物质跨膜运输的实例（第一课时）

1、物质跨膜运输的实例（第一课时）【教学目标】（1）学生能列举说出细胞膜是选择透过性膜（2）学生能尝试提出问题，作出假设（3）学生能进行关于植物细胞吸水和失水的实验设计（4）学生通过观察动植物的吸水失水现象，尝试从生活现象中提出问题，作出假设；（5）学生通过设计植物细胞吸水和失水实验，学习科学探究的一般方法和步骤。（6）学生在设计和操作实验过程中，领悟科学探究的思想方法，培养质疑、求实、创新以及勇于实践的科学态度和精神；【教学重难点】重点：举例说出细胞膜是选择透过性膜难点：进行关于植物细胞吸水和失水的实验设计【教具】 植物跨膜运输的实例”课件（Power Point）； 实验用具【学要环节】【教学

2、过程】学习过程教师活动学生活动教学意图及目标导入新课（2分钟）引导：细胞在进行生命活动过程中需要不断和外界环境进行物质交换，就是细胞需要从外界环境中输入物质，也同时将细胞的部分产物输出细胞。 【板书】第四章 细胞的物质输入和输出 引导：细胞膜是细胞的边界，因此细胞和外界环境进行物质交换必须经过细胞膜。设问：细胞膜为什么能控制物质的进出细胞呢？又是怎样控制物质进出细胞呢？这就是我们这一章要学习的主要内容 提问：同学们能结合已学习过的生物知识和自己的生活经验，说说有哪些物质可以输入或输出细胞吗? 引导：我们首先从这些物质跨膜运输的实例开始，探究物质跨膜运输的奥秘【板书】第1节 物质跨膜运输的实例

3、提问：如果你是一位研究者，你会选择哪种物质来研究物质跨膜运输的奥秘呢？你选择的理由是什么？ 概述：我们知道，水是活细胞中含量最多的物质，因此细胞一定是需要大量从外界环境中吸收水分的；同时细胞和生物体的生命活动离不开水，因此研究细胞的吸水和失水，对我们研究细胞的生命活动有着十分重要的意义，所以我们首先来分析水分是怎样进出细胞的。【板书】 细胞的吸水和失水 学生讨论回答“如水、无机盐、葡萄糖、氨基酸等。” 学生讨论回答“水”导入新课 通过设问激发学生学习的兴趣，并明确本章的主要学习目标。 学生能根据细胞的物质基础分析细胞需要从外界环境中输入的物质，提高知识的前移能力 学生建立和发展根据已有的生物知

4、识分析探究问题选择研究对象的意识和能力。渗透现象及对渗透现象的解释(5分钟) 简述渗透装置设问：如果将长颈漏斗中装入蔗糖溶液，并置于装满清水的水槽中，会发生什么现象呢？【演示】“渗透现象”视频提问：漏斗管内的液面为什么会升高？ 水分子【板书】低浓度溶液 高浓度溶液 半透膜 学生观察学生讨论回答 学生发展观察的能力和意识；学生根据观察的现象提出问题并从分子运动的角度分析实验现象；学生体验构建概念模型过程。探究动物细胞的吸水和失水（15分钟） 哺乳动物红细胞吸水和失水 哺乳动物红细胞吸水和失水的条件引导：若把一些活的动物细胞放在于渗透装置相似的液体环境中，将会出现什么结果呢？在我们的已学习的知识中

5、，有类似情境吗？ 提问：从这些材料分析，同学们认为动物细胞的吸水和失水可能与哪种因素有关呢？ 讲述：如何说明动物细胞的吸水和失水于细胞内外的浓度差有关呢？请看科学家利用哺乳动物红细胞做的一个试验。 提问：（1）怎样设置细胞外溶液浓度与细胞质浓度的关系？图示：水分进出哺乳动物红细胞的状况 提问：细胞形态的变化能说明什么呢？ 提问：细胞能够吸水和失水，说明水可以自由通过细胞膜。那么，红细胞内的血红蛋白能够通过细胞膜吗？你判断的依据是什么？图示：血液静置后的分层现象提问：水分能自由通过红细胞膜，而蛋白质分子不能通过红细胞膜。根据这种特征你认为红细胞膜在红细胞吸水或失水的过程中有什么作用呢？提问：根据

6、上述讨论，我们知道细胞膜在细胞吸水和失水过程中相当于半透膜，我们能参考分析渗透现象的模型来解释上述实验现象和结果吗？ 提问：红细胞吸水和失水的多少取决于什么条件【板书】1、细胞膜具有选择透过性，相当于半透膜； 2、外界溶液>细胞质，细胞失水 外界溶液<细胞质，细胞吸水提问：当船员在海上遇到海难时常常会因为确实淡水而危及生命，在这种情况下，海员能通过饮用海水来补充水分吗？为什么?说明：由此可知其他的动物细胞吸水和失水的原理和红细胞相同。 学生回答：（1）在体外研究动物细胞的形态、结构和生理规律时，我们常把动物细胞置于生理盐水中。（2）将哺乳动物红细胞置于蒸馏水中，哺乳动物红细胞能吸收

7、膨胀而破裂，可以制取动物细胞的细胞膜 学生讨论回答：“细胞内外溶液浓度差” 学生讨论回答：（1）外界溶液浓度大于细胞质浓度（2）外界溶液浓度小于细胞质浓度（3）两者浓度相等 学生讨论回答：细胞膨胀说明细胞能够吸水细胞皱缩说明细胞能够失水 学生讨论回答不能 学生讨论回答红细胞膜控制物质进出具有选择性，相当于半透膜。学生讨论，构建模型，分析实验现象。 水分子外界溶液 细胞质 细胞膜 学生讨论回答引导学生怎样把无生命的物理装置与有生命的动联系在一起，并利用新旧知识的结合点，培养学生知识的迁移能力， 学生发展在观察、比较、分析的基础合理猜想的意识和能力 学生体验根据实验要求设置实验自变量 学生发展根据

8、实验现象得出实验结论的能力初步认识动物细胞吸水和失水的条件 学生发展提高概况和总结的能力，发展知识迁移的能力；并初步认识细胞膜的选择性。学生通过知识迁移，体验构建概念模型，并发展利用模型分析问题的能力 学生发展概况、总结的能力 学生发展联系生活实际运用知识的能力探究植物细胞的吸水和失水（20分钟） 提出问题 成熟植物细胞的主要特点 作出假设 实验设计 （1）实验预期 （2）选择实验材料 （3）选择化学试剂和实验器材 （4）设计实验过程讲述：我们学习了动物细胞吸水和失水的原理；日常生活中能观察到与植物细胞吸水和失水的现象吗？ 导入探究“植物细胞的吸水和失水”教学活动【演示图片】（1）番茄在蔗糖溶

9、液中渗出水分的现象（2）作物在高浓度培养液中出现“烧苗”现象【演示资料】植物一般不能生活在盐碱地中，如果生活在盐碱地中会因为失水死亡。【学生实验】观察比较在盐水和清水中萝卜条的变化提问：如果要解释上述现象，如果要寻找能在盐碱地中生活的植物，如果要避免植物施肥时出现“烧苗”现象，关于植物的吸水和失水，同学们能提出有意义的探究问题吗？【板书】探究植物的吸收和失水条件问：通过前面的学习我们知道，任何生命活动有其结构基础。如果我们想探究植物细胞吸水或失水的条件，我们首先应该了解有关植物细胞的哪方面知识呢？ 图示“成熟植物细胞模式图”讲述：植物细胞内的液体环境主要指液泡内的细胞液。水分进出细胞就要经过原

10、生质层和细胞壁。同学们可以猜测在控制水分出入细胞的过程中，原生质层和细胞壁的作用哪个更重要吗？。 总结：细胞壁的主要成分是纤维素，而原生质层包括细胞膜和液泡膜，它们都是由蛋白质和磷脂组成的，蛋白质是细胞生命活动的主要承担者，所以原生质层的作用可能最重要。讲述：实验证明植物细胞的细胞壁是全透性的，水及其溶解在水中物质都可以自由通过细胞壁。所以植物细胞和外界环境进行水分的运输主要是指细胞液通过原生质层和外界环境进行的水分的运输。【板书】水分子外界溶液 细胞液 原生质层 提问：同学们能根据所学习的知识或是观察到的生物学现象，针对原生质层在吸水和失水中的作用提出合理的假设吗？你提出假设的依据是什么?【

11、板书】假设：原生质层相当于半透膜设问：“植物细胞的原生质层相当于半透膜”需要通过实验来检验吗？如果需要实验验证，我们怎样设计一个实验来验证这个假设呢？请同学们先思考下面一些问题，然后讨论，提出你们的设计方案。 提问：如果原生质层相当于半透膜，成熟植物细胞吸水和失水主要是取决于什么条件？提问：植物细胞吸水的条件是什么？ 植物细胞失水的条件是什么？ 【板书】外界溶液>细胞质，细胞失水 外界溶液<细胞质，细胞吸水 （3）以现有的技术手段，你能直接观察到水分子的运动吗？你通过观察那些现象来判断细胞吸水和失水呢？ 提问：生物实验中实验材料的选择是十分重要的。在这个实验中我们选择实验材料的基本

12、要求是什么？同学能在我们熟悉的植物或是在实验中常用的植物中，选取适当的细胞进行实验吗？你选择的理由是什么？ 提问：在实验中我们还需要哪些实验试剂呢？你选择的理由是什么？ 提问：还需要哪些实验器材呢？ 提问：同学能根据上述的实验假设及预期、实验材料、实验试剂设计出合适的实验过程吗？ 教师学生的回答引导学生设计出合理的实验过程。 学生提出探究问题“植物细胞在什么情况下吸水和失水？” 学生讨论回答：“植物细胞的结构特点” 学生讨论回答（1）动物细胞没有细胞壁，通过细胞膜控制物质水分的出入，这说明细胞壁可能不是控制细胞吸水和失水所必需的。（2）细胞壁的主要成分是纤维素，在植物细胞中只是起支持和保护的作

13、用，没有控制物质出入细胞的功能。（3）原生质层包括细胞膜和液泡膜，它们都是由蛋白质和磷脂组成的，蛋白质是细胞生命活动的主要承担者，所以原生质层的作用可能最重要。 学生讨论回答：“植物细胞的细胞膜、液泡膜物质组成和动物细胞的细胞膜的物质组成相似，动物细胞的细胞膜控制物质出入细胞具有选择性，相当于半透膜，那么植物细胞的原生质层也可能相当于半透膜” 学生讨论回答：（1）细胞内外的浓度差（2）外界溶液浓度大于细胞液浓度，细胞失水； 外界溶液浓度小于细胞液浓度，细胞吸水 （3）不能。植物细胞的液泡体积可能会发生变化；原生质层的位置可能会发生变化；植物细胞的体积可能会发生变化。 学生讨论回答：活的成熟的植物细胞洋葱紫色的外表皮活细胞；紫色的洋葱外表皮细胞有比较大的液泡，而且液泡中有紫色色素，便于观察。 学生讨论回答：（1）蔗糖溶液；理由是细胞膜不吸收蔗糖分子，而水分子可以自由通过。（2）清水 学生讨论回