第二节 物质出入细胞的方式
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第二节 物质出入细胞的方式
一、教学目标
【知识目标】
1．简述扩散的特点。
2．阐明渗透的概念及原理。
3．观察质壁分离和复原的现象并概述原理。
4．概述被动转运和主动转运的概念；区别被动转运和主动转运两种不同的方式。
5．概述胞吞和胞吐两种方式。
【能力目标】
1．通过分析扩散作用和渗透作用的过程，训练学生分析问题的能力，培养他们良好的思维品质。
2．通过分析细胞的吸水原理和探索细胞吸水的过程，初步学会探索细胞吸水原理的科学方法，训练学生科学的思维。培养学生研究问题的能力。
3．通过区别物质进出细胞的不同方式，训练学生的分析能力。
【情感态度与价值观】
1．通过分析扩散和渗透作用的过程，渗透生命活动不断发展变化以及适应的特性。使学生逐步学会自觉地用发展变化的观点，认识生命。
2．通过联系生产、生活等实际，激发学生学习生物学的兴趣，培养学生关心科学技术的发展，关心社会生活的意识和进行生命科学价值观的教育。
二、教材分析
【教材的地位作用】
细胞是生物体结构和功能的基本单位，它不仅与周围的环境之间发生物质交换，而且与周围的其他细胞之间也要发生物质交换。因此这一节内容的学习就显得非常重要，它不仅与第二章中质膜的结构和功能有着密切的联系，也是学好其他章节有关内容的基础。
【教学重难点】
1．教学重点：渗透作用的原理。解决方法：教师由扩散提出渗透的概念，由学生自己分析、观察、讨论，归纳出渗透作用的原理。通过实验，让学生直观的理解渗透作用的原理，培养学生的生物科学素质，提高学生学习高中生物学的科学性和主动性。
2．教学难点：被动转运和主动转运的区别。解决方法：通过比较两种不同方式的示意图，引导学生找出异同点，从而理解两种不同的方式。
【建议课时】
本节内容教学建议安排2课时。
三、学情分析
本节课内容是本章教学的基础，并且很多教学内容与日常生活相关，一般的学生或多或少都有类似的生活体验，这为教学提供了便利。但是高二学生生物学方面的归纳总结能力有限，教师教学中可以多组织开展些合作学习，以小组为单位，进行交流讨论。
四、教学设计
【设计思路】
通过对生活实例的比较分析归纳得出扩散的特点，进而引入渗透作用，由学生分析归纳出渗透作用的原理，并通过实验、实例使学生进一步理解渗透作用的过程。
【教学过程】
【第1课时】
教学流程 教师活动 学生活动 教学意图
引入新课 【讲述】活细胞不停地进行新陈代谢活动，就必须不断地与周围环境进行物质交换，而物质交换必须通过细胞的“门户”——质膜来完成，第二章中我们已经学习过质膜具有选择透过性，它具有调控物质出入细胞的功能，不同的物质出入细胞的方式是不同的，下面我们将介绍物质出入细胞的几种重要方式。【板书】第二节 物质出入细胞的方式 聆听。 从已有的知识自然地引入。
一、扩散 【提问】教师拿出一瓶香水，在空中轻轻喷了一下。发问大家有没有闻到什么气味？(对，香水分子会扩散。)【提问】如果把一些糖放入一杯水中，不需搅拌，几小时后，这杯水都会怎样？(对，应该说整杯水都会变甜。)【提问】那么，为什么会有刚才那些现象呢？(教师肯定学生的回答)【讲述】组成液体和气体的分子都在不停地随机运动，溶于液体中的溶剂分子和离子也在随机运动，大家会闻到香，是香水分子在空气中不断运动的结果，整杯水之所以会变甜，是糖分子在水中不断运动的结果，我们把这种现象称为扩散。【板书】一、扩散【提问】香水分子最终能够充满整个教室，糖分子最终也能够充满整个杯子，扩散的分子最终是怎样分布的？【追问】当分子扩散均匀后就不再运动了吗？(教师肯定学生的回答)【讲述】扩散使分子分布均匀，直到平衡，此后分子仍在继续运动，维持着平衡的状态。这就是扩散的结果。【板书】结果：分子均匀分布。【讲述】刚才我喷香水的时候是前排同学先闻到了香味，如果我喷的足够多，过一段时间后排的同学也能闻到香味。同样糖分子也需要一段时间才能充满整个杯子。这说明分子要扩散均匀需要一定的时间。这就是扩散的第一个特点：缓慢。扩散是一个缓慢的过程，需要较长时间才能达到最终的平衡。【板书】特点：①缓慢【过渡】书本上有硫酸铜在水中扩散的图例，请大家阅读，看看你能得出哪些结论？【提问】图中还提到“静置数分钟后蓝色的铜离子向晶体周围扩散”这能说明什么问题？(教师小结：这就是扩散的又一个特点：由高浓度向低浓度。)【板书】特点：②分子从高浓度向低浓度扩散 回答：香。聆听、思考、回答：变甜。思考、讨论、回答：是因为扩散。聆听。回答：均匀分布。回答：不是。聆听、思考。观察、分析、讨论，得出结论。1．数日后蓝色会扩散到全部溶液，可知硫酸铜分子在烧杯中已均匀分布。2．扩散到全部溶液需要数日证明扩散非常缓慢。思考、回答：扩散是分子从高浓度向低浓度运动的现象。 从生活实际出发，激发学生的学习兴趣，自然地引入扩散。培养学生观察、分析、归纳总结的能力。使学生理解扩散。使学生理解扩散的结果。使学生理解扩散的特点。通过师生之间、学生之间的交流讨论，培养学生归纳总结的能力。
二、渗透 【过渡】扩散是分子由高浓度向低浓度运动，最终达到平衡的现象。但物质在进出细胞时必须穿过质膜，我们把水分子通过膜的扩散称为渗透。【板书】二、渗透：水分子通过膜的扩散【讲述】根据扩散的特点，水分子的渗透也是由高浓度向低浓度，但水往往是溶剂，那么水分子又是按什么方向通过膜扩散的呢？书本上用图例形象的说明了细胞处于稳定状态，以及吸水和失水的过程，请大家根据图解释这三个过程。(教师引导，适时肯定学生的回答。)【小结】水分子是从其分子数相对多处向相对较少处扩散。【板书】分子数多处向分子数少处扩散【课件展示】水分子穿过质膜的渗透作用。【讲述】细胞通过渗透作用会吸水或失水，红细胞在水中会因渗透吸水而涨破，植物细胞也会因吸水而膨胀；在盐溶液中，红细胞会因为渗透作用失水而导致原生质体收缩，植物细胞也会发生质壁分离的现象。【设问】而什么是质壁分离呢？它是由什么引起的呢？下面让我们先通过实验来观察质壁分离现象。【板书】实验：植物细胞的质壁分离【讲述】①请大家用镊子撕取紫色洋葱外表皮约0.5cm2制成装片，注意要将洋葱表皮展平。先用低倍镜观察再用高倍镜观察，可观察到细胞中紫色的大液泡，同时还可观察到原生质体紧紧贴着细胞壁。②从盖玻片的一侧滴入质量浓度为0.3g/ml的蔗糖溶液，在盖玻片的另一侧用吸水纸吸，重复几次后，观察细胞有什么变化？(质壁分离)③将发生质壁分离的细胞通过画图记录下来。【提问】1．大家想想为什么会有这样的现象？(肯定学生的回答)2．如果是动物细胞放在这样的蔗糖溶液中也会失水，它会质壁分离吗？为什么？【讲述】对，动物细胞没有细胞壁。植物细胞能发生质壁分离主要是因为细胞壁的伸缩性小，而原生质体的伸缩性大。【板书】原因：①外界溶液浓度大于细胞液浓度；②细胞壁的伸缩性>原生质伸缩性【讲述】现在大家已经了解了什么是质壁分离，请解释一下，质壁分离的“质”和“壁”分别表示什么？【讲述】现在请大家继续刚才的实验。从盖玻片一侧滴水，在盖玻片的另一侧用吸水纸吸水，重复几次后，观察现象。【提问】这种现象我们称为质壁分离复原(原来质壁分离的细胞恢复到正常的状态)。为什么会有这样的现象？【小结】今天我们了解了扩散和渗透作用，并了解了植物是怎样通过渗透作用发生质壁分离和复原现象的。课后请大家设计一个实验以表皮细胞为实验材料，探究其细胞液的浓度。 聆听，思考。阅读、分析、思考、讨论、回答：1．细胞内外水分子的相对数相等，因此进入细胞的水分子等于出细胞的水分子，因此表现为不吸水也不失水，红细胞和植物细胞均无变化。2．细胞外水分子的相对数较多，因此进入细胞的水分子大于出细胞的水分子，细胞表现吸收水分。红细胞会涨破，而植物细胞有细胞壁所以不会破裂，但仍会膨胀。3．细胞外水分子的相对数较少，进入细胞的水分子少而出细胞的水分子多细胞表现为失水。红细胞会皱缩，而植物细胞就会发生质壁分离的现象。观察、思考。聆听。实验操作。回答：紫色的部分与细胞壁分开，变小了。思考、回答：1．因为外界浓度高，水分子向外渗透，细胞失水，原生质缩小。2．不会。因为动物细胞没有细胞壁。回答：质表示原生质，壁表示细胞壁。继续实验操作。思考、分析、回答：①外界溶液浓度低于细胞液浓度，细胞吸水；②细胞壁的伸缩性大于原生质的伸缩性。 自然的引入渗透。培养学生观察、分析、归纳、总结以及口头表达能力。通过实验使学生更直观的理解质壁分离。引导学生理解质壁分离的原因。通过质壁分离复原的实验和分析进一步理解渗透作用。
【第2课时】
教学流程 教师活动 学生活动 教学意图
复习引入新课 针对上节课后布置的作业：“探究洋葱表皮细胞细胞液的浓度范围”的实验方案设计组织分析讨论。肯定学生合理的方案，指出不合理的设计要求。【提问】1．什么是扩散？什么是渗透？2．扩散和渗透有什么共同点和不同点？归纳出被动转运的概念：“物质由浓度较高的一侧转运到浓度较低的一侧叫被动转运”。 提供设计的方案。倾听、思考、讨论。学生回顾上节课的内容。 关于“探究洋葱表皮细胞细胞液的浓度范围”一般可只作方案设计的探讨，而不进行具体的实验。从前一节课内容自然地引入。
三、被动转运 【板书】三、被动转运被动转运过程因为是将物质顺着浓度梯度从高浓度一侧向低浓度一侧转运，这就好像水从高处往低处流。想一想，这种物质的转运方式有什么特点？对于细胞所需要的许多种分子或离子，如一些糖类分子，虽然在质膜外的浓度比质膜内高，但由于它们不溶于质膜的脂双层中，或是体积太大，不能直接穿过质膜，这些物质又是如何跨过膜的呢？展示教材中“被动转运示意图”。【讲述】这种扩散叫做易化扩散，是需要载体的一种扩散，但扩散速率要比一般的扩散要大得多。扩散时需要载体蛋白，载体蛋白位于细胞膜上，它能与特定的分子和离子，如氨基酸，或金属离子等结合，将这些分子或离子从膜的一侧转运到另一侧。载体蛋白具有高度的特异性，一种载体蛋白通常只能转运一类分子或离子。载体蛋白与分子或离子的结合是可逆的，即它转运到一侧后，就会与所运载的分子或离子分离。载体蛋白的转运效率与分子在膜两侧的浓度梯度的大小有关。在易化扩散过程中，载体蛋白将物质从膜的一侧运输到膜的另一侧，不需要细胞提供代谢能量，因为物质是顺着浓度梯度进行运输的。例如，哺乳动物肝细胞上的葡萄糖载体，是一种横跨膜的蛋白，这种蛋白有两种构象，一种构象是载体的葡萄糖结合点面向细胞膜外侧，另一种构象是结合点面向细胞膜的内侧。这种蛋白可将葡萄糖通过膜向细胞内外两个方向运输。究竟向哪个方向运输，决定于物质在膜两侧的浓度。【过渡】有时物质也可以从低浓度向高浓度转运。 回答：“这种转运不需要消耗能量。”学生分析，并由一学生进行表述所观察的情况。学生聆听、思考。 培养学生观察、分析、归纳总结的能力。
四、主动转运五、胞吞或胞吐 展示教材中“主动转运的示意图”。【提问】“这种方式也是被动转运吗？它与被动转运有何区别？”【板书】四、主动转运【讲述】由于生命活动所需，细胞往往要把离子或分子从低浓度处运到高浓度处，如植物的根从周围的土壤溶液中吸收矿质元素离子，土壤溶液中的离子浓度往往低于根细胞中的浓度，这类逆浓度梯度的转运称为主动转运。主动转运需要载体蛋白质的协助，也需要能量。【提问】被动转运和主动转运两种不同的方式有何区别呢？（要求学生完成下列表格）【板书】方式 比较被动转运主动转运扩散渗透运输方向高浓度→低浓度低浓度→高浓度是否需要能量不需要需要是否需要载体不需要（易化扩散需要）需要举例O2、CO2等的跨膜运输水分子的跨膜运输植物根细胞从土壤中吸收矿质元素离子【过渡】进出细胞的物质并不一定都通过质膜，有时一些不能通过质膜的大分子物质可以通过胞吞或胞吐的方式进出细胞。【板书】胞吞或胞吐展示教材中“胞吞或胞吐的示意图”。【提问】“物质通过胞吞或胞吐方式进出细胞，有没有通过质膜？【讲述】胞吞就是一部分质膜将物质包裹起来，然后这部分质膜与整个质膜脱离，把这一部分物质运送到细胞内部。胞吐就是同样的方式将物质从细胞内运送到细胞外。被胞吞或胞吐的物质可以是固体也可以是液体。那么根据你已有的知识能否举些实例来说明胞吞和胞吐？【小结】细胞要维持正常的生命活动，必须从周围环境获得养分、氧和其它物质，同时向周围的环境排出各种代谢产物。不同的物质进出质膜的方式是各不相同的，离子和小分子可以是被动转运中的扩散或者是渗透，也可以是主动转运，大分子物质一般是不能通过质膜的，这些物质分子进出细胞则是胞吞或是胞吐的方式。由此可见质膜在调控物质出入细胞过程中是具有重要作用的。 观察并分析。回答：“这种转运不是被动转运，因为它是从低浓度向高浓度转运，需要载体和消耗能量的。”聆听，思考。思考后完成表格内容。学生分小组进行讨论。学会归纳。 培养学生观察、分析能力。培养学生分析比较的能力。进行本节课的小结。
【反馈检测】
1、下列关于扩散的叙述不正确的是（ ）。
A．扩散使分子分布均匀，直到平衡 B．分子扩散均匀后就不再运动
C．分子从高浓度向低浓度扩散 D．扩散是一个缓慢的过程
2、下列细胞放在蒸馏水中，一段时间后形态发生明显变化的是（ ）。
A．人的红细胞 B．洋葱表皮细胞 C．变形虫 D．小球藻
3、把人和猫的红细胞置于0.9%的生理盐水中，能基本保持正常形态，其原因是（ ）。
A．红细胞被固定了 B．红细胞的特性改变了
C．水分不进去也不出来 D．水分进出保持相对平衡
4、在植物细胞发生质壁分离时，质膜与细胞壁之间的空隙充满着（ ）。
A．蔗糖溶液 B．水 C．细胞液 D．细胞外的溶液
5、判断题（对的打“√”，错的打“×”）
（ ）水分子进出细胞，取决于细胞内外液体的浓度差。
（ ）水分子通过质膜是易化扩散方式。
（ ）白细胞吞噬细菌的过程是胞吞方式。
6、在海带细胞内的碘离子浓度远高于海水中碘离子的浓度，但海带细胞仍能从海水中吸收碘离子，这种吸收是（ ）
A．渗透作用 B．易化扩散 C．主动转运 D．胞吞
7、肺泡与毛细血管中的血液进行气体交换时，气体通过细胞的方式是（ ）。
A．渗透作用 B．扩散 C．主动转运 D．胞吞
8、下列物质通过细胞膜既需要蛋白质载体又需要能量的是（ ）。
A．水分子 B．消化酶 C．K+ D．O2
参考答案：1、B 2、A 3、D 4、D 5、√ × √ 6、C 7、B 8、C
五、相关链接
1．植物和动物体中气体的扩散
植物与大气交换氧气和二氧化碳几乎全部依靠扩散过程。夜间，叶细胞进行呼吸因而消耗掉氧，结果，叶气隙内氧气的浓度就会下降到低于叶外空气中氧气的浓度。这样，氧气就通过气孔扩散到叶内。呼吸细胞同时又产生二氧化碳，因此，叶内二氧化碳的浓度就会增加，这些二氧化碳就会通过气孔向外扩散到空气中。白天，植物进行迅速的光合作用，要消耗二氧化碳并在叶内产生氧。在这些循环中，氧气由叶内向叶外扩散，而二氧化碳则从叶外扩散到叶内。
扩散进行的速度完全可满足植物的需要，这是因为氧气或二氧化碳需要扩散过的距离很短，例如，大部分叶子的厚度小于1毫米。
许多动物（如昆虫和蜘蛛）依靠扩散来获取氧气并排泄出二氧化碳。对许多小的动物来说，由于需要扩散的距离很小，因此扩散的速度可满足自身的需要。较大的动物都有一种类似肺的特殊器官，通过肺可将新鲜的空气吸入体内。但是，即使在肺中，交换气体的最后阶段也是通过扩散。
2．植物内的渗透
膨压水和其中溶解的物质均可渗透过植物细胞纤维素壁。但是，衬在细胞内的细胞质却有选择渗透的性能。液泡内的细胞液是盐和糖的水溶液，如果细胞为水所包围，就会发生渗透，水就会进入到液泡里面。液泡里增加大量的水后会使液泡涨大。使细胞质抵紧胞壁（见右图）。
这跟自行车胎充气后产生的效果相似，车外胎坚韧但不能伸缩。
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一、教学目标
【知识目标】
1．简述扩散的特点。
2．阐明渗透的概念及原理。
3．观察质壁分离和复原的现象并概述原理。
4．概述被动转运和主动转运的概念；区别被动转运和主动转运两种不同的方式。
5．概述胞吞和胞吐两种方式。
【能力目标】
1．通过分析扩散作用和渗透作用的过程，训练学生分析问题的能力，培养他们良好的思维品质。
2．通过分析细胞的吸水原理和探索细胞吸水的过程，初步学会探索细胞吸水原理的科学方法，训练学生科学的思维。培养学生研究问题的能力。
3．通过区别物质进出细胞的不同方式，训练学生的分析能力。
【情感态度与价值观】
1．通过分析扩散和渗透作用的过程，渗透生命活动不断发展变化以及适应的特性。使学生逐步学会自觉地用发展变化的观点，认识生命。
2．通过联系生产、生活等实际，激发学生学习生物学的兴趣，培养学生关心科学技术的发展，关心社会生活的意识和进行生命科学价值观的教育。
二、教材分析
【教材的地位作用】
细胞是生物体结构和功能的基本单位，它不仅与周围的环境之间发生物质交换，而且与周围的其他细胞之间也要发生物质交换。因此这一节内容的学习就显得非常重要，它不仅与第二章中质膜的结构和功能有着密切的联系，也是学好其他章节有关内容的基础。
【教学重难点】
1．教学重点：渗透作用的原理。解决方法：教师由扩散提出渗透的概念，由学生自己分析、观察、讨论，归纳出渗透作用的原理。通过实验，让学生直观的理解渗透作用的原理，培养学生的生物科学素质，提高学生学习高中生物学的科学性和主动性。
2．教学难点：被动转运和主动转运的区别。解决方法：通过比较两种不同方式的示意图，引导学生找出异同点，从而理解两种不同的方式。
【建议课时】
本节内容教学建议安排2课时。
三、学情分析
本节课内容是本章教学的基础，并且很多教学内容与日常生活相关，一般的学生或多或少都有类似的生活体验，这为教学提供了便利。但是高二学生生物学方面的归纳总结能力有限，教师教学中可以多组织开展些合作学习，以小组为单位，进行交流讨论。
四、教学设计
【设计思路】
通过对生活实例的比较分析归纳得出扩散的特点，进而引入渗透作用，由学生分析归纳出渗透作用的原理，并通过实验、实例使学生进一步理解渗透作用的过程。
【教学过程】
【第1课时】
教学流程 教师活动 学生活动 教学意图
引入新课 【讲述】活细胞不停地进行新陈代谢活动，就必须不断地与周围环境进行物质交换，而物质交换必须通过细胞的“门户”——质膜来完成，第二章中我们已经学习过质膜具有选择透过性，它具有调控物质出入细胞的功能，不同的物质出入细胞的方式是不同的，下面我们将介绍物质出入细胞的几种重要方式。【板书】第二节 物质出入细胞的方式 聆听。 从已有的知识自然地引入。
一、扩散 【提问】教师拿出一瓶香水，在空中轻轻喷了一下。发问大家有没有闻到什么气味？(对，香水分子会扩散。)【提问】如果把一些糖放入一杯水中，不需搅拌，几小时后，这杯水都会怎样？(对，应该说整杯水都会变甜。)【提问】那么，为什么会有刚才那些现象呢？(教师肯定学生的回答)【讲述】组成液体和气体的分子都在不停地随机运动，溶于液体中的溶剂分子和离子也在随机运动，大家会闻到香，是香水分子在空气中不断运动的结果，整杯水之所以会变甜，是糖分子在水中不断运动的结果，我们把这种现象称为扩散。【板书】一、扩散【提问】香水分子最终能够充满整个教室，糖分子最终也能够充满整个杯子，扩散的分子最终是怎样分布的？【追问】当分子扩散均匀后就不再运动了吗？(教师肯定学生的回答)【讲述】扩散使分子分布均匀，直到平衡，此后分子仍在继续运动，维持着平衡的状态。这就是扩散的结果。【板书】结果：分子均匀分布。【讲述】刚才我喷香水的时候是前排同学先闻到了香味，如果我喷的足够多，过一段时间后排的同学也能闻到香味。同样糖分子也需要一段时间才能充满整个杯子。这说明分子要扩散均匀需要一定的时间。这就是扩散的第一个特点：缓慢。扩散是一个缓慢的过程，需要较长时间才能达到最终的平衡。【板书】特点：①缓慢【过渡】书本上有硫酸铜在水中扩散的图例，请大家阅读，看看你能得出哪些结论？【提问】图中还提到“静置数分钟后蓝色的铜离子向晶体周围扩散”这能说明什么问题？(教师小结：这就是扩散的又一个特点：由高浓度向低浓度。)【板书】特点：②分子从高浓度向低浓度扩散 回答：香。聆听、思考、回答：变甜。思考、讨论、回答：是因为扩散。聆听。回答：均匀分布。回答：不是。聆听、思考。观察、分析、讨论，得出结论。1．数日后蓝色会扩散到全部溶液，可知硫酸铜分子在烧杯中已均匀分布。2．扩散到全部溶液需要数日证明扩散非常缓慢。思考、回答：扩散是分子从高浓度向低浓度运动的现象。 从生活实际出发，激发学生的学习兴趣，自然地引入扩散。培养学生观察、分析、归纳总结的能力。使学生理解扩散。使学生理解扩散的结果。使学生理解扩散的特点。通过师生之间、学生之间的交流讨论，培养学生归纳总结的能力。
二、渗透 【过渡】扩散是分子由高浓度向低浓度运动，最终达到平衡的现象。但物质在进出细胞时必须穿过质膜，我们把水分子通过膜的扩散称为渗透。【板书】二、渗透：水分子通过膜的扩散【讲述】根据扩散的特点，水分子的渗透也是由高浓度向低浓度，但水往往是溶剂，那么水分子又是按什么方向通过膜扩散的呢？书本上用图例形象的说明了细胞处于稳定状态，以及吸水和失水的过程，请大家根据图解释这三个过程。(教师引导，适时肯定学生的回答。)【小结】水分子是从其分子数相对多处向相对较少处扩散。【板书】分子数多处向分子数少处扩散【课件展示】水分子穿过质膜的渗透作用。【讲述】细胞通过渗透作用会吸水或失水，红细胞在水中会因渗透吸水而涨破，植物细胞也会因吸水而膨胀；在盐溶液中，红细胞会因为渗透作用失水而导致原生质体收缩，植物细胞也会发生质壁分离的现象。【设问】而什么是质壁分离呢？它是由什么引起的呢？下面让我们先通过实验来观察质壁分离现象。【板书】实验：植物细胞的质壁分离【讲述】①请大家用镊子撕取紫色洋葱外表皮约0.5cm2制成装片，注意要将洋葱表皮展平。先用低倍镜观察再用高倍镜观察，可观察到细胞中紫色的大液泡，同时还可观察到原生质体紧紧贴着细胞壁。②从盖玻片的一侧滴入质量浓度为0.3g/ml的蔗糖溶液，在盖玻片的另一侧用吸水纸吸，重复几次后，观察细胞有什么变化？(质壁分离)③将发生质壁分离的细胞通过画图记录下来。【提问】1．大家想想为什么会有这样的现象？(肯定学生的回答)2．如果是动物细胞放在这样的蔗糖溶液中也会失水，它会质壁分离吗？为什么？【讲述】对，动物细胞没有细胞壁。植物细胞能发生质壁分离主要是因为细胞壁的伸缩性小，而原生质体的伸缩性大。【板书】原因：①外界溶液浓度大于细胞液浓度；②细胞壁的伸缩性>原生质伸缩性【讲述】现在大家已经了解了什么是质壁分离，请解释一下，质壁分离的“质”和“壁”分别表示什么？【讲述】现在请大家继续刚才的实验。从盖玻片一侧滴水，在盖玻片的另一侧用吸水纸吸水，重复几次后，观察现象。【提问】这种现象我们称为质壁分离复原(原来质壁分离的细胞恢复到正常的状态)。为什么会有这样的现象？【小结】今天我们了解了扩散和渗透作用，并了解了植物是怎样通过渗透作用发生质壁分离和复原现象的。课后请大家设计一个实验以表皮细胞为实验材料，探究其细胞液的浓度。 聆听，思考。阅读、分析、思考、讨论、回答：1．细胞内外水分子的相对数相等，因此进入细胞的水分子等于出细胞的水分子，因此表现为不吸水也不失水，红细胞和植物细胞均无变化。2．细胞外水分子的相对数较多，因此进入细胞的水分子大于出细胞的水分子，细胞表现吸收水分。红细胞会涨破，而植物细胞有细胞壁所以不会破裂，但仍会膨胀。3．细胞外水分子的相对数较少，进入细胞的水分子少而出细胞的水分子多细胞表现为失水。红细胞会皱缩，而植物细胞就会发生质壁分离的现象。观察、思考。聆听。实验操作。回答：紫色的部分与细胞壁分开，变小了。思考、回答：1．因为外界浓度高，水分子向外渗透，细胞失水，原生质缩小。2．不会。因为动物细胞没有细胞壁。回答：质表示原生质，壁表示细胞壁。继续实验操作。思考、分析、回答：①外界溶液浓度低于细胞液浓度，细胞吸水；②细胞壁的伸缩性大于原生质的伸缩性。 自然的引入渗透。培养学生观察、分析、归纳、总结以及口头表达能力。通过实验使学生更直观的理解质壁分离。引导学生理解质壁分离的原因。通过质壁分离复原的实验和分析进一步理解渗透作用。
【第2课时】
教学流程 教师活动 学生活动 教学意图
复习引入新课 针对上节课后布置的作业：“探究洋葱表皮细胞细胞液的浓度范围”的实验方案设计组织分析讨论。肯定学生合理的方案，指出不合理的设计要求。【提问】1．什么是扩散？什么是渗透？2．扩散和渗透有什么共同点和不同点？归纳出被动转运的概念：“物质由浓度较高的一侧转运到浓度较低的一侧叫被动转运”。 提供设计的方案。倾听、思考、讨论。学生回顾上节课的内容。 关于“探究洋葱表皮细胞细胞液的浓度范围”一般可只作方案设计的探讨，而不进行具体的实验。从前一节课内容自然地引入。
三、被动转运 【板书】三、被动转运被动转运过程因为是将物质顺着浓度梯度从高浓度一侧向低浓度一侧转运，这就好像水从高处往低处流。想一想，这种物质的转运方式有什么特点？对于细胞所需要的许多种分子或离子，如一些糖类分子，虽然在质膜外的浓度比质膜内高，但由于它们不溶于质膜的脂双层中，或是体积太大，不能直接穿过质膜，这些物质又是如何跨过膜的呢？展示教材中“被动转运示意图”。【讲述】这种扩散叫做易化扩散，是需要载体的一种扩散，但扩散速率要比一般的扩散要大得多。扩散时需要载体蛋白，载体蛋白位于细胞膜上，它能与特定的分子和离子，如氨基酸，或金属离子等结合，将这些分子或离子从膜的一侧转运到另一侧。载体蛋白具有高度的特异性，一种载体蛋白通常只能转运一类分子或离子。载体蛋白与分子或离子的结合是可逆的，即它转运到一侧后，就会与所运载的分子或离子分离。载体蛋白的转运效率与分子在膜两侧的浓度梯度的大小有关。在易化扩散过程中，载体蛋白将物质从膜的一侧运输到膜的另一侧，不需要细胞提供代谢能量，因为物质是顺着浓度梯度进行运输的。例如，哺乳动物肝细胞上的葡萄糖载体，是一种横跨膜的蛋白，这种蛋白有两种构象，一种构象是载体的葡萄糖结合点面向细胞膜外侧，另一种构象是结合点面向细胞膜的内侧。这种蛋白可将葡萄糖通过膜向细胞内外两个方向运输。究竟向哪个方向运输，决定于物质在膜两侧的浓度。【过渡】有时物质也可以从低浓度向高浓度转运。 回答：“这种转运不需要消耗能量。”学生分析，并由一学生进行表述所观察的情况。学生聆听、思考。 培养学生观察、分析、归纳总结的能力。
四、主动转运五、胞吞或胞吐 展示教材中“主动转运的示意图”。【提问】“这种方式也是被动转运吗？它与被动转运有何区别？”【板书】四、主动转运【讲述】由于生命活动所需，细胞往往要把离子或分子从低浓度处运到高浓度处，如植物的根从周围的土壤溶液中吸收矿质元素离子，土壤溶液中的离子浓度往往低于根细胞中的浓度，这类逆浓度梯度的转运称为主动转运。主动转运需要载体蛋白质的协助，也需要能量。【提问】被动转运和主动转运两种不同的方式有何区别呢？（要求学生完成下列表格）【板书】方式 比较被动转运主动转运扩散渗透运输方向高浓度→低浓度低浓度→高浓度是否需要能量不需要需要是否需要载体不需要（易化扩散需要）需要举例O2、CO2等的跨膜运输水分子的跨膜运输植物根细胞从土壤中吸收矿质元素离子【过渡】进出细胞的物质并不一定都通过质膜，有时一些不能通过质膜的大分子物质可以通过胞吞或胞吐的方式进出细胞。【板书】胞吞或胞吐展示教材中“胞吞或胞吐的示意图”。【提问】“物质通过胞吞或胞吐方式进出细胞，有没有通过质膜？【讲述】胞吞就是一部分质膜将物质包裹起来，然后这部分质膜与整个质膜脱离，把这一部分物质运送到细胞内部。胞吐就是同样的方式将物质从细胞内运送到细胞外。被胞吞或胞吐的物质可以是固体也可以是液体。那么根据你已有的知识能否举些实例来说明胞吞和胞吐？【小结】细胞要维持正常的生命活动，必须从周围环境获得养分、氧和其它物质，同时向周围的环境排出各种代谢产物。不同的物质进出质膜的方式是各不相同的，离子和小分子可以是被动转运中的扩散或者是渗透，也可以是主动转运，大分子物质一般是不能通过质膜的，这些物质分子进出细胞则是胞吞或是胞吐的方式。由此可见质膜在调控物质出入细胞过程中是具有重要作用的。 观察并分析。回答：“这种转运不是被动转运，因为它是从低浓度向高浓度转运，需要载体和消耗能量的。”聆听，思考。思考后完成表格内容。学生分小组进行讨论。学会归纳。 培养学生观察、分析能力。培养学生分析比较的能力。进行本节课的小结。
【反馈检测】
1、下列关于扩散的叙述不正确的是（ ）。
A．扩散使分子分布均匀，直到平衡 B．分子扩散均匀后就不再运动
C．分子从高浓度向低浓度扩散 D．扩散是一个缓慢的过程
2、下列细胞放在蒸馏水中，一段时间后形态发生明显变化的是（ ）。
A．人的红细胞 B．洋葱表皮细胞 C．变形虫 D．小球藻
3、把人和猫的红细胞置于0.9%的生理盐水中，能基本保持正常形态，其原因是（ ）。
A．红细胞被固定了 B．红细胞的特性改变了
C．水分不进去也不出来 D．水分进出保持相对平衡
4、在植物细胞发生质壁分离时，质膜与细胞壁之间的空隙充满着（ ）。
A．蔗糖溶液 B．水 C．细胞液 D．细胞外的溶液
5、判断题（对的打“√”，错的打“×”）
（ ）水分子进出细胞，取决于细胞内外液体的浓度差。
（ ）水分子通过质膜是易化扩散方式。
（ ）白细胞吞噬细菌的过程是胞吞方式。
6、在海带细胞内的碘离子浓度远高于海水中碘离子的浓度，但海带细胞仍能从海水中吸收碘离子，这种吸收是（ ）
A．渗透作用 B．易化扩散 C．主动转运 D．胞吞
7、肺泡与毛细血管中的血液进行气体交换时，气体通过细胞的方式是（ ）。
A．渗透作用 B．扩散 C．主动转运 D．胞吞
8、下列物质通过细胞膜既需要蛋白质载体又需要能量的是（ ）。
A．水分子 B．消化酶 C．K+ D．O2
参考答案：1、B 2、A 3、D 4、D 5、√ × √ 6、C 7、B 8、C
五、相关链接
1．植物和动物体中气体的扩散
植物与大气交换氧气和二氧化碳几乎全部依靠扩散过程。夜间，叶细胞进行呼吸因而消耗掉氧，结果，叶气隙内氧气的浓度就会下降到低于叶外空气中氧气的浓度。这样，氧气就通过气孔扩散到叶内。呼吸细胞同时又产生二氧化碳，因此，叶内二氧化碳的浓度就会增加，这些二氧化碳就会通过气孔向外扩散到空气中。白天，植物进行迅速的光合作用，要消耗二氧化碳并在叶内产生氧。在这些循环中，氧气由叶内向叶外扩散，而二氧化碳则从叶外扩散到叶内。
扩散进行的速度完全可满足植物的需要，这是因为氧气或二氧化碳需要扩散过的距离很短，例如，大部分叶子的厚度小于1毫米。
许多动物（如昆虫和蜘蛛）依靠扩散来获取氧气并排泄出二氧化碳。对许多小的动物来说，由于需要扩散的距离很小，因此扩散的速度可满足自身的需要。较大的动物都有一种类似肺的特殊器官，通过肺可将新鲜的空气吸入体内。但是，即使在肺中，交换气体的最后阶段也是通过扩散。
2．植物内的渗透
膨压水和其中溶解的物质均可渗透过植物细胞纤维素壁。但是，衬在细胞内的细胞质却有选择渗透的性能。液泡内的细胞液是盐和糖的水溶液，如果细胞为水所包围，就会发生渗透，水就会进入到液泡里面。液泡里增加大量的水后会使液泡涨大。使细胞质抵紧胞壁（见右图）。
这跟自行车胎充气后产生的效果相似，车外胎坚韧但不能伸缩。
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