北师大版高中生物必修一212物质进出细胞的方式教案.docx

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北师大版高中生物必修一212物质进出细胞的方式教案

物质进出细胞的方式

【第一课时】

【教材分析】

《物质进出细胞的方式》是北师大版必修1《分子与细胞》中第2章第1节的内容。

教材通过两个实验，让学生从实验中寻找证据证明细胞通过渗透作用吸水。

其中“探究植物细胞的吸水和失水方式”具有重要的教学价值，这是两个探究实验，也是学生在高中阶段第一次真正全面接触探究实验，通过对动物、植物细胞失水和吸水的探究，培养学生学会探究问题的一般方法和步骤。

 本节是第二章的重点内容之一，是“细胞膜有控制物质进出细胞的功能”内容的延伸，又是“物质跨膜运输的方式”内容的基础，起着承上启下的作用。

本节内容在高考中常以选择题的形式出现。

【教材目标与核心素养】

【知识目标】

1.描述半透膜的特征，说明渗透作用的原理；

2.说出植物细胞在什么情况下吸水和失水；

3.能熟练制作临时装片和操作显微镜，进行关于植物细胞吸水和失水的实验设计和操作。

【核心素养】

1.体验科学探究过程，培养学生质疑、求实、创新的科学态度和精神。

通过合作学习活动，养成团结协作的精神。

2.学会通过实验探究和资料收集来获取证据。

【教学重难点】

1.教学重点：

（1）描述渗透作用的过程。

（2）概述植物细胞的质壁分离与复原的过程。

2.教学难点：

概述植物细胞的质壁分离与复原的过程。

【课前准备】

1.实验材料和用具

2.多媒体课件

【教学过程】

教师活动

学生活动

教学意图

第一部分导课

导入新课激发学习动机

【讲述】细胞是一个开放的系统，每时每刻都与外界环境进行物质和能量的交换。

物质的进进出出都要经过细胞的边界----细胞膜。

不同的物质跨膜运输有什么不同的特点呢？

让我们先来分析水是怎么进出细胞的。

听讲并回忆已经学习的细胞膜的相关知识和生物膜的功能等内容。

让学生带着问题去学习今天的知识，提高他们的学习兴趣。

明确学习内容。

第二部分水通过渗透作用进出细胞

讲

授

新

课

寻找证据

探究植物细胞的吸水和失水的方式

实验原理

1.洋葱鳞片叶内表皮等薄膜状生物组织只有单层或少数几层细胞组成，可以利用这类生物组织模拟质膜。

2.细胞壁的伸缩性远小于原生质层。

【实验一】渗透装置

【讲述】洋葱鳞片叶内表皮中的那层透明的膜是一层半透膜，所谓半透膜是指能让混合物中的一部分物质透过而另一部分物质不能透过的一类多孔性薄膜。

我将一层洋葱鳞片叶内表皮密封在一个长颈漏斗的漏斗口上，并往漏斗内注入蔗糖溶液，然后将漏斗浸入盛有清水的烧杯中，使漏斗管内外的液面高度相等，制成渗透装置。

【展示】出

示渗透装置实物

问题1：

一段时间后，漏斗内的液面会发生什么变化？

【视频演示】播放渗透装置和渗透现象的视频。

【问题探讨】

问题2：

漏斗管内的液面为什么会升高？

【提示】水分子可以自由透过洋葱鳞片叶内表皮，而蔗糖分子则不能。

【讲述】水分子（或其他溶剂分子）透过半透膜的扩散称为渗透作用。

【归纳】

1.半透膜：

一种只给某种分子或离子扩散进出的多孔性薄膜（孔径大小控制物质进出）。

2.渗透作用：

水分子或其他溶剂分子通过半透膜从低浓度一侧向高浓度一侧扩散。

阅读资料，思考老师提问。

回答问题

1.液面升高

2.半透膜一侧单位体积溶液中溶质微粒数多，渗透压较高，而半透膜另一侧的溶液渗透压较低，单位时间内由低渗溶液穿膜进入高渗溶液的水分子数多于反向移动的水分子数，最终导致高渗溶液的水量增加。

了解渗透作用的现象。

理解渗透作用 

培养学生主动获取知识的能力、归纳能力及与人交流信息的能力。

小结

实验二观察植物细胞的质壁分离和复原现象

1.制作临时装片：

紫色的洋葱鳞片叶外表皮细胞。

2.低倍镜观察：

①有紫色液泡；②原生质层紧贴细胞壁。

3.

4.低倍镜观察：

①中央液泡逐渐变小（紫色加深）；②原生质层与细胞壁逐渐分离。

5.

6.低倍镜观察：

①中央液泡逐渐胀大；②原生质层逐渐贴近细胞壁。

问题1.你知道这里的“质”与“壁”分别指什么吗？

2.在质壁分离及复原的过程中，细胞液浓度如何变化？

讨论：

1.植物细胞在质量分数为30%的蔗糖溶液中发生了什么现象？

换为清水后又发生了什么现象？

据此可得出什么结论？

2、在你们小组选取的溶液中，植物细胞发生了什么现象？

如何解释这种现象？

植物细胞在一定浓度的甘油或

溶液中发生质壁分离后会自动复原,这是因为甘油分子、K和NO能够进入细胞液，导致细胞液渗透压升高，细胞吸水复原。

阅读资料，得出结论：

蛋白质在膜中的分布是不对称的，蛋白质镶嵌、嵌入、横跨在磷脂双分子层中。

它们可能是物质进出细胞的载体。

“质”指原生质层，“壁”指细胞壁。

质壁分离——失水：

细胞液浓度变大，颜色变深。

质壁分离复原——吸水：

细胞液浓度变小，颜色变浅。

当外界溶液渗透压高于植物细胞的细胞液渗透压时，单位时间内从细胞液进入液的水分子比从外界溶液进入细胞液的水分子多，导致细胞失水收缩，原生质层与细胞壁分开，植物细胞发生质壁分离。

当外界溶液渗透压低于质壁分离细胞的细胞液渗透压时，从外界溶液进人细胞液的水分子比从细胞液进人外界溶液的水分子多，原生质层与细胞壁恢复贴合，细胞发生质壁分离复。

通过实验，寻找证据，最终得出结论：

植物细胞的原生质层能选择性地控制水分子和溶质分子进出细胞液,植物细胞通过渗透作用吸水和失水。

分析植物细胞质壁分离及复原的过程，提高学生科学探究的思维能力。

【提问】如果将红细胞放入上述三种外界溶液浓度不同的烧杯中，红细胞将分别发生什么变化，原因是什么？

（1）当外界溶液浓度＜细胞质浓度时，细胞________。

（2）当外界溶液浓度＞细胞质浓度时，细胞________。

（3）当____________时，水分进出平衡。

思考、回答、倾听

师生共同总结得出：

动物细胞也通过渗透作用吸水和失水。

小结：

水通过渗透作用进出细胞

联系生活

人体细胞只有在等渗溶液中才能维持正常的形态,所以在日常生活中,我们要注意摄人适量的水分。

问题1：

输液时医护人员通常用质量分数为0.9%的

溶液或者质量分数为5%的葡萄糖溶液溶解药物，为什么？

问题2：

施肥时要对肥料进行充分稀释，为什么？

问题3将食品糖渍、盐渍或者干制，可以延长保质期，为什么？

1.是为了保持血浆的正常渗透压。

2.以避免土壤溶液渗透压过高,造成作物失水萎蔫。

3.将食品糖渍、盐渍或者干制，就可以使微生物难以从食品中获取水分，增殖缓慢，从而延长食品的保存期。

将知识转化为解决生活本领，提高学生解决实际问题的知识应用能力。

形成性评价

1.若将细胞膜的磷脂提取后放入盛有水的容器中，下列能正确反映其分布的图是（）

2.用红色荧光染料标记人细胞膜上的蛋白质，用绿色荧光染料标记小鼠细胞膜上的蛋白质。

把人和小鼠的细胞融合。

刚融合时融合细胞一半发红色荧光，另一半发绿色荧光，将融合后的细胞在适宜的条件下培养，保持其活性，但融合后的杂交细胞仍为一半红，一半绿，发生这一现象可能的原因是（）

A.人细胞与小鼠细胞发生反应

B.构成人细胞的磷脂分子和小鼠细胞的磷脂分子不具亲和性

C.人细胞的蛋白质分子大位于下方，小鼠细胞的蛋白质分子小位于上方

D.细胞膜上的蛋白质变性，细胞膜失去了流动性

3.白细胞可以吞噬整个病菌，这一事实说明细胞膜（）

A.具有选择透过性

B.具有全透性

C.具有一定的流动性

D.具有保护作用

4.下面有选择透过性细胞膜的一组细胞是（）

①食用的糖醋蒜的细胞

②蚕豆叶的表皮细胞

③植物的根毛细胞

④人口腔上皮细胞

⑤用盐酸解离的洋葱根尖细胞

A.①②③

B.②③⑤

C.①④⑤

D.②③④

5.细胞膜与其完成各种生理功能极为重要的结构特点是（）

A.磷脂排列成双分子层

B.蛋白质分子覆盖或镶嵌于磷脂双分子层

C.两侧膜物质分子排列不对称

D.膜物质具有一定的流动性

【板书设计】

课题：

2.1质膜

（第一课时）物质进出细胞的方式

1.发生渗透作用的条件：

①具有半透膜。

②半透膜两侧的溶液具有浓度差。

2.细胞的吸水和失水

动物细胞：

细胞质浓度＜外界溶液浓度，细胞失水

细胞质浓度＞外界溶液浓度，细胞吸水

细胞质浓度＝外界溶液浓度，吸失平衡

植物细胞：

细胞液浓度＜外界溶液浓度，细胞失水，质壁分离

细胞液浓度＞外界溶液浓度，细胞吸水，质壁分离复原

细胞液浓度＝外界溶液浓度，吸失平衡

【第二课时】

【教材分析】

该节课内容较多，分为二个课时。

第二课时主要介绍小分子、离子及大分子进出细胞的方式。

学生结合质膜的结构与功能的内容，了解质膜具有控制物质进出的功能，教材以资料图示入手来介绍，培养学生观察图表，提炼文字信息，区分细节，归纳规律的能力。

【教学目标】

掌握小分子、离子和大分子进出细胞的方式。

培养学生读图能力，信息提取能力，学会与生活联系。

【教学重难点】

教学重点：

被动运输，主动运输。

教学难点：

主动运输，图表分析。

【教学过程】

教的活动1

【问题探讨】看图分析

1.问题：

非极性小分子和较小的极性分子如何过膜？

方向由什么决定？

2.展示答案，引出“自由扩散”的概念，例子、图示及特点。

学的活动1

观察图示，回答问题。

教的活动2看图分析

1.问题：

葡萄糖分子如何过红细胞膜？

方向由什么决定？

红细胞吸收葡萄糖的最大速率取决于什么？

2.展示答案，引出“协助扩散”的概念，例子、图示及特点

学的活动2

学生思考回答问题。

教的活动3被动运输

1.小结归纳自由扩散与协助扩散的特点。

2.被动运输概念。

3.小资料：

水通道蛋白。

学的活动3

学生归纳，尝试推出被动运输概念。

教的活动4根据教材P23-24看图分析

1.资料3中膜蛋白B的功能是什么？

它在工作过程中需要不断消耗能源物质的原因是什么？

2.展示答案，引出“主动运输”的概念、例子、图示及特点。

学的活动4

观察图示，回答问题

教的活动5

表格归纳对比三种物质跨膜运输方式。

学的活动5

尝试填写表格。

教的活动6曲线模型分析

结合曲线模型图，分析三种运输方式受什么因素的影响？

学生看图，分析。

教的活动7胞吞胞吐

1.小分子、离子可通过被动运输或主动运输进行跨膜运输，大分子物质呢？

2.展示图示。

学生观察图示，联系主动运输和被动运输的分析，得出胞吞胞吐的特点。

教的活动8小结

质膜既允许特定的小分子和大分子进出，又阻止其他物质通过，选择透过性是质膜的功能特性。

【板书设计】

离子、小分子及大分子进出细胞

1.自由扩散特点：

顺浓度梯度不需要能量和载体

2.协助扩散特点：

顺浓度梯度需要载体不需要能量

3.主动运输特点：

逆浓度梯度需要载体需要能量

4.胞吞胞吐特点：

需要能量（体现生物膜的流动性）

【教学反思】

此节课须注重学生对图表的分析，以及对教材资料的文字信息的提取能力，培养学生对细节的关注，理解能量、载体蛋白对物质跨膜运输的重要性，异常对人类身体的影响。