4.1《被动运输》教学设计高一上学期生物人教版必修1

必修一第四章细胞的物质输入和输出第1节《被动运输》教学设计一、教材分析

本节是人教版《普通高中生物学》必修一第四章第一节内容。本节内容包括水进出动植物细胞原理、探究植物细胞的吸水和失水、被动运输三部分，在新课标的内容标准中，对本节内容的学习要求是“分析实验现象发生的条件、原因”，“阐明被动运输的原理和特点”，且探究植物细胞的吸水和失水实验及渗透装置的分析，属于理解水平。但在教材中，在本节需要向学生介绍渗透作用这一概念。渗透作用对学生而言相对难以理解，因此，教师在讲解过程中需要放慢语速，详细讲解渗透装置所展现出来的渗透作用。首先从水分子进出细胞的方式说起，让学生理解扩散和渗透的原理，关于水进出细胞的原理可以将动物细胞进出水与植物细胞进出水进行类比，先学水进出动物细胞，再让学生思考水进出植物细胞的异同。进而理解被动运输，在此基础上区分自由扩散和协助扩散，并为进一步学习主动运输打下基础。通过本节课的学习还要培养学生“生物体的结构和功能相适应”的生命观念。本节包含两个课程标准提出的应展开的教学活动要求，分别为“通过模拟实验探究膜的通透性”和“观察植物细胞的质壁分离合复原”，本节建议采用3课时完成，其中含1节实验课，结合实验进行教学，争取创造条件让学生亲历活动过程，增强感性认识，领悟科学探究的一般方法。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，难以理解，学生学习起来会有一定困难。此外，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。在初中的物理学习中，学生对物质分子的扩散现象也有基本的认知，这些已有的知识和经验可以作为本节课创设教学情境的理想素材，可以更好的帮助学生理解物质，跨膜运输的具体机制。第一课时一、教学目标1. 通过模拟实验探究膜的透性，阐明细胞膜的选择透过性，形成结构与功能相适应的生命观念；2. 通过对渗透作用现象进行分析，理解渗透作用的原理及条件，提高分析与综合的科学思维能力。3. 通过探究植物细胞的吸水和失水，培养设计实验、实施方案、分析结果、得出结论的科学探究能力。4.依据渗透作用原理，达成指导农业生产和选择低盐饮食的健康生活方式的社会责任。二、教学重难点1.教学重点（1）被动运输的原理和特点。（2）探究植物细胞的吸水和失水。2.教学难点（1）探究植物细胞的吸水和失水。（2）转运蛋白的种类和作用。三、教学方法讲授法、讨论法、任务驱动法、自主学习法四、教学过程教学流程教学流程情境设计问题设计师生活动情境：生活现象——吃比较咸或甜的食物，口腔和唇的黏膜会觉得比较干、清水泡着的青菜、盐腌制的黄瓜。学习任务一：渗透装置分析，归纳发生渗透作用的条件生活中我们会观察到，吃比较咸或甜的食物，口腔和唇的黏膜会觉得比较干。用清水泡着的青菜却都很硬挺；而用盐腌制的黄瓜皱皱巴巴，还会出很多水。我们先来看看问题探讨中的模拟实验。1.装置的漏斗管内液面为什么会升高？2.用纱布代替玻璃纸漏斗管内液面会升高吗？3.清水换成同样浓度的蔗糖溶液，结果会怎样？4.该装置中，漏斗中液面是否会一直上升？5.当装置中，漏斗液面不再上升时，半透膜两侧溶液浓度相等吗？师:设置情境，提出思考问题。生：根据生活经验，小组讨论完成相关问题。设计意图：从生活实际出发，设计情境，引导学生质疑和论辩。【归纳】渗透作用①概念：水分子（或其它溶剂分子）通过半透膜的扩散。②水分子的运动趋势：顺相对含量梯度运输，水往“高”处流【归纳】渗透作用③条件：a.具有半透膜半透膜；b.两侧的溶液具有浓度差学习任务二：通过水进出哺乳动物红细胞的示意图，分析水进出动物细胞的原理是通过渗透作用。提出问题：如果将装置中的漏斗换成红细胞还会不会吸水？请大家阅读教材P63图41，思考讨论以下问题：1.红细胞内的血红蛋白等有机物能够透过细胞膜吗？这些有机物相当于“问题探讨”所示装置中的什么物质？2.红细胞的细胞膜是否相当于一层半透膜？思考：水进出红细胞的原理是什么？3.当外界溶液浓度低时，红细胞一定会由于吸水而胀破吗？4.红细胞吸水或失水取决于什么条件？师：从渗透装置出发，引入动物细胞的原理，并设置相关问题思考。生：通过分组讨论，得出动物细胞吸水失水的原理。同时通过生活实例的探讨，将所学知识学以致用。设计意图：通过情境与问题的设置，让学生，掌握知识的同时，培养学生的生命观念。任务三：水进出植物细胞的原理根据成熟植物细胞结构，讨论植物细胞的渗透作用原理问题探讨：如果将装置中的漏斗换成植物细胞会不会发生渗透作用？问题：从结构上看，植物细胞是否满足渗透作用的条件？问题：植物细胞在什么条件下吸水，在什么条件下失水师：设置情境，引发学生思考，植物细胞渗透作用的条件。生：通过小组讨论与学案填写完成相关内容。设计意图：从生活实例出发，培养学生生命观念。教学流程探究植物细胞吸水失水的实验（实验预案设计）问题探讨：探究实验的流程师：引导学生按照探究实验的一般流程设计实验。生：分组设计实验设计意图：通过实验探究，分析水分进出植物细胞是通过渗透作用。教学流程总结提升：展示盐碱地图片，指导学生分析，盐碱地不长植物的原因。课堂总结请同学们解释以下现象：1.分析盐碱地不利于植物生长的原因。为什么有些植物耐盐碱？2.临床上为什么使用0.9%NaCl即生理盐水输液?师生：学生讨论，教师指导学生归纳总结动植物细胞吸水和失水的区别和联系，梳理质壁分离与复原的概念，并由此归纳被动运输的概念、被动运输对于细胞生命活动的意义。引导学生形成生态意识和社会责任。板书设计教学反思探究植物细胞的吸水和失水是高中生物学的第一个预实验，应予以高度重视。教学前要做好预实验，组织学生学习科学探究的一般步骤和方法，明确本实验的原理、思路和大致步骤。在学习原生质层的概念时，不要告诉学生水分进出前后植物细胞的变化，否则容易将本探究性实验变成验证性实验。第二课时一、教学目标①通过探究“植物细胞的吸水和失水”，说明水分子进出植物细胞的原理，阐释原生质层的选择透过性与质壁分离及其复原的关系。②通过水分子进出细胞方式的探索学习，初步构建被动运输的概念，能比较自由扩散和协助扩散的异同点③通过对被动运输的具体实例的讨论，分析细胞膜的成分、结构和物质跨膜运输功能之间的关系，尝试运用物质跨膜运输的知识解决有关实际问题。二、教学重难点教学重点：①被动运输的原理和特点②探究植物细胞的吸水和失水教学难点：①探究植物细胞的吸水和失水②转运蛋白的种类和作用三、教学过程教学过程情境设计问题设计师生活动情境创设导入任务一、探究植物细胞吸水失水的实验材料用具：紫色的洋葱鳞片、刀片、镊子、滴管、载玻片、盖玻片、吸水纸、显微镜、清水、质量浓度为0.3g/ml的蔗糖溶液、质量浓度为0.5g/ml的蔗糖溶液.提出问题：洋葱细胞在什么条件下会失水和吸水？失水和吸水过程细胞形态出现了哪些变化？指导学生按照实验方案完成实验操作，观察并记录实验现象。思考水分子进出植物细胞的原理。思考植物细胞的吸水和失水的过程，为进一步探究奠定良好的基础。学生按照实验方案进行实验操作：制作临时装片低倍镜下观察滴加0.3g/ml的蔗糖溶液低倍镜下观察滴加清水低倍镜下观察通过对生物学事实的观察认识水分进出细胞的过程，并在探究实验过程中发现学生的科学探究能力。实验操作讨论交流观察实验现象，总结植物细胞质壁分离和复原的原理提出问题：1.在未滴加蔗糖溶液之前，洋葱鳞片叶外表皮的液泡大小如何？颜色如何？原生质层的位置在哪？2.滴加蔗糖溶液之后，液泡的大小，颜色以及原生质层出现了哪些变化？3.植物细胞的失水过程是否也是渗透作用？为什么说原生质层相当于一层半透膜？4.与动物细胞吸水过程相比，植物细胞吸水时是否也会出现皱缩？为什么？5.滴加清水之后，液泡的大小，颜色以及原生质层出现了哪些变化？这说明了什么？思考问题1，认识洋葱鳞片叶外表皮细胞的结构。思考问题2，观察细胞失水的现象，明确细胞失水水过程中细胞壁和原生质层的关系。思考问题3，理解原生质层相当于一层半透膜。思考问题4，比较动植物细胞失水过程中的异同。思考问题5，观察细胞吸水的现象，明确细胞吸水过程中，细胞壁和原生质层的关系。构建概念任务二、自由扩散和协助扩散图片展示：人工合成的脂双层对物质的通透性自由扩散和协助扩散示意图。思考与讨论：1、哪些分子能够通过脂双层？哪些分子不能通过？为什么？2、葡萄糖不能通过无蛋白质的脂双层，但是，小肠上皮细胞能大量吸收葡萄糖，对此该如何解释？问题1自由扩散是否具有方向性？问题2哪些物质能够通过自由扩散的方式进出细胞？3、葡萄糖不能通过无蛋白质的脂双层，但是，小肠上皮细胞能大量吸收葡萄糖，对此该如何解释？问题3协助扩散的特征？问题4比较载体蛋白和通道蛋白的异同？归纳：自由扩散和协助扩散有哪些共性?指导学生观察图片，总结自由扩散和协助扩散的区别和联系，以及载体蛋白和通道蛋白的区别和联系。在观察图片的基础上，通过归纳与概括、比较与推理等科学方法构建被动运输的概念，理解自由扩散和协助扩散的异同点，形成对物质跨膜运输方式的基本认识。总结升华小结：概念图的构建小组讨论与交流形成概念图。指导学生归纳总结动植物细胞吸水和失水的区别和联系，梳理质壁分离和复原的概念，并由此归纳得出被动运输的概念，以及被动