物质跨膜运输实例的教学设计.doc

第三讲《物质跨膜运输实例》教学设计
【教学目标】
1、渗透作用的原理，渗透装置
2、物质跨膜运输实例的应用
3、质壁分离及复原的实验
【高考方向】
1、渗透作用及应用（6年1考）
2、实验：观察植物细胞的质壁分离和复原（实验与探究能力）
【教学方法】
启发式教学与探究式教学相结合
【教学准备】
多媒体课件、小组活动设计
【教学流程】
（2013新课标卷Ⅰ）3.关于植物细胞通过主动运输方式吸收所需矿质元素离子的叙述，正确的是（ ）
A．吸收不同矿质元素离子的速率都相同
B．低温不影响矿质元素离子的吸收速率
C．主动运输矿质元素离子的过程只发生在活细胞中
D．叶肉细胞不能以主动运输的方式吸收矿质元素离子
（2013江苏卷）27.右图为研究渗透作用的实验装置，请回答下列问题：
（1）漏斗内溶液（S1）和漏斗外溶液（S2）为两种不同浓度的蔗糖溶液，漏斗内外起始液面一致。渗透平衡时液面差为△h，此时S1和S2 浓度的大小关系为S1>S2 。
（2）图中半透膜模拟的是成熟植物细胞中的原生质层，两者在物质透过功能上的差异
是 原生质层能主动转运有关物质而半透膜不能 。
（3）为进一步探究两种膜的特性，某兴趣小组做了以下实验。
实验材料：紫色洋葱。
实验器具：如图所示的渗透装置（不含溶液），光学显微镜，载玻片，盖玻片，镊子刀片，吸水纸，擦镜纸，滴管，记号笔等。
实验试剂：蒸馏水，0.3g/mL的蔗糖溶液和与其等渗的KNO3溶液，
部分实验步骤和结果如下：
① 选两套渗透装置，标上代号X和Y。在两个烧杯里均加入一定量的蒸馏水，分别在装置X和Y的漏斗内加入适量的蔗糖溶液和KNO3溶液，均调节漏斗内外液面高度一致。渗透平衡时出现液面差的装置有X（填代号）
② ②选两片洁净的载玻片， 标号 ，在载玻片中央分别滴加 蒸馏水 ，制作洋葱鳞片叶外表皮临时装片并分别观察装片中细胞的初始状态。
③ ③观察临时装片中浸润在所提供的蔗糖溶液和KNO3溶液中的洋葱鳞片叶外表皮细胞发生的变化，两者都能出现的现象是 质壁分离 。
④ （4）上述实验中最能体现两种膜功能差异的实验现象是 KNO3溶液中的细胞质壁分离后会自动复原
一、渗透作用
1.概念：渗透作用是指水分子（或）其他溶剂分子通过半透膜,从低浓度溶液流向高浓度溶液
2．发生渗透作用的条件：
一是具有半透膜；生物选择性透过膜（细胞膜）；物理性的过滤膜（动物膀胱膜、玻璃纸）
二是半透膜两侧的溶液具有浓度差。即一个完整的渗透系统由两种溶液(A和B)，以及隔在两者中间的半透膜这三者构成。

3. 装置图： 如上图
4．原理：对于被半透膜隔开的两个溶液体系S1和S2：
当S1浓度＞S2浓度时：单位时间内由S2→S1的水分子数多于单位时间内由S1→S2的水分子数。
当S1浓度＜S2浓度时：单位时间内由S1→S2的水分子数多于单位时间内由S2→S1的水分子数。
当S1浓度＝S2浓度时：单位时间内由S1→S2的水分子数等于单位时间内由S2→S1的水分子数。
S1、S2进行双向的水分子移动，但我们只能从外观上观测双向水分子移动的数量差。(渗透平衡）
5．渗透作用的结果：从微观水平分析，水分子可以通过半透膜进行双向扩散；从宏观水平观察，水分却是从低浓度溶液流向高浓度溶液，直至达到动态平衡。
【例】如图实验装置，玻璃槽中是蒸馏水，半透膜允许单糖透过。倒置的长颈漏斗中先装入蔗糖溶液，一段时间后再加入蔗糖酶。最可能的实验现象是(A)
A．漏斗中液面开始时先上升，加蔗糖酶后又下降
B．在玻璃槽中会测到蔗糖和蔗糖酶
C．漏斗中液面开始时先下降，加蔗糖酶后一直上升
D．在玻璃槽中会测到葡萄糖、果糖和蔗糖酶
【例】如图所示，U型管开始时两侧液面一样高，试分析一段时间后液面高度的变化情况
序号
A侧溶液
B侧溶液
C的通透性
结果
1
5%蔗糖
10%蔗糖
蔗糖不能通过
A侧液面
B侧液面
2
10%葡萄糖
10%蔗糖
葡萄糖和蔗糖都不能通过
A侧液面
B侧液面
3
10%葡萄糖
10%蔗糖
葡萄糖能通过、蔗糖不能通过
A侧液面先 后 ，最终A侧液面 B侧
4
蒸馏水+少量蔗糖酶
0.5mol/L蔗糖+少量蔗糖酶
蔗糖不能通过、单糖能通过
A侧液面先 后 ，最终A侧液面与B侧
6.渗透作用的原理及应用：（1）比较不同溶液浓度的大小
（2）探究物质能否通过半透膜（以碘和淀粉为例）
（3）验证渗透作用的条件：①用一层纱布代替玻璃纸，证明需半透膜
②烧杯中换成同浓度蔗糖，液面不上升，证明需浓度差。
二、细胞的吸水和失水
1、动物细胞：①材料：哺乳动物的红细胞（细胞膜相当于半透膜）
②结果：有三种情况（吸水膨胀，失水皱缩，动态平衡）
2、植物细胞：①结构：原生质层、细胞液、细胞外液
②质壁分离的原因：a内因：细胞壁的伸缩性小于原生质层
B外因：外界溶液浓度大于细胞液浓度
③质壁分离的条件：活细胞，有细胞壁，大液泡、浓度差
④质壁分离及复原实验（外界溶液无毒害，浓度不能过高过低）：过低不足以引起质壁分离，过高则细胞死亡。

制作洋葱鳞片叶外表皮临时装片（选取成熟的带有一定颜色的植物组织）
↓
低倍镜观察（①有一个紫色的中央大液泡②原生质层紧贴细胞壁）
↓
在临时装片的盖玻片一侧滴0.3g／ml的蔗糖溶液，另一侧用吸水纸吸引（重复几次）
↓
低倍镜观察（质壁分离）
↓
在临时装片的盖玻片一侧滴清水，另一侧用吸水纸吸引（重复几次）
↓
低倍镜观察（质壁分离复原）
3、质壁分离实验拓展：①判断细胞的死活
②测定细胞液浓度范围
③比较不同植物细胞的细胞液大小
④比较不同种类溶液浓度的大小
⑤鉴别不同种类的溶液（如KNO3溶液和蔗糖溶液）
4、比较

三、应用：1、合理灌溉（适时适量）
2、合理施肥（烧苗）
3、移栽植物：带土带叶，早晚阴雨天，提高成活率
4、植物细胞膜对无机离子的吸收具有选择性（不同植物，同种植物）
人体甲状腺滤泡上皮细胞对碘的吸收是逆浓度梯度进行的
补充：半透膜、脂双层膜、全透膜与选择透过性膜
(1)半透膜：某些物质可以透过，而另一些物质不能透过的多孔性薄膜(如动物的膀胱、肠衣及玻璃纸等)。能否透过半透膜往往取决于分子直径的大小和膜上小孔直径的大小。
(2)脂双层膜(人工质膜)：人工合成的无蛋白质的脂质双分子膜，类似于磷脂双分子层，它能允许水甘油、乙醇、O2、CO2、N2等小分子通过，其他分子、离子都不能通过。
(3)全透膜：各种大分子和小分子物质都能通过的膜(如失去活性的生物膜)。
(4)选择透过性膜：具有选择透过性的膜(细胞膜、细胞器膜等生物膜)，只有被选择的小分子和离子才能通过。能否通过膜取决于膜上载体蛋白的种类和数量。
【板书设计】
第四章 第三讲 物质跨膜运输的实例
一、细胞的吸水和失水
（ 一）、渗透作用的原理
1.渗透作用的概念： 2．发生渗透作用的条件：
3．原理：对于被半透膜隔开的两个溶液体系S1和S2：
4．渗透作用的结果：
（二）、动植物细胞的吸水和失水
1．植物细胞的原生质层(由细胞膜、液泡膜以及两层之间的细胞质构成)相当于一层半透膜。
2、动物细胞的吸水和失水3．动植物细胞吸失水比较
（ 三）、植物细胞的吸水和失水的实验探究
1．实验原理2．实验流程3．本实验应注意的问题 4．本实验能验证的问题及拓展应用
(1)实验验证问题 (2)实验拓展应用
①探究渗透作用的两个条件——半透膜和浓度差。②比较不同溶液浓度大小
③探究某种材料的细胞液浓度 ④探究物质能否通过半透膜(以碘和淀粉为例)：
二、物质跨膜运输的其他实例
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，说明植物细胞膜对无机盐离子的吸收具有选择性。
2.半透膜、脂双层膜、全透膜与选择透过性膜
作业：完成学海导航相关练习
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