《物质跨膜运输的实例(第1课时)》教学设计

《4.1物质跨膜运输的实例（第1课时）》教学设计国华纪念中学王雷一.教学分析1.教材分析本节可分2个课时，第1课时内容包括“渗透作用，动、植物细胞的吸水与失水”。为帮助理解，添加了有关“扩散”的内容。本课内容上承“细胞的物质组成、结构”，下启“细胞的功能”，为“3.3物质跨膜运输方式”奠定基础。“问题探讨”中的3个问题，采用；“本节聚焦”中的2个问题，不用；“思考讨论”中的第2、3个问题采用，第1、4个问题不用。2.学情分析学生对渗透作用了解较少，相关知识较抽象、枯燥，理解起来有一定困难。但学生具备扩散等生活经验，若能联系生活，将相关内容转化成生动、直观的实验，既能激发学生兴趣，又可帮助学生理解。二．教学目标1.知识目标：掌握扩散、渗透作用、相对含量、含量梯度、原生质层、质壁分离及复原等概念2.能力目标：①运用渗透原理，判断渗透作用是否发生，分析方向、溶液变化（浓度、体积）②运用渗透原理，说出质壁分离及复原的现象、条件3.情感价值观目标：培养热爱生活、观察生活的习惯，形成“从生活中学，用于解释生活”的科学精神三．教学重点和难点1.教学重点:①运用渗透作用原理，分析渗透作用是否发生、方向、溶液变化（浓度、体积）②运用渗透原理，分析质壁分离及复原的现象、条件2.教学难点:运用渗透作用原理，分析渗透作用是否发生、方向、溶液变化（浓度、体积）四．设计思路1.教学方法——问题驱动法。将知识转化成问题，或独答、或群答、或小组讨论，变“被动的听课”为“主动的观察、思考、表达”，提高学生的课堂参与，在问答中发现学生问题，有利于学生掌握知识，提高能力；形成问题串，以问题为驱动力，层层递进，提升课堂效率。2.教学理念——EQRP教学理念。以墨汁扩散现象引入，再研究以鸡蛋壳膜等为生物材料的渗透现象，最后让学生运用所学知识去解释“菜馅遇盐出水”等生活中的问题。学习起点、素材来自生活，学习的终点是解答生活中的问题。即EQRP的理念——“科学来自生活，用于解决生活中的问题”。3.教学内容——紧扣“扩散”，突出重点。本节内容可概括为“墨汁在溶液中的扩散——水通过半透膜的扩散——水通过生物膜的扩散”，在教学中紧扣“扩散”，重点解决“条件、方向、溶液变化（浓度、体积）”等核心问题。4.教学创新——创新实验，突破难点。实验化抽象的概念为具体的现象，激发学习兴趣，降低理解难度，帮助突破学习难点。除教材实验外，另精心准备4个实验：①稀、浓墨汁扩散实验，帮助学生理解扩散原理；②重力在渗透作用中的影响实验，帮助学生理解重力因素对渗透作用的影响；③蛋壳膜渗透实验，④土豆片渗透实验，则能激发学生的兴趣。5.教学手段——多媒体教学。不仅有语言、文字，更有图片、模拟动画、微电影、课堂实验等，多渠道传达信息，充分调动学生的各种感官，更易被学生接受。五.教学过程条件方向溶液变化（浓度、体积）实验4.红细胞吸水、失水实验5.植物体吸水失水四.植物细胞的吸水与失水实验6.质壁分离实验7.质壁分离复原一条件方向溶液变化（浓度、体积）实验4.红细胞吸水、失水实验5.植物体吸水失水四.植物细胞的吸水与失水实验6.质壁分离实验7.质壁分离复原一.扩散实验1.稀、浓墨汁扩散实验2.蛋壳膜渗透作用实验3.重力对水流的影响三.动物细胞的吸水与失水二.渗透作用二.渗透作用细胞变化细胞变化菜馅出水菜馅出水化肥烧苗食物防腐五.学以致用五.学以致用六.课堂小结六.课堂小结教学步骤教师活动学生活动教学意图一.扩散生活中的常见现象蕴含着科学知识，请同学们看我手里的2只试管。实验1：稀、浓墨汁扩散先滴加稀墨汁到1只试管，再滴加浓墨汁到另1只试管。墨汁扩散大家都见过，可曾思考过其中的科学知识？今天我们来探讨一下：问1.扩散方向？谁的浓度？扩散者自身的浓度问2.扩散速度？问3.是否需要提供能量？问4.最终各处墨汁浓度？如果没有其他因素影响，直至各处墨汁浓度相同，扩散才会停止浓度高到低墨汁的浓度浓度越高，扩散速度越快不需要相同用实验激发学生兴趣直观实验，帮助学生解决问题二.渗透作用现在让大家看一个魔术表演。播放微电影（实验2：蛋壳膜渗透作用，用手机录制的，制取蛋壳膜，作为半透膜，进行渗透作用实验）是什么样的魔力，使液面自行上升呢？现在，我们一起来解开其中的秘密。首先，什么进入漏斗内导致液面上升？水为何往高处走，流入漏斗呢？如果，没有蛋壳膜，只有倒置的漏斗，漏斗内液面会上升么？看来与蛋壳膜有关。蛋壳膜是一种半透膜（点击超链接）黄色的、带有孔的，就是半透膜，比孔大的分子不能通过。就是“一些分子能通过，另外一些分子不能通过”。如果按照这个标准，细胞膜是半透膜？请解释一下？蛋壳膜，玻璃纸，肠系膜，鱼鳔等也是半透膜。半透膜，即蛋壳膜，蔗糖分子不能通过而水分子能自由通过。半透膜对水分子没有限制，自由进出。因此，水通过半透膜流入漏斗的过程，就是“水分子通过半透膜的扩散”。依据扩散知识，思考下面问题方向是从漏斗内？外？溶液浓度？墨汁扩散是从浓度高到低，这里为何是由低到高了呢？溶液浓度是间接描述水的多少，我们来认识一个直接描述水分子多少的新概念——“水的相对含量”（点击超链接）溶液浓度：描述溶液中溶质的多少。单位体积中，溶质越多，溶液浓度越高。水的相对含量：描述溶液中水的多少。单位体积中，溶质越多，水越少，水的相对含量越小。A是30%蔗糖溶液，B是10%蔗糖溶液比较A、B：溶液浓度谁大？水的相对含量谁大？再学习一个相关的新概念含量梯度：相对含量在空间上的递减。顺相对含量梯度：由相对含量高部分到相对含量低的部分。逆相对含量梯度：由相对含量低部分到相对含量高的部分。（超链接返回）渗透方向是从的相对含量？这仍然是符合“从扩散物浓度高处向低处扩散”。顺着还是逆着水的相对含量梯度？是否需要提供能量？问1：漏斗内蔗糖溶液的浓度随时间变化的曲线是（）解释原因？浓度为何下降？最终稳定时，漏斗内的溶液浓度不为零？有浓度差，水应该继续继续向漏斗内流入，浓度继续下降，直至内外溶液浓度相等，是什么阻止了水继续流入呢？实验3：重力对水流动的影响。用钉子在矿泉水戳出几个洞，侵入装有自来水的烧杯中，待内外液面齐平后，矿泉水瓶提离水面，水在压力下流出。这对大家有启发了么？液面升高，高度差增加，重力使水流出的作用？何时浓度保持稳定？问2.液面稳定时，漏斗内外溶液的浓度是否相等？出现稳定的高度差，就必然具有一定的浓度差，且浓度差的作用是使水流动的方向与重力因素的作用相反。问3.漏斗外也是30%的蔗糖溶液，漏斗内液面高度？问4.半透膜换纱布，漏斗内液面高度？我们来小结一下。这种现象被称之为“渗透作用”。概念？出现渗透作用的条件？水流动方向？细胞能发生渗透作用么？观看视频水……应该不会是细胞膜控制物质进出细胞，有用的物质能进入，有害的物质不能进入。从漏斗外到内低到高前者扩散物是墨汁，由墨汁浓度高到低，这里扩散物是水，由溶液浓度低到高AB高到低顺着不需要D发生渗透作用，水流入漏斗内漏斗内有蔗糖是重力阻止了水继续扩散。漏斗内液面比漏斗外高，由于重力，高出部分，具有使水流出漏斗作用。增加液面升高到一定高度，高出部分产生的重力作用与浓度差的作用相互抵消时，水停止流入，浓度不变。不等，内大于外。不变不变水分子（或其他分子）透过半透膜，从相对含量的高一侧向相对含量低的一侧扩散。半透膜、浓度差由“溶液浓度低”流入（水的相对含量高）到“溶液浓度高”（水的相对含量低）实验激发学生兴趣检测已学知识基础知识介绍抓住渗透作用的本质训练学生推理能力基础知识介绍检验、深化学生对基础知识的掌握加深学生对渗透作用本质的认识，便于利用较简单的扩散原理，解决相对复杂的渗透作用问题化知识为问题，引导学生思考、利用已学知识将抽象的重力作用，化为直观的实验现象，帮助学生解决知识难点梳理归纳，为引入细胞渗透作用打下基础训练学生的归纳分析能力三.动物细胞吸水和失水实验4：哺乳动物成熟红细胞的吸水、失水（教材实验）。问1.①②③都发生了渗透作用？问2.比较①②③中细胞内溶液浓度的大小？问3.外界溶液浓度低时，红细胞一定会涨破？什么情况不破裂？问4.①中死亡红细胞（细胞膜具有全透性）的形态？1.植物细胞是否能发生渗透作用呢？①②发生，③无②＞③＞①，②渗透失水浓度上升；③不发生渗透作用，浓度不变；①渗透吸水，浓度下降不一定在细胞因渗透吸水而膨胀破裂前，细胞内外的溶液浓度相等了，细胞停止吸水膨胀保持原有形态，没有半透膜，不会渗透吸水或失水实验激发兴趣运用已学渗透知识解答问题，检验学生掌握情况主要抓住“发生条件、方向、溶液变化及细胞变化”等核心问题四.植物细胞吸水和失水实验5：植物体吸水、失水这说明植物体也会发生渗透作用。那么构成植物体的基本单位“植物细胞有如何呢？”展示成熟植物细胞模式图。检测学生对细胞结构的认识。原生质层：细胞膜、液泡膜及两层膜之间的细胞质。线粒体属于原生质层么？细胞核呢？原生质层相当于半透膜，水能通过，蔗糖分子不能通过；细胞壁？原生质层具有较大伸缩性，而细胞壁的伸缩性较小。实验6：质壁分离将紫色洋葱外表皮细胞放入30%的蔗糖溶液，浓度大于细胞液预测实验现象？（小组讨论）播放模拟动画，展示分离过程还会出现“质壁分离”问1.质壁分离中的“质”是？“壁”是？问2.分离后，“质”“壁”之间是什么？问3.阐述解释质壁分离的过程？问4.发生质壁分离的条件？（小组讨论）实验7：质壁分离复原将质壁分离的细胞放入清水（蒸馏水），预测出现的变化？（小组讨论）播放模拟动画，展示复原过程问1.画出细胞内溶液浓度随时间变化的曲线图？稳定时，细胞内外有浓度差，为何不继续吸水，从而导致浓度进一步下降？……属于不属于全透性，都能通过1.发生渗透作用，细胞失水2.液泡变小，颜色加深3.细胞壁缩小，原生质层缩小“质”原生质层，“壁”细胞壁蔗糖溶液外界溶液浓度大，细胞渗透失水，失水较多时：伸缩性较大的原生质层，出现较大收缩，伸缩性较小的细胞壁，出现较小收缩后就停止，出现了质壁分离现象。1.活的、成熟的、植物细胞2.外界溶液浓度大于细胞液浓度3.细胞壁的伸缩性小于原生质层的伸缩性1.细胞渗透吸水2.液泡变大，颜色变浅3.细胞壁扩大，原生质层扩大，原生质层挤压细胞壁原生质层挤压细胞壁，细胞壁给予原生质层压力，具有失水流出的作用，当这个作用与浓度差失水流入的作用相等时，相互抵消，水停止流入，浓度保持稳定。源自生活的实验，激发学生的兴趣检验已学知识介绍基础知识介绍基础知识以实验为载体，进行思维探究小组合作学习，运用已学知识解决问题，更形象化训练学生的表达能力小组合作学习小组合作学习更形象化进一步提高图文转换能力五.学以致用1.做饺子时，蔬菜中加入盐，会渗出很多水？2.农田施肥，施肥过多会出现“烧苗”，农作物脱水死亡？3.用浓盐水或糖水腌制食物，能抑制微生物，防止食物腐败？激发学生兴趣，让学生感受的科学的有用性六.小结本节课，我们从常见的“墨汁扩散”开始，研究了扩散、渗透作用、动植物细胞吸水和失水，重点讨论了其中的方向、溶液浓度变化、条件、现象等。通过学习，我们了解到，原来生活中的做饭、施肥、食物防腐等，都蕴含了渗