高中生物 第4章 第1節(jié) 物質(zhì)跨膜運輸?shù)膶嵗n件 新人教版必修1.ppt

《高中生物 第4章 第1節(jié) 物質(zhì)跨膜運輸?shù)膶嵗n件 新人教版必修1.ppt》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高中生物 第4章 第1節(jié) 物質(zhì)跨膜運輸?shù)膶嵗n件 新人教版必修1.ppt（24頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

第4課時細胞的物質(zhì)輸入和輸出,第1課時物質(zhì)跨膜運輸?shù)膶嵗?1.嘗試探究實驗中的“提出問題,作出假設(shè)”。2.進行關(guān)于植物細胞吸水和失水的實驗設(shè)計。3.初步學會植物細胞質(zhì)壁分離與復原的方法。4.舉例說出細胞膜是選擇透過性膜。,1.滲透作用產(chǎn)生的條件(1)有一層①________。(2)半透膜兩側(cè)的溶液具有②________。2.動物細胞吸水和失水的條件(1)外界溶液濃度③_______細胞質(zhì)濃度時,細胞吸水膨脹。(2)外界溶液濃度大于細胞質(zhì)濃度時,細胞④_________。(3)外界溶液濃度等于細胞質(zhì)濃度時,水分進出細胞處于___________。,一、動物細胞的吸水和失水,失水皺縮,濃度差,半透膜,小于,動態(tài)平衡,1.結(jié)構(gòu)(1)細胞壁:⑥______,即水分子和溶解在水里的物質(zhì)都能自由通過。(2)原生質(zhì)層:⑦______、⑧_______以及兩層膜之間的⑨______組成原生質(zhì)層,相當于一層⑩_______。(3)細胞內(nèi)的液體環(huán)境:主要指液泡內(nèi)的_______。2.條件:成熟植物細胞中具有中央大液泡。3.驗證,二、植物細胞的吸水和失水,液泡膜,細胞膜,全透性,半透膜,細胞質(zhì),細胞液,(1)質(zhì)壁分離:當細胞液的濃度______外界溶液的濃度時,細胞液中的水分就透過原生質(zhì)層進入外界溶液中,使細胞壁和原生質(zhì)層都出現(xiàn)一定程度的收縮。由于原生質(zhì)層比細胞壁的_________,當細胞不斷失水時,_________就會與_______逐漸分離開。(2)質(zhì)壁分離復原:將已發(fā)生質(zhì)壁分離的細胞放在外界溶液濃度比較低的環(huán)境中時,外界溶液中的水分就透過_________進入細胞液中,整個原生質(zhì)層就會慢慢恢復成原來的狀態(tài)。,伸縮性大,小于,原生質(zhì)層,細胞壁,原生質(zhì)層,1.對無機鹽的吸收實例(1)水稻和番茄對同一離子的吸收量______。(2)水稻和番茄對________的吸收量不同。2.細胞膜和其他生物膜都是__________膜,可以_______自由通過,細胞選擇吸收的一些____________也可以通過,而其他的離子、小分子和大分子則不能通過。,三、物質(zhì)跨膜運輸?shù)钠渌麑嵗?不同離子,不同,離子和小分子,選擇透過性,水分子,1.什么是滲透作用?細胞對無機鹽離子的吸收是否通過滲透作用完成?,滲透作用是水分子或其他溶劑分子通過半透膜的現(xiàn)象。無機鹽離子不是溶劑分子,細胞對無機鹽離子的吸收不是通過滲透作用完成的。,答案：,2.細胞對水分的吸收方式一定是滲透作用嗎?,答案：,不一定,如干種子通過吸脹作用吸收水分,水分子還有可能通過“水通道”進入細胞。,會有干燥難受的感覺,因為口腔細胞發(fā)生了滲透作用失水。若及時喝水,可以緩解口渴。,3.當我們吃比較咸的食物時,像吃腌制的咸菜,連續(xù)嗑帶鹽的瓜子等,你的口腔會有什么感覺?為什么?有什么辦法解決?,答案：,4.能發(fā)生質(zhì)壁分離及質(zhì)壁分離復原現(xiàn)象的細胞應具備怎樣的條件?農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的“燒苗”現(xiàn)象指的是什么?,答案：,活的具有中央大液泡的成熟植物細胞能發(fā)生質(zhì)壁分離及質(zhì)壁分離復原現(xiàn)象?！盁纭敝傅氖且蚴┓蔬^多等原因使土壤溶液濃度高于細胞液濃度,細胞發(fā)生滲透作用失水導致植物體內(nèi)缺水萎蔫甚至死亡的現(xiàn)象。,1.什么是半透膜?滲透作用的實質(zhì)是什么?,知識點一：認識滲透作用,半透膜是指只允許某些分子或離子透過而不允許其他分子或離子透過的膜;滲透作用的實質(zhì)是水分子順濃度梯度的擴散(類比:從斜面頂端下滑的小球)。,答案：,2.請敘述動植物細胞發(fā)生滲透作用的條件。,答案：,動物細胞發(fā)生滲透作用的條件:①細胞膜相當于半透膜;②細胞膜兩側(cè)溶液具有濃度差。植物細胞發(fā)生滲透作用的條件:①原生質(zhì)層相當于半透膜;②原生質(zhì)層兩側(cè)溶液具有濃度差。,3.請完成原生質(zhì)層的構(gòu)成圖解。,細胞壁,4.請利用長頸漏斗、半透膜、鐵架臺、具有濃度梯度的蔗糖溶液、清水等材料用具,繪制一個滲透作用裝置圖。若按照設(shè)計的裝置進行實驗,預計漏斗中的液面是上升了還是下降了?此時漏斗內(nèi)溶液的滲透壓變大了還是變小了?,細胞膜,細胞質(zhì),液泡膜,細胞液(具有一定濃度),答案：,如下圖所示。液面上升。滲透壓變小。,知識總結(jié)滲透作用是本課時的重點和難點內(nèi)容,滲透作用實驗裝置是理解細胞吸水和失水的關(guān)鍵,掌握半透膜與原生質(zhì)層即選擇透過性膜在功能上的異同;發(fā)生滲透作用的溶液濃度是指摩爾濃度而非質(zhì)量濃度,也就是滲透壓的高低與溶質(zhì)顆粒的多少有關(guān),與溶質(zhì)分子的質(zhì)量無關(guān);當細胞吸水和失水達到平衡時,實際上是水分子進出單位面積半透膜雙向運輸達到動態(tài)平衡的結(jié)果。,1.請敘述實驗原理。,知識點二：植物細胞質(zhì)壁分離與復原實驗解讀,答案：,成熟的植物細胞與外界溶液接觸時,就會通過原生質(zhì)層與外界溶液發(fā)生滲透作用,從而吸水或失水。當細胞液濃度小于外界溶液濃度時,植物細胞滲透失水,發(fā)生質(zhì)壁分離;反之,滲透吸水,發(fā)生質(zhì)壁分離復原。,2.以下是簡單的實驗流程:制作洋蔥鱗片葉臨時裝片高倍鏡下觀察滴0.3g/mL的蔗糖溶液高倍鏡下觀察滴清水高倍鏡下觀察結(jié)論其中②過程中可觀察到細胞有兩方面的變化,它們是什么?請繪出一個處于②過程中洋蔥鱗片葉結(jié)構(gòu)示意圖。,答案：,細胞有兩方面的變化:(1)中央大液泡逐漸變小,顏色變深;(2)原生質(zhì)層與細胞壁逐漸分離。如下圖:,3.應選擇怎樣的實驗材料?請舉一例。若用0.5g/mL的蔗糖溶液為外界溶液,還能進行質(zhì)壁分離復原實驗嗎?為什么?,應選擇活的、成熟的植物細胞如洋蔥鱗片葉表皮細胞為實驗材料。用0.5g/mL的蔗糖溶液為外界溶液,不能進行質(zhì)壁分離復原實驗,因為外界溶液濃度相對太高,細胞在短時間內(nèi)失水過多而死亡。,答案：,知識總結(jié)該實驗成功的關(guān)鍵是實驗材料的選擇,必須選擇有大液泡并有顏色的成熟植物細胞,溶質(zhì)和溶劑分子都能透過網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的細胞壁。質(zhì)壁分離和復原實驗可應用于測定細胞液的濃度、判斷細胞的死活、觀察植物細胞的細胞膜、驗證成熟植物細胞是一個滲透系統(tǒng)等,并且在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上有很重要的指導意義。,例1若將人類的紅細胞置于不同濃度的蔗糖溶液中,浸泡半小時之后的結(jié)果如下圖,依照細胞外形的變化判斷蔗糖溶液的濃度,由高到低排列,正確的是()。,D,A.a>b>c>dB.d>a>b>cC.c>d>a>bD.c>b>d>a,【解析】成熟的植物細胞置于高濃度的外界溶液中,會因滲透失水過度而失去活性,動物細胞過度吸水會因無細胞壁的支持作用而漲破。根據(jù)細胞形態(tài)的變化情況可判斷外界溶液濃度的高低。,技巧歸納解此題要明白活細胞存在于外界溶液中一般都可構(gòu)成一個滲透系統(tǒng)的道理。動物細胞或成熟的植物細胞浸在某濃度的溶液中,由于動物細胞膜、植物細胞的原生質(zhì)層都相當于半透膜,當半透膜兩側(cè)存在濃度差時,細胞會發(fā)生滲透失水或吸水。在此過程中,動物細胞無質(zhì)壁分離及復原現(xiàn)象,但可根據(jù)細胞形態(tài)的變化情況判斷外界溶液濃度的高低。當外界溶液濃度過高,會導致細胞過度失水而失活。根據(jù)滲透作用的原理,可設(shè)計實驗找出等滲溶液來指導農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。,例2下表是幾組用新鮮洋蔥表皮進行的實驗處理和結(jié)果,請分析回答:,(1)洋蔥表皮細胞在第1、2、3組實驗中均發(fā)生了質(zhì)壁分離現(xiàn)象,其內(nèi)部結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)和外在條件分別是。(2)比較第1和第2組實驗結(jié)果的差異,說明。(3)比較第1和第3組實驗結(jié)果,出現(xiàn)實驗結(jié)果差異性的原因是。(4)比較第1和第4組實驗結(jié)果,出現(xiàn)實驗結(jié)果差異性的原因是。,(1)內(nèi)部結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)是有原生質(zhì)層和原生質(zhì)層內(nèi)外兩種溶液體系的存在;外在條件是原生質(zhì)層內(nèi)外兩種溶液體系存在濃度差,(2)高濃度的溶液加快質(zhì)壁分離現(xiàn)象的出現(xiàn),但由于引起細胞過度失水,導致細胞死亡,使質(zhì)壁分離復原不能發(fā)生,(3)尿素是可以被細胞主動吸收的小分子物質(zhì),隨著尿素分子不斷進入細胞內(nèi)部,當細胞內(nèi)外溶液濃度趨于一致時,質(zhì)壁分離就自動復原,(4)高溫使細胞死亡,死亡的細胞原生質(zhì)層失去選擇透過性,不能發(fā)生質(zhì)壁分離,【解析】成熟的洋蔥鱗片葉表皮細胞有大液泡,在適宜的高濃度外界溶液中易發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象。尿素分子是細胞選擇吸收的物質(zhì),所以第3組細胞發(fā)生質(zhì)壁分離后會逐漸發(fā)生質(zhì)壁分離復原。,解題技巧歸納,技巧歸納解答此題要明白發(fā)生滲透作用與細胞內(nèi)部結(jié)構(gòu)(原生質(zhì)層)和外在條件(原生質(zhì)層內(nèi)外有濃度差)有關(guān)。實驗過程中要遵循對照性原則。若外界溶液的溶質(zhì)能被細胞選擇吸收,則會改變細胞液濃度,從而打破細胞液與外界溶液形成的水分子進出的動態(tài)平衡,如當溶質(zhì)進入質(zhì)壁分離后的細胞中,則使細胞液濃度大于外界溶液濃度,細胞進行滲透吸水而發(fā)生質(zhì)壁分離自動復原。,1.下圖為某學生在做一定濃度的蔗糖溶液對細胞影響的實驗中所觀察到的細胞圖,下列有關(guān)敘述中正確的是()。A.圖中1、2、6組成了細胞的原生質(zhì)層B.圖中細胞處于質(zhì)壁分離狀態(tài),此時6處的濃度一定大于7處的濃度C.圖中1是細胞壁,6中充滿了蔗糖溶液D.圖中7是細胞液,在細胞發(fā)生質(zhì)壁分離過程中,其顏色逐漸變淺,考查對質(zhì)壁分離實驗的理解與應用。圖中結(jié)構(gòu)1為細胞壁,2為細胞膜,3為細胞核,4為液泡膜,5為細胞質(zhì),6為蔗糖溶液,7為細胞液。其中2、4和5組成原生質(zhì)層;細胞在質(zhì)壁分離的過程中細胞液顏色由淺變深;此時的細胞可能正在發(fā)生質(zhì)壁分離。,C,解析,2．將水稻培養(yǎng)在有各種營養(yǎng)元素的培養(yǎng)液中,發(fā)現(xiàn)水稻吸收硅多,吸收鈣少。這說明()。A.水稻培養(yǎng)液中硅和鈣的濃度不同B.水稻根細胞對不同礦質(zhì)元素離子吸收的量有差異C.水稻根的細胞膜吸附硅的能力強,吸附鈣的能力弱D.硅是小分子,鈣是大分子,B,水稻根細胞膜對離子的吸收具有選擇性。吸收離子量的多少主要與根細胞膜上的載體數(shù)量有關(guān)。,解析,3．半透膜類似于細胞膜等選擇透過性膜。為了了解細胞膜內(nèi)、外溶液濃度的差異對水分擴散的影響,設(shè)計了如下實驗:在一長方體密封箱內(nèi)(如圖所示),正中的P為一個可以左右無摩擦滑動的半透膜,A室與B室空間相同,A室內(nèi)充滿2mol/L蔗糖溶液,B室內(nèi)充滿1mol/L的蔗糖溶液。實驗開始后,P將移動的方向是()。,D,水分子可以自由通過P,蔗糖分子不能通過半透膜。由于A室內(nèi)濃度高于B室,依據(jù)滲透原理,A室內(nèi)水分子向B室的擴散速度比B室向A室的擴散速度慢,又由于P能左右滑動,所以P應由A室向B室移動。,解析,A.向上B.向下C.向左D.向右,4．如右圖所示,在U型管中部c處裝有半透膜,在a側(cè)加入細胞色素d分子(分子量為1.3萬道爾頓的蛋白質(zhì))水溶液(紅色),b側(cè)加入蒸餾水,并使a、b兩側(cè)液面高度一致,經(jīng)一段時間后,實驗結(jié)果將是()。A.a、b液面一致,b側(cè)無色B.a、b液面一致,b側(cè)紅色C.a液面低于b,b側(cè)紅色D.a液面高于b,b側(cè)無色,D,此題以簡單的實驗情景模擬現(xiàn)實,全面考查了滲透作用原理。圖中已知條件有:c處為半透膜,半透膜兩側(cè)溶液具有濃度差,且a側(cè)濃度>b側(cè)濃度,依據(jù)滲透作用原理,水分子總的滲透方向表現(xiàn)為b側(cè)→a側(cè),故一段時間后,結(jié)果將是a側(cè)液面高于b側(cè)液面。另外,根據(jù)半透膜的性質(zhì),水分子能通過,但大分子的細胞色素d分子不能通過,故b側(cè)仍為無色。,解析,