细胞的物质输入和输出　知识系统表解

概要：【本章总系统】 【探究】植物细胞的吸水和失水 实验理论： 实验探究的 基本步骤 步骤 内容 观察 现象 科学发现离不开观察。科学观察要在自然常态条件下进行，观察要保持客观的态度，必须周详,并记录，对观察到的现象还要进行客观的描述。 提出 问题 步骤：思考（对观察到的现象做深入的思考）→提出探究的问题（提出的问题要有探究价值）

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【本章总系统】

 

　　【探究】植物细胞的吸水和失水

实验理论：

实验探究的

基本步骤

步 骤

内　　　　　容

观察
现象

科学发现离不开观察。科学观察要在自然常态条件下进行，观察要保持客观的态度，必须周详,并记录，对观察到的现象还要进行客观的描述。

提出
问题

步骤：思考（对观察到的现象做深入的思考）→提出探究的问题（提出的问题要有探究价值）→组内交流（看看组内的其他同学能否准确理解你有意思）→修改完善→确定题目

作出
假设

据已有知识和生活经验，对提出的问题尝试回答。

设计
实验

设计检验假设是否正确的实验方案，具体步骤包括：确定实验思路→选择材料用具→设计方法步骤→预期实验结果。

进行
实验

按照实验方案进行实验操作、观察现象、记录结果。

分析
结果

得出
结论

若结果与预期相符，可得出实验结论。

若结果与预期不符，查找原因，进行解释。

总结
交流

陈述内容（探究的问题、过程、结果、结论）→听取质疑→进行解释→修改完善。

进一步

探究

在以上结论的基础上继续探究其它未知问题。

实验目的

（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）进行关于植物细胞吸水和失水的实验设计和操作。

 

 

 

 

 

 

 

 

方

 

法

 

步 

 

骤

观察现象

当你把白菜剁碎准备做馅时，常常要放一些盐，稍等一会儿，就可见到有水分渗出。将置于空气中刚刚萎蔫的青菜叶片泡在清水中，稍等一会就可看到青菜变得硬挺了。

提出问题

成熟的植物细胞放在外界溶液中会出现水分进出细胞的现象，那么什么条件下植物细胞会吸水，什么条件下植物细胞会失水呢？

作出假设

因为细胞膜和液泡膜都是生物膜，生物膜具有选择透过性，那么由细胞膜、液泡膜及两层膜之间的细胞质构成的原生质层也就具有选择透过性，相当于半透膜。这样成熟的植物细胞就会与外界溶液构成一个渗透系统。

当细胞液浓度＞外界溶液浓度时，会使植物细胞吸水。

当细胞液浓度＜外界溶液浓度时，会使植物细胞失水。

 

 

设

 

 

计

 

 

实

 

 

验

确定思路

将植物细胞浸润在较高浓度的蔗糖溶液中，会观察到中央液泡变小，细胞皱缩；再将细胞浸润在清水中，中央液泡会变大，细胞膨胀。

选择材料用具

材料：紫色的洋葱鳞片叶。

器材：刀片，镊子，滴管，载玻片，盖玻片，吸水纸，显微镜。

试剂：质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液，清水。

设计步骤

预期结果

步骤

操作方法

结果预期

中央液泡的大小

原生质层的位置

细胞大小

制片

制作洋葱鳞片叶外表皮的临时装片。低倍镜观察。

大

紧紧贴着细胞壁

基本不变

质壁分离观察

盖玻片一侧滴蔗糖溶液，另一侧吸水纸吸引。重复几次，低倍镜观察。

变小

原生质层脱离细胞壁

基本不变

质壁分离复原的

观察

盖玻片一侧滴清水，另一侧吸水纸吸引。重复几次，低倍镜观察。

逐渐恢复原来大小

原生质层恢复原来位置

基本不变

进行实验

按照实验方案认真操作，仔细观察，记录结果。

分析结果

得出结论

通过对实验结果的分析，可得出以下结论：水分子是可以出入细胞膜（在本实验中是原生质层，下同）的物质；而且水分子进出细胞的方向取决于细胞膜两边溶液的浓度，细胞吸水和失水是水分子顺相对含量梯度进行跨膜运输的过程。同时也证明细胞膜是选择透过性膜，因为蔗糖分子并未如水分子那样进出细胞膜。

表达交流

略

进一步

探究

本实验中还可提出如下问题，做进一步的实验探究：植物细胞会由于过多吸水而涨破吗？

第2节 生物膜的流动镶嵌模型

探究历程

时间

科学家

方 法

现 象

推测或结论

膜成分的探究

19世
纪末

欧文顿

用化学物质对植物细胞的通透性进行实验

脂溶性物质更容易通过细胞膜

膜是由脂质构成。

20世
纪初

分离哺乳动物的红细胞膜，并化学分析。

膜的主要成分是脂质的蛋白质

膜静态结构的建立

1925年

两位荷兰科学家

将丙酮提取的人红细胞膜中的脂质在空气－水界面上铺展成单分子层

单分子层的面积为红细胞表面积的2倍

细胞膜中的脂质分子排列为连续的两层

20世纪40年代

推测

蛋白质分子覆盖在脂质两边

20世纪50年代

罗伯特森

电镜观察细胞膜

细胞膜的“暗―亮―暗”的三层结构

中间亮层是脂质分子，两边暗层是蛋白质分子。

膜动态模型的建立

20世纪60年代以后

新技术用于生物膜的研究

膜蛋白有的镶嵌于脂质双分子层中

1970年

绿和红色荧光染料分别标记鼠和人细胞表面的蛋白质，细胞融合

开始融合细胞一半发绿色荧光，一半发红色荧光，37 ℃40 min后荧光均匀分布

细胞膜具有流动性

1972年

桑格、尼克森

第3节 物质跨膜运输的方式

运输方式

比     较

举  例

意    义

运输方向

是否需载体蛋白协助

是否耗能

被动运输

自由扩散

顺浓度梯度扩散

否

否

水、O₂、CO₂、甘油、乙醇、苯

协助扩散

顺浓度梯度扩散

是

否

葡萄糖进入红细胞

主动运输

低浓度一侧→高浓度一侧

是

是

无机离子、葡萄糖和氨基酸的吸收

主动选择吸收所需营养物质，排出代谢废物和有害物质，保证了活细胞能够按照生命活动的需要。

胞吞胞吐

大分子物质进细胞叫胞吞；大分子物质出细胞叫胞吐。