第四章细胞的物质输入和输出教学设计

1、第四章细胞的物质输入和输出教学设计本章中所含的重要教学价值：1）通过对植物细胞失水和吸水的实验，培养学生学会探究问题的一般方法和步骤。2）通过对生物膜的探索历程的分析，让学生体验人们认识自然世界的一般规律，人们在实验的基础上提出假说又通过进一步的实验修正假说，其中方法和技术的进步起关键的作用。3）通过数学坐标图来表达3种跨膜运输方式的一些规律和特征，培养学生对图表数据的解读能力。第一节物质跨膜运输的实例一教学目标1）知识性目标：观察植物细胞吸水和失水现象，阐明其原理2）技能性目标：尝试提出问题，作出假设，设计实验，验证假设3）情感态度价值观：体验探究的一般过程，培养良好的探究性学习思维方法2教

2、学重点、难点1）重点：阐明植物细胞吸水和失水原理探究植物细胞的吸水和失水内容涉及到原生质层、质壁分离、质壁分离复原等概念，涵盖了本章节的所有知识点。学生理解其原理，就能掌握本节课的核心内容。因此它是本节教学内容的重点。2）难点：尝试提出问题，作出假设，设计实验，验证假设由于知识结构以及思维方法的限制，学生对生活现象的观察、思考，以及进一步提出问题、作出假设、设计实验等方面会有一定的难度。因而我将其列为本节教学内容的难点二教学过程：1课前准备： 准备好萝卜条吸水和失水的演示实验。取三块形状、大小相同的萝卜条，一块置于盛有清水的烧杯中，一块置于盛有盐水的烧杯中，一块用培养皿盛放以作对照。（此实验一

3、般需要半小时才有明显效果，建议做两套，课前半小时做一套，以作演示。）2教学过程：1）导入新课：（情景导入） 今天我们开始学习第四章细胞的物质输入和输出，无论从个体层次还是细胞层次来看，生命系统并不是一个孤立封闭的系统，它需要不断地与外界发生物质和能量的交换，包括从外界摄入物质，如我们吃饭，吸入氧气，同时也包括及时地不代谢产生的废物排出体外，如呼出二氧化碳，排尿、出汗等，这些是个体层次上的，这一章我们着重探讨在细胞层次上物质是如何输入和输出的。11首先我们来看生活中的例子：连续嗑带盐的瓜子，口腔和唇会有什么感觉？为什么？干燥难受，因为很咸，口腔和唇的细胞失去水分，口干即水分的输出。做酸萝卜的时候

4、，把萝卜切块，放一些盐，过段时间可以见到有水渗出，这些水从哪里来？萝卜细胞失去的水分，即水分的输出。蔫了的青菜叶放入清水中浸泡异端时间，会有什么变化？菜叶又重新变得硬挺起来，叶面伸展，即水分的输入。展示课前准备好的萝卜条失水和吸水的实验（介绍实验过程展示实验结果），问两个烧杯中的萝卜条为什么会出现明显的不同呢？一提出问题：结合刚才提的例子，特别是萝卜条吸水和失水的这个演示实验结果深入思考：你可以提出什么问题？将问题记录在练习本上。（教师启发、鼓励学生提出问题：我们要学会善于从生活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巧合的现象中提出来的，爱因斯

5、坦曾经说过：提出一个问题比解决一个问题更重要）。比如：细胞会失水吗？渗出的水是自由水还是结合水？是细胞内的水还是间隙的水？细胞在什么条件下回失水，什么情况下会吸水分？水分是如何进出细胞的？ 大家讨论一下提的问题哪些有意义，值得探究。根据萝卜条的演示实验，第三第四两个问题提得有价值，可以探究，提出有价值的问题以后怎样去研究/这节课我们体验一下探究问题的一般方法和步骤3探究问题的一般方法和步骤：一提出问题二作出假设三设计实验；包括材料的选择、实验用具的选择、试剂的选择、实验操作步骤、预期结果、设计记录表格。四展开实验五记录结果六分析结果、得出结论七表达和交流探究问题的一般方法和步骤是如今高考的热点

6、，怎样从生活现象中提出问题，并作出假设，用实验验证自己的假设是否正确，因此，我们要从现在开始熟悉并掌握探究问题的一般方法和步骤。4 作出假设（假设就是结合已有的知识和生活经验，对提出的问题作出一个尝试性的回答）例如现在我们选第2个问题作探究：细胞什么情况下会失去水，什么情况下会吸水？ 首先分析现象：嗑瓜子引起口干，萝卜条渗水，盐水中的萝卜条失水体积变小，他们的共同点是细胞外有一定的盐分，所以我们尝试推理，是不是外界溶液的浓度过大，或者说大于细胞内的浓度是，细胞会失水呢，反之如果细胞外溶液浓度低于细胞内溶液的浓度时细胞则会吸水。（作这样一个假设） 那么我们尝试作出的回答正确与否呢？我们作的假设正

7、确吗？需要通过实验验证，接下来我们要设计实验、创造我们假设中所提出的条件，来检测细胞是否发生失水或吸水。41设计实验 我们先回忆设计实验应遵循哪些原则？科学性：符合生物学的基本原理。简便性：材料易得、药品试剂便宜、装置简单、操作简便、步骤简短。严谨性：原理正确、现象明显、结果准确、设置对照原则、单因子变量原则、平衡等量原则。42我们要考虑选择怎样的细胞材料来进行实验，即容易得到，又容易操作、现象明显，你会选择什么样的材料，为什么？ 洋葱表皮细胞，因为洋葱表皮细胞容易撕取，做成装片，液泡呈紫色，不需染色。43试剂选择：同理选择盐溶液或蔗糖溶液来做实验。 材料、用具、试剂都选好了，接下来我们要考虑

8、整个实验具体的操作步骤如何？你认为是先把洋葱泡在盐水中，10分钟后取出做成装片，然后显微镜下检测，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动态变化过程。（自身对照） 接下来我们先预期一下实验结果，加了高浓度盐水后，细胞会发生怎样的变化呢？（细胞会缩小）现在我们一起看课本P62的方法步骤：（阅读完P62的方法步骤，教师播放细胞质壁分离与质壁分离复原的动画），讲解：细胞液：原生质层：43细胞处于高浓度的溶液环境中，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，细胞逐渐缩小。44由于原生质层比细胞壁的伸缩性大，当稀薄不断失水时，原生质

9、层就会与细胞壁分离开来，也就发生了质壁分离，所以可以用质壁分离作为细胞失水的表现。45将处于质壁分离的细胞置于清水环境中，细胞液的浓度大于外界溶液的浓度，外界溶液中的水分就透过原生质层进入细胞液中，整个原生质层就会慢慢地恢复成原来的状态，植物细胞逐渐发生质壁分离复原。填写课本P62的表格我们考虑了实验的细节后，就可以开始实验了，下节课大家到实验室做完实验记录结果，我们还要分析实验结果，得出结论，也就是回答我们的假设：细胞在什么情况下会失水，什么情况下会吸水？外界溶液浓度大于细胞液浓度，细胞失水发生质壁分离现象外界溶液浓度低于细胞液浓度，细胞吸水发生质壁分离复原现象。假如这个实验我们换用0。8g

10、/ml的蔗糖溶液，现象如何？换用0.3g/ml的硝酸钾溶液，现象又如何？大家回去思考一下，下节实验课在实验室检验你的假设。小结：进行科学探究的方式是多种多样的，一般来说，基本过程具有6个要素，提出科学问题，进行猜想和假设，制定计划，设计实验，观察与实验，表达与交流，我们进行科学探究主要是领悟科学家探究的思想，培养自己进行科学探究所需要的能力，增进对科学探究方法与过程的理解，科学探究能力是通过完成部分探究活动和完整的探究活动而形成和发展的。第二课时一课前准备：渗透作用的演示实验二1导入新课：复习导入：在上一节课中，我们学习了进行探究实验的一般方法和基本步骤，一起分析了细胞在什么情况下会失水，什么

11、情况下会失水，请一个同学来回答：细胞在什么情况下会失水，什么情况下会吸水。学生回答：现在问大家一个问题，如果我用的材料没有细胞壁，实验结果会有什么不同？联想我们前面学的用红细胞制备细胞膜的实验，红细胞因为没有细胞壁在清水中吸水以后发生破裂，在高浓度溶液中失水皱缩，也就是说动物细胞与植物细胞一样，也会发生失水和吸水，2大家看课本P61图4-1。为什么细胞在高浓度的溶液中就会失水呢？原理是什么？现在我们一起来看一个演示实验：渗透作用实验 介绍实验装置，在这个装置中（图见课前准备） 倒置漏斗内的是蔗糖溶液，为了便于观察，加入了少量红墨水，烧杯中的是清水。 漏斗口上扎的是玻璃纸，它的特点是一些小分子可

12、以自由通过，比如水分子，大分子不能通过如蔗糖分子，我们把它叫做半透膜。 实验初，漏斗内液面位置我们用一个标记标示出来，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？（教师通过媒体动画演示突破难点） 蔗糖分子不能通过半透膜而水分子可以自由通过。 两侧的水分子都在运动。 由于烧杯内的水分子数量多，相对浓度大，所以烧杯内进入漏斗内的水分子要比有漏斗内进入烧杯内的水分子多。 整体表现为水分子由烧杯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。3回答课本P60问题探讨的题目： 漏斗管内的液面为什么会升高？由于单位时间内透过玻璃纸进入长颈漏斗内的水分子数量多于从漏

13、斗内渗出的水分子数量，使得管内液面升高。 如果用一层纱布代替玻璃纸，漏斗管内的液面还会升高吗？不会，因为纱布的孔隙很大，蔗糖分子也可以自由通过。 如果烧杯内不是清水而是同样浓度的蔗糖溶液，结果会怎样？液面不会上升，单位时间内透过玻璃纸进入长颈漏斗的水分子数量等于渗出的水分子数量。 漏斗内的液面会一直升高吗？不会，当两侧水分子的数量同时达到一种动态平衡时，漏斗内液面不再上升。4从以上问题我们可以得出渗透作用发生必需的条件有： 要有半透膜。 半透膜两侧的溶液浓度不同（即存在浓度差） 水分子透过半透膜是顺相对浓度梯度进行的。我们再回到细胞吸水和失水，哪一种细胞相当于一个渗透系统呢？它具备渗透作用发生

14、的那些条件？大家看课本P61图4-2植物细胞结构图从图中我们看到哪一部分相当于半透膜，原生质层原生质层内的细胞液具有一定的浓度，也就是半透膜两侧具有浓度差。所以一个成熟的植物细胞是一个渗透系统，原生质层相当于半透膜，由于原生质层是具有生命活性的物质，它与物理意义的半透膜（玻璃纸）是有区别的。5下面我们一起看物质跨膜运输的其他实例半透膜与选择透过性膜请同学们阅读课本P63的资料分析：并讨论后面的问题： 水稻培养液里的钙和镁浓度为什么会增高？说明什么？水稻吸收水分和其他离子多，而吸收钙和镁较少。 不同作物对无机盐的吸收有差异吗？有明显差异，水稻吸收大量的硅而番茄几乎不吸收，番茄吸收钙和镁较多。 水分子跨膜运输是顺相