1、第二章 第三节 第1课时物质进出细胞的运输方式（1）本课时内容主要包括植物细胞的质壁分离和复原现象，边学边做观察植物细胞的质壁分离和复原现象。普通高中生物学课程标准（2017年版）中对本课时的内容要求是“阐明质膜具有选择透过性”，教材在正文内容的基础上编排了“积极思维人的红细胞在不同溶液中的形态变化说明了什么？”活动，提升学生的思维能力；编排了一个“边做边学观察植物细胞的质壁分离和复原现象”活动，提高学生的科学探究水平。学生应在探究过程中，逐步增加对自然现象的好奇心和求知欲，掌握科学探究的基本思路和方法，提高实践能力；在探究中，乐于并善于团队合作，勇于创新；编排了一个“知识链接细胞质膜对不同物
2、质有不同的通透性”活动，拓展学生的生物学视野。教学目标1通过对红细胞在不同溶液中的形态变化的认识，说明水分子是可以进出细胞的。2通过观察植物细胞的质壁分离和复原现象，说明细胞失水和吸水的原因。3通过对不同物质进出细胞难易程度的分析，阐明质膜具有选择透过性。教学目标1：着重体现了“科学思维”的要素。教学目标2：着重反映了“科学探究”和“科学思维”的要素。教学目标3：着重指向“生命观念”和“科学思维”。情境设置我们在初中生物学课程里学过关于植物细胞渗透吸水或失水的知识。渗透吸水或失水是水分子进出细胞的一种方式。当细胞内液体渗透压大于外界溶液的渗透压时，细胞吸水；当细胞内液体渗透压小于外界溶液的渗透
3、压时，细胞失水；当细胞内液体渗透压与外界溶液的渗透压相等，即细胞在等渗溶液中时，进出细胞的水分子处于动态平衡状态。那么，动物细胞的吸水和失水情况和植物细胞一样吗？新课学习教师引导：出示“人的红细胞在不同溶液中的形态变化说明了什么？”事实，引导学生观察红细胞的形态变化，思考问题：1红细胞形态在渗透压不同的溶液中发生了什么变化？2发生这些变化的原因是什么？学生活动：针对问题，观察现象，思考原因。教师讲解：细胞在不同溶液中的变化及其原因：教师引导：细胞质膜是细胞与其外环境之间的屏障。这一屏障是如何控制物质进出细胞的呢？科学家为此研究了植物细胞吸水和失水的问题。教师出示：渗透示意图。引导学生思考：1渗
4、透过程前后，后来的液面和原液面相比，有什么变化？2渗透过程中，水分子是如何运动的？蔗糖分子呢？学生活动：结合现象，思考问题，认识渗透作用。蔗糖分子不能透过半透膜，而在半透膜两侧的水分子却会从溶质分子相对较少的区域向溶质分子相对较多的区域扩散。像这种对物质进出具有选择作用的膜，称为选择透过性膜。教师讲解：植物细胞内的液体环境主要是指液泡中的细胞液。成熟植物细胞的液泡膜与细胞质膜共同作用，把细胞质挤压成薄薄的一层。细胞质膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质称为原生质层。原生质层相当于一层半透膜。学生实践：观察植物细胞的质壁分离和复原现象。教师引导：1制作紫色洋葱鳞片叶外表皮临时玻片标本。用低倍镜观察鳞
5、片叶外表皮细胞，注意紫色大液泡的相对大小和细胞质的分布情况。2在盖玻片一侧滴加质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液，在另一侧用吸水纸吸引，重复多次，使细胞浸润在蔗糖溶液中。用低倍镜和高倍镜及时观察，注意紫色大液泡的体积变化、细胞质膜的变化。客观地记录实验数据和现象。3像滴加蔗糖溶液一样，在盖玻片一侧滴加清水，在另一侧用吸水纸吸引，重复多次，使细胞浸润在清水中。再用低倍镜和高倍镜及时观察，同样注意紫色大液泡的体积变化以及细胞质膜的变化。学生活动：学生观察结束后，思考并讨论，在高渗溶液（质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液）、低渗溶液（清水）中，洋葱鳞片叶外表皮细胞发生了不同的变化，解释其原因。教
6、师引导：当植物细胞的细胞液渗透压小于外界溶液渗透压时，细胞不断失水，就会发生质壁分离现象；当已经发生质壁分离的植物细胞处于渗透压小于细胞液渗透压的外界溶液中时，细胞不断吸水，就会发生质壁分离复原现象。植物细胞为什么会发生质壁分离与复原现象？首先，原生质层具有选择透过性，能让水分子自由通过，而蔗糖分子不能通过。其次，细胞液和外界溶液之间的渗透压差，以及原生质层和细胞壁的伸缩性不同，都会影响植物细胞的质壁分离与复原。在细胞失水过程中，细胞壁和原生质层都会出现一定程度的收缩，但原生质层比细胞壁的伸缩性大，因而随着细胞失水的增多，原生质层就会和细胞壁逐渐分离，发生质壁分离现象。相反，在细胞吸水过程中，
7、已经发生质壁分离的植物细胞会发生质壁分离复原现象。教师出示：19世纪末，一位科学家将植物细胞放在高浓度的蔗糖溶液中，很快就在显微镜下观察到了质壁分离现象，而将蔗糖溶液换成乙醇后，却观察不到质壁分离现象。学生活动：学生思考并讨论出现这种现象的原因，并尝试设计实验验证自己的观点。教师讲解：引导学生结合“知识链接细胞质膜对不同物质有不同的通透性”的图片及文字，分析并得出结论“细胞质膜对不同物质有不同的通透性”。一般来说，气体分子（如O2、CO2、N2）、相对分子质量小的不带电的极性分子（如尿素、乙醇）、脂溶性分子等容易通过细胞质膜；离子（如Na+、K+）因与水的结合而脂溶性大大降低；相对分子质量大的
8、不带电的极性分子（如葡萄糖）和各种带电的极性分子都难以自由通过细胞质膜。细胞内的其他细胞器膜和细胞质膜一样，都是选择透过性膜。教学板书物质进出细胞的运输方式（第1课时）1、 细胞质膜具有选择透过性（1） 植物细胞的质壁分离和复原现象实践：观察植物细胞的质壁分离和复原现象细胞液渗透压外界溶液渗透压，细胞失水，发生质壁分离细胞液渗透压外界溶液渗透压，细胞吸水，发生质壁分离复原（二）细胞质膜对不同物质的通透性不同课堂反馈1下列现象中属于渗透作用的是（ ）。A水分子通过细胞壁B葡萄糖分子通过细胞膜CK+通过原生质层D水分子通过原生质层解析渗透作用是指水分子等溶剂分子通过半透膜从低浓度一侧运输到高浓度一
9、侧；条件是半透膜和浓度差。细胞壁是由纤维素和果胶组成，具有全透性，不属于半透膜；葡萄糖分子和K+不是溶剂分子，所以不属于渗透作用；细胞膜、液泡膜以及两者之间的细胞质组成原生质层，而原生质层具有选择透过性，相当于半透膜，另外水分子是溶剂分子，通过原生质层是渗透作用。答案D2人体红细胞呈两面凹的圆饼状，具有运输氧气的功能。下面是将人体红细胞分别放在三种不同的液体环境中，如图为一段时间内的变化示意图，该图能说明的问题是（ ）A水分容易进出细胞B无机盐离子容易进出细胞C红细胞有运输氧气的功能D水分和无机盐对于维持细胞的形态和功能有重要作用解析由题图可知，红细胞吸水过多会胀破，失水过多会失去功能，因此水
10、分和无机盐对于维持细胞的形态和功能有重要作用。答案D3某同学利用无色透明的洋葱鳞片叶内表皮细胞进行了质壁分离和复原实验。图甲为洋葱鳞片叶内表皮细胞在清水中的状态。将清水换成加有伊红（植物细胞不吸收的红色染料）的0.3 g/mL的蔗糖溶液后，得到图乙所示细胞状态。再将外界溶液换成清水后，得到图丙所示细胞状态。请回答下列问题：（1）甲乙过程中，细胞发生了质壁分离，质壁分离是指_。在该实验过程中，判断细胞发生质壁分离现象的依据是_出现红色区域。（2）在宏观上，乙丙的实验过程中，水分子运动方向的总趋势是从溶液浓度_处流向溶液浓度_处。（3）正常情况下，乙图中细胞的细胞液_（填“能”或“不能”）变色，原
11、因是_。（4）图示甲、乙、丙三种状态的细胞，吸水能力最强的是_。解析（1）质壁分离是指原生质层与细胞壁发生分离。由于伊红不能透过细胞膜，当发生质壁分离时，在细胞壁和原生质层之间的空隙中会出现红色，所以可根据细胞壁与原生质层之间出现红色区域来判断发生了质壁分离。（2）质壁分离后细胞液的浓度增大，当将质壁分离后的细胞置于清水中时，细胞会发生吸水现象，出现质壁分离后的复原，所以在乙丙的实验过程中，从宏观上看，水分子运动方向的总趋势是从溶液浓度低处流向溶液浓度高处。（3）由于原生质层具有选择透过性，外界溶液中的伊红不能通过原生质层进入细胞液，所以正常情况下，乙图中细胞的细胞液不能变色。（4）图示甲、乙、丙三种状态的细胞，乙中细胞液的浓度最大，吸水能力最强，即吸水能力最强的是乙。答案（1）原生质层与细胞壁发生分离 细胞壁与原生质层之间 （2）低 高 （3）不能 原生质层具有选择透过性，外界溶液中的伊红不能通过原生质层进入细胞液 （4）乙课堂总结在今天这节课中，我们从红细胞在不同溶液中的形态变化现象出发，认识了动物细胞吸水和失水的变化，在通过实践观察植物细胞的质壁分离和复员现象，认识到质壁分离和复原发生的条件有哪些，最后通过分析细胞质膜对不同物质的通透性不同，认识到细胞质膜具有选择透过性。那么，不同物质是如何有选择的透过细胞质膜呢？我们将在下节课的学习中揭晓答案。 7 / 7
