第4章细胞的物质输入和输出
第1节物质跨膜运输的实例
教学目标
1、知识与技能
（1）说出细胞在什么情况下吸水和失水。

（2）举例说明细胞膜是选择透过性膜。

（3）熟练制作临时装片和操作显微观察。

2、过程与方法
（1）尝试从生活现象中提出问题，作出假设。

（2）学习进行探究问题的一般方法和步骤。

3、情感态度与价值观
（1）参与课堂讨论与交流。

（2）养成良好的实验习惯，如及时清洗和摆放实验用具，爱护实验卫生等。

教学重点
1、如何进行探究实验，其基本方法和一般过程。

2、渗透作用；细胞是一个渗透系统。

3、细胞膜不仅仅是半透膜，还是选择透过性膜。

教学难点
1、如何发现问题和提出问题。

2、如何设计实验过程（材料、实验用具、试剂的选择，实验结果的预测，操作的细节）。

3、细胞膜不仅仅是半透膜，还是选择透过性膜。

教具准备
1、渗透演示实验。

2、萝卜条吸水和失水的演示实验。

3、渗透原理的多媒体演示课件。

课时安排：2课时
教学过程
细胞是一个开放的系统，每时每刻都与外界环境进行物质和能量的交换。

物质的进进出出都要经过细胞的边界----细胞膜。

不同的物质跨膜运输有什么不同的特点呢？让我们先来分析水是怎么进出细胞的。

请同学们先看一下渗透现象的示意图。

一．渗透作用
展示课件，思考：
1．课本上的讨论题
2．什么是半透膜？（允许一些分子（或离子）透过，而不让别的一些分子（或离子）透过的膜）
3．发生渗透作用需要两个怎样的条件？
（1）要有半透膜；（2）半透膜两侧的溶液浓度不同。

讲解：（1）蔗糖分子不能自由通过半透膜而水分子可以。

（2）两侧的水分子都在运动。

（3）由于下侧（烧杯内）的水分子数量多（相对浓度大），所以由下侧进入上侧（漏斗内）的水分子比由上侧进入下侧的水分子多。

（4）整体表现为水分子由烧杯通过半透膜进入了漏斗。

这种水分子透过半透膜的运动叫渗透作用。

这个装置叫渗透装置。

二．细胞的吸水和失水
1．动物细胞的吸水和失水：取决于细胞质的浓度和外界溶液的浓度
2．植物细胞的吸水和失水
思考：a.与动物细胞相比，植物细胞在结构上有什么显著的区别？
b.什么是原生质？原生质是指细胞内的生命物质，整个动物细胞就是一团原生质，而植物细胞除细胞壁外的其他所有物质是一团原生质。

c.什么是原生质层？
细胞内的液体环境主要是指液泡里面的细胞液，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？
关于植物细胞的吸水和失水探究：
你注意过生活中有关植物细胞吸水或失水的事例吗？说说看：
（1）当你把白菜剁碎准备做馅时，常常要放一些盐，过一段时间后就可见有水分渗出，这些水分是从哪里来？菜馅细胞失去的水分，即水分的输出。

（2）蔫了的青菜叶放入清水中浸泡一段时间后，会有什么变化？
菜叶又重新变得硬挺起来了，叶面伸展，即水分的输入。

提出问题
结合这些例子，你能提出什么问题？
a.细胞在什么情况下吸水？失水？
b.水分是如何进出细胞的？
教师：大家一起来讨论一下提的问题哪些是有价值的，值得探究的？
作出假设
植物细胞膜和液泡膜是生物膜吗？他们的基本化学组成和结构与红细胞的细胞膜相似吗？菜馅渗出水与红细胞失水有什么相似之处？“原生质相当于一层半透膜吗？”作出了一个假设。

那作出的假设是否正确呢？就需要通过实验来验证，那么接下来我们就要设计一个实验来验证。

设计实验
实验材料：洋葱表皮细胞。

既容易被剥离制成装片，又很容易在显微镜下观察
实验原理：见书
实验步骤：见书
实验结果：
进行实验
分析结果
如果开始使用了0.8g/ml的蔗糖溶液，很快就观察到了质壁分离，但后来加清水怎么也不能使细胞发生质壁分离复原，能否断定当外界浓度低的时候细胞不能吸水呢？那为什么会出现与预期不符的结果呢？
蔗糖浓度过高了，导致细胞失水过快而死亡了。

表达与交流
科学探究的一般过程包括哪六个步骤？
3．什么是质壁分离与复原？它又说明了什么？
植物细胞的原生质层相当于一层半透膜，成熟的植物细胞靠渗透作用吸水或失水。

细胞液与细胞外界溶液发生渗透作用。

结论：植物细胞在什么情况下吸水？在什么情况下失水？
三．离子的跨膜运输
细胞对物质的输入和输出的选择性。

学生阅读课本，并进行讨论：
（1）水稻培养液里的Ca2+和Mg2+浓度为什么会增高？说明什么？
水稻吸收水分和其他离子多，而吸收Ca2+和Mg2+较少。

（2）不同作物对无机盐的吸收有差异吗？
有明显差异，水稻吸收大量的Si4+而番茄几乎不吸收.番茄吸收Ca2+和Mg2+较多. (3) 水分子跨膜运输是顺相对含量梯度的,其他物质也是这样的吗?
不是的,比如水稻吸收Si4+,这是根据生物生命活动的需要.
(4) 细胞对物质的吸收有选择吗？如果有，这种选择有普遍性吗?
是有选择性的，因为不同生物吸收的离子的量是各不相同的；这种选择也是普遍性的,如不同微生物对不同矿物的吸收表现出较大的差异。

教师: 细胞膜并不是单纯物理意义的半透膜,它是有生理活性的,能对一些物质进行选择性通过,这叫选择透过性膜。

总结：本节课我们通过实验探究了植物细胞在什么情况会吸水，并且学习了其失水和吸水的原理是渗透作用。

细胞膜是一种半透膜，一些小分子可以自由通过，一些分子则不能自由通过，但细胞膜又不是纯物理意义的半透膜，它是有生理活性的，能对一些离子和小分子进行选择性通过。

所以细胞膜更是一种选择透过性膜。

布置作业：复习本节内容，完成《学习与评价》中的配套习题。

板书设计
第4章第1节物质跨膜运输的实例
一、渗透作用
概念：水分子透过半透膜，从低浓度溶液向高浓度溶液的扩散。

条件：半透膜、膜两侧具有浓度差
二、细胞的吸水和失水
动物细胞的吸水和失水原理：
植物细胞的吸水和失水原理：
三、离子的跨膜运输
离子的跨膜运输并不是顺着离子相对含量的梯度来进行的
细胞膜是一种选择透过性膜。