物质跨膜运输的实例教学设计Word格式文档下载.docx

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1）通过将动物细胞吸水、失水的过程与渗透装置相类比，理解动物细胞吸水失水的方式。

2）尝试提出问题、作出假设，体验探究实验的过程。

3、情感与价值观目标

1）尝试提出问题，作出假设，感受科学的严谨性；

2）设计植物细胞吸水和失水的实验，体验探索的乐趣。

二、教学内容及模块整体分析

本课题选自“模块一分子与细胞”“第四章细胞的物质输入和输出”第一节。

本模块教材是以细胞是基本的生命系统为主线展开的，从前到后依次讲述它的物质组成、结构、功能和发展变化的。

前三章依次学习了细胞的种类、物质组成和结构。

接下来本章和第五章的内容属于细胞的功能，其中本章承接第三章所学的生物膜的功能来学习细胞的物质输入与输出。

本节利用一些具体例子和资料，依次引导学生理解动物细胞、植物细胞吸水失水的方式是渗透作用，理解动物细胞膜、植物细胞的原生质层相当于一层半透膜，并理解水分子是顺着相对含量梯度跨膜运输的，而一些离子的跨膜运输并不是顺着离子相对含量梯度跨膜运输的，进而理解细胞膜和其他生物膜是选择透过性膜。

本节内容的落实对于本章后两节生物膜的流动镶嵌模型和物质跨膜运输的方式的学习都起到了重要的铺垫作用。

由于考虑到学生的理解能力和课程内容较多，本节课用两课时。

三、学情分析

通过与学生交流知道，学生在初中时就已经知道了分子的热运动，这使学生很容易理解水分子能够自由通过半透膜和细胞膜。

在第三章第一节学生体验了制备细胞膜的过程，是学生容易理解教材中“水分进出哺乳动物红细胞的状况”，从而认识动物细胞的吸水和失水。

学生在第三章已经知道了植物细胞的与动物细胞在结构上的差别，也知道了植物细胞内的液体主要是细胞液，这对理解植物细胞的质壁分离现象和原生质层相当于一层半透膜做了铺垫。

四、教学策略选择与设计

本课题在设计时，主要通过进行实验、然后教师通过层层递进、环环相扣的问题引导学生分析实验结果并得出相应的结论来完成。

重点的解决方法：

1）通过渗透作用的演示实验，组织引导学生分析渗透现象，归纳总结渗透作用的概念、条件、原理、结果，指出半透膜的特性。

2）通过分析水分进出红细胞的状况，分析植物细胞质壁分离及复原实验的结果总结出细胞膜及其他生物膜相当于半透膜，并且是选择透过性膜。

难点的解决方法：

1）通过学生各抒己见说出“提出问题”对于科学研究的重要性、所谓问题又可以来源于哪儿，使学生认识到提出问题的意义，并知道可以从哪儿去发现问题、提出问题。

2）通过老师引导，学生自己针对植物细胞的吸水和失水提出一些问题，并讨论哪儿问题比较有探究价值，体现在哪儿；

学生尝试对刚才提出的问题作出假设，体验假设并不是毫无根据的，而是根据已有的知识和生活经验来做的一种预测性回答。

3）通过老师的引导，理解原生质层相当于一层半透膜。

五、教学重点及难点

1.教学重点：

1）水分进出细胞是顺相对浓度梯度的；

2）举例说出细胞膜或原生质层相当于半透膜。

2.教学难点：

1）尝试提出问题，作出假设；

2）理解原生质层相当于一层半透膜。

六、教学过程

教师活动

学生活动

设计意图

一、导入

通过前三章的学习我们已经知道细胞内部的各种结构及其各自的基本功能。

而从本章起将进入对细胞内各种生命活动的学习。

细胞是一个生命系统，任何一个生命系统都是开放的系统，都与外界有物质的交换。

那么在细胞中是谁在发挥着控制物质进出的重要作用呢？

在这节课我们主要以水分为例，共同探讨水分等物质是怎样通过细胞膜进出细胞的。

在老师的引导下认识本章与前几章的关系。

细胞膜

使学生建立起一个大的问题背景，即细胞这个生命系统的结构怎样？

功能怎样？

本章研究的事那部分内容？

从细胞是生命系统出发，引出细胞与外界物质交换，顺利进入本章的学习，同时让学生初步感到细胞膜对物质进出细胞发挥的重要作用。

二、渗透作用

1.分析渗透作用的实验现象，得出渗透作用的概念。

1）演示实验：

一滴红墨水滴入到清水中，出现什么现象？

怎样就是扩散？

2）提出问题：

如果两种不同的溶液被一层半透膜隔开，结果又会怎样?

投影播放渗透作用的flash动画，引导学生观察实验结果及微观上分子穿过半透膜的情况。

介绍：

烧杯中是清水，漏斗内是一定浓度的蔗糖溶液，两种不同的溶液被一层半透膜隔开，实验开始时，漏斗内外的液面在同一水平面上，一段时间后，漏斗内的液面上升。

半透膜是一些物质（一般是小分子物质）能透过，而另一些物质不能透过的多孔性薄膜。

小组讨论：

a）漏斗内的液面为什么上升？

b）如果用一层纱布代替玻璃纸，漏斗管内的液面还会升高吗？

为什么？

c）如果烧杯中不是清水，而是同样浓度的蔗糖溶液，结果会怎样？

总结：

在本实验中，水分子通过半透膜从数量多的一侧向数量少的一侧扩散的现象称为渗透作用。

这个装置叫渗透装置。

一个渗透装置需要包含一个半透膜，以及半透膜两侧的溶液。

2.要发生渗透作用，需具备什么条件？

3.渗透作用的原理是怎样的？

a）当溶液浓度A>

B时，水分子流动方向为：

b）当溶液浓度A<

c）当溶液浓度A＝B时，则

4.渗透作用的结果如何？

提示：

流动方向？

宏观上的方向？

微观上的俄方向？

学生观察并回答：

扩散

（在老师引导下得出）扩散是分子从浓度相对较高的区域向浓度相对较低的区域运动的现象。

明确实验条件和现象。

a）因为在单位时间内，进入半透膜的水分子数<

渗出半透膜的水分子数

b）不会。

因为纱布的孔隙很大，蔗糖分子也可以自由通过。

c）液面保持不变。

因为此时在单位时间内，进入半透膜的水分子数=渗出半透膜的水分子数。

师生共同总结：

a）半透膜

b）半透膜两侧溶液有浓度差

从B流向A

从A流向B

处于动态平衡

（在老师引导下得出）

水分子可以通过半透膜进行双向扩散。

从宏观观察，水分是由低浓度溶液流向高浓度溶液，直到达到动态平衡。

从微观上看，水分子是顺着其相对含量梯度而流动的。

引导学生回忆扩散的概念，为理解渗透作用铺垫。

通过这几个问题的讨论和回答，引导学生理解渗透作用的概念和条件。

理解渗透作用，为理解水进出动物细胞和植物细胞的方式。

三、动物细胞的吸水和失水

1.过渡：

前面我们学习了渗透装置，细胞是否具备渗透装置的条件？

细胞如何吸水和失水呢？

我们以哺乳动物的红细胞为例来探究。

2.投影：

扫描电镜下的红细胞。

视频：

红细胞在显微镜下的吸水与失水。

讨论分析:

a）视频中的红细胞出现了哪些现象？

b）你认为红细胞在什么条件下吸水或失水？

c）你认为红细胞吸水或失水的多少取决于什么条件？

d）红细胞内的血红蛋白等有机物透过细胞膜吗？

这说明红细胞的细胞膜相当于什么膜？

e）红细胞的吸水膨胀和失水皱缩是渗透现象吗？

f）其他动物细胞呢？

3.动物细胞的吸水与失水

教师与学生共归纳讲述：

（1）动物细胞相当于一个渗透装置。

（2）动物细胞吸水和失水的方式：

渗透作用

（3）动物细胞的吸水与失水原理：

动物细胞吸水：

当外界溶液浓度小于细胞质的浓度时

动物细胞失水：

当外界溶液浓度大于细胞质的浓度时

动物细胞不吸水也不失水：

当外界溶液浓度等于细胞质浓度时（举例：

静脉注射生理盐水）

总之，水从低浓度溶液流向高浓度溶液，是顺着自身相对含量梯度而流动的。

在老师的引导下得出结论

a）吸水膨胀；

失水皱缩；

没有变化

b）当外界溶液浓度小于细胞质的浓度时吸水膨胀；

当外界溶液浓度大于细胞质的浓度时失水皱缩；

当外界溶液浓度等于细胞质浓度时，细胞既不吸水也不失水。

c）取决于细胞内外溶液的浓度差，浓度差越大，吸水或失水越多越快，反之亦然。

d）一般不能。

说明红细胞的细胞膜相当于一层半透膜。

e）是

f）其他动物细胞与哺乳动物成熟红细胞一样都有一层细胞膜将细胞质与外界溶液相隔开，因此，其吸水失水方式应该是一样的。

通过将问题分解为层层递进、环环相扣的小问题，能引导学生顺利思考，理解相关问题。

四、植物细胞的吸水和失水

我们了解了动物细胞相当于一个渗透装置，细胞膜相当于半透膜。

那么植物细胞能否吸水和失水，是不是和动物细胞的情况一样呢？

成熟植物细胞模式图

a）说出植物细胞与动物细胞结构上的区别

b）植物细胞内的液体主要是哪部分液体？

c）阅读课文，指出植物细胞中的原生质层

3.探究实验：

生活中有哪些植物细胞吸水或失水的实例？

（家里买菜放置时间长了，拌黄瓜、西红柿、腌菜）

引导学生：

我们要善于从生活中的现象发现新的问题，提出问题。

许多科学家的发现并不都是从实验中得到，更多的是通过观察生活中的现象发现问题的，例如，牛顿从苹果掉下来的现象中提出地球引力的问题；

细菌学家弗莱明从一个长了青霉的细菌培养皿中出现的现象，提出青霉的分泌物是否具有抑制葡萄球菌生活的作用，从而提取出青霉素的；

爱因斯坦曾经说过:

“提出一个问题比解决一个问题更重要”。

可见，提出一个有价值的问题，是创造发明的良好开端。

关于植物细胞的吸水和失水问题，你可以提出哪些问题来探究呢？

从中选一个有究价值的进行研究。

（小组讨论）

（1）提出问题

学生可能提出的问题：

筛选值得探究的问题:

提出了一个有价值的问题后,我们如何去研究它呢?

（2）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”。

例如现在我们选第2个问题作探究：

细胞什么情况下会失去水，什么情况下会吸水？

首先分析现象：

嗑瓜子引起口干，萝卜条渗水，盐水中的萝卜条失水体积变小，他们的共同点是细胞外有一定的盐分，所以我们尝试推理，是不是外界溶液的浓度大于细胞内的浓度时，细胞会失水呢，反之如果细胞外溶液浓度低于细胞内溶液的浓度时细胞则会吸水。

（作这样一个假设）

再如，教材上提供的参考案例。

教师引导，作出假设：

原生质层相当于半透膜。

那么我们作出的假设是否正确呢？

需要通过实验验证，接下来我们要设计实验、创造我们假设中所提出的条件。

（3）设计实验：

如果我们要检验“原生质层相当于一层半透膜”这个假设，在实验的设计上我们需要考虑哪些细节呢？

首先我们要考虑“选择怎样的植物细胞材料来进行实验”，你会考虑选择怎样的材料呢？

（学生可能一时不能回答，可以引导学生分析：

在这个实验中要观察的实验现象是什么？

）

要想观察液泡和细胞体积、大小的变化和植物细胞的吸水和失水这样一个微观的过程，必须使用什么仪器来观察？

很好，当你选用了显微镜以后，你的选材就应注意要尽可能选容易做成装片的，在显微镜下容易看到的（如细胞比较大，或细胞有颜色等，如果没有颜色，能不能染色？

）比如洋葱表皮细胞有紫色，也很好撕取做成装片，就可以考虑，那大家还能不能想到其他什么好材料呢？

大家的思路开始打开了，想得很好，刚才你们提的材料很好，都可以用来尝试，或许这些材料都能成功，但也可能一些材料不能助你成功。

那究竟这些材料好不好，大家也可以做为一个课题来研究，多选几种材料都试试，进行比较。

好，那接下来我们还要考虑选用怎样的试剂好呢？

材料、用具、试剂都选好了，接下来我们要考虑整个实验具体的操作步骤该如何。

是先把洋葱泡在蔗糖溶液中，10分钟后取出做成装片，显微镜下