高中生物(板書設(shè)計(jì)+基礎(chǔ)練習(xí)+變式訓(xùn)練)4.1《物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)膶?shí)例》教案新人教版必修

1、第四章 細(xì)胞的物質(zhì)輸出和輸入第 1 節(jié)物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)膶?shí)例一、教學(xué)目標(biāo)：知識方面：舉例說出細(xì)胞膜是選擇透過性膜能力方面： 1、嘗試提出問題，做出假設(shè)，對探究活動進(jìn)行設(shè)計(jì)2、進(jìn)行關(guān)于職務(wù)細(xì)胞吸水和失水的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和操作二、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)及解決方法1、教學(xué)重點(diǎn)：舉例說出細(xì)胞膜是選擇透過性膜，相當(dāng)于半透膜。解決方法：（ 1）通過滲透作用的演示實(shí)驗(yàn)，組織引導(dǎo)學(xué)生分析滲透現(xiàn)象。歸納總結(jié)滲透作用的概念、條件、原理、結(jié)果，指出半透膜的特性。（ 2）通過分析水分進(jìn)出紅細(xì)胞的狀況，總結(jié)出細(xì)胞膜相當(dāng)于半透膜。2、教學(xué)難點(diǎn)：嘗試提出問題，作出假設(shè)。解決方法：（ 1）通過名人名言使學(xué)生認(rèn)識到提出問題的重要性。愛因斯坦曾說

2、過，“提出一個問題比解決一個問題更重要?！保?2）充分利用學(xué)生已有的知識和生活經(jīng)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生對有關(guān)知識現(xiàn)象深入思考，提出相關(guān)問題，開展合作學(xué)習(xí)，利用小組活動討論確定有價(jià)值的問題。三、教學(xué)用具：ppt 、實(shí)驗(yàn)材料四、課時安排：2 課時五、教學(xué)方法：直觀教學(xué)法、講述法、啟示法、演示法自學(xué)討論法六、教學(xué)程序引言：細(xì)胞是一個開放的系統(tǒng)，每時每刻與環(huán)境進(jìn)行著物質(zhì)的交換，物質(zhì)的進(jìn)進(jìn)出出都要細(xì)胞的邊界細(xì)胞膜。這一節(jié)課我們共同來探究水分進(jìn)出細(xì)胞的情況。首先我們來探究滲透現(xiàn)象。第 1 課時（一）、滲透現(xiàn)象 問題探討 ：演示“滲透作用實(shí)驗(yàn)”介紹實(shí)驗(yàn)裝置，指導(dǎo)觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果。在屏幕上打出滲透現(xiàn)象示意圖提問：漏斗管內(nèi)的

3、液面為什么會升高？如果用一層紗布代替玻璃紙，漏斗管內(nèi)的液面還會升高嗎？如果燒杯中不是清水，而是同樣濃度的蔗糖溶液，結(jié)果會怎樣？學(xué)生討論總結(jié)。- 1 -教師歸納講述：半透膜的特性：水分子等小分子可以通過，蔗糖等大分子則不能通過。滲透作用的概念：滲透作用是指水分子或其它溶劑分子通過半透膜的擴(kuò)散。發(fā)生滲透作用的條件：一是具有半透膜，二是半透膜兩側(cè)的溶液有濃度差。原理：當(dāng)溶液濃度ab時，水分子就通過半透膜由b 流向 a；當(dāng)溶液濃度ab時，水分子就通過半透膜由 a 流向 b；當(dāng)溶液濃度 ab 時，則處于動態(tài)平衡。滲透作用的結(jié)果：水分子可以通過半透膜進(jìn)行雙向擴(kuò)散。從宏觀觀察，水分是由低濃度溶液流向高濃度溶

4、液，直到達(dá)到動態(tài)平衡。（二）、動物細(xì)胞的吸水和失水1、請同學(xué)們回憶細(xì)胞膜制備的實(shí)驗(yàn)。分析“水分進(jìn)出哺乳動物紅細(xì)胞”的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。在屏幕上打出“水分進(jìn)出哺乳動物紅細(xì)胞的狀況”示意圖。2、請同學(xué)們思考并討論紅細(xì)胞內(nèi)的血紅蛋白等有機(jī)物能夠透過細(xì)胞膜嗎？紅細(xì)胞的細(xì)胞膜是不是相當(dāng)于“問題探討”中所說的半透膜？當(dāng)外界溶液的濃度低時，紅細(xì)胞一定會由于吸水而漲破嗎？紅細(xì)胞吸水或失水的多少取決于什么條件？3、學(xué)生討論總結(jié)4、教師歸納講述動物細(xì)胞的吸水：外界溶液濃度小于細(xì)胞的濃度。動物細(xì)胞的失水：外界溶液濃度大于細(xì)胞的濃度。動物細(xì)胞既不吸水也不失水：外界溶液濃度等于細(xì)胞的濃度。動物的細(xì)胞膜相當(dāng)于半透膜（三）、嘗試提

5、出問題，作出假設(shè)1、請學(xué)生觀察圖p61 成熟細(xì)胞模式圖，并閱讀圖左有關(guān)內(nèi)容概括出：成熟的植物細(xì)胞中央有大液泡。原生質(zhì)層：細(xì)胞膜和液泡膜以及兩膜之間的細(xì)胞質(zhì)。2、教師講述進(jìn)行科學(xué)探究的方式多種多樣。一般來說，探究一般方法和基本步驟是：觀察現(xiàn)象，提出問題做出假設(shè)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)開展實(shí)驗(yàn)分析結(jié)果，得出結(jié)論表達(dá)與交流3、組織引導(dǎo)學(xué)生觀察現(xiàn)象，嘗試提出問題，做出假設(shè)屏幕上打出“愛因斯坦曾說過：提出一個問題比解決一個問題更重要”觀察現(xiàn)象：讓學(xué)生回憶日常生活的現(xiàn)象：白菜剁碎準(zhǔn)備做餡時常常要放一些鹽。稍等一會兒可見有- 2 -水分滲出。（失水）農(nóng)作物施肥過多會造成燒苗。 （失水）蔫了的青菜放入清水中浸泡一會兒，菜葉變

6、得硬挺起來（吸水）老師展示課前準(zhǔn)備好的蘿卜條吸水和失水實(shí)驗(yàn)。介紹實(shí)驗(yàn)過程。展示實(shí)驗(yàn)結(jié)果。提出問題：請同學(xué)們結(jié)合一些吸水和失水現(xiàn)象，深入思考提出想探究的問題，并與本小組同學(xué)交流。最終確定有探究價(jià)值的問題。例：一位同學(xué)提出： “植物細(xì)胞會出現(xiàn)失水的情況嗎？”另一位同學(xué)提出： “植物細(xì)胞在什么情況下會失水？”通過討論，大家認(rèn)為植物細(xì)胞會不會失水，現(xiàn)象中很明顯，第二個問題更有探究價(jià)值。作出假設(shè)根據(jù)已有的知識和生活經(jīng)驗(yàn)，對提出的問題作嘗試性的回答，也就是作出假設(shè)。例如，某小組提出的問題是“原生質(zhì)層相當(dāng)于一層半透膜嗎？”針對這一問題， 他們作出的假設(shè)是：“原生質(zhì)層相當(dāng)于一層半透膜。”他們的理由是：植物細(xì)胞

7、膜和液泡膜都是生物膜，它們具有紅細(xì)胞的細(xì)胞膜基本相同的化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)；做菜餡時因?yàn)榉帕他}，菜中的水分大量流出，這與紅細(xì)胞失水很相似。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：你所作的假設(shè)即使是有依據(jù)的，也僅僅是一種推測。這種推測是否正確，還需要實(shí)驗(yàn)來檢測。 （見 p62 參考案例）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：按照實(shí)驗(yàn)方案認(rèn)真操作，仔細(xì)觀察，將每一步的觀察結(jié)果記錄下來。例如，上面的實(shí)驗(yàn)方案結(jié)果如下：中央液泡大小原生質(zhì)層的位置細(xì)胞大小蔗糖溶液變小原生質(zhì)層脫離細(xì)胞壁基本不變清水逐漸恢復(fù)原來大小原生質(zhì)層恢復(fù)原來位置基本不變分析結(jié)果，得出結(jié)論分析結(jié)果與你的預(yù)期是否吻合，是否支持你的假設(shè)，最后得到實(shí)驗(yàn)結(jié)論。例如，上面的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與預(yù)期基本是吻合的， 由于植

8、物細(xì)胞有細(xì)胞壁， 且原生質(zhì)層的伸縮性大于細(xì)胞壁的伸縮性，所以植物細(xì)胞不會有明顯的縮小和膨脹，但出現(xiàn)了原生質(zhì)層與細(xì)胞壁的分離和復(fù)原。由此，我們可以獲得結(jié)論，原生質(zhì)層相當(dāng)于一層半透膜。表達(dá)和交流將本小組探究的問題、過程、結(jié)果和結(jié)論與其他小組交流，聽取他們的質(zhì)疑并進(jìn)行解釋。如果有必要，對本小組的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行修改。進(jìn)一步探究植物細(xì)胞會由于過多吸水而漲破嗎？（不會，因?yàn)橹参锛?xì)胞有細(xì)胞壁）（三）、總結(jié)（四）、作業(yè)布置- 3 -1、判斷下列表述是否正確水分進(jìn)出細(xì)胞取決于細(xì)胞內(nèi)外液體的濃度差（）小分子物質(zhì)都能通過細(xì)胞膜，大分子物質(zhì)則不能（）2、 a、b、 c 表示某植物體的三個相鄰的細(xì)胞，它們的細(xì)胞液濃度為a

9、 b c3、鹽堿地栽種植物，其出苗率和成活率均較低，原因是a、土壤溶液的ph太小b、土壤中缺少氮肥c、土壤溶液的濃度高于細(xì)胞液的濃度d、土壤溶液的濃度低于細(xì)胞液的濃度4、向豬膀胱注入0.3g/ml的蔗糖溶液，扎緊入口，然后將其浸入0.05g/ml的蔗糖溶液中，每隔半小時稱一次重量（ ）下列坐標(biāo)圖中能正確表示測定結(jié)果的是（五）、板書設(shè)計(jì)第 1 節(jié)物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)膶?shí)例一、滲透現(xiàn)象1、半透膜的特性2、滲透作用的概念3、滲透作用的條件4、滲透作用的原理二、動物細(xì)胞的吸水和失水1、動物細(xì)胞的吸水：外界溶液濃度小于細(xì)胞的濃度動物細(xì)胞的失水：外界溶液濃度大于細(xì)胞的濃度2、動物的細(xì)胞膜相當(dāng)于半透膜三、嘗試提出問

10、題，作出假設(shè)1、成熟的植物細(xì)胞的特點(diǎn)成熟的植物細(xì)胞中央具有大液泡原生質(zhì)層2、探究的一般步驟觀察現(xiàn)象；提出問題；作出假設(shè)；設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)；開展實(shí)驗(yàn)；記錄結(jié)果；分析結(jié)果，得出結(jié)論；表達(dá)與交流。第 2 課時- 4 -引言：在上一節(jié)課中，我們學(xué)習(xí)了進(jìn)行探究性實(shí)驗(yàn)的一般方法和基本步驟，并且一起分析了“細(xì)胞什么情況下會失水，什么情況下會吸水”的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，那今天我們就來動手做這個探究實(shí)驗(yàn)。（一）、探究植物細(xì)胞的吸水和失水1、學(xué)生實(shí)驗(yàn)，教師指導(dǎo)大家課前已經(jīng)做了預(yù)習(xí)，實(shí)驗(yàn)器材已經(jīng)發(fā)放到大家的桌面上了，下面可以開始動手實(shí)驗(yàn)注意以下幾點(diǎn)：加蔗糖溶液時不要污染了顯微鏡。如果你從蓋玻片左側(cè)加蔗糖溶液，接下來加清水時應(yīng)從右側(cè)加

11、入。如實(shí)記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并完成實(shí)驗(yàn)評價(jià)表（見評價(jià)方案）。實(shí)驗(yàn)時間為25 分鐘，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后要清洗和整理實(shí)驗(yàn)用具。學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)， 老師旁邊指導(dǎo)， 將實(shí)驗(yàn)效果特別好的裝片拿到教師顯微鏡下并通過顯微鏡投影投放到大屏幕上展示出來。2、分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得出結(jié)論下面我們看一組同學(xué)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果記錄，它能否證明我們最初的假設(shè)是正確的呢？中央液泡的大小原生質(zhì)層的位置細(xì)胞大小0.3g/ml 蔗糖溶液變小脫離細(xì)胞壁基本不變清水逐漸恢復(fù)原來的大小逐漸恢復(fù)原來的位置基本不變學(xué)生：可以，很明顯細(xì)胞在0.3g/ml蔗糖溶液下因失水發(fā)生了質(zhì)壁分離，而在清水中因吸水發(fā)生了質(zhì)壁分離的復(fù)原。教師：大家想想，假如沒有細(xì)胞壁，實(shí)驗(yàn)結(jié)果會有什么

12、不同，你會聯(lián)系到之前我們講的一個什么實(shí)驗(yàn)？學(xué)生：細(xì)胞會發(fā)生破裂，就像之前學(xué)的用哺乳動物的紅細(xì)胞制備細(xì)胞膜的實(shí)驗(yàn)，紅細(xì)胞沒有細(xì)胞壁，吸水以后會發(fā)生破裂。教師：很好，其實(shí)動物細(xì)胞也會發(fā)生失水和吸水。3、教師歸納講述植物細(xì)胞的吸水和失水細(xì)胞壁：全透性結(jié)構(gòu)細(xì)胞膜原生質(zhì)層：細(xì)胞質(zhì)具選擇透過性，相當(dāng)于半透膜液泡膜條件：成熟植物細(xì)胞具有中央液泡驗(yàn)證 （ 1）當(dāng)外界溶液的濃度大于細(xì)胞液濃度時，細(xì)胞通過滲透作用失水，發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象。（ 2）將已發(fā)生質(zhì)壁分離的植物細(xì)胞放入清水中，此時細(xì)胞液的濃度高于外界清水，植- 5 -物細(xì)胞就吸水，發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原現(xiàn)象。（二）、物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)钠渌麑?shí)例1、細(xì)胞的吸水和失水是水分

13、子順相對含量的梯度跨膜運(yùn)輸?shù)倪^程。其他物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸是怎樣的呢？ 資料分析 看 p63 p64 相關(guān)內(nèi)容討論有關(guān)問題討論問題：22(1) 、水稻培養(yǎng)液里的ca 和 mg 濃度為什么會增高？(2) 、不同作物對無機(jī)鹽的吸水有差異嗎？(3) 、水分子跨膜運(yùn)輸是順相對含量梯度的，其他物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸也是這樣的嗎？(4) 、細(xì)胞對物質(zhì)的吸收有選擇嗎？如果有，這種選擇性有普遍性嗎？學(xué)生討論回答。2、教師歸納講述（ 1）從以上實(shí)例可以看出，物質(zhì)跨膜運(yùn)輸并不都是順相對含量梯度的，而且細(xì)胞對于物質(zhì)的輸入和輸出有選擇性。可以說細(xì)胞膜和其他生物膜都是選擇透過性膜，這種膜可以讓水分子自由通過，一些離子和小分子也可以通

14、過，而其他的離子、小分子和大分子則不能通過。生物膜的這一特性，與細(xì)胞的生命活動密切相關(guān)，是活細(xì)胞的一個重要特征。（ 2）成熟的植物細(xì)胞的吸水和失水植物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：細(xì)胞壁：全透性細(xì)胞膜：選擇透過性細(xì)胞質(zhì)：內(nèi)有大液泡大液泡：里面的液體稱細(xì)胞液原生質(zhì)層：相當(dāng)于一層半透膜注意：液泡形成以后，細(xì)胞主要靠滲透作用吸水。植物細(xì)胞是一個滲透系統(tǒng)。細(xì)胞液濃度外界溶液濃度，吸水。細(xì)胞液濃度外界溶液濃度，失水。（ 3）質(zhì)壁分離及質(zhì)壁分離復(fù)原實(shí)驗(yàn)的應(yīng)用有哪些？ 說明原生質(zhì)層是選擇透過性膜，成熟的植物細(xì)胞處于一定濃度的溶液中構(gòu)成了滲透系統(tǒng)。 判斷植物細(xì)胞的死活。只有活細(xì)胞的原生質(zhì)層才是半透膜，才有質(zhì)壁分離現(xiàn)象，如細(xì)

15、胞死亡，原生質(zhì)層的結(jié)構(gòu)破壞，半透膜性質(zhì)消失，不能產(chǎn)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象。 測定細(xì)胞液的濃度。原生質(zhì)層相當(dāng)于一層半透膜，所以水分子可以自由通過，而蔗糖等大分子物質(zhì)卻不能通過。將細(xì)胞放入具有濃度梯度的一系列蔗糖溶液中，觀察細(xì)胞質(zhì)壁分離的情況，即可測定該細(xì)胞的濃度范圍。 光鏡下觀察細(xì)胞膜。正常植物細(xì)胞膜很薄，又緊貼細(xì)胞壁，不易看到，質(zhì)壁分離后，原生- 6 -質(zhì)層的最外面即為細(xì)胞膜。（三）、總結(jié)（四）、作業(yè)布置： p64 二（五）、板書設(shè)計(jì)動物細(xì)胞的吸水與失水：外界溶液濃度較高時：失水皺縮外界溶液濃度較低時：吸水膨脹甚至漲破相同時：動態(tài)平衡細(xì)胞壁：全透性結(jié)構(gòu)原生質(zhì)層：選擇透過性植物細(xì)胞的吸水和失水細(xì)胞液：具有一定濃度條件：同動物細(xì)胞質(zhì)壁分離和復(fù)原實(shí)驗(yàn)及結(jié)論物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)钠渌麑?shí)例：植物細(xì)胞吸收礦質(zhì)元素1、現(xiàn)象：細(xì)胞吸水和吸收無機(jī)鹽離子速度不一樣。2、結(jié)論：（ 1）細(xì)胞吸水與吸收無機(jī)鹽是兩個相對獨(dú)立的過程。（ 2）生物膜是一種選擇透過性膜（功能特性）。習(xí)題：1滲透作用的發(fā)生必須具備的兩個條件：2細(xì)胞的吸水和失水當(dāng)外界溶液的濃度大于細(xì)胞質(zhì)的濃度時，動物細(xì)胞，而植物細(xì)胞則，因?yàn)橹参锛?xì)胞有。當(dāng)外界溶液的濃度小于細(xì)胞質(zhì)的濃度時，動物細(xì)胞，植物細(xì)胞。植物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)與動物細(xì)胞有明顯的區(qū)別，成熟的植物細(xì)胞由于有占據(jù)