《物质跨膜运输的实例》教学设计

1、啪胳 wZprtf 物质跨膜运输的实例教学设计（第一课时） 运城中学冯建宇 一、教材分析 1、本节内容的分析 本节是人教版普通高中课程标准实验教科书生物必修1分子与细胞中第 4章第1节的内容。这一 节主要介绍的是以水和无机盐的跨膜运输为例，说明细胞膜是选择透过性膜。其中的“植物细胞的吸水和 失水的探究”是全书的第一个“探究”活动，通过这项探究活动，学生可以在提出问题、作出假设、设计 实验等环节得到一定的体验和感悟，从而为学习后面的探究活动奠定一定的基础。本节课既与前面学习过 的组成细胞的分子和细胞的基本结构等内容相联系，同是又为即将学习的细胞膜的结构和物质跨膜运输的 方式奠定了基础，因此具有承

2、上启下的作用。 2、教学目标 （1 ）、知识目标 说出渗透作用的概念及发生条件； 说出细胞在什么情况下吸水与失水； 举例说明动物细胞膜和植物原生质层相当于半透膜； 概述水的跨膜运输方向与水浓度的关系。 （2）、能力目标 尝试从生活现象中提出问题，作出假设； 进行关于植物细胞吸水和失水的实验设计。 （3）、情感目标 通过参与课堂学习，使学生养成积极思考、主动探究、合作交流的学习态度； 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。 3、教学重点和难点 （1 ）、重点： 细胞吸水和失水的原理； 尝试提出问题、作出假设。 （2 ）、难点： 尝试提出问题、作出假设； 进行关于植物细胞吸水

3、和失水的实验设计。 4、课时安排 本节课教学内容分 2课时完成，为了适应教学实际，我把渗透作用、动物细胞的吸水和失水及“植物 细胞的吸水和失水”的探究实验方案的设计作为第一课时，探究实验方案的实施及其他物质的跨膜运输实 例作为第二课时。 二、学情分析 学生在初中做过或见过这样的实验：泡在盐水中的萝卜条会软缩，泡在清水中的萝卜条会更加硬挺。 学生也有这样的生活经验： 做菜馅时加入一些盐， 蔬菜中的水分会大量渗出； 对农作物施肥过多会造成 “烧 苗”现象等，这些生活经验对学习本节内容都有帮助。而本节内容需要学生从微观水平上理解细胞吸水、 失水的过程，理解细胞膜是选择透过性膜，内容本身较抽象，难以理

4、解，学生学习起来会有一定的困难， 研胳 wZprtf 课堂上可以通过多媒体课件的演示，增强直观性，帮助学生理解微观现象。另外，学生在初中曾经接触到 科学研究的一般步骤，但在如何提出问题、作出假设和设计实验等环节都还缺乏训练，在本节课中可让学 生就生活现象提出探究问题、作出假设并设计实验，通过训练可以让学生得到一定的体验和感悟，从而为 学习后面的探究活动奠定一定的基础。 三、教学设计思路 通过创设问题情境导入新课，由“问题探讨”引入，通过渗透现象的分析，学生自主构建渗透作用的 概念及发生的条件；回忆细胞膜制备的实验，分析“水分进出红细胞的情况”认识到红细胞的细胞膜相当 于半透膜，吸水或失水取决于

5、细胞内外的浓度差；进而引导学生讨论“植物细胞的吸水和失水”情况，以 生活中相关现象和科学家们的故事为背景，引导学生发现问题及提出有价值的问题；引导学生学会如何分 析问题作出假设，并根据所做的假设来设计实验，考虑实验操作的具体细节（材料、试剂、用具的选择, 操作步骤，结果预期，设计记录表格等）。 四、教学方法及教学媒体的设计 1. 教法：采用启发式及问题驱动法相结合。 2. 学法：学生利用课本和多媒体课件提供的资源开展自主学习，通过小组讨论、分析、对比等方法达 成学习目标。 3. 教学媒体的设计：利用多媒体展示相关的资料。 五、教学过程 教学内容 教师组织与引导 学生活动 设计意图 新课导入 章

6、引言： 问题1:细胞是地球上最基本的生命系统， 这个系统的边界是什么？ 由于边界的存在，进而将细胞与外面物质 分隔，而细胞进行生命活动需要与外面进行物 质交换，那么物质分子是如何跨越细胞膜输入 和输出的呢？今天我们就开始学习第四章一 细胞的物质输入和输出。 节引言： 教师简介本章的三节内容及联系，引出学 习第一节一一物质跨膜运输的实例。 问题2 :活细胞中含量最多的化合物是什 么？ 下面我们以水为例，共冋探讨水分是怎样 进出细胞的。 学生倾听思考， 在脑中建立联系，形 成框架。 章引言通过创 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。间介本早三节 内容及联系，

7、让学 生对本章内容有个 整体认识，便于形 成知识网络。 节引言从学生 很熟悉的也是活细 胞中含量最多的化 合物水入手， 来探讨物质是如何 进出细胞的。 1、让学生自主阅读“问题探讨”内容及 示意图，描述渗透装置及渗透现象，教师课件 演示渗透作用的实验现象。 学生自主阅读、 口述渗透现象，观察 演示。 通过演示动 画，增强直观感， 利于学生理解微观 的现象，激发学生 渗透 作用 (问题探讨) 2 、设置问题，让学生思考、讨论、回答。 (1) 渗透作用进行时，蔗糖分子和半透膜 两侧的水分子是否都通过半透膜？ (2) 水分子向哪些方向移动，总体向哪一 个方向移动？为什么？ (3) 漏斗的液面会无限上

8、升吗？为什么？ (4) 如果用一层纱布(或塑料袋)代替半透 膜，结果会怎样？原因？ (5) 如果烧杯中不是清水，而是同样浓度 的蔗糖溶液，结果又会怎样？原因？ 3、构建模型，引导学生分析渗透现象。 4、启发学生自主构建渗透作用的概念和 条件： (1) 概念：水分子或其它溶剂分子通过半 透膜从单位体积中多的一侧向少的一侧进行 运输。 (2) 条件：要有半透膜；半透膜两侧 的溶液存在浓度差。 学生思考讨论 交流得出答案 学生倾听思考 学生归纳渗透 作用的概念及条件 学习的兴趣，并调 动其思维。 设计“问题串” 是为了以问题驱动 学习，引导学生去 思考，层层剖析现 象后面的本质 建构模型，帮 助学生

9、理解难点 引导学生完成对知 识的主动建构，为 进一步学习“细胞 的吸水和失水”打 下基础，培养学生 的归纳能力。 动物细胞的 吸水与失水 1 、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，女口 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，从而引出动物细胞的吸水和失水。 2、动物细胞类比渗透装置 思考：若把渗透装置中的装有蔗糖溶液 的长颈漏斗换成哺乳动物的红细胞，结果会怎 样？ 思考：若把渗透装置中烧杯中的清水换 成浓盐水，红细胞形态会发生什么变化？ 思考：将动物细胞类比成渗透装置，有

10、 哪些相似之处？ 思考：细胞膜是否相当于一层半透膜？ 引导学生总结：生活着的动物细胞就像一 个渗透装置，细胞膜相当于一层半透膜，细胞 质和外界溶液构成浓度差。 3 、图片展示：哺乳动物红细胞的吸水和 失水。 学生回答：会有 干燥、口渴的感觉， 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。 学生思考回答 学生思考讨论 交流并发言： 当细胞质浓度 外界溶液浓度，细 采用了类比推 理的方法，让学生 大胆想象 将微观事物直 观展现，为学生的 推理提供依据。 引导学生怎样 把无生命的物理装 置与有生命的动物 细胞联系在一起， 小组讨论：什么情况下，哺乳动物红细胞 膨胀、皱缩或

11、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，水是 顺浓度梯度运输的。 4、师生共同总结：动物细胞是一个渗透 系统，水进出细胞是顺相对含量的梯度，通过 渗透作用进行的。 学生思考：输液为什么要用0.9%的生理盐 水？ 胞吸水膨胀 当细胞质浓度 外界溶液浓度，细 胞失水皱缩 当细胞质浓度 =外界溶液浓度， 细胞形态不变 学生回答 并利用新旧知识的 结合点，培养学生 知识的迁移能力， 学会大胆猜想，同 时培养学生观察、 比较、分析和总结， 进而得出科学结论 的能力。 体验学以致用 的快乐。 植物细胞的 吸水与失水 1、教师举例：在日常生活里，夏天家里 做凉伴

12、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。 教师提出：植物细胞吸水和失水的情况又 怎样呢？ 2、探究过程 （1）提出问题 从生活中的现象，结合上面这些例子，你 可以提出什么冋题？将冋题写卜来。 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。许多科学家都善于通 过观察生活中的现象提出问题，例如，牛顿从 苹果掉下来的现象中提出地球引力的冋题；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

13、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。 教师可简介“什么是一个有价值的可探究 的问题”。 下面我们以第个问题为例，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？ 学生提出问题： 细胞会失水 吗?（渗出的水是细 胞内的水还是间隙 的水） 细胞在什么 情况下会失水，什么 情况下会吸水呢？ 水分是如何 进出细胞的？ 植物细胞是 不是一个渗透系统， 哪些结构相当于半 透膜？ 学生：、和 三个问题提得好， 可以探究。 通过联系生活 实例，有利于提高

14、 学生的科学素养和 运用生物学知识的 能力，同时可以引 导学生善于从生活 实例中发现问题、 提出问题、作出假 设。 研胳 wZprtf 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？ （2）作出假设（以下以“探究植物细胞 中哪些结构相当于半透膜”为例） 作出假设：当一个问题提出后，我们必须 学生尝试根据 结合已有的知识或经验（必要时还要查找资 提出的问题，作出假 料）分析问题，并且作出尝试性的回答，这种 设： 尝试性的回答称为“作出假设”。 假设原生质层 教师图片展示：“成熟植物细胞结构图。” 相当于半透膜； 提供信息：成熟植物细胞具有中央大液 假设细胞壁相 泡，占整个细胞很大比

15、例，因此成熟植物细胞 当于原生质层； 内的液体环境主要考虑液泡中的细胞液。 假设原生质层、 原生质层：包括细胞膜和液泡膜以及两 层膜之间的细胞质。 细胞壁两者都相当 于半透膜。 使学生掌握科 教师引导学生作出假设，各个小组可能会 学探究的一般方法 提出不同的假设，应引导学生讲述理由，最后 和步骤 植物细胞的 吸水与失水 确定一个较合理的假设： 原生质层相当于半透 膜。 （3）设计实验 教师：怎样才能够知道我们的假设是否正 确呢？ 教师：怎么去做实验，做实验之前我们要 学生：做实验。 做哪些准备工作呢？ 基本思路：类似于哺乳动物红细胞的吸水 学生：先应该设 计实验方案。 和失水，先把植物细胞放在

16、浓度较咼的溶液 中，观察细胞的大小变化；再将细胞放在清水 中，观察细胞的大小变化。 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，原生质层就会与细 胞壁分离开来，也就发生了质壁分离。将发生 了质壁分离的细胞放入清水中时，会发生质壁 分离复原。 引导学生预测实验结果。 学生预测结果： 教师引导学生考虑这个实验设计上的一 当细胞液浓度 些细节问题，例如： 外界溶液浓度，细 实验材料、试剂、用具的选择 胞失水质壁分 材料的选择：有颜色的还是没有颜色的， 离 细胞小的还是相对比较大的，为什么？ 教师补充：

17、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。 试剂的选择：糖水、盐水、醋酸、酒精？ 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？ 实验步骤 教师：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，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？ 实验要点提示： 第一步：制作洋葱鳞片叶表皮的临时装 片，先用低倍镜观察。 设冋：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%

18、 60%、）使洋葱表皮细胞发生质壁分离。 设问：如何使它们复原？ 第二步：使洋葱表皮细胞浸润于清水中， 观察质壁分离的复原。 设计结果记录表格 教师引导学生结合自己做出的预期，明确 在实验中需要重点观察的内容：细胞壁的位 置、原生质层的位置、中央液泡的大小、细胞 的大小、细胞液颜色的深浅变化，设计成记录 表格。 当细胞液浓度 外界溶液浓度，细 胞吸水质壁分 离的复原 学生：用显微镜 观察。 学生回答：先做 装片再加试剂好，这 样可以在显微镜卜 观察细胞失水的变 化过程。 学生思考感悟 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。 训练学生思 维，设计表格的能 力。 课堂 小结 引导学生对本节内容进行总结，着重指 出渗透作用的概念及发生的条件，探究实验方 案设计的一般方法和基