绿色植物的水分的吸收和利用

1/6§3－4水分代谢教案目标：知识目标：1．了解植物不同类型的细胞的吸水方式；2．理解和掌握作为渗透系统必须具备的条件；3．掌握并学会分析成熟的植物细胞所具备的发生渗透作用的条件。能力目标：1．培养学生运用理解知识分析具体事例的能力；2．培养学生理论联系实际的能力。情感目标：培养学生正确的科学研究的方法和运用科学知识的观点。教案重点和难点：1．渗透作用的原理；2．对成熟植物细胞的结构进行分析，符合发生渗透作用的条件；教案过程：复习1．指导学生认识成熟植物细胞有结构示意图。1（细胞壁）2（细胞膜）3（液泡膜）6（液泡）4（细胞液）5（细胞核）说明：一般情况下，在成熟的植物细胞中，由于细胞膜紧紧地贴在细胞壁上所以是看不到细胞膜的，所以，正确判断出细胞核就是正确判断（3）是细胞膜还是液泡膜的关键；2．水在生物体中的主要作用是什么？试举一例说明植物在新陈代谢中是需要水的？光合作用3．大家知道在光合作用中，二氧化碳主要是从空气中获得的，那么请你分析一下，水主2/6要是从那里来的呢？主要是植物从土壤中吸收的。讲授新课：一．植物对水分的吸收：（一）植物吸水器官：叶：根（主要器官）（二）植物吸水的部位－根尖1．根尖的结构：根毛区细胞（成熟区细胞）伸长区细胞生长点细胞（分生区细胞）根冠细胞2·吸水的主要部位：根毛细胞（成熟区细胞）二．植物细胞的吸水方式：（一）吸胀吸水：1．概念：指亲水胶体吸水膨胀的现象。2．条件：没有大的液泡的细胞；3．举例：分生区细胞：指的是尚未形成大的液泡的细胞。干燥的种子：原来有大的液泡，后来又消失了。4．原理：依靠细胞中的亲水物质吸水。5．亲水物质：指细胞中的纤维素、淀粉和蛋白质三种有机物；当它们呈凝胶状态时，它们之间会有大大小小的缝隙，水分子会迅速地以扩散作用和毛细现象等形式进入凝胶的内部，由于这些凝胶是亲水的，而联系植物叶面喷水的效果此处应指明是没有大的液泡，而不完全指未成熟的植物细胞3/6水分子又是极性分子，水分子就通过氢键和这些凝胶结合起来，使其膨胀。亲水力大小：蛋白质＞淀粉＞纤维素优点：细胞由于有胶体物质对水的吸胀作用，能使细胞经常保持一定的水分，从而得以经受干旱的考验。（二）渗透吸水：1．概念：水分子（或者其它溶剂分子）通过半透膜的扩散。比比比较较较扩扩扩散散散和和和渗渗渗透透透：：：扩散：指的是物质从高浓度区域向低浓度区域的运动；它是不管是通过还是没有通过膜的，如的：（1）一滴墨水在清水中向四周扩散开来；（2）在教室中打开一瓶香水，大家都能闻到香味；（3）氧气由细胞外通过扩散进入细胞内。渗透：是一种特殊的扩散方式，它是专指从高浓度区域通过膜结构到达低浓度区域的扩散方式。比如水等溶剂分子从高浓度区域通过细胞膜进入低浓度区域的扩散方式。比比比较较较全全全透透透膜膜膜、、、半半半透透透膜膜膜和和和选选选择择择透透透过过过性性性膜膜膜：：：全透膜：是指什么物质都可通过的结构，比如细胞壁就是属于全透膜；半透膜：是指某些小分子物质可以通过，而其它物质则不能通过的多孔性薄膜；如：动物的膀胱膜、肠衣、鸡蛋壳内的薄膜、种皮等等，选择透过性膜：是指除了水之外的其它物质，必须是细胞需要的物质才能通过，不管是大分子还是小分子的物质，是因为在它的膜上有具有选择性的载体存在，它对物质的进出具有高度的选择性，当细胞死亡以后，选择透过性膜便失去了选择性而成了全透性了。如细胞内的包括细胞膜在内的各种膜，都是选择透过性膜。思考题：根据植物根尖各部分的所具有的液泡情况，分析它们的吸水的主要方式是什么？比较工程液泡具有情况吸水主要方式根冠大液泡渗透吸水分生区小液泡吸胀吸水伸长区小液泡变成大液泡由吸胀吸水转向渗透吸水根毛区大液泡浸透吸水2．实验验证此处可以通过指导学生比较大豆种子和小麦种子在水中浸泡后的膨大情况来分析结论，因为大豆含有蛋白质较多，而小麦含有淀粉较多4/6分析：根据渗透作用原理可以从以下几个方面来分析漏斗口上的半透膜两侧的情况：（1）膜两侧的浓度高低；（2）含水量的多少；（3）水分子的运动方向；（4）水分子总的运动趋势。比较项目半透膜以上半透膜以下溶液蔗糖溶液普通清水溶液浓度30%几乎为0含水量较少较多水分子运动较少较多水分子总运动趋势由清水中流向蔗糖溶液液面表现液面上升结论：一个典型的渗透系统（能够观察到发生渗透作用现象）必须具备下列两个基本条件：（1）具有半透膜；（2）膜两侧要有浓度差。说明：根据细胞选择透过性膜的特点，还必须是活的细胞，因为一旦细胞死亡，其膜就变成了全透性膜。思考题：（1）如果半透膜两侧的溶液浓度相同，请问，是否也发生渗透作用呢？1．要分清当膜两侧的浓度相等时，渗透作用仍然发生，只是水分进出是相等的所以，观察不到；2．关于植物细胞中的膜，是选择透过性膜，而不是半透膜，要提醒学生注意。作为成熟的植物细胞，它是否具备发生渗透作用的两个基本条件呢？（2）试分析漏斗管中的液面是否能够无限上升？不可能！因为受到水柱的静水压和大气压的作用。（3）预测：假如植物细胞吸水，能否无限至地吸水？如果是动物细胞吸水，又会出现什么情况？（三）成熟植物细胞的结构分析：注注意意5/61．成熟的植物细胞结构示意图：ABCDE2．指导学生分析水分进出细胞所经过的起始点：从外界环境细胞液3．水分进出细胞所经过的结构：由外到内分别是：细胞壁细胞膜细胞质细胞液4．细胞结构透性分析：外界环境全透性选择透过性膜不影响选择透过性膜相当于半透膜5．结论：我们可以把细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的原生质当成是一层选择透过性膜，相当于半透膜。细胞壁细胞膜细胞质液泡膜细胞液6/6说明：指导学生比较原生质和原生质层：原生质：是细胞内的所有生命物质，分化为细胞膜、细胞质和细胞核等部分，其主要成分是蛋白质、核酸和脂类三大类物质。原生质层：是指成熟植物细胞中细胞膜、液泡膜以及两膜之间的细胞质，不包括细胞液，相当于半透膜。这样，半透膜的条件具备了，那么，有没有浓度差呢？6．细胞液浓度分析：问题：细胞液的成分有那些？主要是水，还有糖类、脂类、氨基酸、色素、有机酸、生物碱等等。由此可见：细胞液具有一定的浓度，则有可能和外界溶液之间存在浓度差，所以，水分可以通过渗透作用进出成熟的植物细胞。知识总结：见教案案上的练习课后作业：预习＜＜细胞质壁分离和复原＞＞教案后记：