《物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)膶?shí)例》實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)

1、物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)膶?shí)例實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)【設(shè)計(jì)思路】本節(jié)是必修1分子與細(xì)胞的1個(gè)探究性實(shí)驗(yàn)，和驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)不同，它倡導(dǎo)探究性學(xué)習(xí)，提高學(xué)生的生物科學(xué)素養(yǎng)，讓學(xué)生通過探究活動(dòng)自主發(fā)現(xiàn)原生質(zhì)層是否相當(dāng)于一層半透膜，以及水分子進(jìn)出細(xì)胞的條件等問題。所以本快課重在做好引導(dǎo)。學(xué)生能夠真正的探究，必需基于一定的背景知識(shí)和一定的思維能力，但高中生的思維能力還不夠成熟，故在這節(jié)課中，要先讓學(xué)生具備必要知識(shí)背景，先利用提前做好的滲透裝置進(jìn)行引導(dǎo)式探究理解滲透原理。然后由滲透裝置聯(lián)想到植物細(xì)胞的失水和吸水，在老師的引導(dǎo)下能夠進(jìn)行細(xì)胞失水和吸水的基本實(shí)驗(yàn)進(jìn)行自主性探究。最終總結(jié)出植物細(xì)胞失水和吸水的條件。【實(shí)驗(yàn)內(nèi)容分析】1、通

2、過對滲透裝置的學(xué)習(xí)了解滲透原理，理解動(dòng)植物細(xì)胞也符合滲透條件，再結(jié)合日常生活中實(shí)例設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究植物細(xì)胞的失水和吸水，讓學(xué)生領(lǐng)會(huì)設(shè)計(jì)探究方案和探究活動(dòng)的一般步驟。2、所選材料為紫色洋蔥外表皮，成熟的植物細(xì)胞其原生質(zhì)層相當(dāng)于半透膜，其細(xì)胞液和外界溶液有一定的濃度差，所以在一定濃度的溶液中會(huì)行成一個(gè)滲透系統(tǒng)。由于原生質(zhì)層與細(xì)胞壁的伸縮性不同，當(dāng)細(xì)胞大量失水時(shí)，導(dǎo)致原生質(zhì)層和細(xì)胞壁分離。當(dāng)細(xì)胞大量吸水時(shí)，原生質(zhì)層又和細(xì)胞壁逐漸貼合。3、當(dāng)細(xì)胞液的濃度小于外界溶液的濃度時(shí)，細(xì)胞液中的水分就透過原生質(zhì)層進(jìn)入外界溶液中，使細(xì)胞壁和原生質(zhì)層都出現(xiàn)一定程度的收縮。由于原生質(zhì)層比細(xì)胞壁的伸縮性大，當(dāng)細(xì)胞不斷失水時(shí)

3、，原生質(zhì)層就會(huì)與細(xì)胞壁逐漸分離開來，也就是逐漸發(fā)生了質(zhì)壁分離。當(dāng)細(xì)胞液的濃度大于外界溶液的濃度時(shí)，外界溶液中的水分就透過原生質(zhì)層進(jìn)入細(xì)胞液中，整個(gè)原生質(zhì)層就會(huì)慢慢地恢復(fù)成原來的狀態(tài)，使植物細(xì)胞逐漸發(fā)生質(zhì)壁分離的復(fù)原?！緦?shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)】1、知識(shí)與技能目標(biāo)說出水分子跨膜運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn)；通過實(shí)例說明植物的原生質(zhì)層相當(dāng)于半透膜；進(jìn)行植物細(xì)胞失水和吸水的探究，觀察植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離和復(fù)原；通過探究實(shí)驗(yàn)說明植物細(xì)胞失水和吸水的條件。2、過程與方法目標(biāo)通過對滲透作用現(xiàn)象的觀察，闡明滲透作用發(fā)生的條件，推導(dǎo)滲透作用的概念；由創(chuàng)設(shè)情境入手，從“擴(kuò)散”遷移到“滲透”，理解滲透作用發(fā)生的條件；通過探究實(shí)驗(yàn)了解植物細(xì)胞的失水和

4、吸水。3、情感與價(jià)值觀目標(biāo)嘗試提出問題，作出假設(shè)，體會(huì)探究性實(shí)驗(yàn)的一般步驟，感受科學(xué)的嚴(yán)謹(jǐn)性；在討論和交流中學(xué)會(huì)合作學(xué)習(xí)，體驗(yàn)探索的樂趣?！窘虒W(xué)重點(diǎn)及解決辦法】細(xì)胞是一個(gè)滲透系統(tǒng)，動(dòng)物細(xì)胞膜和植物的原生質(zhì)層相當(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）通過相關(guān)探究實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)，理解植物的原生質(zhì)層相當(dāng)于半透膜?！窘虒W(xué)難點(diǎn)及解決辦法】嘗試提出問題，作出假設(shè)，進(jìn)行探究植物細(xì)胞吸水和失水的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。解決方法： （1）高中學(xué)生具備了一定的知識(shí)水平，其思維能力也得到了一定發(fā)展，但探究思維能力還不夠成熟，故在創(chuàng)

5、設(shè)情境的基礎(chǔ)上，將學(xué)生引入已有的知識(shí)和生活經(jīng)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生對本節(jié)所探究現(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(dòng)討論確定有價(jià)值的問題。（2）針對提出的問題做出相應(yīng)的假設(shè)，并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。【實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備】相關(guān)的實(shí)驗(yàn)裝置，包括提前準(zhǔn)備卵殼膜，滲透裝置等；多媒體課件.【教學(xué)方法】學(xué)生觀察、討論、合作探究與教師講述和啟發(fā)引導(dǎo)相結(jié)合。【教學(xué)過程】教學(xué)步驟教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖創(chuàng)設(shè)情境引入呈現(xiàn)“灰太狼與喜羊羊圖片”，敘述;喜羊羊它們正在青青草原上給草施肥，這時(shí)灰太狼來了，小羊們嚇得逃跑了。但這次灰太狼并沒有去追。相反地，又買了些化肥，施給了牧草。紅太郎大怒，灰太狼趕緊拿出了一套裝置，開始了實(shí)驗(yàn)。觀看幻

6、燈誘發(fā)探究心理，激發(fā)學(xué)生的興趣。新課導(dǎo)入呈現(xiàn)提前準(zhǔn)備的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行講述：灰太狼的這套裝置由漏斗、燒杯和兩種試劑組成。漏斗內(nèi)裝蔗糖溶液，為了便于觀察又給它加了紅墨水；燒杯內(nèi)裝清水。最初漏斗內(nèi)的液面和燒杯內(nèi)的液面是齊平的。15分鐘過去了，大家觀察出現(xiàn)了什么現(xiàn)象呢？學(xué)生仔細(xì)觀察后，回答：漏斗內(nèi)的液面上升了。引出擴(kuò)散現(xiàn)象。提問：為什么會(huì)出現(xiàn)這種現(xiàn)象呢？請大家分組討論。找學(xué)生代表進(jìn)行回答。小組討論、交流：因?yàn)闊瓋?nèi)水分子數(shù)目多，而漏斗內(nèi)水分子數(shù)目少，因此水分子由燒杯內(nèi)進(jìn)入漏斗的要多于由漏斗內(nèi)進(jìn)入燒杯的，所以液面上升復(fù)習(xí)擴(kuò)散現(xiàn)象，為滲透現(xiàn)象條件的總結(jié)打基礎(chǔ)。予以肯定后，呈現(xiàn)另外三幅圖片： 讓學(xué)生仔細(xì)觀察，

7、進(jìn)行分組討論，預(yù)期結(jié)果并分析原因。找學(xué)生代表回答。觀察并討論，針對裝置進(jìn)行分析回答。為實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)鋪墊教師引導(dǎo)：第一套裝置與第二套裝置的區(qū)別在于： ，所以前者液面上升，后者液面下降。第三套裝置中液面為什么沒有變化？第四套為什么也沒有變化？回答老師提出的問題。因?yàn)闊瓋?nèi)和漏斗內(nèi)所裝物質(zhì)完全相同，水分子進(jìn)出達(dá)到了動(dòng)態(tài)平衡。因?yàn)榧啿际侨感缘?。進(jìn)行對比觀察，找出四套裝置的不同。講述：說明卵殼膜不是全透性的，它只允許水分子通過，而不允許蔗糖分子通過，這樣的膜我們把它稱之為半透膜。除卵殼膜外，玻璃紙。膀胱膜都可以充當(dāng)半透膜，它們都允許小分子物質(zhì)通過，而其它孔徑大的分子不能通過?？偨Y(jié)半透膜及其的特性。呈現(xiàn)另一

8、套裝置: 提問：發(fā)生了什么現(xiàn)象？引導(dǎo)：這套裝置中，紅墨水也由水分子數(shù)多的地方向水分子少的地方移動(dòng)了，它與第1、2套裝置有什么區(qū)別呢回答:這是紅墨水的擴(kuò)散作用。前者有半透膜隔開，而后者沒有?？偨Y(jié)擴(kuò)散和滲透的區(qū)別。由此引出滲透作用：如果水分子是透過半透膜進(jìn)行的擴(kuò)散，就稱之為滲透作用。 提問：在以上的四套裝置中發(fā)生了滲透作用的是哪幾個(gè)呢？大家能不能總結(jié)出發(fā)生滲透作用的條件呢？總結(jié)出兩個(gè)條件：半透膜和濃度差。學(xué)會(huì)由現(xiàn)象到原理的自我歸納總結(jié)創(chuàng)設(shè)情境再讓我們一起回到青青草原上看一看。話說灰太狼再給紅太郎演示實(shí)驗(yàn)，紅太郎還是很生氣：“這跟你的施肥有什么關(guān)系呢？”“我上網(wǎng)查過了，植物細(xì)胞也能進(jìn)行滲透作用?，F(xiàn)在

9、，我給植物施了很多肥，意味著外界土壤溶液濃度高于植物細(xì)胞內(nèi)部的濃度。你想想，植物細(xì)胞會(huì)怎么樣呢？”紅太郎毫不吝嗇地夸起來：“老公，你太聰明了！”小羊們知道灰太狼沒安好心，第二天一大早就跑到青青草原上，一看牧草全蔫了。它們趕緊去找村長，但不巧村長出差了。這時(shí)它們只能靠自己，于是它們制作了萎蔫牧草和新鮮牧草的臨時(shí)裝片進(jìn)行觀察，結(jié)果分別看到了下面的植物細(xì)胞：由實(shí)驗(yàn)裝置聯(lián)系到植物細(xì)胞，由淺入深一步步啟發(fā)引入本節(jié)探究課題。它們看到兩個(gè)裝片中的細(xì)胞發(fā)生了明顯變化，但是它們一直覺得生物很簡單，高考所占分值又少，所以，平時(shí)不好好學(xué)習(xí)生物，結(jié)果現(xiàn)在束手無策?，F(xiàn)在就讓我們一起來幫幫它們度過難關(guān)。使學(xué)生容易開展探究

10、，符合其認(rèn)知規(guī)律結(jié)合示意圖復(fù)習(xí)舊知識(shí)，標(biāo)出細(xì)胞各個(gè)結(jié)構(gòu)，引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)原生質(zhì)層：利用圖示引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)，為什么在圖二中看不到細(xì)胞膜？原生質(zhì)層包括細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)和液泡膜，相當(dāng)于一層半透膜。正常狀態(tài)下的細(xì)胞，原生質(zhì)層緊貼著細(xì)胞壁。復(fù)習(xí)舊知識(shí)，引出新知識(shí)，進(jìn)行探究提出問題我們對植物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)已經(jīng)了解了，到底有什么辦法幫助小羊們呢？學(xué)生回答：澆水。將未知引入到現(xiàn)有的生活經(jīng)驗(yàn)但這只是你們的假設(shè)，這種措施是否有效，需要我們進(jìn)行探究。下面我們從細(xì)胞水平上通過一個(gè)模擬實(shí)驗(yàn)去探究一下你們的假設(shè)是否正確。針對以上情況，我們在細(xì)胞水平上能提出什么有探究價(jià)值的問題呢？確定探究的課題：植物細(xì)胞在什么情況下吸水？什么情況下失

11、水？討論、交流，提出有探究價(jià)值的問題。培養(yǎng)學(xué)生提出問題的能力。做出假設(shè)引導(dǎo)學(xué)生做出假設(shè)。植物細(xì)胞在高濃度溶液中失水，在低濃度溶液中吸水。培養(yǎng)學(xué)生做出假設(shè)的能力。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)如何在細(xì)胞水平上模擬植物萎蔫情況進(jìn)行探究呢？（1）選取什么材料？怎樣獲取細(xì)胞？（2）怎樣模擬施肥過多？（3）怎樣模擬澆水？具體觀察細(xì)胞的什么結(jié)構(gòu)？進(jìn)行分組討論，得出以下結(jié)論：利用紫色洋蔥外表皮；由內(nèi)向外掰，借助于鑷子撕下小塊。 滴加蔗糖模擬施肥過多；滴加清水模擬澆水。 觀察細(xì)胞的紫色液泡大小變化。引導(dǎo)學(xué)生形成實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的科學(xué)理念能否先預(yù)期出實(shí)驗(yàn)結(jié)果？置于30蔗糖溶液中，原生質(zhì)層與細(xì)胞壁分離；滴加清水后，慢慢恢復(fù)至正常狀態(tài)。進(jìn)行實(shí)驗(yàn)

12、1、臨時(shí)裝片的制作步驟：取 滴撕展2、先觀察正常狀態(tài)下的細(xì)胞：低倍鏡對光固定臨時(shí)裝片調(diào)節(jié)粗準(zhǔn)焦螺旋3、再觀察高濃度下的細(xì)胞：一側(cè)滴蔗糖，另一側(cè)用吸水紙吸引4、最后觀察低濃度下的細(xì)胞：一側(cè)滴清水，另一側(cè)用吸水紙吸引實(shí)驗(yàn)技能練習(xí)分析結(jié)果得出結(jié)論觀察項(xiàng)目正常狀態(tài)高濃度下的狀態(tài)低濃度下的狀態(tài)細(xì)胞圖像    液泡大小 大 變小 逐漸變大原生質(zhì)層與細(xì)胞壁的位置關(guān)系  緊貼 分離 逐漸恢復(fù)直至正常狀態(tài)表達(dá)和交流（1）植物細(xì)胞相當(dāng)于一個(gè)滲透系統(tǒng)，植物細(xì)胞失去的水來自液泡。（2）高濃度下失水，發(fā)生質(zhì)壁分離；低濃度下吸水發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)

13、原。（3）質(zhì)壁分離的原因：外因是外界溶液濃度高于細(xì)胞液濃度；內(nèi)因是原生質(zhì)層的伸縮性大于細(xì)胞壁的伸縮性。進(jìn)一步探究請利用今天探究實(shí)驗(yàn)中所獲得的知識(shí)和技能進(jìn)一步探究動(dòng)物細(xì)胞的失水和吸水。拓展思維，鞏固實(shí)驗(yàn)練一練請根據(jù)圖回答以下問題： （1)圖中細(xì)胞所處的生理狀態(tài)叫做 ，這種生理狀態(tài)發(fā)生的原因是 . （2)選擇圖各結(jié)構(gòu)的編號(hào)回答：  從整個(gè)細(xì)胞來看，可以把 看成是一層半透膜。而 的結(jié)構(gòu)是全透性的。     和 之間存在著溶液濃度差。鞏固新知，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用知識(shí)的能力?！景鍟O(shè)計(jì)】第一節(jié) 物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)膶?shí)例一、滲透作用： 液泡膜 半透膜半透膜兩

14、側(cè)的溶液要有濃度差細(xì)胞膜兩膜之間的細(xì)胞質(zhì) 半透膜1、概念：2、兩個(gè)條件          二、植物細(xì)胞失水和吸水成熟的植物細(xì)胞與外界溶液形成滲透系統(tǒng)1、原生質(zhì)層：                              

15、;            2、細(xì)胞液具有一定的濃度與外界溶液之間有濃度差 三、探究的一般步驟多媒體 創(chuàng)設(shè)情境，導(dǎo)入新課t呈現(xiàn)裝置，解釋說明觀察，討論、交流后回答問題教師提問，進(jìn)行引導(dǎo)觀察，討論、交流后回答問題教師歸納、總結(jié)滲透條件【教學(xué)流程圖】結(jié)束創(chuàng)設(shè)情境，引入本節(jié)探究課題幻燈片呈現(xiàn)多媒體回憶知識(shí)，解決問題自主探究、合作中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)多媒體表格呈現(xiàn)交流討論，完成實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)表格表達(dá)和交流課后作業(yè)呈現(xiàn)習(xí)題，復(fù)習(xí)鞏固學(xué)生思考，完成習(xí)題開始、結(jié)束教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)決策、判斷教學(xué)媒體一般教學(xué)內(nèi)容【教學(xué)反思】1、本節(jié)課采用了引導(dǎo)式探究和自主式探究模式，一方面提高了學(xué)生的科學(xué)探究能力，另一方面豐富了學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，加強(qiáng)了小組合作互助意識(shí)，從而提高了學(xué)生的生物科學(xué)