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文档简介
第3章 细胞的基本结构第1节 细胞膜-系统的边界一、教学目标(一)知识与技能1、简述细胞膜的成分和功能。2、临时装片的制作和显微镜的熟练操作。(二)过程与方法1、进行用哺乳动物红细胞制备细胞膜的实验,体验制备细胞膜的方法,学会调整视野与选择观察的能力。2、通过设计和分析实验,培养学生的科学探究能力。(三)情感态度与价值观1、认同细胞膜作为系统的边界,对于细胞这个生命系统的重要意义,初步形成结构与功能相适应的观点,树立辩证唯物主义观点。2、通过体验科学探究的一般方法和过程,逐步建立勇于实践的科学精神和实事求是的科学态度;分析推理、知识的建构和迁移的能力有所长进。二、教学重点1、细胞膜的成分和功能。2、细胞膜对于细胞这个生命系统的重要意义。三、教学难点1、用哺乳动物红细胞制备细胞膜的方法。2、细胞膜对于细胞这个生命系统的重要意义。四、课时安排 一课时五、教学方法 以讲授法为主,结合讨论法六、教学用具 实验用具,多媒体设备等七、教学过程设计(一)导入:指导学生阅读章首语,了解细胞是一个统一的整体。进入第一节的内容,指导学生看图,思考并讨论两个讨论题,得出细胞膜是系统的边界这个结论。 教师:看了显微镜下未经染色的细胞,我们该怎样区分显微镜视野中的气泡和细胞?光学显微镜下能看见细胞膜吗? 学生思考讨论并给出答案,教师结合学生的答案,得出:气泡是光亮的,里面只有空气。细胞是一个具有细胞膜、细胞核和细胞质的复杂结构,而且是一个立体的结构,在显微镜下,通过调节焦距可以看到细胞的不同层面。由于植物细胞的细胞膜紧贴着细胞壁,所以在光学显微镜下看不见细胞膜,但是在动物细胞中依然能够观察到细胞与外界环境之间是有界限的,这个界限我们判定就是细胞膜。教师:那科学家是如何确定细胞膜的存在的呢?学生分组讨论并给出他们的设想,然后教师结合学生的回答,再用实例说明:用显微注射器将一种叫做伊红的物质注入变形虫内,伊红很快扩散到整个细胞,却不能很快逸出细胞。鸡蛋的卵黄部分就是一个细胞,轻轻触碰完整的卵黄表面,可以感觉到有一定的弹性,用尖锐的东西将其刺破后,里面的物质就流出来了,说明其表面存在一层膜结构,科学家就是根据这些判定存在细胞膜的。(二)新课内容:1、细胞膜的成分(1)实验:制备细胞膜的方法(详见P40) 本实验课标未做要求,所以可以不讲,或者可带学生简单了解。(2)指导学生阅读课本细胞膜的成分部分,教师列举多种细胞膜的研究结果,再总结:细胞膜的成分主要是脂质(约50%)和蛋白质(约40%),还有少量的糖类(约2%-10%)。其中脂质主要是磷脂,糖类都是通过化学键与脂质或蛋白质结合成糖脂或糖蛋白,分布在细胞膜的外表面。各种膜的基本成分表(质量分数%)成分髓鞘红细胞膜肝细胞膜心肌线粒体叶绿体片层大肠杆菌蛋白质226060765075总脂类784040245025并结合课本的“与生活的联系”:细胞癌变过程中,细胞膜成分改变,产生甲胎蛋白(AFP),癌胚抗原(CEA)等物质。总结得出:蛋白质和细胞膜的关系蛋白质在细胞膜行使功能时起重要作用,功能越复杂的细胞膜,蛋白质的种类和数量越多。下面我们就来看看细胞膜有什么功能。2、细胞膜的功能利用多媒体将“控制物质进出细胞”和“细胞间进行信息交流”的视频图像展示给学生,让学生结合课本P42的图3-2,进一步理解细胞膜的功能。然后,结合细胞膜的化学成分与其功能的关系,使学生对其如何行使功能有更好的理解,再总结归纳出细胞膜的三大功能。将细胞与外界环境分隔开:细胞膜的出现使各种生物大分子集中到一个相对稳定的微环境中,保障了细胞内部环境的相对稳定,从而使学生对“细胞是生物体结构和功能的基本单位”有更好的理解。控制物质进出细胞:细胞膜具有一定的通透性,也就是说具有选择性透过的能力。可以有选择性地让物质进出细胞,包括代谢底物的进入和代谢产物的排出。为便于学生理解,可类比“窗纱”,把害虫挡在外面,又能让空气进来。对一些非己的物质有排斥性,但当非己成分进入细胞后,就导致疾病了。进行细胞间的信息交流:多细胞生物是一个繁忙而有序的细胞社会。各个细胞不是孤立的存在,而是保持着信息的交流和功能的协调。大多数细胞膜上存在激素的受体(一种能够识别和选择性结合某种配基的大分子,与配基结合后,产生物理或化学信号,以启动一系列过程,最终表现为生物学效应,如神经细胞传递兴奋等)、抗原结合点以及其他有关细胞识别的位点,所以细胞膜可以有选择性的与一些细胞结合,在激素作用、免疫反应和细胞通讯等过程中起着重要作用。好比现在的通讯工具,把两个细胞联系起来,进行沟通交流。结合P42的图3-2讲解信息交流的几种主要的方式。细胞分泌的化学物质与靶细胞的细胞膜表面的受体结合。细胞识别非己成分是通过细胞膜来进行的。许多免疫反应,即抗原与抗体的结合就是在细胞膜上进行的。相邻两个细胞的细胞膜接触,可以传递信息,也是细胞识别自身和异己物质的一种方式。相邻两个细胞之间形成通道,供携带信息的物质在两个细胞间交流。植物细胞具有细胞壁,但其具有胞间连丝这种结构,也有信息交流的作用。好比两个细胞之间搭了一座桥。然后请学生思考:除了上面提到的几种功能外,细胞膜还可能具有哪些功能?然后结合学生的回答,总结得出:细胞间的识别,连接和通讯,信号转导等功能。细胞膜的这些功能与它的结构密切相关,在第四章我们将会深入学习细胞膜的功能和结构相适应的关系。3、植物细胞的细胞壁在植物细胞外面还有由细胞分泌的纤维素和果胶等物质构成的细胞壁,它对细胞具有支持和保护的作用,同时还能防止细胞涨破,保持细胞的正常形态。举例:用纤维素酶和果胶酶把细胞壁去掉后,它就会象红细胞一样吸水涨破。(四)课堂小结 无论植物细胞还是动物细胞,其原生质的最外层都是细胞膜。提取细胞膜通过显微镜观察并进行化学成分的分析得知,细胞膜主要由蛋白质分子和磷脂分子构成。细胞膜的生理功能主要包括保护作用。信息传递作用以及进行细胞内外的物质交换等。(五)作业 课本P43的练习第2节细胞器系统内的分工合作【三维目标】1、知识与技能:举例说出几种细胞器的结构和功能。制作临时装片,使用高倍显微镜观测叶绿体和线粒体,能在观察实验中发现问题和提出问题。简述细胞膜系统的结构和功能,接受科学方法的训练,培养学生动手能力以及加强学生对细胞微观结构的认识。讨论细胞中结构与功能的统一、部分与整体的统一。2、过程和方法:自主学习:通过制作临时装片,使用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体的形态和分布。巩固高倍镜的使用方法和临时装片的制作方法,并发展学生的综合能力。 思维训练:利用插图、课件,培养学生的识图能力,提高分析、归纳的学习方法。合作实验、自主探究、讨论答疑。3、情感态度和价值观:通过学习建立细胞器的结构和功能相适应的观点、部分与整体统一的观点,有利于对学生进行辩证唯物主义的教育,同时体验合作学习的快乐。【教学重点和难点】1教学重点引导学生主动探究细胞中的几种主要细胞器的结构和功能;细胞膜系统的结构和功能。2、教学难点细胞器之间的协调配合;制造人的口腔上皮细胞的临时装片,使用高倍显微镜观察线粒体。【教学方法和手段】利用自制的多媒体课件,创设形象生动的教学氛围,同时应用实验探究法、讲述法、谈话法、比较法、指导读书法等,引导学生思考一系列问题,使他们积极主动参与到教学中,在获取知识的同时,培养学生动手、观察、比较和总结的能力。【教学过程】教学内容教师的组织和引导学生活动教学意图问题探究(1) 展示显示器工厂LCD(液晶)生产的图片。提出问题:一件优质的产品是如何通过各车间和部门之间的配合产生出来的?细胞内也存在类似工厂的各种车间吗?细胞内的各种“车间”是怎么样的?(2)总结:细胞在生命活动中发生着物质和能量的复杂变化。细胞内部就像一个繁忙的工厂,在细胞质中有许多忙碌不停的“车间”,这些车间都有一定的结构如线粒体、叶绿体等,它们统称为细胞器。观看(液晶)生产的图片结合生活经验,以及对细胞的观察,展开讨论。学生倾听,并参与交流。创设问题情景,引出新课;通过类比,学生能更形象地认识细胞内的各个“车间”细胞器。使用高倍显微镜观察(1)教师先引导学生制作黑藻叶片细胞及人口腔上皮细胞临时装片,并用显微镜观察黑藻叶片细胞和人口腔上皮细胞,记载和描述观察现象,然后依次讨论与交流(本实验的要求还是要求高倍镜的使用和临时装片的制作,所以在这一节内容中可不在详细讲述):针对该试验提出如下问题:描述观察到的黑藻细胞的叶绿体分布和形态。植物的叶子为什么是绿色?描述观察到的口腔上皮细胞的线粒体分布和形态。 (2)总结:在显微镜下叶绿体散布于细胞质中,呈绿色的、扁平的椭球形或球形。正是由于植物叶肉细胞中有大量叶绿体,所以植物的叶子是绿色的。可以看到被詹那绿染成蓝绿色的线粒体均匀的分布在细胞质中,线粒体形态多样,有短棒状、圆球状、线形、哑铃形等。学生动手制作临时装片并用显微镜观察;记载和描述观察现象;展开组内讨论和小组间交流等活动;倾听总结,并参与交流。学生对微小的细胞总有一种神秘感,通过亲自观察细胞来解决自身的疑惑对学生来说是很有诱惑力的,这样能够使学生产生积极参与探究的学习兴趣和激情;训练了学生制做临时装片和使用显微镜观察的能力;知道叶绿体和线粒体在细胞内的分布和形态;对微观世界的细胞有了初步的认识。细胞器的分工(1)指导学生带着思考题阅读P4447的课文内容。思考内容:胞内有哪些细胞器?线粒体、叶绿体等细胞器的结构和功能是怎样的?它们的结构与功能相适应吗?注:有关这两个细胞器的结构和功能在后面“光合作用”和“呼吸作用”中要具体学习,所以在这也只需要简单提及,不必详细讲述。 (4)教师继续播放电镜下的内质网和高尔基体幻灯片引导观察:内质网和高尔基体的结构是怎么样的?它们有什么功能?(5)教师分别播放动植物细胞亚细微结构模式图,简要介绍其他细胞器。学生进行阅读、思考;学生观看幻灯片、结合课本内容自由回答有关线粒体的问题;学生观看幻灯片、结合课本内容回答有关叶绿体的问题;学生观看幻灯片、结合课本内容回答有关其他细胞器的问题通过对比找出动植物细胞的异同点。在实验观察的基础上,经过阅读使学生对各种细胞器有一个初步的认识。与学生的生活经验相关,有利激发学习的兴趣。利用多媒体让学生通过观看、比较、讨论,加深理解有利掌握细胞内的主要细胞器的结构及其功能。学生自主学习,主动建构新知识。为完成后面的达标图表做充分的准备。概括反馈通过投影,出示设计的达标表格(详见附表),引导学生完成。应用该表格进行小结。习题巩固:学生以小组为单位分别描述线粒体、叶绿体、内质网、高尔基体的结构和功能,简要说说其他细胞器和细胞质基质。 完成达标表格。 每答对一个问题,小组可以获得一面红旗,最后红旗总数最多的小组胜出。 通过完成表格,归纳各种细胞器的结构和功能,使学生更好的掌握本节课的内容。培养学生的分析问题和归纳总结的能力;培养学生的竞争意识和团队合作精神。拓展了教育资源,为学生提供了一个自主学习的空间。附:细胞器之间的分工分布形态结构特点功能线粒体动植物细胞。双层膜,内膜向内折叠成嵴,扩大了内膜面积,基质和内膜上有许多种与有氧呼吸有关的酶,含有少量DNA。有氧呼吸的主要场所(动力工厂)叶绿体绿色植物叶肉细胞等。双层膜,内有许多类囊体,叶绿素等色素分布在类囊体上。类囊体和基质中有许多进行光合作用所需的酶,含有少量DNA。光合作用的场所(养料制造车间、能量转化站)内质网动植物细胞。单层膜,形成囊泡状和管状结构,内有腔。细胞内蛋白质合成、加工以及脂质合成的场所。高尔基体动植物细胞。与动物细胞分泌物的形成及植物细胞壁的形成有关。液泡植物细胞,高等动物细胞中不明显。储存物质,使植物细胞保持坚挺。溶酶体动植物细胞。消化车间。核糖体动植物细胞。附着在内质网或游离在细胞质基质中。不具有膜结构,椭球形颗粒小体。把氨基酸合成蛋白质的场所(生产蛋白质的机器)中心体动物细胞和低等植物细胞。在核附近。不具有膜结构,由两个互相垂直的中心粒构成。与动物细胞有丝分裂有关 第3节 细胞核系统的控制中心三维目标: 1.知识与技能(1)阐明细胞核的结构和功能。(2)尝试制作真核细胞的三维结构模型。(3)学会进行试验数据分析。 2.过程与方法(1)通过自主互动的过程式教学,领悟细胞核的功能、细胞核的结构以及功能与结构相适应的关系。(2)分小组尝试制作真核细胞的三维结构模型,展开组间评价机制,既发挥每个学生的潜能,又使学生学习和体会合作的愉悦。 3.情感态度与价值观(1)认同细胞核是细胞生命系统的控制中心。(2)在合作与交流中分享解决问题后的愉悦。学习重点、难点:1. 细胞核的结构和功能2. 制作真核细胞的三维结构模型。 3.领悟细胞核是遗传的信息库4.理解细胞核是细胞生命系统的控制中心课时安排 1课时 课程准备1.制作细胞核结构动画。2.制作“资料分析”的动画课件。(1) 黑白美西螈的核移植实验。(2) 蝾螈受精卵的横溢实验。(3) 变形虫的切割实验。(4) 伞藻的嫁接实验和核移植实验教学过程 新课导入细胞内部像一个繁忙的工厂,在细胞质中有许多忙碌不停的“车间”,这些“车间”都有一定的结构,如线立体、叶绿体、内质网、高尔基体、核糖体、溶酶体等,这些都是细胞器。我们知道这些细胞器内部进行着有条不紊的生物化学反应,并且彼此之间互不干扰。那为什么细胞能够如此精确而有序的进行这些生物化学反应呢?一个工厂要正常运行,必须要有厂长的正确领导和控制,可以说厂长是一个灵魂人物,是整个工厂的核心,那么在细胞这个工厂中,它的灵魂,控制中心是什么呢?答:细胞核那本堂课我们一起来学习一下细胞这个系统的控制中心细胞核,我们来研究一下细胞核到底是如何对细胞的生命活动进行控制的。屏幕演示制作的“资料分析”中的四个实验的动画。 请同学们观察实验动画、讨论、回答、填表实验实验过程实验结果实验结论两种美西螈细胞核移植将黑色美西螈细胞核移植到白色美西螈去核卵细胞中发育成的都是黑的美西螈皮肤颜色遗传是由细胞核控制的伞藻嫁接与核移植将两种伞藻的帽、柄、假根分开后,相互嫁接与核移植“帽”的形状与具有细胞核的假根部分一致伞藻“帽”的形状是由细胞核控制的这两个实验共同说明了生物的性状遗传、形态构造的都是由细胞核控制的,细胞核是遗传的控制中心 实验实验过程实验结果实验结论横缢蝾螈受精卵用头发横缢蝾螈受精卵,一半有核,一半无核有核的一半能分裂,无核的则不能蝾螈的细胞分裂和分化是由细胞核控制的将变形虫切成两半切成的一半有核,一半无核有核部分能生长、分裂、再生,具有应激性,无核部分只能消化食物变形虫的分裂、生长、再生、应激性都是由细胞核控制的这两个实验从总体看是与细胞代谢相关实验,说明细胞核是细胞代谢的控制中心。结论:细胞核控制着细胞的代谢和遗传,是细胞的“大脑”和“控制中心”同学们都能利用资料,透过现象看本质,那么细胞核为什么能成为细胞代谢和遗传的控制中心,要弄清这个问题,我们必须从细胞核的结构中寻找答案。二、细胞核的结构请同学们看细胞核结构模式图,回答以下问题:问:细胞核由那几部分构成?(看图回答)生:有核膜.核仁.核孔.染色质。问:核膜与细胞膜有何不同?(联系前面学习过的知识比较进行比较学习)生:主要的不同:(1)核膜是双层单位膜,而细胞膜是单层的; (2) 核膜上有 核孔而细胞膜上没有核孔。再请同学们阅读课本P54,回答以下问题。1、从课文的段落看,第一段描述了染色质,那么染色质与染色体的区别和联系是什么?请同学们完成下表:名称项目染色质染色体同种物质成分相同特性相同功能相同不同时期两种形态1.从课文的段落看,第一段描述了染色质的主要成分、特性以及染色质与染色体的关系,它们各是什么? 染色质的主要成分:它是由DNA和蛋白质组成的。 染色质特性:容易被碱性染料染成深色。 染色体与染色质的关系:是同样的物质在细胞不同时期的两种存在形式。2、第二段描述了DNA,DNA上储存着 遗传信息,遗传信息能从亲代细胞传给子代细胞从而保证亲子代细胞在遗传形状上的一致 性。3、第三段描述了遗传信息的作用,它是细胞生命活动的“蓝图”,进行物质的合成.能量的转换和信息的交流,完成生长.发育.4、在细胞核的结构中,课文为什么只描述染色质这个结构?答:细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心,其功能与染色质相关。5、那么细胞核为什么能成为细胞的控制中心?答:因为细胞核中有染色质 ,染色质的组成中有DNA,DNA主要在细胞核的染色质中,DNA储存有遗传信息。 6、由此看来,细胞核的结构与功能的关系如何?答:相适应。比如我们讲过的的生物体的结构和功能有相适应的关系。7、细胞核的功能完整的表述应该是什么?答:(1)遗传信息库。(2)细胞代谢和遗传的控制中心。第四章 细胞的物质输入与输出 第一节 物质跨膜运输的实例(一)三维目标1、知识与技能:(1)说出细胞在什么情况下吸水和失水。(2)举例说出细胞膜是选择透过性膜。(3)熟练制作临时装片和操作显微镜。 2、过程与方法: (1)尝试从生活现象中提出问题,作出假设。(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:(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。(2)学生在合作的过程中,学会与人交流,尊重他人。(二)教学重点1如何进行探究实验,其基本方法和一般过程。2渗透作用;细胞是一个渗透系统。3证明水分进出细胞是顺相对含量梯度的。4细胞膜不仅是半透膜,还是选择透过性膜。(三)教学难点1探究“植物细胞的吸水和失水”,尝试提出问题。2如何设计实验过程。(四)教具准备1渗透演示实验。2渗透原理的多媒体演示课件。(五)教学方法学生实验观察、讨论与教师讲述和启发引导相结合。(六)课时安排2课时 第一课时 探究细胞的吸水和失水教 学 过 程 教学内容、过程安排教学意图复习导入问题1:细胞是一个基本的生命系统,这个系统的边界是什么?问题2:由于边界的存在,进而将细胞与外界物质分隔,这种分隔是不是意味着细胞需要的物质不能进来,细胞不需要的物质不能出去,为什么? “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。细胞膜能控制物质进出细胞 。”引入新课:细胞膜是怎样控制物质进出细胞的?今天,我们以水分为例,共同探讨水分是怎样通过细胞膜进出细胞的。1、“问题探讨” (1)演示实验:一滴红墨水滴入到清水中,出现什么现象?学生观察并回答。(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?演示:渗透作用的实验现象教师和各小组代表课前做好该实验:烧杯中是清水,漏斗内是30%的蔗糖溶液,两种不同的溶液被一层玻璃纸(半透膜)隔开,实验开始时,漏斗内外的液面在同一水平面上,静置2 h后,漏斗内的液面上升。教师介绍演示实验,说明半透膜的特性。(3)提出讨论问题问题 为什么漏斗内的液面会上升?多媒体动画演示,引导学生思考:水分子往哪里移动,总体上向哪一个方向移动?引导学生联系其他学科知识分析:蔗糖分子不能自由通过半透膜而水分子可以。两侧的水分子都在运动。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。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。教师点评:给学生适当的鼓励。师生总结: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。让学生思考:漏斗内的液面是否无限升高?教师总结分析接着小组讨论另两个问题,总结渗透作用的发生必需的条件有哪些?问题如果用一层纱布代替玻璃纸,漏斗管内的液面还会升高吗?问题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?学生回答:(略)师生共同总结渗透作用条件: a要有半透膜;b半透膜两侧的溶液存在浓度差。2、细胞的吸水和失水(1)动物细胞的吸水和失水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,如腌制的咸菜、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?学生回答:(略)教师归纳:这些现象说明动物细胞的吸水和失水。图片展示:哺乳动物红细胞吸水和失水小组讨论: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,教师补充完整:当细胞内液浓度 外界溶液浓度,细胞吸水当细胞内液浓度 外界溶液浓度,细胞失水当细胞内液浓度 外界溶液浓度,细胞形态不变教师引导学生思考:水分进出细胞与细胞内液的浓度和外界溶液是否存在浓度差有关。细胞膜是否相当于一层半透膜?师生共同: 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。教师总结: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 教师提出:植物细胞吸水和失水的情况又是怎么样?例如,在日常生活里, 夏天家里做凉伴黄瓜时有水出现,腌萝卜条时洒上一些盐会出水;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。教师引导: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;当然这要求我们要有敏锐的观察能力和敏捷的思维。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。教师: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。 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?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,”;“植物细胞在什么情况下会吸水和失水?”;“植物细胞是不是一个渗透系统,哪些结构相当于半透膜?”等。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?作出假设 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”。教师图片展示:“成熟植物细胞结构图。”提供信息: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。细胞壁的特点:全透性的,伸缩性较小。细胞膜、液泡膜相当于半透膜。原生质层:包括细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质。教师引导,学生作出假设:原生质层相当于半透膜。预测实验结果:当细胞液浓度 外界溶液浓度,细胞吸水,质壁分离;当细胞液浓度 外界溶液浓度,细胞失水,质壁分离复原教师可以适当补充: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。教师联系上述动物细胞吸水情况,追问:植物细胞会不会像动物细胞一样,不断的吸水最后涨破呢?学生回答。(略)设计实验教师引导学生考虑这个实验设计上的一些细节问题,例如:实验材料、试剂、用具的选择材料的选择: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:糖水、酒精、醋酸、盐水?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?教师提示:洋葱表皮细胞有紫色液泡,而且表皮容易撕取获得。实验过程中细胞应处于生活状态。实验步骤教师:实验材料、试剂、用具选好了,接下来要考虑整个实验具体的操作步骤。该如何具体操作? 是先把洋葱泡在蔗糖溶液中,10 min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?(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。)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。教师: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。教师: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。 设计结果记录表进行实验记录结果分析结果,得出结论做完实验后,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?例如这个实验中,如果开始使用了0.6 g/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?(不能,因为蔗糖浓度过高了,导致细胞失水过快而死亡。)教师:所以无论实验成功也好,失败也好,都要认真分析。3课堂小结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,重点学习实验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。下节课我们就到实验室来完成这个实验。4布置作业:小组合作完成,针对探究的问题,以小组为单位设计一份实验方案;预习其他物质跨膜运输内容。通过创设问题情境,引导学生寻找新旧知识的结合点,使学生主动地参与学习过程。 介绍实验过程,并由小组代表亲自实验,增加可信度,激起学生强烈的求知欲望。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。让学生学会归纳总结联系生活中例子,培养运用所学的生物学知识解释生活中一些实际问题的能力。培养学生的归纳能力及友好的合作精神。培养运用所学的生物学知识解释生活中一些实际问题的能力。积极鼓励学生提出问题让学生了解相关信息,作出假设让学生能够把所学知识联系在一起通过问题的设置,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。第二课时 水分及其他物质的跨膜运输(实验室内完成)教学内容、过程安排教学意图(一)探究“植物细胞的吸水和失水”实验1、教师检查学生的实验设计。学生小组代表展示实验设计内容教师积极评价教师根据学生设计内容提问:若将一个成熟的植物细胞放置到较浓的溶液中,细胞液中的水分子将向细胞的哪一侧运动?如果细胞壁的伸缩性小于原生质层的伸缩性,将会出现什么现象?学生回答:(略)教师引导,大家可通过实验来回答该问题2、实验前教师再次提醒实验过程中的一些细节问题例如:实验材料、试剂、用具的选择材料的选择: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?如紫色洋葱、黑藻。让学生自己通过实验选择。图片展示洋葱鳞片叶细胞和黑藻的结构。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试剂的选择:糖水、酒精、醋酸、盐水?教师提示:实验过程细胞处于生活状态实验用具的选择: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?(用显微镜观察。)实验步骤教师: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。设问: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。设问: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。 实验结果记录表 中央大液泡的大小原生质层的位置细胞的大小0.3 g/mL蔗糖溶液 清 水 3学生进行实验教师指导;展示植物细胞质壁分离和复原的图片4分析结果,得出结论做完实验后,我们要对实验结果进行分析;是否符合预期的假设各研究小组进行交流,小组代表发言,各小组相互进行评估,交流心得教师也给予点评(二)物质跨膜运输的其他实例细胞的吸水和失水是水分子顺相对含量的梯度跨膜运输的过程。其他物质呢?资料分析:P64学生讨论:物质是否都与水一样顺浓度梯度运输的? 学生小组交流总结:细胞膜和其他生物膜都是选择透过性膜(三)布置作业完成实验记录表;课后复习题让学生养成良好的习惯;培养学生语言表达能力学生在显微镜下观察洋葱鳞片叶细胞的结构,理解其作为实验材料的优点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。体会成功的经验、出现的问题及其改进的措施,养成严谨的科学态度这部分内容安排在第三节物质跨膜运输方式来上,在这里,简单介绍;让学生初步学会识图表提取信息第二节 生物膜的流动镶嵌模型一、三维目标1 知识与技能 简述生物膜的流动镶嵌模型的基本内容 举例说明生物膜具有的流动性特点 通过分析科学家建立生物膜模型的过程阐述科学发展的一般规律2 过程与方法 分析科学家建立生物膜结构模型过程,尝试提出问题,大胆作出假设 发挥空间想象能力,构建细胞膜的空间立体结构 3 情感、态度与价值观 使学生树立生物结构与功能相适应的生物学辨证观点 培养学生严谨的推理和大胆想象能力 认识到技术的发展在科学研究中的作用,尊重科学且用发展的观点看待科学,树立辨证的科学观二、 教学重、难点1 对生物膜结构的探索历程2 生物膜的流动镶嵌模型学说的基本内容3、 教学准备多媒体4、 课时安排 1课时5、 教学过程教学内容、 过程安排教学意图一 复习设问导入教师设问:生物膜的功能是什么?其功能特性是什么?为什么生物膜表现出这样的特性?学生回答:(略)教师阐述:依据生物体的结构和功能相适应的观点,生物膜在功能上的选择性与生物膜的结构有着一定的关系。二 问题探讨在制作真核细胞三维结构模型的活动中,某同学分别用三种材料做细胞膜:塑料袋、普通布和弹力布,应选哪种好?教师提示:选择合适的材料,是科学实验成功的关键。那么选择哪种材料制作细胞膜模型,更适于体现细胞膜的功能呢?学生回答:(略)教师设问:弹力布有弹力性,那它能完全具有生物膜的特点吗?学生回答:(略)教师引述:显然弹力布不具有生物膜的选择透过功能,那么生物膜究竟具有怎样的结构呢?科学家也是带着这些问题,进行了探索生物膜结构的探索。下面让我们体验一下科学家探索生物膜结构的历程。三 体验对生物膜结构的探索历程19世纪末“欧文顿实验”教师设问:对“欧文顿实验”实验得到什么现象?学生回答:(略)教师设问:最初实验得到生物膜是由脂质组成的,是通过对现象的推理分析还是通过膜成分的提取和坚定?假说是如何提出的?在推理分析得到结论之后还有必要对膜的成分进行提取、分离和鉴定吗? 学生交流、讨论:(略)教师讲述:对现象的推理分析是要进行鉴定,才能准确地说明问题。可是鉴于当时技术的限制,不能进行对结构物质的提取。20世纪初“荷兰科学家实验”教师设问:对“荷兰科学家实验”实验得到什么现象?如果你是科学家,展开大胆想象,你会推测出什么样的结论?展示“磷脂分子图”学生讨论、交流、(略)教师讲述:先解释磷脂的结构组成,强调头部磷脂的亲水性和尾部脂肪酸的疏水性,解释细胞膜中的磷脂是双层的;然后说明科学技术的发展促进了科学探索的进程。教师引述:知道了膜中脂质的结构,那么蛋白质又处于如何的位置呢?有人推测出脂质两边覆盖蛋白质的理论。20世纪40年代“罗伯特森电镜实验”教师设问:对“罗伯特森电镜实验”实验得到什么现象?让你来推测,你会推出什么样的结论? 图片展示电镜下细胞膜的结构。学生交流、讨论:(略)教师讲述:借助于电镜,罗伯特森观察到了细胞膜的结构,并推出静态结构。“三明治”结构模型有什么不足?课件展示:细胞分裂、草履虫的运动和分裂、成熟植物细胞的质壁分裂与复原现象。教师设问:罗伯特森细胞膜静态结构能说明这些生命现象吗?学生:(略)教师讲述:20世纪60年代,有人对此静态观点提出异议。并随着科学技术的发展,对蛋白质的位置也提出了准确的说法,指出蛋白质不是全部平铺在脂质的表面,有的镶嵌在脂质双分子层中。20世纪70年代“荧光染料标记实验”教师设问:对“荧光染料标记实验”观察得到怎样的动态现象?推出什么结论?说明了什么?学生交流、讨论:(略)教师讲述:细胞膜的流动性是与细胞膜的成分磷脂分子和蛋白质分子的运动分不开的。白细胞吞噬细菌、变形虫运动等例子更强有力地说明细胞膜具有流动性。教师引述:1972年,桑格和尼克森通过观察和实验,并在继承前人的研究成果基础上,提出了生物膜分子模型,即流动镶嵌模型,并被人们所接受。四 流动镶嵌模型的基本内容结合生物膜结构的探索历程,学生展开想象,结合生物膜的组分,自我构建细胞膜的三维立体结构。课件展示“生物膜流动镶嵌模型的结构”教师有顺序、有层次阐述其基本内容:生物膜的组成:主要由蛋白质和脂质组成,还含少量的糖类。生物膜的基本骨架:磷脂双分子层(亲水性头部朝向两侧,疏水性尾部朝向内侧)。蛋白质分子存在形态:有镶在表面、嵌入、横跨三种,外侧的蛋白质分子与糖类结合形成糖被。体现了生物膜的不对称性。生物膜的结构特点:一定的流动性(磷脂分子和大多数蛋白质分子都是运动的)教师设问:此生物膜的流动镶嵌模型是不是完美无缺呢?学生:(略)五 课堂小结教师讲述:本节我们体验了科学家探索生物膜结构的历程。科学家的观点并不全是真理,还必须通过实践验证;科学学说不是一成不变的,需要后人不断修正和完善;时时刻刻要认识到科学技术在科学探索的过程中所起的关键作用;并要以发展的观点看待科学。质疑:同学们,如果你是当时的科学家,你也会像当时的科学家一样,进行这样的思维吗? 学生回答:(略)教师讲述:在体验探索历程过程中,我们要通过功能现象的观察分析,推理假设生物膜的结构特点,依据结构与功能相统一的观点,一步一步地探讨。在其他领域也是如此。复习学过知识结合前面学过的内容,培养学生思考解决解决问题能力指导学生阅读P65-67这部分内容,让学生先阅读,紧紧追随科学家的思维,通过观察分析每一个实验现象说明了什么问题,并大胆地提出假设。用事实与理论不符来继续推动探索细胞膜的结构用Flash课件动态展示让学生学会归纳对细胞膜整体上有清晰的认识让学生学会质疑,发挥主观能动性,培养严谨的科学素养第三节 物质跨膜运输方式一、 教学目标1知识目标说明物质进出细胞的方式。进行图表数据的解读。2.技能目标培养学生提出问题的能力;培养学生解读图表数据的能力3.情感目标联系生活实际,让学生理解研究物质跨膜运输的意义二、教学重点和难点1.教学重点物质进出细胞的方式,说出被动运输与主动运输的异同点2.教学难点主动运输,正确解读坐标数据图表三、教学方法策略本节教学宜采用讲授与讨论相结合的方法,基本思路可以确定为:展示现象提出问题解释原理总结概念。并适时运用多媒体辅助教学四 教学过程教师呈现“问题探讨”中的实验现象,组织学生讨论三个问题。问题1:什么样的分子能通过脂双层
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