2、细胞的吸水和失水
(1)动物细胞的吸水和失水
从生活中的例子引出动物细胞的吸水和失水。例如,当我们吃比较咸的食物时,像腌制的咸菜、连续嗑带盐的瓜子等,你的口腔会有什么感觉?为什么? 有什么办法解决?
学生回答:会有干燥难受的感觉,因为口腔细胞失去水分,即水分的输出。这时及时的喝水,可以缓解口渴。
教师归纳:这些现象说明动物细胞的吸水和失水。
图片展示:哺乳动物红细胞吸水和失水
小组讨论:什么情况下,哺乳动物红细胞膨胀,皱缩或形态不变?
小组代表发言:
当细胞质浓度 ﹥外界溶液浓度,细胞吸水
当细胞质浓度 ﹤外界溶液浓度,细胞失水
当细胞质浓度 = 外界溶液浓度,细胞形态不变
师生共同总结: 水分进出细胞与细胞质的浓度和外界溶液是否存在浓度差有关。
学生思考:细胞膜是否相当于一层半透膜?
教师引导: 细胞膜能让水分子通过,而血红蛋白(大分子物质)不能通过,符合半透膜的特性,所以细胞膜相当于一层半透膜。
教师总结:动物细胞相当于一个渗透装置。
[设计意图: 从生活中来,到生活中去。培养运用所学的生物学知识解释生活中一些实际问题的能力。]
(2)探究植物细胞的吸水和失水
例如,在日常生活里, 白菜放置时间长了,以及萝卜条放在盐水中,都会萎蔫;而卖菜的阿姨经常向青菜上洒水,青菜变得硬挺,说明植物细胞也会吸水和失水。
●提出问题
教师: 从生活中的现象,结合上面这些例子,你可以提出什么问题?将问题写下来。
学生:①细胞会失水吗?(渗出的水是细胞内的水还是间隙的水)
②细胞在什么情况下会失水,什么情况下会吸水呢?
③水分是如何进出细胞的?
④植物细胞是不是一个渗透系统,哪些结构相当于半透膜?
⑤……
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。
学生: ②、③和④三个问题提得好,可以探究。
教师:好,提出了一个有价值的问题以后,我们如何去研究它呢?这是高中生物第一个探究实验,这节课我们主要学习探究问题的一般方法和步骤。
我们再回到植物细胞的失水与吸水,从卖菜的阿姨的做法等现象,我们发现问题──植物细胞也能吸水和失水,接着我们提出若干问题,并讨论得出有价值的,值得探究的问题。下面我们先以第④个问题为例,来学习探究问题的一般方法和步骤。
提出探究问题:植物细胞是不是一个渗透系统,哪些结构相当于半透膜?
●作出假设
①作出假设:当一个问题提出后,我们必须结合已有的知识或经验(必要时还要查找资料)分析问题,并且作出尝试性的回答,这种尝试性的回答称为“作出假设”。
图片展示:成熟植物细胞结构图。
提供信息:①成熟植物细胞具有中央大液泡,占整个细胞很大比例,因此成熟植物细胞内的液体环境主要考虑液泡中的细胞液。
②细胞壁的特点:全透性。
③细胞膜、液泡膜都是半透膜。
④原生质层:包括细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质。
教师引导,作出假设:原生质层相当于半透膜。
②预测实验结果:
当细胞液浓度 ﹥外界溶液浓度,细胞吸水,质壁分离;
当细胞液浓度 ﹤外界溶液浓度,细胞失水,质壁分离复原
在此处,教师可以适当补充:细胞液中的水分流失,使细胞壁和原生质层都出现一定程度的收缩,
但由于原生质层的伸缩性比细胞壁的伸缩性大,当细胞不断失水时,原生质就会与细胞壁分离开来,也就发生质壁分离。
教师追问:植物细胞会不会像动物细胞一样,不断的吸水最后涨破呢?
学生回答。
(3)设计实验
教师引导学生考虑这个实验设计上的一些细节问题,例如:
①实验材料、试剂、用具的选择
材料的选择:有颜色的还是没有颜色的,细胞小的还是相对比较大的,为什么?
教师补充:洋葱表皮细胞有紫色液泡,而且表皮容易撕取获得,我们可以考虑。
试剂的选择:糖水、盐水、海水、酒精?
[设计意图: 通过问题的设置,使学生在思考领悟到选择合适实验材料、试剂的重要性。]
实验用具的选择:植物细胞的吸水和失水是一个微观的过程,必须通过什么工具来观察?
学生:用显微镜观察。
②实验步骤
教师转承:实验材料、试剂、用具选好了,接下来我们要考虑整个实验具体的操作步骤。是先把洋葱泡在蔗糖溶液中,10 min后取出做成装片,显微镜下观察;还是先做好装片,再想办法往里加入试剂呢?
学生回答:先做装片再加试剂好,这样可以在显微镜下观察细胞失水的变化过程。
实验要点提示:
第一步:制作洋葱鳞片叶表皮的临时装片,先用低倍镜观察。
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