高中生物（新人教版必修1）教案：第4章《细胞的物质输入和输出》第2课时

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【考纲】1.通过模拟实验探究膜的透性 b 2.观察植物细胞的质壁分离和复原 b 3.物质出入细胞的方式 B【作业布置】 1.将一张洋葱鳞片叶放在某一浓度的蔗糖溶液中制成装片，放在显微镜下观察，有如图3种状态的细胞，你认为这3个细胞在未发生上述情况之前，其细胞液的浓度依次是：A．A﹥B>C B．AA>C D．B蔗糖溶液浓度B.细胞液浓度<蔗糖溶液浓度  C.有不同浓度的细胞液 D.组胞膜有不同的选择透过性3.家庭养花，一次施肥过浓，引起花卉萎蔫，可采取的措施是 ①加强光照 ②改善空气流通 ③适当浇灌清水 ④更换盆中泥土 A.①③ B.②④ C.①② D.③④4.以紫色洋葱鳞茎表皮为材料观察植物细胞质壁分离现象，下列叙述错误的是 A.在发生质壁分离的细胞中能观察到紫色中央液泡逐渐缩小B.滴加30%的蔗糖溶液比10%蔗糖溶液引起细胞质壁分离所需时间短C.发生质壁分离的细胞放入清水中又复原，说明细胞保持活性D.用高浓度的NaCl溶液代替蔗糖溶液不能引起细胞质壁分离5.回答下列与细胞有关的实验问题。(1)下列4项实验中，需保持细胞生理活性的有 (填序号)。①观察叶绿体和原生质的流动 ②观察洋葱鳞片叶内表皮细胞中DNA的分布 ③探究酵母菌的呼吸方式 ④红细胞中血红蛋白的提取和分离(2)按下面步骤进行质壁分离实验。 步骤一：在洁净的载玻片中央加一滴清水，取一片藓类小叶，盖上盖玻片。 步骤二：从盖玻片-N滴入0.3 g／mL的蔗糖溶液，在盖玻片的另一侧用吸水纸吸引。 这样重复几次，使盖玻片下面的藓类小叶浸润在0.3g／mL的蔗糖溶液中。步骤三：在显微镜下观察，结果如图所示。①图中A、B处的颜色分别是 。②如果上述实验步骤二中从盖玻片的一侧滴入的是加有伊红(植物细胞不吸收的红色染料)的0.3 g／mL的蔗糖溶液，则在显微镜下观察到A、B处颜色分别是 。③如果将步骤二中浸润在0.3g／mL的蔗糖溶液中的藓类小叶的装片，放在80℃条件下处理一段时间(装片中的藓类小叶保持在0.3g／mL的蔗糖溶液中)。在显微镜下清晰地观察到细胞结构后，为更准确地判断A处颜色，对显微镜的操作方法是 、 。如果A处呈绿色，可能的原因是 。5.答案 ⑴①③ ⑵①无色、绿色 ②红色、绿色 ③改变光圈大小 调节反光镜（电光源亮度） 高温下细胞膜、叶绿体膜失去选择透过性，叶绿素等色素进入A处6.下表列出了教科书中部分实验的材料、实验和观察内容，请回答有关问题：(1)某同学在做第一个实验时，将2mL0.1g／mLNaOH溶液与4滴0.01g／mLCuSO4溶液混合均匀后，加入到装有稀释鸡蛋清的试管中，观察颜色变化。实验没有成功，你能给他提出有效建议吗? 。(2)某老师将鸡蛋上、下端的卵壳经过处理，暴露出卵壳膜，进行如右图所示的实验。实验结果是有蔗糖溶液从鸡蛋上部溢出，请分析溢出的蔗糖溶液浓度的变化情况 。(3)在第3个实验中，分离出的色素带颜色较淡。产生该结果的可能原因是 。 ①研磨不充分，色素未能充分提取出来 ②丙酮加入量太多，稀释了色素提取液 ③丙酮加入量太少，色素未提取出来 ④划滤液细线次数较少A．①③④ B．①②④ C．③④ D．②④(4)在第4个实验中，自变量是 。(5)在第5个实验开始时葡萄不能洗得太干净的原因是 。(6)在第6个实验中，提取出来的含有一定杂质的DNA，需要用到上表中没有列出的实验试剂来进一步提纯，你当时采用的实验试剂是 。(7)在上述实验中，需要水浴加热的有 (填序号)。6.答案(1)应将NaOH溶液和CuSO4溶液先后与鸡蛋清混合，直接观察试管中溶液颜色变化，(2)蔗糖溶液浓度有所降低 (3)B (4)萘乙酸(NAA)浓度 (5)尽量保存葡萄表面的野生酵母菌 (6)体积分数为95%的冷酒精溶液 (7)6【教学后记】 【教学过程】植物细胞的吸水和失水 （1）未成熟植物细胞（未形成液泡的细胞）：吸胀吸水（主要）注意：亲水物质：蛋白质﹥淀粉﹥脂肪，不论死细胞还是活细胞均能吸胀吸水。 注意：区分原生质层与原生质体：原生质层：是成熟的植物细胞内相当于半透膜的结构，由细胞膜、液泡膜及这两层膜之间的细胞质组成。不包括细胞核和液泡内的细胞液。 原生质体：是除去了植物细胞壁后所剩下的具有生物活性的植物细胞结构，包括细胞膜、细胞质、细胞核三部分，常作为植物细胞融合的材料。（3）质壁分离 ①概念：原生质层与细胞壁相分离的现象 ②原因 外因：外界溶液浓度 ﹥ 细胞液浓度 内因：原生质层的伸缩性 ﹥ 细胞壁的伸缩性 细胞渗透失水 ③现象：宏观: 坚挺→萎蔫； 微观：液泡体积：大→小、细胞液颜色：浅→深、原生质层：与细胞壁分离。注意：质壁分离产生的条件：①具有大液泡 ②具有细胞壁 ③细胞内外溶液具有浓度差 ④活细胞（动物细胞无细胞壁，不会发生质壁分离；分生区细胞、干种子细胞无大液泡，也不能进行质壁分离；死细胞不具有选择透过性膜，不发生质壁分离）思考：下列哪些细胞能发生质壁分离？ 叶肉细胞、根成熟区细胞、分生区细胞、形成层细胞、干种子细胞、动物细胞、导管细胞、纤维细胞、洋葱表皮细胞、动物细胞（4）植物质壁分离和复原实验 ①原理：A.成熟植物细胞的原生质层相当于一层半透膜， B.原生质层的伸缩性大于细胞壁 C.细胞液具有一定的浓度，能渗透失水和吸水②选材：紫色的洋葱鳞片叶细胞 （细胞大、易撕取，液泡有颜色，便于观察）③过程： 制作洋葱鳞片叶表皮细胞临时装片 有一个紫色的中央大液泡低倍镜观察 原生质层紧贴细胞壁在载玻片一侧滴加0.3g/ml蔗糖溶液，另一侧用吸水纸吸引，重复几次(引流法）中央液泡逐渐变小，紫色加深 低倍镜观察 原生质层与细胞壁逐渐分离 细胞大小基本不变 在载玻片一侧滴加清水，另一侧用吸水纸吸引，重复几次 中央液泡逐渐变大，紫色变浅低倍镜观察 原生质层逐渐贴近细胞壁 细胞大小基本不变④结论：成熟的植物细胞能与外界溶液发生渗透作用：外界溶液的浓度 > 细胞液浓度时，细胞渗透失水，质壁分离；反之，细胞渗透吸水，质壁分离的细胞发生复原。思考：植物细胞失水过程中水分子依次经过哪些结构？ 图中⑤处是什么溶液？质壁分离后又出现质壁分离复原，与此过程密切相关的细胞器有？注意：A.选材：洋葱表皮细胞有紫色液泡，而且表皮容易撕取获得。实验过程中细胞应处于生活状态。B.本实验用显微镜观察了三次，有两次对照：第一次（自然状态）与第二次（质壁分离状态）形成对照，第三次（复原后状态）与第二次（质壁分离状态）形成对照，该对照方法为自身对照（即实验组和对照组在同一实验对象上进行，不另设对照组。实验操作前的为对照组，实验操作后的对象为实验组。）C.在质壁分离时，所用的蔗糖溶液的浓度不宜过高，如50%的蔗糖溶液会引起植物细胞因过度失水而死亡；当质壁分离现象出现后，观察时间也不宜过长，以免质壁分离时间过长导致细胞因长时间处于失水状态而死亡，影响质壁分离复原现象的观察。D.植物细胞发生质壁分离后，细胞液浓度增大，吸水能力增强；E.植物细胞由于有细胞壁的存在，不管失水还是吸水，细胞体积变化不大；但动物细胞体积会发生明显变化。F.植物细胞由于有细胞壁的存在，且细胞壁的弹性是有限的，因此，细胞不可能无限吸水，当细胞因吸水体积增大到细胞壁所能膨大的最大限度时，细胞将不再吸水。此时，细胞液浓度不一定和外界溶液的浓度相等。G.若用可吸收的物质做溶质时，如葡萄糖、5%的NaCl、0.1g/ml的KNO3、7%的尿素、乙二醇等溶液做实验时，会出现 先发生质壁分离后又自动复原 的现象。原因是 这些物质可以转运到细胞内使细胞液浓度增大，一段时间后，细胞重新吸水，质壁分离自动复原。⑤应用A.判断植物细胞的死活：观察植物细胞能否发生质壁分离与复原B.大致测定细胞液浓度的范围 方法：待测细胞 + 一系列浓度梯度的蔗糖溶液 → 分别镜检结果：细胞液浓度介于未发生质壁分离和刚刚发生质壁分离的蔗糖溶液的浓度之间； 细胞液浓度 = 在一个视野中有50%的细胞发生质壁分离时的外界溶液浓度C.比较不同植物细胞的细胞液浓度大小 不同植物细胞 + 同一浓度的蔗糖溶液 → 镜检刚发生质壁分离时所需时间比较→判断细胞液浓度的大小（时间越短，细胞液浓度越小）D.比较未知浓度的溶液的浓度大小 （渗透装置） 同一植物的成熟细胞 + 未知浓度的溶液 → 镜检刚发生质壁分离时所需时间比较→ 比较所用时间的长短 → 判断溶液浓度的大小 （时间越短，未知溶液的浓度越大）E.鉴别不同种类的溶液（如KNO3和蔗糖溶液） 方法：相同成熟植物细胞 + 不同种类溶液 → 分别镜检 结果：只发生质壁分离的是蔗糖溶液（蔗糖不能通过原生质层） 发生质壁分离后又自动复原的是KNO3溶液（KNO3溶液能通过原生质层）F.验证原生质层和细胞壁伸缩性的大小例2：（多选）在植物细胞吸水和失水的实验过程中，某同学在显微镜的视野中看到的一个细胞如右图所示，若A、B分别表示两处溶液的浓度。以下推测正确的是A.若此时A>B，细胞会渗透吸水，若此时B>A，细胞会失水，B.若此时A=B，则没有水分子进出原生质层 C.若细胞死亡，原生质层没有选择透过性，大分子可进入细胞，细胞渗透压提高，细胞会渗透吸水 D.细胞在质壁分离的过程中，细胞的吸水能力不断在增强例3：将同一植物细胞依次浸入蒸馏水、0.3mol／L的蔗糖溶液和O.4 mol／L的KN03溶液中，测得细胞的体积随时间的变化曲线如右图所示，则曲线A、B、C分别代表细胞所处的溶液是 A.清水、蔗糖溶液、KNO3 B.KN03、清水、蔗糖溶液 C.清水、KNO3、蔗糖溶液 D.蔗糖溶液、KN03、清水例4:（多选）将一洋葱细胞放入大于该细胞细胞液浓度的KN03溶液中，一段时间后，镜检发现该细胞未发生质壁分离，其可能的原因： A.该细胞可能是死细胞 B.该细胞可能是根尖分生区细胞C.该细胞不会发生质壁分离 D.该细胞可能发生质壁分离后又自动复原了③农民在移栽大白菜时往往去掉一些大叶片，是因为刚栽的白菜根不能很快从土壤中吸水，去掉几片大叶片可以减少因叶的蒸腾作用而造成的水分散失，避免造成刚栽的白菜体内失水过多死亡，从而提高成活率。④糖渍、盐渍食品不易变质是因为食品的外面形成很高浓度的溶液，使微生物不能在上面生存、繁殖，所以能较长时间地保存。⑤用较高浓度的糖或盐溶液腌制食品，细胞大量失水死亡，细胞膜失去选择透过性，糖或Na+、Cl-大量进入死细胞，使腌制食品具有甜味和咸味。【二次备课】组别材料实验观察内容1蛋清双缩脲试剂溶液颜色变化2蛋壳膜制成渗透装置膜内外溶液变化3菠菜CaCO3、SiO2、丙酮、层析液、滤纸叶绿体色素的分离4(某种植物)枝条萘乙酸(NAA)生根数量和长度5葡萄、酵母菌发酵装置果酒、果醋的产生6鸡血细胞蒸馏水、NaCl溶液、二苯胺溶液等溶液颜色变化