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1、高三生物教案植物对水分的吸收和利用【学习目标】1.识记植物细胞吸水和失水的原理。2.识记水分在植物体内的运输、利用和散失。3.知道合理灌溉在生产和生活实践中的应用。【学习障碍】1.理解障碍（1）如何理解原生质与原生质层、扩散与渗透、半透膜与选择透过性膜等概念（2）如何理解渗透作用的原理以及植物细胞吸水和失水的条件2.解题障碍（1）用渗透作用等概念分析解释某些现象。（2）用植物吸水和失水的原理解决生产实际问题。【学习策略】1.理解障碍的突破（1）用“并列比较法”理解半透膜与选择透过性膜、原生质与原生质层、扩散与渗透的区别。半透膜与选择透过性膜的区别异中求同：二者都是限制性的透过膜。同中求异：半透
2、膜是指某些物质可以透过，而另一些物质不能透过的多孔性薄膜（如动物的膀胱膜、肠衣、鸡蛋的卵壳膜、花生种皮等）。而选择透过性膜主要是由于膜上具有一些运载物质的载体，因为不同细胞膜上含有载体的种类和数量不同，即使同一细胞膜上含有的运载不同物质载体的数量也不同，因而表现出细胞膜对物质透过的高度选择性。当细胞死亡时，膜便失去选择透过性成为全透性。因此，半透性与选择透过性是两个明显不同的概念。原生质与原生质层的区别异中求同：二者都是构成细胞的有生命的物质或结构。同中求异：原生质是细胞内的生命物质，可分化为细胞膜、细胞质和细胞核等部分，细胞壁不属于原生质。一个动物细胞可以看成是一团原生质。成熟的植物细胞的细
3、胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质称为原生质层，可以看作是一层选择透过性膜，它不包括细胞液这部分。自由扩散与渗透的区别异中求同：二者都是物质经过膜扩散的方式。物质从高浓度区域向低浓度区域的运动称为扩散，如O2由细胞外通过细胞膜进入细胞内的过程，在细胞内O2仍可进一步扩散，与过膜与否无关。同中求异：自由扩散是小分子物质过膜的一种方式。渗透是水等溶剂分子从低浓度溶液一方通过半透膜（或选择透过性膜）进入高浓度溶液一方的过程，是扩散的一种特殊方式，进行扩散的物质仅限于“溶剂分子”，还必须通过半透膜（或选择透过性膜或原生质层）。（2）用“实验分析法”理解渗透作用的原理以及植物细胞吸水和失水的条件。通过人
4、工渗透作用的实验装置可以看出：渗透作用发生的两个条件，一是具有半透膜；二是半透膜两侧溶液具有浓度差。通过实验我们不难发现一个成熟的植物细胞具备发生渗透作用的条件，由此可以说一个成熟的植物细胞就是一个活的渗透系统。植物细胞的吸水和失水遵循渗透作用的原理。半透膜只允许水或其他溶剂分子通过，而溶质分子难以通过；渗透是水分子或其他溶剂分子通过半透膜的扩散，因此半透膜两边的浓度差是渗透作用的前提，它决定了水分子的渗透方向和数量。渗透作用为什么能使水分子从低浓度向高浓度转移呢一般讲的浓度是溶质的浓度，而渗透的物质是溶剂分子。溶质的浓度越高（实验装置的漏斗内的溶质），相对地说单位体积内溶剂分子数越少；反之溶
5、液浓度越低（实验装置的烧杯内的溶液），相对地说单位体积内溶剂分子数越多。溶剂分子在渗透过程中由单位体积分子数多的地方向分子数少的地方扩散。因此，就一般所讲的浓度而言，渗透作用中的溶剂分子（例如水分子）从低浓度向高浓度渗透。成熟的植物细胞从结构上看，细胞壁是全透性的，细胞膜、液泡膜是选择透过性膜，加上两膜之间的细胞质所构成的原生质层，可以看成是一层选择透过性膜，而液泡中含有有机酸、生物碱、糖类、无机盐、色素和蛋白质等物质，因此细胞液具有一定的浓度。由此可以看出植物细胞具备发生渗透作用的条件，所以植物细胞是一个渗透系统。当外界溶液浓度小于细胞液浓度时，即表现为渗透吸水，这是植物细胞吸水的主要方式。
6、根据渗透吸水原理，我们可以用不同浓度的溶液处理植物细胞，判断其吸水或是失水，可以通过质壁分离和复原实验进行验证和探索，并以此来进一步测定细胞的渗透压或细胞液的浓度，判断细胞的生活状况是死是活等。在学习完水分的吸收和利用知识后，要应用所学的知识来解决常见的生产实践问题。在移栽树木时，由于要损伤一些根，影响了对水分的吸收，因此，要采取措施尽量减少水分散失，以保持体内水分平衡。这样在移栽时要去掉部分枝叶，或在傍晚、阴雨天进行，以降低蒸腾作用；此外为了增加水分的吸收，要尽可能带土移栽；以免损伤更多的幼根，促进水分的吸收。2.解题障碍（1）用“对号入座法”解有关渗透现象的题。例1下列现象属于渗透作用的是
7、A.水分子通过细胞壁B.氨基酸分子通过细胞膜C.K+通过原生质层D.水分子通过原生质层解析：用“对号入座法”解。渗透作用是指水分子（或其他溶剂分子）通过半透膜的扩散，在供选答案中，水是溶剂分子，原生质层可当半透膜看待。K+和氨基酸通过膜为主动运输，细胞壁具有全透性，显然也不是渗透作用。答案：D（2）用“类比分析法”解植物吸水和失水的原理及生产实际的问题。例2如下图所示，在U型管中部C处装有半透膜，在a侧加入细胞色素C分子（分子量为1.3万道尔顿的蛋白质）水溶液（红色），b侧加入清水，并使a、b两侧液面高度一致，经一段时间后，实验结果将是A.a、b液面一致，b侧无色B.a、b液面一致，b侧红色C
8、.a液面低于b，b侧红色D.a液面高于b，b侧无色解析：用“类比分析法”解。此题是以上述简单的实验情境模拟现实，全面考查了渗透作用原理。图中已知条件有：c处为半透膜，半透膜两侧溶液具有浓度差，且a侧浓度b侧浓度，依据渗透作用原理，水分子总的渗透方向表现为b侧至a侧，故一段时间后，结果将是a侧液面高于b侧液面。另外，根据半透膜的性质，水分子能通过，但大分子的细胞色素C分子不能通过，故b侧仍为无色。所以，本题答案选D。答案：D点评：（1）对上题可以作这样变形：a侧细胞色素C分子溶液浓度为10%，b侧不加入清水而是加入浓度为10%的蔗糖溶液，则一段时间后结果将是A.a、b液面一致B.a液面低于b液面C.a液面高于b液面D.无法确定此题很容易误选A，或选择D答案。表面上看a、b两侧溶液浓度是相等的，但是由于两侧溶液溶质分子大小不同，同质量的两种物质的分子数就不同。水分子的渗透方向取决于半透膜两侧的溶液浓度，其本质是取决于两侧水分子密度。选A错误在于机械解了溶液的浓度。由于细胞色素C分子远大于蔗糖分子，因此，相同体积溶液中的水分子在相同时间内从a侧向b侧通过的水分子数多于b侧向a侧通过的水分子数，总之，水分子从密度高的一侧向密度低一侧扩散是总的趋势，故应选答案B。
高三生物教案《植物对水分的吸收和利用》
