新教材高中生物第二章細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和生命活動(dòng)第三節(jié)第1課時(shí)探究植物細(xì)胞的吸水和失水課件蘇教必修110271376

第1課時(shí)探究植物細(xì)胞的吸水和失水第二章2021內(nèi)容索引0102課前篇自主預(yù)習(xí)課堂篇探究學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)目標(biāo)1.結(jié)合教材中的滲透示意圖進(jìn)行分析,理解滲透作用發(fā)生的條件,培養(yǎng)歸納、推理等科學(xué)思維能力。2.通過分析成熟植物細(xì)胞的結(jié)構(gòu),理解植物細(xì)胞具備發(fā)生滲透作用的條件,建立結(jié)構(gòu)與功能觀。3.通過探究植物細(xì)胞的吸水和失水,理解植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離和復(fù)原現(xiàn)象。嘗試提出問題,作出假設(shè),提高科學(xué)探究能力。課前篇自主預(yù)習(xí)一、動(dòng)物細(xì)胞的吸水和失水如果將正常形態(tài)的紅細(xì)胞置于三種不同滲透壓的溶液中,一段時(shí)間后會(huì)發(fā)現(xiàn)它們的形態(tài)發(fā)生如下變化。請(qǐng)判斷圖甲、乙、丙中紅細(xì)胞所處的狀態(tài),并分析成因。甲:形態(tài)不變,紅細(xì)胞處于等滲溶液中。乙:吸水膨脹,紅細(xì)胞處于低滲溶液中。丙:失水皺縮,紅細(xì)胞處于高滲溶液中。二、植物細(xì)胞的吸水和失水1.滲透作用發(fā)生條件(1)有一層半透膜。(2)半透膜兩側(cè)的溶液具有濃度差。2.成熟的植物細(xì)胞相當(dāng)于一種滲透裝置

3.觀察植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離和復(fù)原現(xiàn)象

預(yù)習(xí)反饋1.判斷。(1)水分子的擴(kuò)散特稱滲透。(√)(2)在發(fā)生質(zhì)壁分離的細(xì)胞中,細(xì)胞質(zhì)膜相當(dāng)于半透膜。(×)(3)植物細(xì)胞的原生質(zhì)層由細(xì)胞質(zhì)膜和液泡膜組成,相當(dāng)于半透膜。(×)(4)達(dá)到滲透平衡時(shí),半透膜兩側(cè)的水分子進(jìn)行的是雙向運(yùn)動(dòng)。(√)(5)外界溶液濃度大于細(xì)胞液濃度時(shí),洋蔥表皮細(xì)胞質(zhì)壁分離,細(xì)胞液顏色變淺。(×)2.連線。

答案

3.下列有關(guān)水對(duì)生命活動(dòng)影響的敘述,錯(cuò)誤的是(

)A.自由水可作為細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)物B.水分減少時(shí),細(xì)胞代謝減弱C.水分子通過細(xì)胞壁的擴(kuò)散稱為滲透作用D.結(jié)合水是細(xì)胞結(jié)構(gòu)的重要組成成分答案

C解析

水分子通過半透膜的擴(kuò)散稱為滲透作用。4.將家兔紅細(xì)胞置于不同濃度的溶液中,水分子的跨膜運(yùn)輸示意圖如下(箭頭方向表示水分子的進(jìn)出,箭頭粗細(xì)表示水分子進(jìn)出的多少)。下列敘述正確的是(

)A.一段時(shí)間后,甲細(xì)胞會(huì)發(fā)生質(zhì)壁分離B.能發(fā)生滲透作用的是甲細(xì)胞和丙細(xì)胞C.光學(xué)顯微鏡下可觀察到乙細(xì)胞有水分子的進(jìn)出D.若將甲、乙和丙細(xì)胞同時(shí)分別置于蒸餾水中,甲細(xì)胞先破裂答案

B解析

家兔紅細(xì)胞沒有細(xì)胞壁,不會(huì)發(fā)生質(zhì)壁分離,A項(xiàng)錯(cuò)誤;分析示意圖,甲和丙細(xì)胞與外界溶液都存在濃度差,能發(fā)生滲透作用,B項(xiàng)正確;光學(xué)顯微鏡下看不到乙細(xì)胞有水分子的進(jìn)出,C項(xiàng)錯(cuò)誤;甲、乙和丙細(xì)胞同時(shí)分別置于蒸餾水中,丙細(xì)胞由于已經(jīng)吸水膨脹,體積最大,則放在蒸餾水中最先破裂,D項(xiàng)錯(cuò)誤。5.食醋中的醋酸成分是活細(xì)胞不需要的小分子物質(zhì),蔗糖是活細(xì)胞不需要的物質(zhì)。用食醋和蔗糖可將新鮮的大蒜頭很快地腌成糖醋蒜,其原因是(

)A.醋酸和蔗糖分子均能存在于活細(xì)胞的間隙中B.醋酸和蔗糖分子均能被吸附在活細(xì)胞的表面C.醋酸能固定和殺死活細(xì)胞,細(xì)胞質(zhì)膜失去了選擇性D.因腌的時(shí)間過久,兩種物質(zhì)均慢慢地進(jìn)入活細(xì)胞答案

C解析

醋酸能使細(xì)胞質(zhì)膜上的蛋白質(zhì)分子變性,進(jìn)而殺死活細(xì)胞,細(xì)胞質(zhì)膜失去了選擇透過性,變成全透性的,醋酸和蔗糖可以很快地進(jìn)入細(xì)胞。課堂篇探究學(xué)習(xí)探究點(diǎn)一滲透作用細(xì)胞質(zhì)膜是細(xì)胞與其外環(huán)境之間的屏障。這一屏障是如何控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的呢?科學(xué)家為研究植物細(xì)胞吸水和失水的問題,設(shè)計(jì)了滲透裝置,并用這種裝置開展模擬實(shí)驗(yàn)揭示了滲透作用的本質(zhì)。結(jié)合下列滲透裝置圖,分析回答下列問題。1.一段時(shí)間后,漏斗管內(nèi)液面上升的原因是什么?答案

以半透膜為界面,蔗糖分子不能透過半透膜,而在半透膜兩側(cè),乙蔗糖溶液中的水分子數(shù)多于甲蔗糖溶液中的水分子數(shù),所以在單位時(shí)間內(nèi)由乙蔗糖溶液進(jìn)入甲蔗糖溶液的水分子數(shù)多于由甲蔗糖溶液進(jìn)入乙蔗糖溶液的水分子數(shù)。因此,一段時(shí)間后,漏斗管內(nèi)的液面會(huì)上升。2.當(dāng)液面不再上升時(shí)半透膜兩側(cè)蔗糖溶液的濃度是否相等?答案

不相等,長(zhǎng)頸漏斗內(nèi)的蔗糖溶液濃度仍高于漏斗外的蔗糖溶液濃度。3.為什么當(dāng)液面上升到一定程度時(shí),液面不再上升?答案

一段時(shí)間后,漏斗中的液面與燒杯中的液面存在液面差,由于燒杯中與漏斗中的液體具有濃度差,即具有滲透壓差,所以水分子有進(jìn)入漏斗的趨勢(shì);但是液面差向下產(chǎn)生的壓力與滲透壓的平衡使半透膜兩側(cè)水分子的交換率(進(jìn)出)相同時(shí),液面不再升高。歸納提升1.典型滲透裝置的分析

(1)溶質(zhì)不能透過半透膜,水分子可以進(jìn)出半透膜。(2)若S1溶液濃度大于S2溶液濃度,則單位時(shí)間內(nèi)S2→S1的水分子數(shù)多于S1→S2,外觀上表現(xiàn)為S1液面上升;若S1溶液濃度小于S2,則情況相反,外觀上表現(xiàn)為S1液面下降。(3)在達(dá)到滲透平衡后,若存在如圖所示的液面差Δh,則Sl溶液濃度仍大于S2溶液濃度。因?yàn)橐好娓叩囊粋?cè)形成的壓強(qiáng),會(huì)阻止溶劑由低濃度一側(cè)向高濃度一側(cè)擴(kuò)散。誤區(qū)警示

有關(guān)滲透作用的誤區(qū)(1)半透膜兩側(cè)的水分子進(jìn)行的是雙向運(yùn)動(dòng),而不是單向運(yùn)動(dòng),觀測(cè)到的現(xiàn)象是由水分子雙向運(yùn)動(dòng)的數(shù)量差所導(dǎo)致的液面改變。(2)滲透平衡不代表濃度相等。當(dāng)半透膜兩側(cè)的溶液達(dá)到平衡時(shí),是兩側(cè)的水分子運(yùn)動(dòng)達(dá)到平衡,而兩側(cè)溶液的濃度并不一定相同,兩側(cè)的液面高度也不一定相同。(3)水分子通過半透膜由低濃度溶液向高濃度溶液擴(kuò)散。此處的濃度是指物質(zhì)的量濃度,是單位體積溶液中微粒數(shù)的多少,不是質(zhì)量分?jǐn)?shù)。如質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的葡萄糖溶液和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的蔗糖溶液的質(zhì)量濃度相等,但質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的蔗糖溶液的滲透壓小,故水可通過半透膜由10%的蔗糖溶液向10%的葡萄糖溶液移動(dòng)。2.細(xì)胞滲透系統(tǒng)的組成

項(xiàng)

目動(dòng)物細(xì)胞成熟植物細(xì)胞半透膜細(xì)胞質(zhì)膜原生質(zhì)層濃度差外界溶液與細(xì)胞質(zhì)濃度比較外界溶液與細(xì)胞液濃度比較結(jié)果高滲溶液細(xì)胞失水皺縮細(xì)胞質(zhì)壁分離等滲溶液細(xì)胞狀態(tài)不變細(xì)胞狀態(tài)不變低滲溶液細(xì)胞吸水膨脹細(xì)胞質(zhì)壁分離復(fù)原探究應(yīng)用1.下圖所示的U形管中間被半透膜(只允許水分子通過)隔開,兩側(cè)分別加入等量的0.1mol/L的蔗糖溶液和麥芽糖溶液。一段時(shí)間后左右兩側(cè)液面高度變化是怎樣的?若向U形管兩側(cè)加入等量某種微量物質(zhì),最終右側(cè)液面上升,那么加入的這種微量物質(zhì)最可能是什么?(

)A.右側(cè)液面高度下降;葡萄糖B.兩側(cè)液面高度不變;蔗糖酶C.兩側(cè)液面高度不變;麥芽糖酶D.右側(cè)液面高度下降;蒸餾水答案

C解析

半透膜兩側(cè)的溶液物質(zhì)的量濃度相等,因此一段時(shí)間后兩側(cè)液面高度不變;若U形管兩側(cè)加入等量麥芽糖酶,右側(cè)麥芽糖被水解成葡萄糖,溶液濃度增大,水分子從左側(cè)進(jìn)入右側(cè),最終右側(cè)液面上升。2.某實(shí)驗(yàn)小組用下圖所示實(shí)驗(yàn)裝置探究魚鰾膜的通透性。實(shí)驗(yàn)開始時(shí)漏斗內(nèi)外液面等高,實(shí)驗(yàn)中觀察到漏斗內(nèi)液面上升到一定高度后不再上升。相關(guān)敘述正確的是(

)A.水分子只能由魚鰾膜外進(jìn)入膜內(nèi)B.蔗糖分子可以由魚鰾膜內(nèi)擴(kuò)散到膜外C.液面靜止時(shí)魚鰾膜內(nèi)外溶液濃度相等D.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明魚鰾膜是一種半透膜答案

D解析

水分子能由魚鰾膜外進(jìn)入膜內(nèi),也能由膜內(nèi)進(jìn)入膜外,A項(xiàng)錯(cuò)誤;蔗糖分子不能由魚鰾膜內(nèi)擴(kuò)散到膜外,B項(xiàng)錯(cuò)誤;當(dāng)長(zhǎng)頸漏斗內(nèi)液面靜止時(shí),半透膜兩側(cè)水分子進(jìn)出速率相等,但是此時(shí)半透膜兩側(cè)的溶液濃度并不相等,漏斗內(nèi)是稀釋的蔗糖溶液,燒杯內(nèi)是清水,所以液面靜止時(shí)魚鰾膜內(nèi)溶液濃度大于膜外,C項(xiàng)錯(cuò)誤;魚鰾膜能讓水分子通過,不允許蔗糖分子通過,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明魚鰾膜是一種半透膜,D項(xiàng)正確。3.下圖甲、乙、丙是三種不同濃度的蔗糖溶液,將質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%的蔗糖溶液置于用半透膜做成的袋子中,綁緊后再分別置于甲、乙、丙三種蔗糖溶液中,一段時(shí)間后,觀察其情形如下圖所示。試推測(cè)甲、乙、丙溶液濃度的關(guān)系(

)A.甲>乙>丙B.甲>丙>乙C.乙>甲>丙D.乙>丙>甲答案

D解析

當(dāng)袋子中蔗糖溶液的濃度高于外界溶液的濃度時(shí),袋子將吸水膨脹;當(dāng)袋子中蔗糖溶液的濃度等于外界溶液的濃度時(shí),袋子形態(tài)將保持不變;當(dāng)袋子中蔗糖溶液的濃度小于外界溶液的濃度時(shí),袋子將失水皺縮。探究點(diǎn)二觀察植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離和復(fù)原現(xiàn)象請(qǐng)根據(jù)“觀察植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離和復(fù)原現(xiàn)象”實(shí)驗(yàn)流程圖解,回答下列問題。

1.步驟B觀察到的是

下的紫色洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞,此時(shí)的

與細(xì)胞壁緊密相貼;步驟D觀察到的是用一定濃度的蔗糖溶液處理過的紫色洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞,此時(shí)發(fā)生了

現(xiàn)象,該現(xiàn)象發(fā)生的內(nèi)因是

,外因是

。

答案

正常狀態(tài)原生質(zhì)層質(zhì)壁分離原生質(zhì)層比細(xì)胞壁的伸縮性大蔗糖溶液濃度大于細(xì)胞液濃度,細(xì)胞失水2.通過步驟E處理后,相比D中的觀察結(jié)果,步驟F中的觀察結(jié)果發(fā)生了何種現(xiàn)象?該現(xiàn)象發(fā)生的外因是什么?答案

步驟F中觀察到質(zhì)壁分離復(fù)原現(xiàn)象。引起質(zhì)壁分離復(fù)原的外因是細(xì)胞液濃度大于外界濃度,細(xì)胞吸水。3.請(qǐng)分析本實(shí)驗(yàn)的對(duì)照設(shè)計(jì)思路,判斷步驟D在本實(shí)驗(yàn)中是實(shí)驗(yàn)組還是對(duì)照組?答案

本實(shí)驗(yàn)存在兩次對(duì)照。第一次是自然狀態(tài)與質(zhì)壁分離狀態(tài)的對(duì)照,即B、D狀態(tài)的對(duì)照,D是實(shí)驗(yàn)組;第二次是質(zhì)壁分離復(fù)原后與質(zhì)壁分離狀態(tài)的對(duì)照,即F、D狀態(tài)的對(duì)照,D是對(duì)照組。歸納提升1.實(shí)驗(yàn)原理(1)植物細(xì)胞的原生質(zhì)層相當(dāng)于半透膜,細(xì)胞壁與原生質(zhì)層具有一定的伸縮性,原生質(zhì)層的伸縮性大于細(xì)胞壁的伸縮性。(2)外界溶液濃度>細(xì)胞液濃度→細(xì)胞失水,原生質(zhì)層皺縮→發(fā)生質(zhì)壁分離。(3)外界溶液濃度<細(xì)胞液濃度→細(xì)胞吸水→已發(fā)生質(zhì)壁分離的細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原。2.成因及觀察指標(biāo)分析

項(xiàng)

目質(zhì)壁分離質(zhì)壁分離復(fù)原內(nèi)因原生質(zhì)層比細(xì)胞壁的伸縮性大外因外界溶液的濃度大于細(xì)胞液的濃度外界溶液的濃度小于細(xì)胞液的濃度觀察指標(biāo)個(gè)體堅(jiān)挺→萎蔫萎蔫→堅(jiān)挺細(xì)胞①原生質(zhì)層與細(xì)胞壁分離②液泡由大變?、垡号蓊伾蓽\變深①原生質(zhì)層與細(xì)胞壁分離復(fù)原,相互貼近②液泡由小變大③液泡顏色由深變淺3.實(shí)驗(yàn)結(jié)論(1)成熟的植物細(xì)胞能與外界溶液進(jìn)行滲透作用,當(dāng)外界溶液濃度大于細(xì)胞液濃度時(shí),細(xì)胞失水,發(fā)生質(zhì)壁分離。(2)當(dāng)外界溶液濃度小于發(fā)生質(zhì)壁分離的細(xì)胞液濃度時(shí),細(xì)胞吸水,發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原。4.注意事項(xiàng)(1)實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵之一是實(shí)驗(yàn)材料的選擇。要選取成熟的、液泡帶有一定顏色的植物組織進(jìn)行實(shí)驗(yàn),便于觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。(2)滴加蔗糖溶液或清水時(shí),在載物臺(tái)上操作,一次滴加液體不要太多,以免污染載物臺(tái)。(3)選用的蔗糖溶液濃度要適宜。過低不足以引起質(zhì)壁分離或質(zhì)壁分離所需時(shí)間過長(zhǎng);過高可能造成植物細(xì)胞失水過多、過快而死亡,不能發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原現(xiàn)象。探究應(yīng)用1.在實(shí)驗(yàn)桌上有蒸餾水、0.3g/mL蔗糖溶液、0.7g/mL蔗糖溶液三種液體,所貼標(biāo)簽已經(jīng)模糊不清,為了區(qū)分這三種液體,標(biāo)記為甲、乙、丙后用同一部位的紫色洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞進(jìn)行了下圖所示實(shí)驗(yàn),根據(jù)鏡檢結(jié)果,下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(

)A.實(shí)驗(yàn)2中的細(xì)胞處于質(zhì)壁分離狀態(tài)B.實(shí)驗(yàn)后細(xì)胞液的濃度為②>①>③C.可判斷實(shí)驗(yàn)1的細(xì)胞正在吸水還是失水D.可判斷甲、乙、丙三種液體的濃度答案

C解析

實(shí)驗(yàn)1中的細(xì)胞正處于質(zhì)壁分離的狀態(tài),但無法判斷此時(shí)細(xì)胞正在更大程度地質(zhì)壁分離還是已達(dá)到質(zhì)壁分離的最大程度,所以也就無法判斷細(xì)胞是正在失水還是處于吸水和失水的動(dòng)態(tài)平衡中。2.在“觀察植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離和復(fù)原現(xiàn)象”實(shí)驗(yàn)中,對(duì)紫色洋蔥鱗片葉外表皮臨時(shí)玻片標(biāo)本進(jìn)行了三次觀察和兩次處理。下列有關(guān)敘述正確的是(

)A.第一次觀察為低倍鏡觀察,后兩次為高倍鏡觀察B.第一次處理滴加的液體為清水,第二次處理滴加的液體為0.3g/mL的蔗糖溶液