学年人教版 必修一 被动运输教案.docx

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学年人教版必修一被动运输教案

第4章细胞的物质输入和输出

第1节被动运输

教学目的确定

课程标准与本节对应的要求是：

阐明质膜具有选择透过性；举例说明有些物质顺浓度梯度进出细胞，不需要额外提供能量。

教学提示要求开展“通过模拟实验探究膜的透性”“观察植物细胞的质壁分离和复原”的探究性学习活动。

为此，制定如下的教学目标。

1.通过实验探究渗透现象，归纳出渗透作用产生的条件。

2.通过观察水进出哺乳动物红细胞，阐明质膜具有选择透过性。

3.通过实验探究植物细胞的吸水和失水，结合动植物细胞的模式图，归纳出水进出动物和植物的异同。

4.通过收集，整理和交流有关水通道蛋白的信息，结合自由扩散（易化扩散）和协助扩散（易化扩散）是视频动画，归纳出自由扩散和协助扩散的异同。

教学设计思路

本节内容分2个课时完成，第1课时在多媒体实验室进行，通过操作示范，视频，实际操作等丰富的教学手段，帮助学生从宏观层次到微观层次，认知物质进出细胞的过程。

第2课时设计课前组织学生以水通道蛋白为调查对象进行资料收集，结合第1课时水进出动植物细胞所学知识，在课堂上展示交流，帮助学生认知被动运输的两种方式。

再通过观察自由扩散和协助扩散的视频动画，归纳总结自由扩散和协助扩散的区别与联系，促进学生对“细胞的物质输入和输出”进行初步理解。

教学实施的程序

（一）第1课时实施程序

学习任务

教师活动

学生活动

设计意图

回顾复习创设情境

【回归教材+创设情境】通过回顾细胞膜的功能，借助章引言“某高血压药物说明书”的内容，开启第四章的学习。

翻阅课本P40有关“细胞膜的功能”的相关内容和P61的章引言。

复习细胞膜的相关知识，通过与生活的联系，激发学生的学习热情。

问题探讨获取证据

【回归教材】通过“问题探讨”中的问题，引导学生讨论，预测实验结果，然后演示实验，同时播放“渗透过程中的分子运动”的模拟动画。

【总结提升】①半透膜两侧水分子能够通过扩散作用自由进出，蔗糖溶液中的水的相对含量比烧杯中的水的相对含量低，因此烧杯中的水扩散到漏斗中的速度比漏斗中的水扩散到烧杯中的速度相对更快些，导致漏斗中水量增加，液面上升。

如果漏斗管足够长，当管内的液面上升到一定高度之后，管中的水柱产生的压力将加快漏斗中水分向外扩散的速度最终达到平衡，液面将不再上升；②纱布不是半透膜，空隙大，可溶于水的物质可能自由通过，包括水和蔗糖分子都能通过。

【思维训练】引导学生根据“【总结提升】”中①的总结，举一反三的解释“问题探讨”中的第3小问。

【小组讨论】观察示意图，阅读材料，讨论渗透过程的相关问题。

【观看学习】观察老师演示的渗透实验和“渗透过程中的分子运动”的模拟动画，归纳出渗透作用产生的条件。

【独立思考】根据老师对“讨论”第1小题的总结，解释“讨论”第3小题。

认识生物学的学习重视证据和逻辑。

训练学生的类比推理的逻辑思维。

水进出哺乳动物的红细胞

【回归教材】观看显微镜下“哺乳动物红细胞失水和吸收”的变化过程和“水进出哺乳动物红细胞”的示意图，引导学生思考水进出哺乳动物红细胞与渗透的异同。

【小组讨论】观看显微镜下“哺乳动物红细胞失水和吸收”的变化过程和“水进出哺乳动物红细胞”的示意图，讨论“水进出哺乳动物红细胞”和渗透现象的异同，并回答“思考·讨论”中的问题。

续表

学习任务

教师活动

学生活动

设计意图

水进出哺乳动物的红细胞

【总结提升】

1.红细胞中的有机物有的能通过细胞膜，有的不能，说明了质膜具有选择透过性。

血红蛋白是有机大分子物质，不能透过细胞膜，它相当于“问题探讨”中的蔗糖分子。

2.细胞膜具有生命活性，物质通过细胞膜的方式不只是简单扩散。

3.“浓度低”可以是很低，细胞会因为吸水而涨破，例如蔬菜腌制，就是利用高浓度食盐溶液的渗透压力，致使原料及微生物脱水，失去活性；但也可以是相对较低，细胞内液浓度下降后与外界溶液的浓度达到平衡，此时，细胞将不再吸水，例如合理施肥，通过控制肥料中的各物质的浓度，避免“烧苗”现象的发生。

4.取决于红细胞内外溶液的浓度差，一般情况下，浓度差越大时，细胞吸水或失水越多。

5.因为生理盐水的浓度与血浆的浓度基本一致，血细胞不会因为过度吸水或失水而出现形态和功能上的异常。

通过对水进出哺乳动物的红细胞问题的讨论，加深对渗透作用的理解，引出并阐明质膜具有选择透过性，让学生意识到，物质进出细胞不单单是简单的扩散。

通过对生活中常见的生物学现象蔬菜腌制和合理施肥分析，增加与生活的联系，同时提升学生的学习兴趣。

水进出植物细胞（植物的质壁分离及复原）

【讲述】观察《植物细胞的质壁分离和复原》

实验原理：

内因：

①成熟的植物细胞的原生质层相当于一层半透膜；②原生质层的伸缩性比细胞壁大。

外因：

细胞内外溶液有浓度差。

实验选材：

紫色洋葱鳞片外表皮成熟细胞（有紫色大液泡）。

注意：

最好选择紫色洋葱第2、3层鳞叶，新鲜、完整、色泽较深易观察。

明确实验操作流程，顺利完成实验。

续表

学习任务

教师活动

学生活动

设计意图

质壁分离实验操作步骤：

1.制作洋葱鳞叶外表皮临时装片：

取一片紫色的洋葱鳞叶，用刀片在外表皮上划出一个大约5*5mm的小方块，用镊子撕下该部分表皮，放在载玻片中央的清水滴里，展平，盖上盖玻片。

（教师强调选材部位及取材方法，演示制作装片的方法；不要产生气泡，以免影响后续观察；提醒学生小心使用及安防尖锐器具。

）

2.在显微镜下观察细胞形态：

细胞呈浅紫色，中央有大液泡。

此时原生质层与细胞壁紧贴。

3.观察质壁分离现象：

在盖玻片一侧滴加质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液1~2滴，在对侧用吸水纸引流。

重复几次，使蔗糖溶液渗入盖玻片下方，浸润洋葱外表皮细胞。

大约5分钟后，用显微镜观察细胞形态的变化。

（液泡逐渐变小，紫色加深。

细胞原生质层与细胞壁逐渐分开，发生质壁分离现象。

）

4.记录显微镜下看到的洋葱表皮的质壁分离现象

提问：

质壁分离复原的条件是什么？

5.观察质壁分离复原现象：

在已经发生质壁分离的表皮细胞的盖玻片一段滴加1~2滴清水，对侧用吸水纸引流。

重复几次，吸去周边的蔗糖溶液，使细胞浸润于清水环境中。

在显微镜观察下观察原生质层的恢复情况。

学生练习动手制备洋葱外表皮临时装片，教师巡视指导，予以帮助。

学生分组分别制备质量浓度为0.2 g/mL、0.3 g/mL的蔗糖溶液装片。

相互观察质壁分离的现象，讨论造成两种浓度下质壁分离成都不同的原因。

拍照记录显微镜下看到的洋葱表皮的质壁分离现象。

回答：

降低细胞外液的浓度。

学生分组分别制备质量浓度为0.2 g/mL、0.3 g/mL的蔗糖溶液装片进行清水复原处理。

观察质壁分离复原的现象，思考原因。

让学生体验科学探究的一般过程，提高动手操作能力和设计实验的能力。

续表

学习任务

教师活动

学生活动

设计意图

水进出动植物的细胞的比较

【任务布置】根据水进出动植物细胞实验填写的观察记录表，完善下表。

水进出红细胞

水进出植物细胞

实验材料

条件

原理

现象

【小组汇总】小组成员根据水进出动植物细胞实验填写的观察记录表，进行整理。

提高学生对实验信息的整理能力。

扩展延伸埋下伏笔

【任务布置】课后收集整理有关水通道蛋白的信息，下节课进行分享。

【课后延伸】感兴趣的同学课后可以思考一下问题：

1.我们生活的周围，哪些东西可以作为半透膜使用，半透膜的应用有哪些？

2.生理盐水是否可以一直注射？

3.半透膜的“选择”和细胞膜的“选择”有何区别？

【小组活动】

1.上网查阅资料，翻阅书籍，完成【任务布置】。

2.各小组选择提供思考题，或者自己提出的有关该知识的思考题，通过查阅资料或做实验（非人体实验）等方式，尝试回答问题。

培养学生的发散思维，检索信息的能力。

为下节课的教学做好铺垫。

（二）第2课时实施程序

学习任务

教师活动

学生活动

设计意图

总结【课下延伸】的收获

组织学生分享对【课后延伸】的相关内容查阅、思考的收获，并做相关知识总结，给予鼓励和表扬。

【小组展示】分享查阅的【课后延伸】部分的内容。

通过鼓励让对学生收获知识成就感，促进学生自主形成培养发散思维的习惯

情境创设

【回归教材】引导学生阅读课本P68的【生物科学史话】，播放“水通过水通道运输”的视频，展示“水分子进出细胞的方式”的示意图。

【小组展示】看完视频和“水分子进出细胞的方式”的示意图后，分享查阅有关水通道蛋白的相关内容。

激发学生对物质运输的学习热情。

续表

学习任务

教师活动

学生活动

设计意图

认识自由扩散和协助扩散

【概念分析】像渗透现象中，水通过半透膜的扩散方式，就是自由扩散，只是简单的顺浓度梯度的扩散；而像细胞的失水和吸水过程中，水通过细胞膜的扩散方式不仅仅只是自由扩散，还有借助水通道蛋白的这种由转运蛋白进出细胞的扩散，也就是协助扩散。

【回归教材】展示“物质通过载体蛋白运输”的动画，还有钾离子通道示意图，辅助学生理解载体蛋白和通道蛋白这两种转运蛋白的区别。

【形成概念】

1.物质通过简单的扩散作用进出细胞的方式，叫做自由扩散，也叫简单扩散。

2.借助膜上的转运蛋白进出细胞的物质扩散方式，叫作协助扩散，也叫易化扩散。

【观看学习】阅读课本P66有关转运蛋白的内容，结合老师展示的“物质通过载体蛋白运输”的动画，还有钾离子通道的主视图和俯视图，还有之前“水通过水通道运输”的视频，理解和区分两种转运蛋白。

基于观察图片和视频，加深载体蛋白和转运蛋白的理解。

自由扩散和协助扩散的比较

【回归教材】水能进行自由扩散，甘油、乙醇为什么也能进行？

引导学生结合细胞膜的结构和成分，回答该问题。

【总结提升】甘油、乙醇等都是脂溶性物质，与磷脂分子有较强的亲和力，容易通过磷脂双分子层出入细胞。

【讲述】举例说明哪些物质进行自由扩散，哪些物质进行协助扩散。

【任务布置】完善下表

被动运输

转运蛋白

能量

实例

自由扩散（简单扩散）

协助扩散

（易化扩散）

【独立思考】根据老师的引导思考并回答【旁栏问题】。

【形成概念】

物质以扩散方式进出细胞，不需要消耗细胞内化学反应所释放的能量，这种物质跨膜运输方式被称为被动运输。

【小组汇总】根据老师讲述的内容，完善表格。

联系前面细胞膜的内容，锻炼学生对学过的内容活学活用。

以表格的形式，让学生更加清晰地知道两种被动运输的异同。

埋下伏笔

【任务布置】课后收集整理有关痢疾的信息，下节课进行分享。

培养学生的发散思维，检索信息的能力。

为下节课的教学做好铺垫。