2014-2015学年湖南省衡阳县第三中学人教版高中生物必修一学案：4.1 物质跨膜运输的实例（无答案）

4.1 物质跨膜运输的实例
教学目标：
1、知识目标
（1） 举例说出细胞膜是选择透过性膜；
（2） 尝试提出问题，作出假设；
2、能力目标
（1）理解动物细胞的吸水和失水；
（2）通过探究实验了解植物细胞的吸水和失水；
（3）根据资料分析了解其他物质跨膜运输的情况从而获得总体体会；
3、情感目标
尝试提出问题，作出假设，感受科学的严谨性。
教学重点：
举例说出细胞膜是选择透过性膜；
教学难点：
理解细胞吸水和失水的原理。
教学过程：
引入：
细胞是一个开放的系统，每时每刻都与环境进行着物质的交换。但是细胞内外的许多物质并不能自由地出入细胞，细胞膜能够对进出细胞的物质进行选择。
[问题探讨]：见P60
介绍：（1）实验现象；
（2）半透膜：水分子可以透过它，而蔗糖分子则不能透过。
讨论：（1）漏斗管内的液面为什么会升高？
（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？
结论：产生此现象的条件是要具有半透膜，并且半透膜内外存在浓度差。
一、细胞的吸水和失水
细胞与环境进行物质交换必须经过细胞膜，我 ( http: / / www.21cnjy.com )们知道，细胞内外的物质含量有很大差别，这与细胞膜的作用有什么关系呢？不同物质的跨膜运输有什么不同的特点呢？
水是活细胞中含量最多的物质，让我们先来分析水是怎样进出细胞的？
1. 动物红细胞的吸水与失水
（1）当外界溶液的浓度比红细胞的细胞质中的浓度低时，细胞发生___________；
（2）当外界溶液的浓度比红细胞的细胞质中的浓度高时，细胞发生___________；
（3）当外界溶液的浓度与红细胞的细胞质中的浓度相同时，水分子进出细胞处于___________；
结论：红细胞的细胞膜相当于“问题探讨”中所 ( http: / / www.21cnjy.com )说的半透膜，红细胞吸水或失水的多少取决于细胞内外的浓度差；其他动物细胞的吸水和失水的原理与红细胞的一样。
2. 植物细胞吸水与失水
（1）植物细胞与动物细胞的区别：
a. 植物细胞的细胞壁是全透的，任何大分子、小分子、水都可以通过；
b. 植物细胞内的液体环境主要指的是液泡内的细胞液；
c. 植物细胞的细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质，称为原生质层。
问题：水分进出细胞要经过原生质层。原生质层是不是相当于一层半透膜呢？植物细胞还有细胞壁，它对细胞的吸水和失水有没有影响呢？
（2）观看演示实验/动画演示：
植物细胞的原生质层相当于一层半透膜。
a. 当细胞液的浓度＜外界溶液的浓度时，细胞失水，发生___________________；
b. 当细胞液的浓度＞外界溶液的浓度时，细胞吸水，发生___________________；
二、物质跨膜运输的其他实例
细胞的吸水和失水是水分子顺相对含量的梯度跨膜运输的过程。其他物质的跨膜运输是怎样的呢？
[资料分析]：见P63
结论：
物质跨膜运输并不都是顺相对含量梯度的，而且 ( http: / / www.21cnjy.com )细胞对于物质的输入和输出有_________________。可以说细胞膜与其他生物膜都是__________________，这种膜可以让水分子自由通过，一些离子和小分子也可以通过，而其他的离子、小分子和大分子则不能通过。
生物膜的这一特性，与细胞的生命活动密切相关，是活细胞的一个重要特征。
记忆节节清：
细胞膜的功能：与外界分隔、控制物质进出、细胞间信息交流
渗透作用条件：1.半透膜 2.膜两侧存在浓度差
动物细胞 当外界浓度低于细胞质浓度，吸水膨胀甚至破裂；
（细胞膜相
当于半透膜） 当外界浓度高于细胞质浓度时，失水皱缩
植物细胞 当外界浓度高于细胞液浓度，失水发生质壁分离；
（原生质层相
当于半透膜） 当外界浓度低于细胞液浓度，吸水发生质壁分离复原
结合其他实例，细胞对物质的输入和输出有选择性。结论：细胞膜和其他生物膜都是选择透过性膜。
细胞液：液泡内的液体
原生质层：细胞膜、液泡膜、两层之间的细胞质
习题巩固：
1. 干旱时，植株会萎蔫，这时植株内的细胞可能会出现下列哪种情况（ ）
A. 质壁分离
B. 吸胀吸水
C. 质壁分离复原
D. 渗透吸水
2. 发生质壁分离复原的植物细胞中，水分经过的结构依次是（ ）
A．细胞膜、液泡膜、细胞质、细胞壁
B．细胞壁、细胞膜、细胞质、液泡膜
C．液泡膜、细胞质、细胞膜、细胞壁
D．细胞壁、细胞膜、液泡膜、细胞质
3. 人红细胞的渗透压与x ( http: / / www.21cnjy.com )浓度的食盐水相当，而浸在y浓度食盐水中的红细胞破裂；浸在z浓度食盐水中的红细胞收缩。则这三种食盐水的浓度大小依次是（ ）
A. x＞y＞z
B. y＞x＞z
C. z＞y＞x
D. z＞x＞y
4. 有关原生质层的下列叙述中，正确的是（ ）
A．去掉细胞壁的植物裸露细胞是原生质层
B．原生质层包括细胞膜、液泡膜及两者之间的原生质
C．原生质层包括细胞膜、细胞质及细胞核
D．组成原生质层的主要生命物质是蛋白质和核酸
5. 将人体血液放置于9%食盐溶液中制成装片后，用显微镜观察，可以发现血细胞呈现（ ）
A．质壁分离
B．正常状态
C．细胞膜破坏
D．细胞皱缩
6. 细胞膜的生理特性是（ ）
A．具有一定的流动性
B．有保护内部的作用
C．一种半透膜
D．一种选择透过性膜
7. 下列哪项不是发生质壁分离的必备条件（ ）
A．细胞壁与原生质层的伸缩性不同
B．液泡的有无
C．原生质层两侧的溶液具有浓度差
D．细胞核的大小
8．将紫色萝卜的块根切成小块放入清水中，水的颜色无明显变化，若进行加温，随着水温的升高，水的颜色逐渐变深，分析其原因是（ 　 ）
　　A．细胞壁在高温中受到破坏
　　B．生物膜在高温时失去了选择透过性
　　C．高温使花青素的溶解度加大
　　D．高温使细胞内形成有色物质
9．在做质壁分离和复原实验时，将复原后 ( http: / / www.21cnjy.com )的植物细胞置于清水中，植物细胞也不会再吸水了；可当把因失水皱缩的红细胞置于清水中时，红细胞复原后会因继续吸水而涨破。产生这种现象的原因是（ 　 ）
　　A．植物细胞的细胞膜比动物细胞坚韧
　　B．植物细胞有液泡，红细胞没有
　　C．植物细胞能对吸水进行调节
　　D．植物细胞有细胞壁，红细胞没有
10. 植物细胞的质壁分离过程中，与细胞壁分离的是（　 ）
A．细胞核 B．原生质层 C．细胞质 D．液泡膜
11.　当根尖成熟区表皮细胞液的浓度大于土壤溶液的浓度时，水分子的运动情况是（　　）
　　A．水分子只进不出
　　B．水分子只出不进
　　C．单位时间内进入细胞的水分子数多于从细胞中出来的水分子数
　　D．单位时间内从细胞内出来的水分子数多于进入细胞的水分子数
12. 植物细胞失水时产生质壁分离 ( http: / / www.21cnjy.com )现象的是___________________和__________________逐渐分离开来，也就是逐渐发生了质壁分离。
13. 活细胞吸水或失水的多少取决 ( http: / / www.21cnjy.com )于___________________。植物细胞的原生质层由___________________、___________________和___________________三层构成。
14.　植物细胞的原生质层相当于一层____ ( http: / / www.21cnjy.com )________膜。当_____________浓度小于外界溶液浓度时，细胞壁和原生质层发生分离，此现象称为_____________。发生分离的细胞，当_____________浓度小于外界溶液浓度时，细胞壁和原生质层慢慢恢复成原来的状态，此现象称为_____________。
15.　物质跨膜运输并不都 ( http: / / www.21cnjy.com )是顺相对含量梯度的，而且细胞对于物质的输入和输出有选择性。可以说细胞膜和其他生物膜都是___________________。
知识拓展：
半透膜与选择透过性膜
　　半透膜是指某些物质可 ( http: / / www.21cnjy.com )以透过，而另一些物质不能透过的多孔性的薄膜。它往往是只能让小分子物质透过，大分子物质则不能透过，不具有选择性，不是生物膜。
　　选择透过性膜是指水分子能自由通过， ( http: / / www.21cnjy.com )细胞要选择吸收的离子和小分子也可以通过，而其他的离子、小分子和大分子则不能通过的生物膜。如细胞膜、液泡膜和原生质层。这些膜具有的选择透过性的根本原因在于这些膜上具有运载不同物质的载体。不同的植物对同种离子的吸收量不同，相同的植物对不同种离子的吸收量不同，都证明了细胞膜具有选择透过性。当细胞死亡后，膜的选择透过性便消失，从而说明了选择透过性膜是具有生物活性的。所以可以说，选择透过膜是功能完善的一类半透膜。
细胞的吸水和失水