内容正文:
物质通过主动转运
和胞吞、胞吐出入细胞
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亿亩荒滩变良田,盐碱地里飘稻香
“禾下乘凉梦”
“杂交水稻覆盖全球梦”
“改造一亿亩盐碱地,多养活8000万人”
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亿亩荒滩变良田,盐碱地里飘稻香
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1 细胞渗透失水
任务一:分析盐碱地植物难以生长的原因
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任务一:分析盐碱地植物难以生长的原因
【资料一】
当外界中的无机盐离子进入植物细胞达到一定浓度时,则会对植物产生毒害作用,致使质膜破坏,并影响植物对其他离子的吸收;当植物处于高浓度溶液环境时,细胞失水导致质膜损伤,情况严重时会导致细胞死亡。 (水稻耐盐碱生理机制与遗传改良的研究进展)
过多盐离子毒害细胞
高浓度溶液环境导致质膜损伤
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1 细胞渗透失水
任务一:分析盐碱地植物难以生长的原因
2 过多盐离子毒害细胞
3 高浓度溶液环境导致质膜损伤
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任务二:分析“海水稻”能够在盐碱地生长的原因
海水稻能够在盐胁迫逆境中正常生长,与根细胞中参与抵抗盐胁迫的结构有关,根据下图根细胞的结构示意图分析。(SOS1和NHX是两种载体蛋白)
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任务二:分析“海水稻”能够在盐碱地生长的原因
【资料二】
为了维持细胞的正常生理功能与渗透压,水稻体内的渗透调节物质得到积累。一般渗透调节物质分为2类,一类为无机渗透调节物质,主要是K+、Na+等,一类为有机渗透调节物质,包括脯氨酸、可溶性糖等,在高盐碱条件下合成增多。
(水稻耐盐碱的生理机制及育种策略)
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任务二:分析“海水稻”能够在盐碱地生长的原因
海水稻能够在盐胁迫逆境中正常生长,与根细胞中参与抵抗盐胁迫的结构有关,根据下图根细胞的结构示意图分析。(SOS1和NHX是两种载体蛋白)
高浓度
低浓度
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任务二:分析“海水稻”能够在盐碱地生长的原因
扩散和渗透
易化扩散
高浓度
低浓度
被动转运
不消耗能量
不需要载体蛋白
需要载体蛋白
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1 细胞渗透失水
2 过多盐离子毒害细胞
3 高浓度溶液环境导致质膜损伤
提高细胞内溶质浓度
细胞渗透吸水——被动转运
任务二:分析“海水稻”能够在盐碱地生长的原因
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任务二:分析“海水稻”能够在盐碱地生长的原因
【资料三】
研究表明,在盐胁迫下少量Na+等积累会提高细胞渗透吸水能力,防止脱水;但当大量的Na+进入植物根部细胞,会抑制K+进入细胞,导致细胞质基质中Na+/K+的比例异常,使细胞内的酶失活,影响蛋白质的正常合成。
(盐胁迫下海水稻抗逆生理响应分析)
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任务二:分析“海水稻”能够在盐碱地生长的原因
高浓度
低浓度
高浓度
低浓度
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任务二:分析“海水稻”能够在盐碱地生长的原因
高浓度
低浓度
主动转运
逆浓度梯度、需要载体蛋白、需要消耗能量
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任务二:分析“海水稻”能够在盐碱地生长的原因
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任务二:分析“海水稻”能够在盐碱地生长的原因
水多
水少
物质少
物质多
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任务二:分析“海水稻”能够在盐碱地生长的原因
H+多
H+少
Na+少
Na+多
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任务二:分析“海水稻”能够在盐碱地生长的原因
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1 细胞渗透失水
2 过多盐离子毒害细胞
3 高浓度溶液环境导致质膜损伤
提高细胞内溶质浓度
细胞渗透吸水——被动转运
任务二:分析“海水稻”能够在盐碱地生长的原因
排出钠离子或区域化储存
降低细胞溶胶中钠离子浓度——主动转运
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任务二:分析“海水稻”能够在盐碱地生长的原因
主动转运是细胞最重要的吸收或排出物质方式,可以保持细胞内部某些物质的浓度与周围环境相比有较大的差别,保障细胞的正常生命活动。
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任务二:分析“海水稻”能够在盐碱地生长的原因
【资料四】
为应对胞外溶液浓度变化引起的细胞体积与表面积比率变化,植物需要对胞吞和胞吐途径进行相应调整,以维持单位面积细胞膜蛋白合适的种类和数量。研究发现,高浓度溶液处理时,植物在增强根部细胞胞吞作用的同时会减弱胞吐作用;相反,低浓度溶液处理时植物在减弱根部细胞胞吞作用的同时会增强胞吐作用。
(植物胞吞和胞吐的耦合调控)
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任务二:分析“海水稻”能够在盐碱地生长的原因
过程:细胞膜包裹—脱离细胞膜—运输
质膜的流动性 需要能量
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任务二:分析“海水稻”能够在盐碱地生长的原因
高浓度溶液处理时,植物根部细胞增强胞吞作用并减弱胞吐作用的目的是什么?
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任务二:分析“海水稻”能够在盐碱地生长的原因
维持单位面积细胞膜蛋白合适的种类和数量,以保证细胞膜的完整性
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任务二:分析“海水稻”能够在盐碱地生长的原因
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1 细胞渗透失水
2 过多盐离子毒害细胞
3 高浓度溶液环境导致质膜损伤
提高细胞内溶质浓度
细胞渗透吸水——被动转运
任务二:分析“海水稻”能够在盐碱地生长的原因
排出钠离子或区域化储存
降低细胞溶胶中钠离子浓度——主动转运
调整细胞体积与表面积比率
保证细胞质膜的完整性——胞吞、胞吐
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思考:海水稻细胞的细胞液浓度与普通水稻相比有什么不一样?如何设计实验探究其细胞液浓度范围?
任务三:探究海水稻细胞的细胞液浓度范围
将海水稻细胞置于一系列浓度梯度的蔗糖溶液中,观察海水稻细胞的状态。
能引起约50%的细胞发生初始质壁分离的蔗糖浓度就是细胞液的浓度。
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任务四:总结海水稻种植的意义
改善盐碱地土壤条件,提高生物多样性
增加粮食产量,保障国家粮食安全
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亿亩荒滩变良田,盐碱地里飘稻香
藏粮于地
藏粮与技
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亿亩荒滩变良田,盐碱地里飘稻香
问题1
“海水稻”细胞如何获取光合作用所需的CO2和水
问题2
为什么大多数植物不能在盐碱地生存?
问题3
为什么“海水稻”能生活在盐碱地?
请同学们从运输方向、是否需要载体蛋白、是否需要能量三个方面,列表比较三种物质转运方式
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亿亩荒滩变良田,盐碱地里飘稻香
请同学们从运输方向、是否需要载体蛋白、是否需要能量三个方面,列表比较三种物质转运方式
被动转运 主动转运 胞吞 胞吐
扩散 渗透 易化扩散
物质移动方向 高浓度—低浓度 低浓度—高浓度
是否需要载体蛋白 需要
是否需要消耗能量 不需要 需要
选择透过性
流动性
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肿瘤经抗癌药物治疗一段时间后,对该抗肿瘤药物不再敏感,表现为肿瘤耐药。请你从“物质出入细胞的方式”角度阐述耐药性产生的可能机理,以及如何降低耐药性。
课后思考
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