《物質跨膜運輸?shù)膶嵗方虒W設計(1).doc

物質跨膜運輸?shù)膶嵗虒W設計姓名侶瀚哲學 號12345678年級2014級班 級教材分析 本節(jié)課位于人教版高中生物必修一第四章第一節(jié)。必修一教材是以細胞是基本的生命系統(tǒng)為主線展開的，從前到后依次講述它的物質組成、結構、功能和發(fā)展變化的。本章和第五章的內容屬于細胞的功能。本節(jié)改變了以往教材的呈現(xiàn)方式，沒有把水分放在代謝一章里，也沒有先講植物的滲透作用，而是利用一些具體例子和資料，介紹了兩方面的內容，水分子是順著相對含量的梯度跨膜運輸?shù)?，一些離子的跨膜運輸并不是順著離子相對含量的梯度跨膜運輸?shù)模詈罂偨Y出細胞膜是選擇透過性膜。 其中，水分的跨膜運輸含有重要的教學價值，教材設計了一個探究實驗，由于學生在高中階段第一次接觸探究實驗，目的通過對植物細胞失水和吸水的實驗，培養(yǎng)學生學會探究問題的一般方法和步驟。學情分析 授課對象為高一學生，高一學生具備了一定的觀察和認知能力；同時，高一學生具有好奇心強，觀察能力強等特點。通過與學生交流知道，學生在初中時就已經知道了分子的熱運動，這使學生很容易理解水分子能夠自由通過半透膜和細胞膜。在第三章第一節(jié)學生體驗了制備細胞膜的過程，是學生容易理解教材中“水分進出哺乳動物紅細胞的狀況”，從而認識動物細胞的吸水和失水。學生在第三章已經知道了植物細胞的與動物細胞在結構上的差別，也知道了植物細胞內的液體主要是細胞液，這對理解植物細胞的質壁分離現(xiàn)象和原生質層相當于一層半透膜做了鋪墊。 學生在初中做過或見過這樣的實驗：泡在鹽水中的蘿卜條會軟縮，泡在清水中的蘿卜條會更加硬挺。學生也有這樣的生活經驗：做菜餡時加入一些鹽，蔬菜中的水分會大量滲出；對農作物施肥過多會造成“燒苗”現(xiàn)象等，這些生活經驗對學習本節(jié)內容都有幫助。學習目標1.知識目標：（1）描述半透膜的特征； （2）舉例說明動物細胞膜和植物原生質層相當于半透膜； （3）說明水的跨膜運輸是順濃度梯度。2.能力目標：（1）嘗試提出問題，作出假設； （2）進行關于植物細胞吸水和失水的實驗設計和操作。3.情感態(tài)度價值觀目標： 體驗科學探究過程，培養(yǎng)學生質疑、求實、創(chuàng)新的科學態(tài)度和精神。教學重點探究水分進出細胞是順相對含量梯度的。教學難點細胞吸水和失水的原理；探究“植物細胞的吸水和失水”；掌握質壁分離及復原的規(guī)律。教學方法教法：多媒體展示法；談話法；探究式教學法學法：觀察法；合作學習法教學過程時間教師行為預設學生行為設計意圖導入3min1、 創(chuàng)設情境，導入新課 問題1：細胞是一個基本的生命系統(tǒng)，這個系統(tǒng)的邊界是什么？ 問題2：由于邊界的存在，進而將細胞與外界物質分隔，這種分隔是不是意味著細胞需要的物質不能進來，細胞不需要的物質不能出去，為什么？ 在學生回答問題的基礎上，教師及時補充：任何一個生命系統(tǒng)都是開放的系統(tǒng)，都與外界有物質的交換。前面我們了解到細胞膜能控制物質進出細胞。那么，細胞膜是怎樣控制物質進出細胞的？今天，我們以水分為例，共同探討水分是怎樣通過細胞膜進出細胞的。根據(jù)已有的知識經驗回答，在教師的引導下想象細胞膜作為邊界的作用。通過創(chuàng)設問題情境，引導學生尋找新舊知識的結合點，使學生主動地參與學習過程。滲透作用的實驗現(xiàn)象8min2、 滲透作用的實驗現(xiàn)象1.利用動畫演示實驗：滲透裝置。提問：漏斗頸部液面為什么會升高？2.提出探究問題：（1）如果兩種不同的溶液沒有被一層半透膜隔開,結果會怎樣?（2）如果有半透膜但半透膜兩側溶液濃度一樣，結果又會是什么樣？教師總結半透膜的特性：小分子物質可以通過，大分子物質不能通過。3.引導學生分析并認識到：（1）蔗糖分子不能自由通過半透膜而水分子可以。（2）兩側的水分子都在運動。（3）由于單位體積內，水中的水分子數(shù)量多，蔗糖溶液中的水分子數(shù)量少，所以在單位時間內，由燒杯通過半透膜進入漏斗的水分子數(shù)量多于由漏斗通過半透膜進入燒杯的水分子數(shù)量。（4）總體的擴散方向為水分子由燒杯通過半透膜進入漏斗，因此漏斗管內的液面上升。（5）總結：水分子從數(shù)量多的一側向水分子數(shù)量少的一側擴散，也就是說：水分子是順著相對濃度梯度跨膜運輸?shù)?，這種現(xiàn)象稱為滲透作用。這個裝置叫滲透裝置。引導學生問題思考：漏斗內的液面是否無限升高？教師引導：開始時，水分子從數(shù)量多的一側向水分子數(shù)量少的一側滲透的趨勢，大于水分子從數(shù)量少的一側向水分子數(shù)量多的一側滲透的趨勢，當漏斗內的液面逐漸升高，蔗糖溶液中的水分子數(shù)量逐漸增多，這是兩側水分子幾乎相等，水分子的運動達到動態(tài)平衡，漏斗內液面不再上升。4.引導學生共同討論兩個問題，總結滲透作用的發(fā)生必需的條件有哪些?（1）如果用一層紗布代替玻璃紙,漏斗管內的液面還會升高嗎?（2）如果燒杯中不是清水,而是同樣濃度的蔗糖溶液,結果會怎樣?師生共同總結: 要有半透膜；半透膜兩側的溶液存在濃度差。 1. 學生觀察并回答因為濃度不同。2. 液面不會升高。學生思考回答：會或者不會無限升高。用動畫演示直觀生動，利于學生接受，利用問題的正反推導會引起學生強烈的求知欲望。 培養(yǎng)學生的觀察、比較、分析的能力；培養(yǎng)學生綜合不同學科知識的能力。培養(yǎng)學生的歸納能力及合作精神。動物細胞的吸水和失水7min植物細胞的吸水與失水18min三、細胞的吸水和失水1、動物細胞的吸水和失水 從生活中的例子引出動物細胞的吸水和失水。例如，當我們吃比較咸的食物時，像腌制的咸菜、連續(xù)嗑帶鹽的瓜子等，你的嘴唇口腔會有什么樣的感覺? 為什么? 有什么辦法解決？教師歸納：這些現(xiàn)象都說明動物細胞的吸水和失水。圖片展示：哺乳動物紅細胞吸水和失水。引導學生討論：什么情況下,哺乳動物紅細胞膨脹,皺縮或形態(tài)不變?師生共同總結: 水分進出細胞與細胞質的濃度和外界溶液是否存在濃度差有關。教師引導學生思考：細胞膜是否相當于一層半透膜？教師引導： 細胞膜能讓水分子通過，而血紅蛋白（大分子物質）不能通過，符合半透膜的特性，所以細胞膜相當于一層半透膜。教師總結：動物細胞相當于一個滲透裝置。2.探究植物細胞的吸水和失水 例如，在日常生活里, 白菜放置時間長了,以及蘿卜條放在鹽水中,都會萎蔫；而賣菜的阿姨經常向青菜上灑水,青菜變得硬挺,說明植物細胞也會吸水和失水。（1）提出問題從生活中的現(xiàn)象，結合上面這些例子，大家可以提出什么問題?大家共同討論提的問題哪些是有價值的，值得探究的。綜合得出：、和三個問題提得不錯，可以探究。我們如何去研究它呢?提出探究問題：植物細胞是不是一個滲透系統(tǒng)，哪些結構相當于半透膜？（2）作出假設 作出假設:當一個問題提出后，我們必須結合已有的知識或經驗（必要時還要查找資料）分析問題，并且作出嘗試性的回答，這種嘗試性的回答稱為“作出假設”。圖片展示：成熟植物細胞結構圖。教師提供信息：成熟植物細胞具有中央大液泡，占整個細胞很大比例，因此成熟植物細胞內的液體環(huán)境主要考慮液泡中的細胞液。細胞壁的特點：全透性。細胞膜、液泡膜都是半透膜。原生質層：包括細胞膜和液泡膜以及兩層膜之間的細胞質。（原生質層為一個新概念，在此處重點強調。）教師引導，作出假設：原生質層相當于半透膜。 （3）質壁分離與質壁分離復原實驗動畫模擬展示：展示洋蔥外表皮細胞發(fā)生質壁分離及質壁分離復原實驗照片（此照片為學生在實驗室操作所得真實照片）：教師補充：細胞液中的水分流失，使細胞壁和原生質層都出現(xiàn)一定程度的收縮， 但由于原生質層的伸縮性比細胞壁的伸縮性大，當細胞不斷失水時，原生質就會與細胞壁分離開來，也就發(fā)生質壁分離。教師提問：質壁分離與質壁分離復原的外因和內因是什么呢？教師追問：植物細胞會不會像動物細胞一樣，不斷的吸水最后漲破呢？（4）分析現(xiàn)象，得出結論：問題1：這個實驗中，如果開始使用了 0.8 g/mL的蔗糖溶液，很快就觀察到了質壁分離，但后來加清水怎么也不能使細胞發(fā)生質壁分離復原，這是為什么呢？問題2：植物細胞發(fā)生質壁分離及植被分離復原的條件是什么呢？學生討論后，教師補充，共同總結規(guī)律：（1）植物細胞是活細胞；（2）要具有大型液泡；（3）細胞內外要有濃度差。（5）規(guī)律的應用：提問：我們了解了植物細胞發(fā)生質壁分離及質壁分離復原的基本條件后，有哪些實際用途呢？教師追問：非常好，除此之外呢？教師補充情境：假如現(xiàn)有不同濃度梯度的蔗糖溶液（質量分數(shù)為10、20、30、40%、50%、60.），我們取同一洋蔥外表皮細胞制作若干裝片，分別滴加不同濃度蔗糖溶液觀察其發(fā)生質壁分離的情況，可能會出現(xiàn)什么現(xiàn)象？學生回答后，教師繼續(xù)追問：這是為什么呢？那么現(xiàn)在我們是否能粗略推知此洋蔥表皮細胞液的濃度呢？教師總結：因此，利用植物細胞發(fā)生質壁分離及質壁分離復原現(xiàn)象不光能判斷植物細胞的死活，測定植物細胞的細胞液濃度。同樣的道理，我們還可以判斷幾種未知溶液濃度的大小。除此之外，還可以清楚地觀察到細胞膜的存在等等。學生回憶生活經歷，思考，回答：會有干燥難受的感覺，因為口腔細胞失去水分，即水分的輸出。這時及時的喝水，可以緩解。本例子在學習制備細胞膜時學生接觸過，所以大家很快就得出：當細胞質濃度外界溶液濃度，細胞吸水；當細胞質濃度外界溶液濃度，細胞失水；當細胞質濃度外界溶液濃度，細胞形態(tài)不變。表面有很多小氣泡。學生思考學生:細胞會失水嗎 (滲出的水是細胞內的水還是間隙的水)？細胞在什么情況下會失水，什么情況下會吸水呢?水分是如何進出細胞的?植物細胞是不是一個滲透系統(tǒng)，哪些結構相當于半透膜？學生觀察圖片學生觀看動畫，分析規(guī)律，得出結論：當細胞液濃度外界溶液濃度，細胞失水，質壁分離；當細胞液濃度外界溶液濃度，細胞吸水，質壁分離復原。學生討論總結回答：（1）外因：原生質層內外溶液存在濃度差；（2）內因：原生質層的伸縮性比細胞壁的伸縮性大。學生思考回答：不會。因為植物細胞有細胞壁的存在，對整個細胞有一個機械支持保護作用，即存在一定的束縛力。1. 討論回答：因為蔗糖濃度過高了，導致細胞失水過快而死亡。2. 學生討論學生回答能判斷細胞的死活學生思考討論，答案不一。學生回答：可能有些裝片中的洋蔥表皮細胞發(fā)生質壁分離、有些裝片中的洋蔥表皮細胞的液泡會增大、有些裝片中的洋蔥表皮細胞不出現(xiàn)明顯變化（即未發(fā)生質壁分離）。學生回答：當細胞液濃度外界溶液濃度，細胞吸水。表現(xiàn)為洋蔥表皮細胞的液泡會增大；當細胞液濃度外界溶液濃度，進出細胞的水分子達到動態(tài)平衡。表現(xiàn)為洋蔥表皮細胞不出現(xiàn)明顯變化；當細胞液濃度外界溶液濃度，細胞失水。表現(xiàn)為洋蔥表皮細胞發(fā)生質壁分離。學生回答：可以，就是洋蔥表皮細胞不出現(xiàn)明顯變化的那個裝片滴加對應的蔗糖溶液的濃度。從生活中來，到生活中去。培養(yǎng)運用所學的生物學知識解釋生活中一些實際問題的能力。實驗現(xiàn)象分析等一系列探討活動,使學生體驗學以致用,提高學生的科學思維能力。物質跨膜運輸?shù)钠渌麑嵗?min 四、物質跨膜運輸?shù)钠渌麑嵗^渡：通過前面的學習，我們了解到水分進出細胞的方式是順著相對含量梯度進行的，其他物質也是這樣嗎？展示資料，進行分析：討論思考問題：1、水稻培養(yǎng)液里的鈣、鎂兩種離子濃度為什么會增高？2、不同作物對無機鹽的吸收有差異嗎？3、水分子的跨膜運輸是順相對含量梯度的，其他物質的跨膜運輸也是這樣嗎？4、細胞對物質的吸收有選擇性嗎？如果有，這種選擇性普遍嗎？經過分析討論，得出一致結論：物質跨膜運輸并不都是順相對含量梯度的，而且細胞對于物質的輸入和輸出有選擇性，可以說細胞膜和其他生物膜都是選擇性透過膜，這種膜可以讓水分子自由通過，一些離子和小分子也可以自由通過，而其他離子、小分子和大分子則不能通過。生物膜這一特性，與細胞的生命活動密切相關，是活細胞的一個重要特征。學生聆聽，思考問題學生討論總 結 歸 納3min五、總結歸納，課堂小結本節(jié)課通過滲透作用的實驗現(xiàn)象，了解滲透作用的原理以及滲透作用發(fā)生必需的條件；從生活中的現(xiàn)象我們發(fā)現(xiàn)動植物細胞都能吸水和失水，重點學習探討了植物細胞的質壁分離和質壁分離復原現(xiàn)象，并得出其發(fā)生的本質規(guī)律。進一步認識到不是所有物質的跨膜運輸都和水分運輸一樣是順相對含量梯度的，細胞對于物質的輸入和輸出具有選擇性。認真聽講，積極思考?？偨Y歸納整節(jié)課的知識，為學生建立起知識框架設計思路說明 本節(jié)課位于人教版高中生物必修一第四章第一節(jié)。本章和第五章的內容屬于細胞的功能。本節(jié)改變了以往教材的呈現(xiàn)方式，沒有把水分放在代謝一章里，也沒有先講植物的滲透作用，而是利用一些具體例子和資料，介紹了兩方面的內容，水分子是順著相對含量的梯度跨膜運輸?shù)模恍╇x子的跨膜運輸并不是順著離子相對含量的梯度跨膜運輸?shù)?，最后總結出細胞膜是選擇透過性膜。其中，水分的跨膜運輸含有重要的教學價值，教材設計了一個探究實驗，由于學生在高中階段第一次接觸探究實驗，目的通過對植物細胞失水和吸水的實驗，培養(yǎng)學生學會探究問題的一般方法和步驟。為了完成本節(jié)課的三維目標，我的教學設計思路如下：一、創(chuàng)設情境，導入新課首先向學生提問，在學生回答問題的基礎上，教師及時補充：任何一個生命系統(tǒng)都是開放的系統(tǒng)，都與外界有物質的交換。前面我們了解到細胞膜能控制物質進出細胞。那么，細胞膜是怎樣控制物質進出細胞的？今天，我們以水分為例，共同探討水分是怎樣通過細胞膜進出細胞的。二、滲透作用的實驗現(xiàn)象利用動畫演示實驗：滲透裝置。提問液面升高的原因，進而提出要探究的問題。總結半透膜的特點。經過一些列的師生互動，學生思考等，總結出，液面升高是因為有半透膜，同時在半透膜兩側存在濃度差。3、 細胞的吸水和失水 從兩部分進行講解，首先是動物細胞的吸水和失水。從生活經驗（吃比較咸的食物，嘴唇口腔會有什么感受）入手，歸納出這些都是細胞吸水和失水的現(xiàn)象。然后展示圖片，哺乳動物紅細胞，得出動物細胞相當于一個滲透裝置的結論。然后是植物細胞的吸水和失水，還是從生活經歷入手。然后探究質壁分離及復原。最后是規(guī)律的應用。四、物質跨膜運輸?shù)钠渌麑嵗?經過分析討論，得出一致結論：物質跨膜運輸并不都是順相對含量梯度的，而且細胞對于物質的輸入和輸出有選擇性，可以說細胞膜和其他生物膜都是選擇性透過膜。生物膜這一特性，與細胞的生命活動密切相關，是活細胞的一個重要特征。5、 總結歸納，課堂小結本節(jié)課通過滲透作用的實驗現(xiàn)象，了解滲透