人教版 生物必修一 4.1物质跨膜运输的实例
第1课时
一、教学目标
1．知识目标：
（1）了解细胞在什么情况下吸水和失水。
（2）举例说出细胞膜是选择透过性膜。
2．能力目标：设计关于植物细胞吸水和失水的实验。
3．情感目标：体验科学探究过程，培养学生质疑、求实、创新的科学态度和精神。
二、教学重点难点
1．教学重点：举例说出细胞膜是选择透过性膜。
2．教学难点：
（1）掌握细胞吸水和失水的原理。
（2）理解细胞膜不仅是半透膜，还是选择透过性膜。
三、教学方法
讲授与学生讨论相结合、问题引导法、实验分析、归纳
四、课时安排：2课时
五、教学过程
新课导入
同学们回忆一下赞美莲藕的诗句“出淤泥而不染，濯青莲而不妖”。 莲藕生长在污浊的泥土中却能从环境中获取莲藕细胞生命活动需要的营养物质，如水、氧气、矿物质等，而莲藕细胞不需要的物质分子则不能进入。
到底是什么控制物质分子进出细胞？ 细胞膜
物质分子是如何跨越细胞膜输入和输出细胞的？
今天，我们先以水分为例，共同探究水分是怎样通过细胞膜进出细胞的。这就是我们这节课要学习的内容。
第四章第1节 物质跨膜运输的实例
首先我们来看一个实验：这是两个被玻璃隔开的广口瓶，分别盛有空气和氮气，大家请看动画演示。
两种气体呆在各自的小空间里。我们可以看到，玻璃片拿开之后，氮气与空气相互进入对面的瓶中。这种现象，我们称之为扩散。
我们可以看到，它的扩散方向是顺着浓度梯度的，即从浓度高扩向浓度低的方向。整个过程不需要借助外界的力量。
不仅是气体，液体、固体之间也会发生扩散现象。
一滴红墨水滴到清水中，会出现什么现象？
如果两种不同的溶液被同一层半透膜隔开，结果会怎样？
问题探讨：
烧杯中是清水，漏斗里是30%的蔗糖溶液。两种不同的溶液被一层玻璃纸（半透膜）隔开，实验开始时，漏斗内外的液面在同一水平面上。
什么是玻璃纸？玻璃纸是一种半透膜，水分子可以透过它，而蔗糖分子则不能。
（1）大家想想，一段时间后，静置2h后，漏斗内的液面有何变化？升高。
为什么？由于单位时间内透过玻璃纸进入长颈漏斗的水分子数量多于从长颈漏斗渗出的水分子数量，使得管内液面升高。
水分子只能从烧杯中扩散到漏斗中吗？
不是的，水分子既可以从烧杯中扩散到漏斗中，也能从漏斗中扩散到烧杯中，只不过，在单位时间内，从烧杯中扩散到漏斗中的水分子数量比较多。
渗透作用：
水分子（或者其他溶剂分子）通过半透膜，从相对含量高的地方向相对含量低的地方扩散。
渗透作用发生的必需条件有哪些？
（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？
不会，因为纱布的孔隙很大，蔗糖分子也可以自由通透，因而液面不会升高。
（3）如果烧杯中不是清水，而是同样浓度的蔗糖溶液，结果会怎样？
液面不会升高
小结：渗透作用的条件
①具有半透膜
②半透膜两侧的溶液浓度不同
在渗透作用中，水分是从溶液浓度低的一侧向溶液浓度高的一侧渗透（扩散）
当我们吃比较咸的食物时，如腌制的咸菜、连续嗑带盐的瓜子等，你的口腔会有什么感觉?
一、细胞的吸水和失水
1. 探究动物细胞的吸水和失水
动物细胞的细胞膜相当于半透膜，动物细胞的细胞质是动物细胞内的液体环境，将哺乳动物红细胞分别放在浓盐水、生理盐水、清水中，观察红细胞的形态。
红细胞在浓盐水中失水皱缩，在生理盐水中保持原有形态，在清水中吸水膨胀。
图片展示：水分进出哺乳动物红细胞的状况。
分析结果，得出结论：
当细胞内溶液浓度 ﹥外界溶液浓度，细胞吸水
当细胞内溶液浓度 ﹤外界溶液浓度，细胞失水
当细胞内溶液浓度 ＝ 外界溶液浓度，细胞形态不变
红细胞的细胞膜相当于一层半透膜。
P61 思考与讨论
（1） 红细胞内的血红蛋白等有机物能够透过细胞膜吗？ 一般不能透过细胞膜
（2） 红细胞的细胞膜是不是相当于“问题探讨”中所说的半透膜？ 是
（3）当外界溶液的浓度低时，红细胞一定会由于吸水而涨破？
不一定，只有当外界浓度很低时，红细胞才会不断吸水而涨破。
（4）红细胞吸水或失水的多少取决于什么条件？ 红细胞内外浓度的差值
也就是说，水分进出细胞与细胞质的浓度和外界溶液是否存在浓度差有关。
提问：
当船员在海上航行，有时会因为缺少淡水而危及生命，在这种情况下，海员能通过饮用海水来补充水分吗？为什么？ 不能！
动物细胞是一个渗透系统，水进出细胞是顺相对含量的梯度，通过渗透作用进行的。
2. 探究植物细胞的吸水和失水
在日常生活里，夏天家里做凉伴黄瓜时有水出现，腌萝卜条时洒上一些盐会出水；而卖菜的阿姨经常向青菜上洒水，青菜变得硬挺，说明植物细胞也会吸水和失水。
植物细胞在什么情况下会吸水和失水？植物细胞是不是一个渗透系统？哪些结构相当于半透膜？
要解决这些问题，我们首先要了解一下植物细胞的相关知识。
（1）成熟植物细胞具有中央大液泡，占整个细胞很大比例，因此植物细胞内的液体环境主要是指液泡内的细胞液。把细胞质挤成薄薄的一层。
（2）细胞膜、液泡膜相当于半透膜。
（3）原生质层：包括细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质
水分进出细胞要经过原生质层，大家想想，原生质层是不是相当于一层半透膜呢？
我们发现植物细胞还有细胞壁，它对细胞的吸水和失水有没有影响？
之前学习过细胞壁，我们知道他是由纤维素和果胶组成的，是全透性的，只能起到支持和保护作用，能不能控制物质的进出？
这个问题我们等下一次课来探究 植物细胞的吸水和失水。
六、板书设计
第四章第1节 物质跨膜运输的实例
第一课时
一、渗透作用
1. 概念
2. 条件
（1）具有半透膜
（2）半透膜两侧的溶液具有浓度差
二、细胞的吸水和失水
（1）动物细胞的吸水和失水
（2）植物细胞的吸水和失水
课件17张PPT。“出淤泥而不染，濯清涟而不妖。”物质分子是如何跨越细胞膜输入和输出细胞的？第四章第一节
物质跨膜运输的实例如果两种不同的溶液被一层半透膜隔开，结果又会怎样？问题探讨：如果两种不同的溶液被一层半透膜隔开，结果又会怎样？ 水分子（或者其他溶剂分子）通过半透膜，从相对含
量高的地方向相对含量低的地方扩散。分析实验现象 由于单位时间内透过玻璃纸进入长颈漏斗的水分子
数量多于从长颈漏斗渗出的水分子数量，使得管内液面
升高。1. 漏斗管内的液面为什么会升高？渗透作用： 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. 如果烧杯中不是清水，而是同样浓度的蔗糖溶
液，结果会怎样？ 不会，因为纱布的孔隙很大，蔗糖分子也可以自由通
透，因而液面不会升高。液面不会升高1. 概念具有半透膜半透膜两侧的溶液具有浓度差渗透作用2. 条件 在渗透作用中，水分是从溶液浓度 的一侧向
溶液浓度 的一侧渗透（扩散）低高小结： 水分子（或者其他溶剂分子）通过半透膜，从相对含
量高的地方向相对含量低的地方扩散。细胞是一个渗透系统吗？低浓度溶液在低渗溶液中:
由于外界溶液浓度＜细胞质的浓度 红细胞___________。吸水膨胀一、动物细胞的吸水和失水一、动物细胞的吸水和失水高浓度溶液在高渗溶液中:
由于外界溶液浓度＞细胞质的浓度 细胞 。失水皱缩一、动物细胞的吸水和失水生理盐水 由外界溶液浓度 = 细胞质的浓度,红细胞 。吸水和失水动态平衡红细胞的细胞膜相当于一层半透膜在等渗溶液中: P61 思考与讨论1. 红细胞内的血红蛋白等有机物能够透过细胞膜吗？一般不能透过细胞膜2. 红细胞的细胞膜是不是相当于“问题探讨”中所
说的半透膜？是3. 当外界溶液的浓度低时，红细胞一定会由于吸水
而涨破？不一定只有当外界浓度很低时，红细胞才会不断吸水而涨破。4. 红细胞吸水或失水的多少取决于什么条件？红细胞内外浓度的差值提问： 当船员在海上航行，有时会因为缺少淡水而危及
生命，在这种情况下，海员能通过饮用海水来补充水
分吗？为什么？动物细胞通过渗透作用吸水、失水不能！植物细胞呢？细胞液液泡膜细胞质细胞膜细胞壁清水?三、植物细胞吸水和失水成熟的植物细胞由纤维素和果胶组成，是全透性的原生质层
