资源简介

(共27张PPT)
物质跨膜运输的方式
——以“海水稻”抗逆性机制为例
学习目标
1.通过列表归纳海水稻抗逆性有关的物质跨膜运输，夯实学科必备知识，提升归纳与概括能力，发展科学思维。
2.通过解释海水稻抗逆性的机理，发展分析、思考问题的能力，巩固生命观念中的稳态与平衡观。
3.通过设计实验验证海水稻根尖成熟区细胞的细胞液浓度大于普通水稻，提升科学探究能力。
4.通过提出海水稻抗逆性状的改良方案，促使理论与实际相结合，锻炼运用知识解决实际生活生产问题的能力，建立社会责任。
思考：
海水稻生长于盐碱地中可能会面临哪些威胁
资料1: 盐碱地中过多的无机盐，如 NaCl、NaHCO3、Na2CO3 等，不仅增大了土壤溶液的渗透压，使植物吸水困难，产生渗透胁迫，还会使土壤 pH 呈碱性，干扰植物细胞正常的物质运输，出现碱胁迫。 Na+进入水稻根部细胞，也会影响细胞质基质中某些酶的活性，对植物产生离子毒害。同时一些病原菌也会感染水稻植株，影响正常生长。
渗透胁迫
碱胁迫
离子毒害
病原菌
渗透胁迫
碱胁迫
离子毒害
病原菌
①
②
③
④
①
②
③
④
任务一：归纳物质跨膜运输的方式
【活动】根图，以表格的方式归纳相关的物质跨膜运输方式、特点。
渗透胁迫
碱胁迫
离子毒害
病原菌
实例 ① ② ③ ④
特点
方式
任务一：归纳物质跨膜运输的方式
【活动】据图，以表格的方式归纳相关的物质跨膜运输方式、特点。
实例 ① ② ③ ④
特点 从高浓度向低浓度扩散进出细胞 从高浓度向低浓度运输，需要转运蛋白的协助 从低浓度向高浓度运输，需要载体蛋白，同时消耗能量 通过形成囊泡运输大分子物质，需要消耗能量
方式 自由扩散 协助扩散 主动运输 胞吐
1.②和③的转运蛋白有何差异？
载体蛋白 通道蛋白
区别
①需要与被运输的物质相结合；
②转运时会发生自身构象的改变
①不需要与通道蛋白结合
②转运时不会发生自身构象的改变
2.胞吞和胞吐需要膜上载体蛋白质的参与吗？
任务二: “海水稻” 适应性的机理探究
思考1：据图分析，海水稻主要以什么方式应对渗透胁迫？
海水稻通过主动运输把Na+和H+运入液泡，升高细胞液渗透压，从而有利于根细胞吸水，以应对渗透胁迫。
资料：盐碱地中过多的无机盐，如 NaCl、NaHCO3、Na2CO3 等，不仅增大了土壤溶液的渗透压，使植物吸水困难，产生渗透胁迫。
任务二: “海水稻” 适应性的机理探究
思考2：据图分析，海水稻主要以什么方式应对碱胁迫？
海水稻通过主动运输把H+排出细胞，中和外界碱性物质，使得根细胞间 pH 小于 7，以应对碱胁迫。
资料：盐碱地中过多的无机盐，使土壤 pH 呈碱性，干扰植物细胞正常的物质运输，出现碱胁迫。
任务二: “海水稻” 适应性的机理探究
思考3：据图分析，海水稻主要以什么方式应对离子毒害？
海水稻通过主动运输把细胞质基质中过多的Na+排出细胞和运入液泡内，降低了细胞质基质中的Na+浓度，以应对离子毒害。
资料：Na+进入水稻根部细胞，也会影响细胞质基质中某些酶的活性，对植物产生离子毒害。
任务二: “海水稻” 适应性的机理探究
思考4：土壤溶液 pH 突然升高，对海水稻缓解离子毒害有无影响 理由是什么 （从细胞膜上的蛋白角度考虑）
有；土壤溶液pH升高，H+从SOS1进入细胞的量减少，导致Na+外排受阻。
任务二: “海水稻” 适应性的机理探究
思考3：据图分析，海水稻主要以什么方式应对病原菌？
海水稻通过胞吐的方式把抗菌蛋白排出细胞，抑制病原菌的繁殖。
3.农业生产中，农作物生长所需的氮素可以NO3-的形式由根系从土壤中吸收。一定时间内作物甲和作物乙的根细胞吸收NO3-的速率与O2浓度的关系如图所示。回答下列问题：
(1)由图可判断NO3-进入根细胞的运输方式是主动运输，判断的依据是 。
(2)O2浓度大于a时作物乙吸收NO3-速率不再增加，推测其原因是 。
3.农业生产中，农作物生长所需的氮素可以NO3-的形式由根系从土壤中吸收。一定时间内作物甲和作物乙的根细胞吸收NO3-的速率与O2浓度的关系如图所示。回答下列问题：
(3)作物甲和作物乙各自在NO3-最大吸收速率时，作物甲根细胞的呼吸速率大于作物乙，判断的依据是 。
(4)据图可知，在农业生产中，为促进农作物根对NO3-的吸收利用，可以采取的措施是 。
答案：
(1) O2浓度小于a时，根细胞对NO3-的吸收速率与O2浓度呈正相关，说明跟细胞吸收NO3-需要细胞呼吸提供能量，所以其运输方式为主动运输。
(2) 受根细胞膜上NO3-载体蛋白数量的限制
(3)达到NO3-最大吸收速率时，作物甲所需O2浓度大于作物乙，消耗O2多
(4)适时松土
4.盐碱化是农业生产的主要障碍之一、植物可通过质膜H+泵把Na+排出细胞，也可通过液泡膜H+泵和液泡膜NHX载体把Na+转入液泡内，以维持细胞质基质Na+稳态。下图是NaCl处理模拟盐胁迫，钒酸钠（质膜H+泵的专一抑制剂）和甘氨酸甜菜碱（GB）影响玉米Na+的转运和相关载体活性的结果。下列叙述错误的是（　　）
A．溶质的跨膜转运都会引起细胞膜两侧渗透压的变化
B．GB可能通过调控质膜H+泵活性增强Na+外排，从而减少细胞内Na+的积累
C．GB引起盐胁迫下液泡中Na+浓度的显著变化，与液泡膜NHX载体活性有关
D．盐胁迫下细胞质基质Na+排出细胞或转入液泡都能增强植物的耐盐性
A
设计实验验证两者的根部细胞细胞液浓度不同。实验材料和仪器：与海水稻田的海水浓度相等的红色溶液A（溶质不进入细胞）、显微镜等，其余材料自选。
海水稻
普通水稻
【实验设计】
实验思路：取生长状况正常的海水稻和普通水稻根尖成熟区细胞分别制备成临时装片，从盖玻片的一侧滴入红色溶液A，在盖玻片的另一侧用吸水纸引流，重复几次，处理相同时间，并在显微镜下观察两组细胞原生质层的位置。
预期结果和结论：普通水稻根尖成熟区细胞发生质壁分离程度大于海水稻组，则海水稻根尖成熟区细胞的细胞液浓度比一般水稻品种的高。
1.探究植物细胞的吸水和失水实验是高中学生常做的实验。某同学用紫色洋葱鳞片叶外表皮为材料进行实验，探究蔗糖溶液，清水处理外表皮后，外表皮细胞原生质体和液泡的体积及细胞液浓度的变化。图中所提到的原生质体是指植物细胞不包括细胞壁的部分。下列示意图中能够正确表示实验结果的是（ ）
C
2.植物成熟叶肉细胞的细胞液浓度可以不同。现将a、b、c三种细胞液浓度不同的某种植物成熟叶肉细胞，分别放入三个装有相同浓度蔗糖溶液的试管中，当水分交换达到平衡时观察到：①细胞a未发生变化；②细胞b体积增大；③细胞c发生了质壁分离。若在水分交换期间细胞与蔗糖溶液没有溶质的交换，下列关于这一实验的叙述，不合理的是（ ）
A．水分交换前，细胞b的细胞液浓度大于外界蔗糖溶液的浓度
B．水分交换前，细胞液浓度大小关系为细胞b>细胞a>细胞c
C．水分交换平衡时，细胞c的细胞液浓度大于细胞a的细胞液浓度
D．水分交换平衡时，细胞c的细胞液浓度等于外界蔗糖溶液的浓度
C
任务四: 说说进一步改良“海水稻”的措施
资料2：海水稻也有几个一直难以大面积推广的弱点，一是不抗倒伏，若是遭遇台风暴雨，这稻子就大片大片倒下，大面积倒伏造成收割困难；二是单产低，最初的海水稻亩产仅几十斤。三是耐盐碱能力还有待进一步提高，这样可以让更多的盐碱地中上海水稻，实现增产。
结合实际情况，提出进一步改良海水稻抗逆性状的方案。

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