xì)胞外

移動(dòng)，表現(xiàn)為細(xì)胞失水，從而發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象：而后，由于植物細(xì)胞可主動(dòng)運(yùn)輸硝酸根離

子和鉀離子，使這兩種離子進(jìn)入細(xì)胞，結(jié)果導(dǎo)致硝酸鉀溶液的濃度降低，細(xì)胞液濃度升高，

當(dāng)細(xì)胞液的濃度大于硝酸鉀溶液的濃度時(shí)，植物細(xì)胞會(huì)吸水，從而表現(xiàn)出質(zhì)壁分離復(fù)原的現(xiàn)

象。

課堂小結(jié)

本節(jié)課我們通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究了植物細(xì)胞在什么情況會(huì)吸水，并且學(xué)習(xí)了其失水和吸水的原理是滲透

作用。細(xì)胞膜是一種半透膜，一些小分子可以自由通過(guò)，一些分子則不能自由通過(guò)，但細(xì)胞膜又不是

純物理意義的半透膜，它是有生理活性的，能對(duì)一些離子和小分子進(jìn)行選擇性通過(guò)。所以細(xì)胞膜更是

一種選擇透過(guò)性膜。

布置作業(yè)

課后探討課本上的“P64與社會(huì)的聯(lián)系”中的問(wèn)題。

課后拓展

質(zhì)壁分離法測(cè)定細(xì)胞的滲透勢(shì)