人教版高中生物必修一第四章第1節(jié)《物質(zhì)跨膜運輸?shù)膶嵗方虒W(xué)設(shè)計

/第四章細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出第1節(jié)物質(zhì)跨膜運輸?shù)膶嵗S目標(biāo)知識與技能:1.通過模擬實驗探究膜的透性。2.嘗試提出問題、作出假設(shè),進(jìn)行探究活動設(shè)計。3.進(jìn)行關(guān)于植物細(xì)胞吸水和失水的實驗設(shè)計和操作。即觀察植物細(xì)胞的質(zhì)壁別離和復(fù)原過程與方法：比擬、認(rèn)識、動手實踐情感態(tài)度與價值觀:體驗科學(xué)探究過程,培養(yǎng)學(xué)生質(zhì)疑、求實、創(chuàng)新的科學(xué)態(tài)度和精神。教學(xué)用具：ppt幻燈片重點和難點：滲透作用和觀察植物細(xì)胞的質(zhì)壁別離和復(fù)原課時安排：2課時具體過程：第1節(jié)物質(zhì)跨膜運輸?shù)膶嵗裕簡枺号c正常蘿卜比擬,腌制的蘿卜為什么形態(tài)上會發(fā)生這樣的變化？〔觀看多媒體課件〕從而引出教材60頁課題,進(jìn)而研究問題探討,即滲透作用多媒體展示滲透現(xiàn)象,引導(dǎo)同學(xué)們在滲透作用探究實驗的根底上,由學(xué)生分析實驗現(xiàn)象,總結(jié)出滲透作用發(fā)生的條件,表達(dá)“學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體〞。一、滲透作用問：1、漏斗內(nèi)的液面為什么會升高？〔1〕從結(jié)構(gòu)上看,半透膜能否使蔗糖分子和水分子都能通過？〔2〕兩邊的水分子都在運動嗎？〔3〕兩邊水分子通過半透膜的數(shù)量一樣嗎？〔4〕從整體看,水分子從哪里運動到哪里？學(xué)生相互討論,答復(fù)略2、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？學(xué)生答復(fù),并歸納出滲透作用的條件一3、如果燒杯中不是清水,而是相同濃度的蔗糖溶液,漏斗管內(nèi)的液面還會升高嗎？學(xué)生答復(fù),并歸納出滲透作用的條件二歸納并板書：滲透作用原理：1、發(fā)生條件〔1〕半透膜〔2〕膜兩側(cè)溶液的濃度差2、概念：溶劑分子透過半透膜,從低濃度溶液向高濃度溶液的擴(kuò)散,叫滲透作用二、細(xì)胞的吸水與失水1、動物細(xì)胞的吸水與失水：類比滲透裝置與細(xì)胞,提出問題：細(xì)胞是一個滲透系統(tǒng)嗎？從生活中的例子入手,例如,連續(xù)嗑帶鹽的瓜子,你的口腔會有什么感覺?引出動物細(xì)胞的吸水和失水。作出假設(shè)：動物細(xì)胞是一個滲透系統(tǒng)。設(shè)計實驗,驗證假設(shè)〔學(xué)生課前自己完成〕預(yù)期結(jié)果〔學(xué)生完成〕：紅細(xì)胞在濃鹽水中失水皺縮,在生理鹽水中保持原有形態(tài),在清水中吸水膨脹。圖片展示：水分進(jìn)出哺乳動物紅細(xì)胞的狀況。分析結(jié)果,得出結(jié)論〔學(xué)生完成〕：當(dāng)細(xì)胞內(nèi)溶液濃度﹥外界溶液濃度,細(xì)胞吸水當(dāng)細(xì)胞內(nèi)溶液濃度﹤外界溶液濃度,細(xì)胞失水當(dāng)細(xì)胞內(nèi)溶液濃度＝外界溶液濃度,細(xì)胞形態(tài)不變動物細(xì)胞是一個滲透系統(tǒng),水進(jìn)出細(xì)胞是順相對含量的梯度,通過滲透作用進(jìn)行的。問：1、紅細(xì)胞內(nèi)的血紅蛋白能穿過細(xì)胞膜嗎？2、紅細(xì)胞的細(xì)胞膜是不是相當(dāng)于半透膜？3、外界溶液的濃度低時,紅細(xì)胞一定會由于吸水而漲破嗎？4、紅細(xì)胞吸水或失水的多少取決于什么條件？歸納：動物細(xì)胞的吸水與失水1〕細(xì)胞膜相當(dāng)于一層半透膜2〕細(xì)胞質(zhì)與外界溶液構(gòu)成濃度差2、植物細(xì)胞的吸水與失水：探究植物細(xì)胞的吸水和失水比照教材46頁動植物細(xì)胞圖問：植物細(xì)胞吸水和失水的情況又怎樣呢？從生活中的例子,入手例如夏天家里做涼伴黃瓜時有水出現(xiàn),而賣菜的阿姨經(jīng)常向青菜上灑水,青菜變得硬挺,說明植物細(xì)胞也會吸水和失水。引導(dǎo)：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〞?！裉岢鰡栴}從生活中的現(xiàn)象,結(jié)合上面這些例子,你可以提出什么問題?①植物細(xì)胞能吸水和失水嗎？②植物細(xì)胞在什么情況下會吸水和失水？③植物細(xì)胞是不是一個滲透系統(tǒng),哪些結(jié)構(gòu)相當(dāng)于半透膜？篩選值得探究的問題：植物細(xì)胞在什么情況下會吸水和失水？植物細(xì)胞是不是一個滲透系統(tǒng),哪些結(jié)構(gòu)相當(dāng)于半透膜？提出了一個有價值的問題后,我們?nèi)绾稳パ芯克?●作出假設(shè)〔以下以“探究植物細(xì)胞中哪些結(jié)構(gòu)相當(dāng)于半透膜〞為例〕⑴作出假設(shè)：當(dāng)一個問題提出后,我們必須結(jié)合已有的知識或經(jīng)驗〔必要時還要查找資料〕分析問題,并且作出嘗試性的答復(fù),這種嘗試性的答復(fù)稱為“作出假設(shè)〞。通過多媒體展示：“成熟植物細(xì)胞結(jié)構(gòu)圖。〞提供信息：①成熟植物細(xì)胞具有中央大液泡,占整個細(xì)胞很大比例,因此成熟植物細(xì)胞內(nèi)的液體環(huán)境主要考慮液泡中的細(xì)胞液。②原生質(zhì)層：包括細(xì)胞膜和液泡膜以及兩層膜之間的細(xì)胞質(zhì)。教師引導(dǎo),學(xué)生作出假設(shè)：假設(shè)原生質(zhì)層相當(dāng)于半透膜,也可以假設(shè)細(xì)胞壁相當(dāng)于原生質(zhì)層,或者假設(shè)原生質(zhì)層、細(xì)胞壁兩者都相當(dāng)于半透膜。各個小組可能會提出不同的假設(shè),應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生講述理由,最后確定一個較合理的假設(shè)：原生質(zhì)層相當(dāng)于半透膜。⑵預(yù)測實驗結(jié)果：當(dāng)細(xì)胞液濃度﹥外界溶液濃度,細(xì)胞吸水；當(dāng)細(xì)胞液濃度﹤外界溶液濃度,細(xì)胞失水。教師可以適當(dāng)補(bǔ)充：細(xì)胞液中的水分流失,使細(xì)胞壁和原生質(zhì)層都出現(xiàn)一定程度的收縮,但由于原生質(zhì)層的伸縮性比細(xì)胞壁的伸縮性大,當(dāng)細(xì)胞不斷失水時,原生質(zhì)就會與細(xì)胞壁別離開來,也就發(fā)生質(zhì)壁別離。將發(fā)生質(zhì)壁別離的細(xì)胞放入清水中時,會發(fā)生質(zhì)壁別離復(fù)原。作出的假設(shè)是否正確呢？就需要通過設(shè)計實驗來驗證。歸納：一、二、探究實驗：1、提出問題〔原生質(zhì)層是一層半透膜嗎？〕2、作出假設(shè)〔原生質(zhì)層相當(dāng)于一層半透膜〕3、設(shè)計實驗〔設(shè)計方案、預(yù)期結(jié)果…〕4、進(jìn)行實驗〔按預(yù)定方案進(jìn)行實驗〕5、分析結(jié)果〔分析實驗結(jié)果,得出結(jié)論：……〕6、表達(dá)與交流〔總結(jié),寫實驗報告并適當(dāng)交流〕●設(shè)計實驗教師引導(dǎo)學(xué)生考慮實驗設(shè)計上的一些細(xì)節(jié)問題,例如：①實驗材料、試劑、用具的選擇材料的選擇：有顏色的還是沒有顏色的,細(xì)胞小的還是相比照擬大的,為什么？試劑的選擇：糖水、酒精、醋酸、鹽水？〔試劑的濃度必須是好控制的,試劑是容易獲得的,對細(xì)胞是沒有傷害的〕實驗用具的選擇：植物細(xì)胞的吸水和失水是一個微觀的過程,必須通過什么工具來觀察？教師提示：洋蔥表皮細(xì)胞有紫色液泡,而且表皮容易撕取獲得。實驗過程中細(xì)胞應(yīng)處于生活狀態(tài)。②實驗步驟教師：實驗材料、試劑、用具選好了,接下來要考慮整個實驗具體的操作步驟。該如何具體操作?

是先把洋蔥泡在蔗糖溶液中,10min后取出做成裝片,顯微鏡下觀察；還是先做好裝片,再想方法往里參加試劑呢?〔先做裝片再加試劑好,這樣可以在顯微鏡下觀察細(xì)胞失水的變化過程。〕實驗要點提示：第一步：用清水制作洋蔥鱗片葉表皮的臨時裝片,先用低倍鏡觀察。教師：如何使洋蔥鱗片葉表皮細(xì)胞處于失水狀態(tài)？第二步：嘗試用不同濃度梯度的蔗糖溶液〔質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10％、20％、30％、40%、50%〕使洋蔥表皮細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁別離。教師：如何使它們復(fù)原？第三步：使洋蔥表皮細(xì)胞浸潤于清水中,觀察質(zhì)壁別離的復(fù)原。③設(shè)計結(jié)果記錄表教師引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合自己做出的預(yù)期,明確在實驗中需要重點觀察的內(nèi)容：細(xì)胞壁的位置、原生質(zhì)層的位置、中央液泡的大小、細(xì)胞的大小、細(xì)胞液顏色的深淺變化。試劑中央液泡的大小原生質(zhì)層的位置細(xì)胞大小蔗糖溶液清水要求學(xué)生針對探究的問題,以小組為單位設(shè)計一份實驗方案。正常狀態(tài)高濃度狀態(tài)低濃度狀態(tài)練習(xí)：1、魚鰾是一種半透膜。假設(shè)向魚鰾內(nèi)注入適量的20%蔗糖溶液、排出魚鰾內(nèi)的空氣,扎緊開口,將其浸沒在盛有10%蔗糖溶液的燒杯中,以下能正確表示燒杯內(nèi)蔗糖溶液濃度隨時間變化趨勢的示意圖是()分析：溶劑的滲透方向應(yīng)根據(jù)單位體積溶劑分子數(shù)多少判斷,即溶劑分子從單位體積溶劑分子數(shù)多(溶質(zhì)分子數(shù)少)的一側(cè)向單位體積溶劑分子數(shù)少(溶質(zhì)分子數(shù)多)的一側(cè)擴(kuò)散(對于溶質(zhì)而言,只考慮溶質(zhì)分子數(shù)目而不考慮溶質(zhì)分子的體積)。假設(shè)半透膜兩側(cè)是同種溶液,根據(jù)質(zhì)量分?jǐn)?shù)或物質(zhì)的量濃度判定都可以；假設(shè)半透膜兩側(cè)是不同的溶液,物質(zhì)的量濃度才能表達(dá)溶質(zhì)或溶劑的分子數(shù)多少,如半透膜兩側(cè)為質(zhì)量分?jǐn)?shù)相同的葡萄糖溶液和蔗糖溶液,葡萄糖溶液一側(cè)單位體積葡萄糖分子數(shù)多(水分子數(shù)少),水分子由蔗糖溶液一側(cè)透過半透膜向葡萄糖溶液一側(cè)滲透。變式：2．以下現(xiàn)象屬于滲透作用的是()①水分子通過植物細(xì)胞的細(xì)胞壁②水分子或其他溶劑分子通過細(xì)胞膜③蔗糖分子通過細(xì)胞壁④水分子或其他溶劑分子通過液泡膜⑤水分子或其他溶劑分子通過原生質(zhì)層A．①②③B．③④⑤C．②④⑤D．①③⑤課后作業(yè)：教材64頁練習(xí)1、2、3第2課時〔實驗〕學(xué)生動手操作實驗1．實驗原理(1)成熟的植物細(xì)胞構(gòu)成滲透系統(tǒng)可發(fā)生滲透作用。(2)當(dāng)細(xì)胞液濃度<外界溶液濃度時,細(xì)胞失水,發(fā)生質(zhì)壁別離；當(dāng)細(xì)胞液濃度>外界溶液濃度時,細(xì)胞吸水,發(fā)生質(zhì)壁別離復(fù)原。2．實驗流程做完實驗后,我們要對實驗結(jié)果進(jìn)行分析,實驗結(jié)果是否與預(yù)期相吻合?是否支持了我們最初的假設(shè)?當(dāng)實驗結(jié)果與預(yù)期不符時,我們要多思考,也不要急于認(rèn)定假設(shè)不成立,要考慮會不會是因為實驗操作的不正確導(dǎo)致不能到達(dá)預(yù)期結(jié)果的?會不會有什么干擾因素呢?各組展示各自的實驗結(jié)果,描述所觀察到的實驗現(xiàn)象。教師及時引導(dǎo)學(xué)生思考實驗中出現(xiàn)的問題：例如這個實驗中,如果開始使用了0.6g/mL的蔗糖溶液,很快就觀察到了質(zhì)壁別離,但后來加清水怎么也不能使細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁別離復(fù)原,能否斷定當(dāng)外界濃度低的時候細(xì)胞不能吸水呢?為什么？〔不能,因為蔗糖濃度過高了,導(dǎo)致細(xì)胞失水過快而死亡?！辰處煟核詿o論實驗成功也好,失敗也好,都要認(rèn)真分析。根據(jù)實驗結(jié)果得出實驗結(jié)論,最終師生達(dá)成共識,植物細(xì)胞的原生質(zhì)層相當(dāng)于一層半透膜?？记绊氈?．用紫色洋蔥鱗片葉外表皮作為實驗材料的原因紫色洋蔥外表皮細(xì)胞的細(xì)胞液中有花青素,使液泡中的細(xì)胞液呈紫色,有利于觀察。2．本實驗選用0.3g/mL的蔗糖溶液作試劑,假設(shè)濃度過高或過低對實驗造成的影響是：選用0.3g/mL的蔗糖溶液作試劑,既明顯出現(xiàn)質(zhì)壁別離,又不會殺死細(xì)胞。假設(shè)濃度過高,質(zhì)壁別離速度快,細(xì)胞會因失水過多而死亡,不能再進(jìn)行質(zhì)壁別離復(fù)原；假設(shè)濃度過低,不能引起質(zhì)壁別離或質(zhì)壁別離速度太慢。3．發(fā)生質(zhì)壁別離的洋蔥表皮細(xì)胞的原生質(zhì)層與細(xì)胞壁之間的物質(zhì)分析因為細(xì)胞壁是全透性的,所以洋蔥表皮細(xì)胞原生質(zhì)層與細(xì)胞壁之間是蔗糖溶液。4．從細(xì)胞角度分析能否發(fā)生質(zhì)壁別離及復(fù)原(1)死細(xì)胞、動物細(xì)胞及未成熟的植物細(xì)胞(如根尖分生區(qū)細(xì)胞)不能發(fā)生質(zhì)壁別離及復(fù)原現(xiàn)象。(2)具有中央大液泡的成熟植物細(xì)胞可發(fā)生質(zhì)壁別離及復(fù)原現(xiàn)象。5．從溶液的角度分析：(1)在一定濃度(溶質(zhì)不能透膜)的溶液中只會發(fā)生質(zhì)壁別離現(xiàn)象,不能自動復(fù)原。(2)在一定濃度(溶質(zhì)可透膜)的溶液(如KNO3、甘油等)中可發(fā)生質(zhì)壁別離后自動復(fù)原現(xiàn)象。(3)在高濃度溶液中可發(fā)生質(zhì)壁別離現(xiàn)象,但不會發(fā)生質(zhì)壁別離復(fù)原現(xiàn)象。物質(zhì)跨膜運輸?shù)钠渌麑嵗?xì)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^程。其他物質(zhì)呢？資料分析：P64討論：細(xì)胞對于物質(zhì)的輸入和輸出有選擇性。歸納：細(xì)胞膜和其他生物膜都是選擇透過性膜。總結(jié)。練習(xí)：1．某同學(xué)在實驗室中做“植物細(xì)胞的吸水和失水〞實驗時,在老師的幫助下,進(jìn)行了一系列的創(chuàng)新實驗,實驗步驟和現(xiàn)象如下表所示：實驗組5分鐘后的現(xiàn)象再過5分鐘滴加清水5分鐘后①0.3g/mL的蔗糖溶液x無變化質(zhì)壁別離復(fù)原②0.5g/mL的蔗糖溶液質(zhì)壁別離y無變化③1mol/L的KNO3溶液質(zhì)壁別離質(zhì)壁別離復(fù)原z④1mol/L的醋酸溶液細(xì)胞大小無變化細(xì)胞大小無變化細(xì)胞大小無變化對上表的推斷或解釋不正確的選項是 ()A．x為質(zhì)壁別離,因為細(xì)胞壁的伸縮性小于原生質(zhì)層B．y為質(zhì)壁別離,可能導(dǎo)致細(xì)胞失水過多而死亡C．z為細(xì)胞稍增大,細(xì)胞液顏色逐漸變淺D．④組無變化是因為細(xì)胞吸水量等于失水量答案D2．如圖1所示的甲、乙、丙三個滲透裝置中,三個漏斗頸的內(nèi)徑相等,漏斗內(nèi)盛有濃度相同的蔗糖溶液,且漏斗內(nèi)液面高度相同,漏斗口均封以半透膜,置于同一個水槽的清水中。三個滲透裝置的半透膜的面積和所盛蔗糖溶液的體積不同,如表所示。裝置編號甲乙丙半透膜面積SS/2S蔗糖溶液體積TT2T圖2中曲線1、2、3表示漏斗液面高度隨時間的變化情況。那么曲線1、2、3與甲、乙、丙三個裝置的對應(yīng)關(guān)系是 ()A．1—丙；2—甲；3—乙