物质跨膜运输的实例教学设计

1、第一节 物质跨膜运输的实例 教学设计一、教学目标知识与技能（1）说出细胞在什么情况下吸水和失水。（2）举例说明细胞膜是选择透过性膜。二、教学重点1渗透作用；细胞是一个渗透系统。2细胞膜不仅仅是半透膜，还是选择透过性膜。3. 分析植物细胞吸水和失水现象。三、教学难点1细胞膜不仅仅是半透膜，还是选择透过性膜。2. 分析植物细胞吸水和失水现象。四、课程安排： 60min五、教学过程 演示“渗透作用实验”介绍实验装置，指导观察实验结果： 在这个装置中（ 1）倒置漏斗内的是蔗糖溶液（为了便于观察，可加入少量红墨水） ，烧杯中 的是清水。（ 2）漏斗口上扎的是玻璃纸（或肠系膜，或蛋壳膜，或鱼鳔），它的特点

2、是一些小分子如水分子可以自由通过，而大分子如蔗糖分子则不能通过，我们把它叫半透膜。（3）实验开始之处，漏斗内液面位置我们用一个标志环标示出来了。实验开始时，选一块色彩鲜艳的纸条贴在移液管上，标明这时的液面位置。 几分钟以后，便 能够看到明显的实验效果。注意，移液管不能太细。否则液面上升太快。大家看现在液面发生了什么变化？为什么会发生这种变化呢？ 通过多媒体动画演示突破难点： （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）由于下侧（烧杯内）的水分子数量多（相对浓度大），所以由下侧进入上侧（漏斗内）的水分子比由上侧进入下侧的水分子多。（4）整体表现为水分子由烧杯

3、通过半透膜进入了漏斗。 这种水分子透过半透膜的运动叫渗透作用。这个装置叫渗透装置。 大家总结一下，渗透作用的发生必需的条件有哪些？ 引导学生回答： （1）要有半透膜； （ 2）半透膜两侧的溶液浓度不同。 教师：那漏斗内的液面一直升高吗？ 学生：不会，当两侧水分子的数量同时达到一种动态的平衡时，漏斗内液面不再上升。（一）细胞的吸水和失水 1.下面我们看看水分进出哺乳动物红细胞的图片：教师：为什么细胞在高浓度的溶液中就会失水呢？细胞相当于一个渗透系统吗？它具备渗透 作用的发生必须的条件吗？讲解动物细胞的吸水和失水并分析其原因。2. 首先来看这样几个生活中的例子： 你吃比较咸的食物如咸菜或连续磕带盐

4、的瓜子时， 你的口腔和唇的黏膜会有什么感觉？为什 么？学生：会有干燥难受的感觉。因为口腔和唇的细胞失去水分，即水分的输出。教师： 当你把白菜剁碎准备做馅时， 常常放一些盐，过一段时间后就可见有水分渗出， 水分 从哪里来？为什么会有水分渗出？学生：菜馅细胞失去的水分，即水分的输出。 萎蔫的青菜放入水中一段时间后有什么变化？为什么？ 学生：菜叶重新硬挺起来，叶面伸展，即水分的输入。 教师展示课前准备好的萝卜条失水和吸水的实验，展示实验结果。教师：同学们， 现在大家都看到昨天实验的结果吧？好！ 放到清水中的胡萝卜条和放到蔗糖 溶液中的胡萝卜条出现什么变化？ 学生：清水中的萝卜条吸水，即水分的输入；蔗

5、糖溶液中的萝卜条失水，即水分的输出。教师： 好，结合上面这些例子， 特别是萝卜条的吸水和失水的这个演示实验，如果深入思考 的话，你可以提出什么问题？将问题写下来。我们要学会善于从生活中的现象中发现新的问题， 提出问题。 许多科学家发现也就是在平时 看似习以为常的现象或者一些偶然的巧合的现象中提出来的， 例如牛顿就从苹果掉下来的现 象中提出地球引力的问题； 细菌学家费莱明从一个长了青霉的细菌培养皿中提出青霉的分泌 物是否抑制葡萄糖球菌生活的作用， 从而提出出青霉素的。 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。 ”可以说“提 出问题

6、的能力”是人们素质的一个重要组成部分。是创造发明的源泉之一。现在我们来看看我们班的同学是不是都具有发展为科学家的潜能。 大家说说想到了什么 问题了呢？ 学生：细胞会吸水和失水吗？细胞怎么吸水和失水的？细胞在什么情况下吸水， 在什 么情况下就会失水？【分析问题，做出假设】 教师：好，同学们提出的问题都非常好。 （教师根据实际情况，引导学生筛选比较值得探究 的问题）。两个问题提得好，可以探究。那么我们这节课来探究植物细胞的吸水和失水 （教师板书） 。那我们应该如何去研究它呢？这节课我主要是告诉大家探究问题的一般方法 和步骤。当一个问题提出来后， 首先我们要对现象进行分析， 结合已有的知识， 必要的

7、时候我们 会查找一些文献和生活经验，对提出的问题做出一个尝试性的回答，我们叫“作出假设” 。比如我们研究“细胞在什么情况下会失水，什么情况下会吸水” ，综合分析以上的几个 例子嗑瓜子引起口干， 菜馅渗出水， 还有蔗糖溶液中的萝卜条失水， 它们有什么共同点？ 学生：浓度不同，外界的浓度较大时失水。教师：非常好， 那么当细胞外界溶液的浓度过大或者大于细胞内的浓度时， 细胞会失水吗？ 反之，如果细胞外溶液低于细胞内溶液的浓度时细胞则会吸水？做出一个假设。假设只是一个猜测， 那么这个假设到底是不是正确的呢？就需要通过实验来验证。 那么 接下来我们就要设计一个实验， 创造我们假设中所提出的条件， 来检验

8、细胞是否发生失水或 吸水。【判断推理，设计实验】 教师：那我们要怎么来设计这个实验呢？需要考虑哪些细节呢？我们首先来考虑 “选择教师此时要注意发散学生的刚才我们分析细胞的吸水和失水可能是由于浓度的不同引起的， 什么试剂来进行实验” 。学生：蔗糖溶液，盐水，醋酸（由于课前的萝卜条演示实验的影响， 可能限制的学生的思维，思维，使学生大胆提出自己的想法9。）教师 :想的很好，试剂的选用不仅是要使细胞内外浓度不同，同时还的考虑试剂会不会对细 胞有伤害？试剂要保证细胞是活的，同时浓度也比较好控制,并且容易获得。 （教师尽量根据学生提出的材料做简单的分析， 如醋酸就可能对细胞产生伤害； 海水浓度不好控制。

9、 最后归 纳出采用糖水或盐水比较好。 ）我们这一节课用的是蔗糖溶液。那接下来，我们要考虑用什么植物细胞材料来进行实验？ （此时学生很容易想到刚才的萝卜材料）学生：萝卜 教师：还有没有其他的呢？ 学生：树叶，菜叶 教师：好，刚才大家提到的材料都很好，都可以用来尝试，或许这些材料都能成功，但也可 能有一些材料不能助你成功。同时大家要观察植物细胞的吸水和失水要用到哪些用具呢？ 学生：用显微镜观察。教师：很好，当你选用显微镜以后，你的选材应注意要尽可能选容易在显微镜下观察到的， 容易做成装片。 比如洋葱表皮细胞有紫色，也很好撕取， 容易制成单层细胞装片， 并且细胞 比较大，这些都有利于我们观察。如果能

10、符合这些条件的材料我们都可以考虑， 大家也可以想想还有其他什么好的材料， 可以作为一个课题来研究。这是后话啦。我们还是回到我们的课堂，今天我们采用的是洋葱的表皮细胞。材料、 用具、 试剂都选好了， 接下来要怎么做呢？整个实验的具体步骤该如何呢？是先 把洋葱泡在盐水中， 10 分钟后取出做成装片，显微镜下观察；还是先做好装片，再想办法 往里加入试剂呢？ 学生：想做好装片再加试剂好，这样可以在显微镜下看到细胞失水的变化过程。教师： 好， 现在我们还有一个重要的问题，那就是要预期一下实验的结果，加了高浓度蔗糖溶液后细胞会发生怎样的变化呢？学生：细胞会缩小。 教师：好，我们可以设计一个表格来记录实验结

11、果，这个实验中的表格就比较简单了。中央液泡大小原生质层的位置细胞大小0.3g/mL 蔗糖溶液清水现在，请大家一起来仔细看这个探究实验的过程。 教师：好，（现在开始实验，或者）通过观看视频同学们将观察的结果记录在表格中。教师播放探究植物细胞吸水和失水视频（6min23s ），使学生更直观地观察质壁分离与质壁分离复原过程。【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？下面我们先来 看动画（植物细胞基本结构的 flesh 动画，通过这个动画与让学生回忆旧知识，并结合实验 分析结果，从而达到知识迁移，培养学生理论联系实际，灵活运用知识并形成知识体系。 ） 复

12、习植物细胞的基本结构。教师： 通过刚才的视频， 我们来看看我们同学的实验记录表， 它能否证明我们最初的假 设是正确的呢？中央液泡大小原生质层的位置细胞 大小0.3g/mL 蔗糖 溶液变小脱离细胞壁基本不变清水逐渐恢复原来的大小逐渐恢复原来的位置基本不变（辅以 ppt 课件上质壁分离与质壁分离复原的 flesh 动画演示）学生：可以， 很明显细胞在 0.3g/mL 蔗糖溶液下因失水发生了细胞质与细胞壁分离， 而 在清水中因吸水使分离复原。（辅以 ppt 课件上植物细胞基本结构组成的 flesh 动画演示） 学生（根据动画的播放回忆旧知识） ：植物细胞基本结构：细胞壁、细胞膜、细胞质、 细胞核、细

13、胞液、液泡膜。教师： 好，加入蔗糖溶液后，由于细胞外液体浓度比细胞内浓度高，细胞液中水分的流 失，使细胞壁和原生质层都出现一定程度的收缩。 由于原生质层（包括细胞膜，液泡膜和这 两层膜之间的细胞质。 注意： 原生质层和原生质两个概念是不同的， 原生质是指细胞内的生 命物质， 整个动物细胞都是一团原生质， 而植物细胞除细胞壁外的其他所有物质是一团原生 质，所以说植物细胞“原生质层 +液泡液 =原生质”）比细胞壁的伸缩性大（这里学生可能难 以理解， 可以拿气球与塑料袋来分别比作原生质层和细胞壁， 以便学生理解伸缩性的大小） ， 当细胞不断失水时， 原生质就会与细胞壁分离开来， 也就是发生质壁分离。

14、 所以观察到质壁 分离可以作为细胞失水的表现。反之， 加入清水，细胞外浓度低于细胞内浓度，细胞吸水原生质体恢复原来的状态，也 就是发生的质壁分离复原。所以观察到的质壁分离复原可与作为细胞吸水的表现。（二）物质跨膜运输的其他实例。 学生阅读课本，并进行讨论： 1.水稻培养液里的 Ca2+和 Mg2+ 浓度为什么会增高？说明什么？ （水稻吸收水分和其他离子多，而吸收Ca2+和 Mg2+ 较少。）2.不同作物对无机盐的吸收有差异吗？（有明显差异，水稻吸收大量的Si4+而番茄几乎不吸收，番茄吸收 Ca2+和 Mg2+ 较多。 ）3.水分子跨膜运输是顺相对含量梯度的 ,其他物质也是这样的吗 ?（不是的，比