2022年人教高中生物必修1教案：41物質(zhì)跨膜運輸?shù)膶嵗?2課時

1、第四章 細胞的物質(zhì)輸出和輸入 第一節(jié) 物質(zhì)跨膜運輸?shù)膶嵗?教學目標1.舉例說出細胞膜是挑選透過性膜；2.嘗試提出問題,作出假設；3.進行關于植物細胞吸水和失水的試驗設計和操作；教學重點 舉例說出細胞膜是挑選透過性膜；教學難點 嘗試提出問題,作出假設；教學過程：教學內(nèi)容問題老師活動同學活動引入1：細胞是一個基本的生命系統(tǒng),這個系統(tǒng)的邊界是什同學回答么？問題 2：由于邊界的存在,進而將細胞與外界物質(zhì)分隔,這 種分隔是不是意味著細胞需要的物質(zhì)不能進來,細胞不需要 的物質(zhì)不能出去,為什么？“ 任何一個生命系統(tǒng)都是開放的系統(tǒng),都與外界有物質(zhì)的 交換；細胞膜能掌握物質(zhì)進出細胞；”引入新課：細胞膜是怎樣掌握

2、物質(zhì)進出細胞的？今日,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；問題探討“ 問題探討”（1）演示試驗：一滴紅墨水滴入到清水中,顯現(xiàn)什么現(xiàn)象？同學觀看并回答；（2）提出探究問題： 假如兩種不同的溶液被一層半透膜隔開 , 結果又會怎樣？演示：滲透作用的試驗現(xiàn)象 引導同學思 老師和各小組代表課前做好該試驗：燒杯中是清水,漏斗內(nèi) 考,回答疑題 是 30%的蔗糖溶液, 兩種不同的溶液被一層玻璃紙（半透膜）隔開,試驗開頭時,漏斗內(nèi)外的液面在同一水平面上,靜置2 h 后,漏斗內(nèi)的液面上升；老師介紹演示試驗,說明半透膜的特性；（3）提出爭論問題 問題 為什么漏斗內(nèi)的液面會上升？多媒體動畫演示,

3、 ：水分子往哪里移動 移動 . 引導同學聯(lián)系其他學科學問分析：,總體上向哪一個方向蔗糖分子不能自由通過半透膜而水分子可以；兩側的水分子都在運動；由于單位體積內(nèi),清水中的水分子數(shù)量多,蔗糖溶液中的 水分子數(shù)量少,所以在單位時間內(nèi),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；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(nèi)的液面上升；老師點評：給同學適當?shù)拿銊?；師生總結：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；讓同學摸索：漏斗內(nèi)的液面是否無限上升？老

4、師總結分析 同學回答：接著小組爭論另兩個問題,總結滲透作用的發(fā)生必需的條件 有哪些 . 問題假如用一層紗布代替玻璃紙 高嗎 . ,漏斗管內(nèi)的液面仍會升問題假如燒杯中不是清水,而是同樣濃度的蔗糖溶液,結果會怎樣 . 問題探討 1.由于單位時間內(nèi)透過玻璃紙進入長頸漏斗的水分子數(shù)量多 于從長頸漏斗滲出的水分子數(shù)量,使得管內(nèi)液面上升；2.用紗布替代玻璃紙時,因紗布的孔隙很大,蔗糖分子也可 以自由通透,因而液面不會上升；3.半透膜兩側溶液的濃度相等時,單位時間內(nèi)透過玻璃紙進 入長頸漏斗的水分子數(shù)量等于滲出的水分子數(shù)量,液面也不 會上升；師生共同總結滲透作用條件：a 要有半透膜； b 半透膜兩側的溶液存在

5、濃度差；滲透作用：1、概念：水通過半透膜的自由擴散；的區(qū)分）（留意與自由擴散2、條件：半透膜（留意與挑選透過性膜的區(qū)分）；半透膜兩側的溶液具有濃度差；3、水的流向：從低濃度溶液流向高濃度溶液（強調(diào)是溶 液的摩爾濃度）動物細胞從生活中的例子引出動物細胞的吸水和失水；例如,當我們同學回答吃比較咸的食物時,如腌制的咸菜、連續(xù)嗑帶鹽的瓜子等,的吸水和你的口腔會有什么感覺.為什么 . 有什么方法解決？：老師歸納：這些現(xiàn)象說明動物細胞的吸水和失水；失水圖片展現(xiàn)：哺乳動物紅細胞吸水和失水,皺縮或形狀不變. 小組爭論什么情形下,哺乳動物紅細胞膨脹摸索與爭論1.紅細胞內(nèi)的血紅蛋白等有機物一般不能透過細胞膜；2.

6、紅細胞的細胞膜相當于“問題探討 ”中的半透膜；3.當外界溶液的濃度低于紅細胞內(nèi)部的濃度時,紅細胞一般會因連續(xù)吸水而漲破；同學摸索4.紅細胞吸水或失水的多少主要取決于紅細胞內(nèi)外濃度的差值；一般情形下,差值較大時吸水或失水較多；小組代表發(fā)言,老師補充完整：小組代表發(fā)當細胞內(nèi)液濃度 外界溶液濃度,細胞吸水 言當細胞內(nèi)液濃度 外界溶液濃度,細胞失水當細胞內(nèi)液濃度 外界溶液濃度,細胞形狀不變水分進出細胞與細胞內(nèi)液的濃度和外界溶液是否存在濃度差有關；細胞膜是否相當于一層半透膜？師生共同：細胞膜能讓水分子通過,而血紅蛋白（大分子物質(zhì)）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；老師總結：動物細胞

7、相當于一個滲透裝置；動物細胞的滲透吸水和失水1、條件：細胞膜當作半透膜；細胞質(zhì)與外界溶液存在濃度差；2、當細胞質(zhì)濃度 外界溶液濃度（清水）時,細胞吸水膨脹, 甚至吸水脹破； （細胞膜的制備）當細胞質(zhì)濃度 外界溶液濃度時,細胞失水皺縮；當細胞質(zhì)濃度 =外界溶液濃度時, 細胞既不吸水也不失水；老師提出：植物細胞吸水和失水的情形又是怎么樣？例如,在日常生活里, 夏天家里做涼伴黃瓜時有水顯現(xiàn),腌蘿卜條時灑上一些鹽會出水；而賣菜的阿姨常常向青菜上灑 水,青菜變得硬挺 ,說明植物細胞也會吸水和失水；老師引導 :我們要善于從生活中的現(xiàn)象發(fā)覺新的問題,提出問 題；很多科學家的發(fā)覺并不都是從試驗中得到,更多的是

8、通 過觀看生活中的現(xiàn)象發(fā)覺問題的,例如,牛頓從蘋果掉下來 的現(xiàn)象中提出地球引力的問題；細菌學家弗萊明從一個長了 植物細胞 青霉的細菌培育皿中提出青霉的分泌物是否具有抑制葡萄球 吸水和失 菌生活的作用,從而提取出青霉素的；當然這要求我們要有水敏捷的觀看才能和靈敏的思維；愛因斯坦曾經(jīng)說過:“ 提出一個問題比解決一個問題更重要”題,是制造創(chuàng)造的良好開端；可見, 提出一個有價值的問老師 :好,提出了一個有價值的問題以后,我們?nèi)绾稳幷撍?這是高中生物第一個探究試驗,問題的一般方法和步驟；這節(jié)課我們主要學習探究 提出問題 提出問題 老師：從生活中的現(xiàn)象,結合上面這些例子,你可以提出什 么問題 . 從賣

9、菜的阿姨的做法等現(xiàn)象,我們發(fā)覺問題 “ 植物細胞 也能吸水和失水,” ；“ 植物細胞在什么情形下會吸水和失 水？” ；“ 植物細胞是不是一個滲透系統(tǒng),哪些結構相當于半 透膜？” 等；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？ 作出假設 作出假設：當一個問題提出后,我們必需結合已有的學問 或體會（必要時仍要查找資料）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”；老師圖片展現(xiàn)： “ 成熟植物細胞結構圖；”供應信息：成熟植物細胞具有中心大液泡,占整個細胞很 大比例,因此成熟植物細胞內(nèi)的液體環(huán)境主要考慮液泡中的 細胞液；同學作出假 細胞壁的特點：全透性的

10、,伸縮性較小；設 細胞膜、液泡膜相當于半透膜；原生質(zhì)層： 包括細胞膜和液泡膜以及兩層膜之間的細胞質(zhì)；老師引導,同學作出假設：原生質(zhì)層相當于半透膜；猜測試驗結果：當細胞液濃度 外界溶液濃度,細胞吸水,質(zhì)壁分別；學 生 回 答 ；當細胞液濃度 外界溶液濃度,細胞失水,質(zhì)壁分別復原（略）老師可以適當補充：細胞液中的水分流失,使細胞壁和原生 質(zhì)層都顯現(xiàn)肯定程度的收縮,但由于原生質(zhì)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(zhì)就會與細胞壁 分別開來,也就發(fā)生質(zhì)壁分別；老師聯(lián)系上述動物細胞吸水情形,追問：植物細胞會不會像 動物細胞一樣,不斷的吸水最終漲破呢？ 設計試驗 老師引導同學考慮這個試驗設

11、計上的一些細節(jié)問題,例如：試驗材料、試劑、用具的挑選 同學考慮材料的挑選：有顏色的仍是沒有顏色的,細胞小的仍是相對 比較大的,為什么？試劑的挑選：糖水、酒精、醋酸、鹽水？試驗用具的挑選： 植物細胞的吸水和失水是一個微觀的過程,必需通過什么工具來觀看？老師提示：洋蔥表皮細胞有紫色液泡,而且表皮簡單撕取獲 得；試驗過程中細胞應處于生活狀態(tài)；試驗步驟 老師：試驗材料、試劑、用具選好了,接下來要考慮整個實驗詳細的操作步驟；該如何詳細操作. 是先把洋蔥泡在蔗糖溶液中, 10 min 后取出做成裝片,顯微鏡下觀看 裝片,再想方法往里加入試劑呢 . ;仍是先做好（先做裝片再加試劑好,這樣可以在顯微鏡下觀看細

12、胞失水 的變化過程； ）試驗要點提示：第一步：用清水制作洋蔥鱗片葉表皮的暫時裝片,先用低倍 鏡觀看；老師：如何使洋蔥鱗片葉表皮細胞處于失水狀態(tài)？其次步： 嘗試用不同濃度梯度的蔗糖溶液（質(zhì)量分數(shù)為10、20、 30、 40%、50%）使洋蔥表皮細胞發(fā)生質(zhì)壁分別；老師：如何使它們復原？第三步：使洋蔥表皮細胞浸潤于清水中,觀看質(zhì)壁分別的復 原；設計結果記錄表 進行試驗 記錄結果 同學回答 分析結果,得出結論 做完試驗后,我們要對試驗結果進行分析,試驗結果是否與預期相吻合 .是否支持了我們最初的假設.當試驗結果與預期不符時,我們要多摸索,也不要急于認定假設不成立,要考 慮會不會是由于試驗操作的不正確導

13、致不能達到預期結 果的.會不會有什么干擾因素呢 . 例如這個試驗中,假如開頭使用了0.6 g/mL 的蔗糖溶液,很快就觀看到了質(zhì)壁分別,但后來加清水怎么也不能使細胞發(fā) 生質(zhì)壁分別復原,能否肯定當外界濃度低的時候細胞不能吸水呢 .為什么？（不能,由于蔗糖濃度過高了,導致細胞失水過快而死亡；）老師：所以無論試驗勝利也好,失敗也好,都要仔細分析；植物細胞的滲透吸水和失水1、條件：原生質(zhì)層（細胞膜、細胞質(zhì)、液泡膜）當作半 透膜；（留意與原生質(zhì)和原生質(zhì)體的區(qū)分）細胞液與外界溶液存在濃度差；2、當細胞液濃度 失水；=外界溶液濃度時,植物細胞既不吸水也不當細胞液濃度 外界溶液濃度時,細胞滲 透失水,顯現(xiàn)質(zhì)壁

14、分別；質(zhì)壁分別的概念：原生質(zhì)層與細胞壁分別 外因：當細胞液濃度 外界溶液濃度時,細 胞滲透失水 內(nèi)因：細胞壁的伸縮性小于原生質(zhì)層的伸縮 性；在此過程中細胞體積基本不變（略為變小）,液泡變小,0 細胞液濃度變大,顏色變深；失水速率逐步變小直至為細 胞 質(zhì) 液 濃 度失 水 速 率時間時間當細胞液濃度 外界溶液濃度（清水）時,細胞滲透吸水；假如是發(fā)生質(zhì)壁分別的細胞才發(fā)生產(chǎn)質(zhì)壁分別復原；在此過程中細胞體積基本不變（略為變小）,液泡變大,細胞液濃度變小,顏色變淺；吸水速率逐步變小直至為 0 細 吸 胞 水 質(zhì) 速 液 率 濃 度時間 時間質(zhì)壁分別后自動復原：當外界溶液為 8%的 NaCl 溶液、 5%

15、的 K NO3 溶液, 10%的葡萄糖溶液、乙二醇溶液時就會顯現(xiàn)這 種情形；緣由是這些物質(zhì)可以通過主動運輸或自由擴散進入 液泡,使細胞液濃度增大,植物細胞吸水；課堂小結 這節(jié)課通過滲透作用的試驗現(xiàn)象,明白滲透作用的原理 以及滲透作用發(fā)生必需的兩個條件；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,重點學習試驗探究的一般方法和基本步驟：提出問題作出假設設計試驗進行試驗分析結果,得出結論表達與溝通進一步探究；下節(jié)課 我們就到試驗室來完成這個試驗；物 質(zhì) 跨 膜細胞的吸水和失水是水分子順相對含量的梯度跨膜運輸?shù)倪^同學爭論:物運 輸 的 其程；其他物質(zhì)呢？質(zhì) 是 否 都 與他實例資料分析： P64 水 一 樣 順 濃總結： 細胞膜和其他生物膜都是挑選透過性膜度 梯 度 運 輸資料分析的 . 學 生 小1.在培育過程中, 水稻吸取水分及其他離子較多,吸取 Ca2+、組溝通Mg2+ 較少,結果導