物质跨膜运输的实例.docx
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物质跨膜运输的实例
课时课题：
第四章第一节物质跨膜运输的实例
课型：
新授课
教
学
目
标
知识目标
1、说出渗透作用的概念和条件。
2、举例说出细胞膜是选择透过性膜。
能力目标
1、尝试从生活现象中提出问题，作出假设。
2、进行探究植物细胞吸水和失水的实验设计和操作。
情感态度和价值观目标
1、领悟科学探究的思想方法，培养学生质疑、求实、创新及勇于实践的科学态度和精神。
2、学生在合作的过程中，学会与人交流，尊重他人，增强团结协作意识。
重点
1、举例说出细胞膜是选择透过性膜。
2、动植物细胞吸水和失水的条件。
难点
1、细胞吸水和失水的原理。
2、探究“植物细胞的吸水和失水”，尝试提出问题，作出假设。
知识点
1、渗透作用的概念和条件。
2、细胞吸水和失水的原理和条件。
考试点
1、渗透作用的原理。
2、细胞吸水和失水的原理和条件。
能力点
探究活动的设计，尝试提出问题，作出假设。
自主探究点
植物细胞吸水和失水的探究活动
易错易混点
渗透作用的原理
训练点
细胞吸水和失水的原理和条件
拓展点
植物细胞吸水和失水的探究活动的应用
教法与学法
学生实验观察、讨论与教师讲述和启发引导相结合，配以多媒体辅助教学。
教学模式
探究式教学模式
教具
多媒体课件和显微镜、蔗糖溶液、清水、玻片、吸水纸等
教学流程
教学环节
教师活动
学生活动
设计意图
复习提问
教师通过课件呈现以下对上章学过的、与本节内容相关知识的提问问题：
1、制备细胞膜的方法和材料是什么？
2、细胞膜的成分有哪些？
3、细胞膜的功能有哪些？
4、细胞间信息交流的方式有哪些？
5、细胞壁的成分和功能是什么？
学生回忆、思考，要给出准确、规范的答案。
将复习旧知常态化，从而强化知识的识记和落实。
一、导入课题
二、目标导学
三、内容探究
三、课堂小结
四、达标拓展
导入新课，板书课题：
给学生展示正常萝卜条、黄瓜和腌渍萝卜条、黄瓜。
导入语：
“相信大家都吃过腌渍萝卜条、黄瓜，不知大家考虑过没有，与正常萝卜条、黄瓜相比，腌渍萝卜条、黄瓜发生了什么变化，为什么会发生这种变化？
”
引发学生猜想、设问，引入研究主题：
物质跨膜运输的实例，板书课题。
出示教学目标并进行解读
通过“导学案”来展示，包括知识、技能、情感态度和价值观三个层面。
同时要根据考纲的要求对各目标给出具体的记忆层次，并指出重难点。
1、知识目标
描述半透膜的特征；举例说明动物细胞膜和植物原生质层相当于半透膜；理解水的跨膜运输是顺浓度梯度
2、能力目标
（1）尝试提出问题，做出假设
（2）进行关于植物细胞吸水和失水的实验设计和操作
3、情感态度和价值观方面
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
学习重点
举例说出细胞膜是选择透过性膜
（一）渗透作用
“问题探讨”：
渗透作用的实验现象
（1）演示实验：
一滴红墨水滴入到清水中，出现什么现象？
（2）提出探究问题：
如果两种不同的溶液被一层半透膜隔开,结果又会怎样?
组织学生阅读“问题探讨”关于渗透现象的演示图，介绍半透膜的定义和特性，并给出一些实例。
问：
为什么漏斗内的液面会上升？
播放渗透作用的多媒体演示动画，引导学生分组合作探究以下问题：
渗透作用进行时，蔗糖分子和半透膜两侧的水分子是否都能通过半透膜？
半透膜两侧水分子通过的数量一样吗？
为什么？
水分子总体的扩散方向是怎样的？
漏斗管内的液面为什么上升？
各小组代表回答问题，展示本组观点。
教师给予点评，引导学生分析并认识到：
①蔗糖分子不能自由通过半透膜而水分子可以。
②两侧的水分子都在运动。
③由于单位体积内，清水中的水分子数量多，蔗糖溶液中的水分子数量少，所以在单位时间内，由烧杯通过半透膜进入漏斗的水分子数量多于由漏斗通过半透膜进入烧杯的水分子数量。
④总体的扩散方向为水分子由烧杯通过半透膜进入漏斗，因此漏斗管内的液面上升。
师生共同总结：
水分子从数量多的一侧向水分子数量少的一侧扩散，也就是说：
水分子是顺着相对浓度梯度跨膜运输的，这种现象称为渗透作用。
这个装置叫渗透装置。
问：
漏斗内的液面是否无限升高？
教师引导：
开始时，水分子从数量多的一侧向水分子数量少的一侧渗透的趋势（压力），大于水分子从数量少的一侧向水分子数量多的一侧渗透的趋势（压力）。
当漏斗内的液面逐渐升高，蔗糖溶液中的水分子数量逐渐增多，当两侧压力几乎相等时，水分子的运动达到动态平衡，漏斗内液面不再上升。
继续引导学生以小组为单位，协作讨论完成以下问题：
若用纱布代替玻璃纸，漏斗内液面还会升高吗？
若清水换成同样浓度的蔗糖溶液，结果会怎样？
师生共同总结：
渗透作用的发生必需的条件：
要有半透膜；半透膜两侧的溶液存在浓度差。
（二）细胞的吸水和失水
1、动物细胞的吸水和失水
过渡：
从生活中的例子引出动物细胞的吸水和失水。
例如，当我们吃比较咸的食物时，像腌制的咸菜、连续嗑带盐的瓜子等，你的口腔会有什么感觉?
为什么?
有什么办法解决？
教师归纳：
这些现象说明动物细胞的吸水和失水。
展示图片：
哺乳动物红细胞吸水和失水
引导学生分小组讨论：
什么情况下,哺乳动物红细胞膨胀,皱缩或形态不变?
小组代表发言：
当细胞质浓度﹥外界溶液浓度，细胞吸水
当细胞质浓度﹤外界溶液浓度，细胞失水
当细胞质浓度＝外界溶液浓度，细胞形态不变
师生共同总结：
水分进出细胞与细胞质的浓度和外界溶液是否存在浓度差有关。
问：
细胞膜是否相当于一层半透膜？
教师引导：
细胞膜能让水分子通过，而血红蛋白（大分子物质）不能通过，符合半透膜的特性，所以细胞膜相当于一层半透膜。
师生总结：
动物细胞相当于一个渗透装置。
2．探究植物细胞的吸水和失水
过渡：
在日常生活里,白菜放置时间长了,以及萝卜条放在盐水中,都会萎蔫；而卖菜的阿姨经常向青菜上洒水,青菜变得硬挺,说明植物细胞也会吸水和失水。
（1）提出问题
教师：
从生活中的现象，结合上面这些例子，你可以提出什么问题?
将问题写下来。
学生：
①细胞会失水吗?
（渗出的水是细胞内的水还是间隙的水）
②细胞在什么情况下会失水，什么情况下会吸水呢?
③水分是如何进出细胞的?
④植物细胞是不是一个渗透系统，哪些结构相当于半透膜？
⑤……
教师：
大家一起来讨论一下提的问题哪些是有价值的，值得探究的。
教师点评：
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。
过渡：
好，提出了一个有价值的问题以后，我们如何去研究它呢?
这是高中生物第一个探究实验，这节课我们主要学习探究问题的一般方法和步骤。
我们再回到植物细胞的失水与吸水，从卖菜的阿姨的做法等现象，我们发现问题──植物细胞也能吸水和失水，接着我们提出若干问题，并讨论得出有价值的，值得探究的问题。
下面我们先以第④个问题为例，来学习探究问题的一般方法和步骤。
提出探究问题：
植物细胞是不是一个渗透系统，哪些结构相当于半透膜？
（2）作出假设
过渡：
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”。
图片展示：
成熟植物细胞结构图。
引导学生思考讨论以下问题：
①为什么说植物细胞内的液体环境主要指的是液泡里面的细胞液？
②什么是原生质层？
③思考：
水分进出细胞要经过原生质层。
那么原生质层是不是相当于半透膜？
提供相关信息：
①细胞壁的特点：
全透性的，伸缩性较小。
②细胞膜、液泡膜相当于半透膜。
讲述：
实验证明植物细胞的细胞壁是全透性的，水及其溶解在水中物质都可以自由通过细胞壁。
所以植物细胞和外界环境进行水分的运输主要是指细胞液通过原生质层和外界环境进行的水分的运输。
教师引导：
植物细胞的细胞膜、液泡膜物质组成和动物细胞的细胞膜的物质组成相似，动物细胞的细胞膜控制物质出入细胞具有选择性，相当于半透膜，那么植物细胞的原生质层也可能相当于半透膜。
作出假设：
原生质层相当于半透膜。
（3）设计实验
过渡：
“植物细胞的原生质层相当于半透膜”需要通过实验来检验吗？
如果需要实验验证，我们怎样设计一个实验来验证这个假设呢？
请同学们先思考下面一些问题。
提问：
（1）如果原生质层相当于半透膜，成熟植物细胞吸水和失水主要是取决于什么条件？
（2）植物细胞吸水的条件是什么？
植物细胞失水的条件是什么？
（3）以现有的技术手段，你能直接观察到水分子的运动吗？
你通过观察那些现象来判断细胞吸水和失水呢？
教师补充：
细胞液中的水分流失，使细胞壁和原生质层都出现一定程度的收缩，但由于原生质层的伸缩性比细胞壁的伸缩性大，当细胞不断失水时，原生质就会与细胞壁分离开来，也就发生质壁分离。
播放植物细胞质壁分离和复原的动画。
教师：
一份实验设计方案包括：
实验材料、试剂、用具；方法步骤；预期结果等。
教师引导学生考虑这个实验设计上的一些细节问题：
①实验材料、试剂、用具的选择
提问：
材料的选择：
有颜色的还是没有颜色的，细胞小的还是相对比较大的，为什么？
试剂的选择：
蔗糖溶液、酒精？
为什么？
实验用具的选择：
植物细胞的吸水和失水是一个微观的过程，必须通过什么工具来观察？
教师补充：
洋葱表皮细胞有紫色液泡，而且表皮容易撕取获得，我们可以考虑。
②实验步骤
过渡：
实验材料、试剂、用具选好了，接下来我们要考虑整个实验具体的操作步骤。
是先把洋葱泡在蔗糖溶液中，10min后取出做成装片，显微镜下观察;还是先做好装片，再想办法往里加入试剂呢?
提问：
同学能根据上述的实验假设及预期、实验材料、实验试剂设计出合适的实验过程吗？
教师引导学生设计出合理的实验过程。
教师提供实验要点提示：
第一步：
用清水制作洋葱鳞片叶表皮的临时装片，先用低倍镜观察。
思考：
如何使洋葱鳞片叶表皮细胞处于失水状态？
第二步：
尝试用不同浓度梯度的蔗糖溶液（质量分数为10％、20％、30％、40%、50%）使洋葱表皮细胞发生质壁分离。
思考：
如何使它们复原？
第三步：
使洋葱表皮细胞浸润于清水中，观察质壁分离的复原。
③设计结果记录表
讲述：
预测了实验结果后，我们可以设计一个表格来记录实验结果。
主要考虑实验前后可能发生变化的因素。
中央大液泡的大小
原生质层的位置
细胞的大小
0.3g/mL蔗糖溶液
清水
（4）进行实验
（5）分析结果，得出结论
讲述：
做完实验后，我们要对实验结果进行分析，实验结果是否与预期相吻合?
是否支持了我们最初的假设?
当实验结果与预期不符时，我们要多思考，也不要急于认定假设不成立，要考虑会不会是因为实验操作的不正确导致不能达到预期结果的?
会不会有什么干扰因素呢?
无论实验成功也好，失败也好，都要认真分析。
提问：
1、在发生质壁分离后，细胞壁与原生质层间是空着还是充满了物质？
若充满物质是何种物质？
为什么？
2、如果开始使用了0.8g/mL的蔗糖溶液，很快就观察到了质壁分离，但后来加清水怎么也不能使细胞发生质壁分离复原，能否断定当外界浓度低的时候细胞不能吸水呢?
为什么？
小结
小结语：
这节课通过渗透作用的实验现象，了解渗透作用的原理以及渗透作用发生必需的两个条件；从生活中的现象我们发现动植物细胞都能吸水和失水，重点学习探究的一般方法和基本步骤:
提出问题→作出假设→设计实验→进行实验→分析结果，得出结论→表达与交流→进一步探究。
板书：
一、半透膜
1、定义
2、特点
二、渗透作用
1、概念
2、原理
3、条件
三、细胞的吸水和失水
1、动物细胞的吸水和失水
2、探究植物细胞的吸水和失水
原生质层
⑵活动探究：
植物细胞的吸水和失水
①作出假设
②提出问题
③设计实验
④预测结果
⑤进行实验
⑥分析结果，得出结论
过渡语：
同学们对基础知识的掌握已经非常熟练，能否利用所学的知识解决问题呢？
习题巩固
针对本课时的教学目标，设计题目，进行课堂达标检测，当堂反馈结果，对学生的课堂表现做出评价。
就其中重点知识，布置适度的课下作业，进一步巩固所学知识。
达标检测题：
A类：
教材64页基础题；
1.家庭养花，如果施肥过多，会引起花卉萎蔫，这时可以采取的措施有（）
①加强光照②改善空气流通③适当浇灌清水④更换盆中泥土
A.①③B.②④C.①②D.③④
2.当把紫色的洋葱鳞片叶的表皮置于质量浓度为0.3g/ml的蔗糖溶液中后，原生质层和细胞壁之间将（）
A.紧紧靠在一起B.充满细胞液
C.充满蔗糖溶液D.充满清水
B类：
3.利用高浓度盐水（NaCl溶液）杀菌防腐的原理是（）
A.盐水中的Cl－有杀菌防腐的作用
B.盐水中的Na＋不利于细菌的生活
C.盐水是中性的，不适于细菌的生活
D.由于渗透作用使细菌细胞内的水分渗出而死亡
4.a、b、c是三个相邻的细胞，已知a细胞液浓度>b细胞液浓度>c细胞液浓度,如图所示，能正确表示水分在三者之间关系的是（）
c
b
A
AB
a
bc
CD
C类：
《高中新课程学生自主学习丛书·生物·必修一》48页第11-12题。
课下作业：
A类：
《高中新课程学生自主学习丛书·生物·必修一》47页第1-6题；B类：
《高中新课程学生自主学习丛书·生物·必修一》48页第7-9题；C类：
《高中新课程学生自主学习丛书·生物·必修一》48页第13、15题。
明确本节课的任务目标
学生观察并回答。
阅读并思考
以小组为单位进行讨论，交流。
思考
分组合作讨论：
不会
漏斗内液面不会升高
思考回答问题：
会有干燥难受的感觉，因为口腔细胞失去水分，即水分的输出。
这时及时的喝水，可以缓解口渴。
分组讨论并代表发言
写出所想到的问题，并展示
学生经过讨论得出：
②、③和④三个问题提得好，可以探究。
阅读课本P61第二段并仔细观察图4-2，分析植物细胞的结构，得出答案：
①成熟植物细胞具有中央大液泡，占整个细胞很大比例，因此成熟植物细胞内的液体环境主要考虑液泡中的细胞液。
②原生质层：
包括细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质。
③有可能。
学生讨论回答：
（1）细胞内外的浓度
（2）外界溶液浓度大于细胞液浓度，细胞失水；外界溶液浓度小于细胞液浓度，细胞吸水（3）不能。
植物细胞的液泡体积可能会发生变化；原生质层的位置可能会发生变化；植物细胞的体积可能会发生变化。
讨论回答：
有颜色，大的，利于观察
蔗糖溶液，细胞不吸收蔗糖分子，不能通过细胞膜。
酒精会杀死细胞。
显微镜
学生回答:
先做装片再加试剂好，这样可以在显微镜下观察细胞失水的变化过程。
学生回答：
滴加蔗糖溶液
滴加清水
思考回答：
1、充满蔗糖溶液，细胞壁是全透的。
2、否，蔗糖溶液浓度太高，细胞失水死亡，不能再吸水。
达标检测题学生要当堂定时独立完成后，教师公布答案，同位互批、互助，最后提出同位没有解决的问题。
由其他同学或教师解答。
总结回答糖尿病的成因、治疗及预防。
课下作业独立完成。
联系生活实际，创设问题情境，激发学习兴趣
目标导学
利用动画演示，增强直观感；设计“问题串”是为了以问题驱动学习,引导学生自主、探究、合作,最终完成对知识的主动建构。
培养学生的观察、比较、分析的能力；培养学生综合不同学科知识的能力。
同时，给学生适当的鼓励，有利于提高学生主动参与学习的积极性。
培养学生的归纳能力及友好的合作精神。
从生活中来，到生活中去，激发学生求知欲。
以问题串的形式引导学生逐步深入得出结论，符合认知规律。
结合生活实际，有利于提高学生对生物学知识运用的能力和生物科学养素，同时引导学生善于从生活的实例中发现问题、提出问题、作出假设。
在教师设置问题的引导下，逐渐掌握新知识。
发展学生知识迁移的能力，能通过对比和类比进行合理假设。
学生再次认识膜的选择透过性
通过问题的设置，使学生在思考领悟到选择合适实验材料、试剂的重要性
使学生认识到实验设计的科学性。
从实验材料,方法的选择,实验过程.结果分析等一系列探究活动,使学生体验实验设计思路,提高学生的科学思维。
进一步加深学生对植物细胞吸水和失水的认识。
通过练习加强学生对所学知识的理解，同时培养学生的答题速度和规范，将学习延伸到课下。
针对不同层次的学生提出明确的完成目标。
教学反思：
本节主要采用探究式的教学方法，引导学生自主、探究、合作与交流，充分发挥了学生的主体性，体现了新课程的理念；本节课最大的优势就是运用多媒体教学手段开展教学活动，能够把学生看不到摸不着的东西通过动画的形式形象化、生动化，从而大大提高课堂教学的整体效率和时效性。
优点：
1.问题串有梯度，能调动学生的积极思维；
2.多媒体课件直观演示，利于学生内化知识；
3.始终贯穿“学生为主体”，教师只做点评、点拨，从而使学生有所得，有利于培养科学研究的精神和能力。
这节课时间相当紧，有些问题未能给学生充分的讨论时间，建议学生课前预习，有些问题课前讨论，并互相评价。
本节课师生互动场合较多，又要完成一个探究性实验，时间略显紧迫，所以要求老师要有较强的教学组织能力，不然很难完成教学任务。
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