人教版高一生物必修一示范教案物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)膶?shí)例時(shí)

1、第4章細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出章節(jié)規(guī)劃本章和第5章的內(nèi)容都屬于細(xì)胞的功能。任何一個(gè)生命系統(tǒng)都是開放的系統(tǒng)，都與外界有物質(zhì)的交換，即物質(zhì)的輸入和輸出。 而物質(zhì)進(jìn)出的大門是細(xì)胞膜， 所以本章與細(xì)胞膜有重 要關(guān)系。前面第 2章已經(jīng)介紹了細(xì)胞膜的化學(xué)組成和細(xì)胞膜在細(xì)胞識(shí)別和信息傳遞上的功 能。本章著重介紹細(xì)胞膜作為細(xì)胞大門在控制物質(zhì)進(jìn)出中發(fā)揮的作用。第1節(jié)主要通過以水和無機(jī)鹽的跨膜運(yùn)輸為實(shí)例，說明細(xì)胞膜是選擇透過性膜。為什么能實(shí)現(xiàn)選擇透過性？功能 與結(jié)構(gòu)有關(guān)，于是第 2節(jié)內(nèi)容著重介紹細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)。那不同的物質(zhì)是如何進(jìn)出細(xì)胞膜的 呢？在第3節(jié)則主要探討了物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的不同方式。三節(jié)內(nèi)容之間存在內(nèi)在的聯(lián)系。本

2、章的知識(shí)結(jié)構(gòu)體系：q.物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸實(shí)例（1）水分的輸入和輸出：質(zhì)壁分離與復(fù)原的條件、現(xiàn)象、原理、結(jié)論（2）無機(jī)鹽等其他物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn)（3）選擇透過性膜的概念J 2生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型 （1）對生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程（2）流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容3.物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞剑?）離子和小分子的跨膜運(yùn)輸方式：被動(dòng)運(yùn)輸（自由擴(kuò)散、協(xié)助擴(kuò)散）和主動(dòng)運(yùn)輸1（2 ）大分子的跨膜運(yùn)輸方式：胞吞和胞吐本章中所含的重要的教學(xué)價(jià)值：通過對植物細(xì)胞失水和吸水的實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會(huì)探究問題的一般方法和步驟；通過對生物膜的探索歷程的分析，讓學(xué)生體驗(yàn)人們認(rèn)識(shí)自然世界的一般規(guī)律，人們在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上提出假說，又通過進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)來修

3、正假說，其中方法和技術(shù)的進(jìn)步起關(guān)鍵的作用；通過數(shù)學(xué)坐標(biāo)圖來表達(dá) 3種跨膜運(yùn)輸方式的一些規(guī)律和特征，培養(yǎng)學(xué)生對圖表數(shù)據(jù)的解讀能力。本章中物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)膶?shí)例可用2課時(shí)教學(xué)，1個(gè)課時(shí)結(jié)合對植物細(xì)胞失水和吸水的實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)分析，突出教會(huì)學(xué)生探究問題的一般方法，1個(gè)課時(shí)用來完成實(shí)驗(yàn)并分析結(jié)論，突出實(shí)驗(yàn)操作的教學(xué)。生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型可用1課時(shí)，突出生物學(xué)史的教學(xué)。物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞娇捎?1課時(shí)，突出比較的方法和對坐標(biāo)圖表的分析。分離開來的原生質(zhì)層最外面的是細(xì)胞膜。第1節(jié)物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)膶?shí)例從容說課本節(jié)利用一些具體例子和資料，介紹了兩方面的內(nèi)容：1. 水分子是順著相對含量的梯度跨膜運(yùn)輸?shù)摹?. 些離子的跨膜運(yùn)

4、輸并不是順著離子相對含量的梯度來進(jìn)行的，最后總結(jié)出細(xì)胞膜是選 擇透過性膜。實(shí)例主要突出的是水的跨膜運(yùn)輸方式一一滲透。要讓學(xué)生明確這幾個(gè)問題：擴(kuò)散 與滲透的區(qū)別；原生質(zhì)層與原生質(zhì)的區(qū)別；細(xì)胞與滲透裝置的共同之處（一個(gè)成熟的細(xì)胞就是 一個(gè)滲透系統(tǒng)）；半透膜與選擇透過性膜的區(qū)別和聯(lián)系；細(xì)胞在什么情況下吸水和失水。本節(jié)實(shí)驗(yàn)是一個(gè)“探究實(shí)驗(yàn)”，這也是學(xué)生高中階段第一次接觸“探究實(shí)驗(yàn)”，要逐步教 會(huì)學(xué)生進(jìn)行探究的基本方法和步驟。 雖然實(shí)驗(yàn)本身很簡單， 關(guān)鍵是要引導(dǎo)學(xué)生如何從生活現(xiàn) 象中發(fā)現(xiàn)問題， 提出有價(jià)值的問題， 引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)如何分析問題作出假設(shè)， 并根據(jù)所做的假 設(shè)來設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)， 考慮實(shí)驗(yàn)操作的具體細(xì)節(jié)

5、 （材料、 用具、 試劑的選擇， 操作步驟， 結(jié)果預(yù)期， 設(shè)計(jì)記錄表格等） ，這才是最重要的。本節(jié)可以分 2課時(shí)進(jìn)行， 第一課時(shí)著重介紹探究實(shí)驗(yàn)的一般方法和步驟， 第二課時(shí)則進(jìn) 行實(shí)驗(yàn)，分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果， 得出結(jié)論。 結(jié)合對實(shí)驗(yàn)的分析來介紹滲透裝置和滲透作用，指出一 個(gè)成熟的細(xì)胞就是一個(gè)滲透裝置， 最后通過書本中的資料分析得出： （ 1）離子的跨膜運(yùn)輸并 不是順著離子相對含量的梯度來進(jìn)行的； （ 2）細(xì)胞膜不僅僅是半透膜，還是選擇透過性膜。三維目標(biāo)1. 知識(shí)與技能（1）說出細(xì)胞在什么情況下吸水和失水。（2）舉例說明細(xì)胞膜是選擇透過性膜。（3）熟練制作臨時(shí)裝片和操作顯微鏡觀察。2. 過程與方法（1）

6、嘗試從生活現(xiàn)象中提出問題，作出假設(shè)。（2）學(xué)習(xí)進(jìn)行探究問題的一般方法和步驟。3. 情感態(tài)度與價(jià)值觀（ 1）參與課堂討論與交流。 （2）養(yǎng)成良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣，如及時(shí)清洗和擺放實(shí)驗(yàn)用具，愛護(hù)實(shí)驗(yàn)室衛(wèi)生等。教學(xué)重點(diǎn)1. 如何進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)，其基本方法和一般過程。2. 滲透作用；細(xì)胞是一個(gè)滲透系統(tǒng)。3. 細(xì)胞膜不僅僅是半透膜，還是選擇透過性膜。教學(xué)難點(diǎn)1. 如何發(fā)現(xiàn)問題和提出問題。2. 如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)過程（材料、實(shí)驗(yàn)用具、試劑的選擇，實(shí)驗(yàn)結(jié)果的預(yù)測，操作的細(xì)節(jié)）3. 細(xì)胞膜不僅僅是半透膜，還是選擇透過性膜。教具準(zhǔn)備1. 滲透演示實(shí)驗(yàn)。2. 蘿卜條吸水和失水的演示實(shí)驗(yàn)。3. 滲透原理的多媒體演示課件。課時(shí)安排

7、2 課時(shí)第一課時(shí) 探究細(xì)胞的吸水與失水教學(xué)過程課前準(zhǔn)備 課前老師準(zhǔn)備好蘿卜條吸水和失水的演示實(shí)驗(yàn)， 取三塊形狀大小相同的蘿卜條， 一塊置 于盛有清水的燒杯中， 一塊置于盛有鹽水的燒杯中， 一塊用培養(yǎng)皿盛放以作對照。 此實(shí)驗(yàn)一 般需要半小時(shí)就可以有明顯的結(jié)果。情境創(chuàng)設(shè)今天我們開始學(xué)習(xí)第 4 章細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出 ，無論是從個(gè)體層次還是細(xì)胞層次 來看， 生命系統(tǒng)并不是一個(gè)孤立封閉的系統(tǒng)， 它要不斷與外界發(fā)生物質(zhì)和能量的交換， 包括 從外界攝入物質(zhì)（如我們吸入氧氣、吃飯等） ，同時(shí)也包括及時(shí)地把代謝產(chǎn)生的廢物排出體 外（如呼出二氧化碳，排尿，出汗等） 。那么這一章我們著重探討在細(xì)胞層次上物質(zhì)是如何

8、 輸入和輸出的。首先我們來看這樣幾個(gè)生活中的例子：（ 1）你吃比較咸的食物時(shí)，例如腌制的咸菜、連續(xù)嗑帶鹽的瓜子等，你的口腔和唇的 黏膜會(huì)有什么感覺？為什么？學(xué)生：會(huì)有干燥難受的感覺，因?yàn)榭谇缓痛降募?xì)胞失去水分，即水分的輸出。（ 2）當(dāng)你把白菜剁碎準(zhǔn)備做餡時(shí)， 常常要放一些鹽， 過一段時(shí)間后就可見有水分滲出， 這些水分是從哪里來的？學(xué)生：菜餡細(xì)胞失去的水分，即水分的輸出。（3）蔫了的青菜葉放入清水中浸泡一段時(shí)間后，會(huì)有什么變化？ 學(xué)生：菜葉又重新變得硬挺起來了，葉面伸展，即水分的輸入。（ 4）老師展示課前準(zhǔn)備好的蘿卜條失水和吸水的實(shí)驗(yàn)，介紹實(shí)驗(yàn)過程， 展示實(shí)驗(yàn)結(jié)果。問：兩個(gè)燒杯中的蘿卜條為什么會(huì)

9、出現(xiàn)明顯的不同呢？學(xué)生：清水中的蘿卜條吸水，即水分的輸入；鹽水中的蘿卜條失水，即水分的輸出。 （5）你還能想到哪些類似的例子呢？師生互動(dòng)1. 提出問題教師： 結(jié)合上面這些例子， 特別是蘿卜條吸水和失水的這個(gè)演示實(shí)驗(yàn)，如果深入思考的話，你可以提出什么問題？將問題寫下來。學(xué)生：細(xì)胞會(huì)失水嗎？（滲出的水是細(xì)胞內(nèi)的水還是間隙的水） 細(xì)胞在什么情況下會(huì)失水，什么情況下會(huì)吸水呢？ 水分是如何進(jìn)出細(xì)胞的？教師：大家一起來討論一下提的問題哪些是有價(jià)值的，值得探究的？學(xué)生：和兩個(gè)問題提得好，可以探究。教師： 我們要學(xué)會(huì)善于從生活中的現(xiàn)象中發(fā)現(xiàn)新的問題， 提出問題。 許多科學(xué)家發(fā)現(xiàn)也 就是在平時(shí)看似習(xí)以為常的現(xiàn)象

10、或者一些偶然巧合的現(xiàn)象中提出來的，例如牛頓就從蘋果掉下來的現(xiàn)象中提出地球引力的問題； 細(xì)菌學(xué)家弗萊明從一個(gè)長了青霉的細(xì)菌培養(yǎng)皿中提出青 霉的分泌物是否具有抑制葡萄球菌生活的作用， 從而提取出青霉素的。 當(dāng)然這要求我們要有 敏銳的觀察能力和敏捷的思維。 愛因斯坦曾經(jīng)說過：“提出一個(gè)問題比解決一個(gè)問題更重要。 可以說“提出問題的能力”是人們素質(zhì)的一個(gè)重要組成部分,是創(chuàng)造發(fā)明的源泉之一。好，提出了一個(gè)有價(jià)值的問題以后， 我們?nèi)绾稳パ芯克?？這節(jié)課我主要是告訴大家探 究問題的一般方法和步驟。2. 作出假設(shè)當(dāng)一個(gè)問題提出來后， 首先我們要對現(xiàn)象進(jìn)行分析， 結(jié)合已有的知識(shí) （必要時(shí)還要查找 一些資料）和生

11、活經(jīng)驗(yàn)，對提出的問題作出一個(gè)嘗試性的回答。我們叫“作出假設(shè)”。比如我們研究“細(xì)胞在什么情況下會(huì)失水，什么情況下會(huì)吸水呢” ，綜合分析以上幾個(gè) 例子嗑瓜子引起口干， 菜餡滲出水， 還有鹽水中的蘿卜條失水， 它們的共同點(diǎn)是細(xì)胞外 有一定的鹽分， 所以可以推理 “是不是當(dāng)細(xì)胞外界溶液的濃度過大或者說大于細(xì)胞內(nèi)的濃度 時(shí)，細(xì)胞會(huì)失水呢？反之如果細(xì)胞外溶液低于細(xì)胞內(nèi)溶液的濃度時(shí)細(xì)胞則會(huì)吸水”，作出了一個(gè)假設(shè)。那作出的假設(shè)正確與否呢？就需要通過實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證，那么接下來我們就要設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí) 驗(yàn)，創(chuàng)造我們假設(shè)中所提出的條件，來檢測細(xì)胞是否發(fā)生失水或吸水。3. 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn) 教師：那這個(gè)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)上我們需要考慮哪些細(xì)節(jié)

12、呢？ 首先我們要考慮“選擇怎樣的細(xì)胞材料來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)” ，脫開書本，假如你是第一次碰到 這樣的問題，你會(huì)考慮選擇怎樣的材料呢？學(xué)生：樹葉；菜葉；血細(xì)胞；花瓣。教師： 大家可以打開思維來想， 剛才你們提的材料很好， 都可以用來嘗試， 或許這些材 料都能成功， 但也可能一些材料不能助你成功。 同時(shí)你們也想一想這個(gè)實(shí)驗(yàn)要用到哪些工具， 你如何判斷細(xì)胞失水了還是沒有失水？學(xué)生：用顯微鏡觀察。 教師：很好，當(dāng)你選用了顯微鏡以后，你的選材就應(yīng)注意要盡可能選容易做成裝片的， 在顯微鏡下容易觀察到的 （如細(xì)胞比較大，或細(xì)胞有顏色等， 如果沒有顏色，能不能染色？ 染色要注意什么） 。比如洋蔥表皮細(xì)胞有紫色，也很好

13、撕取做成裝片，就可以考慮，那大家 還能不能想到其他什么好材料呢？學(xué)生：水綿，水綿是綠色的，水綿是單層細(xì)胞。 那葫蘆蘚也可以，它的葉是一層細(xì)胞的。 美人蕉的花瓣表皮細(xì)胞中液泡顏色呈現(xiàn)鮮紅色。 紫鴨跖草表皮容易撕取，紫色液泡大而明顯，很容易找到。教師： 大家的思路開始打開了， 想得很好，那究竟這些材料好不好，大家也可以做為 個(gè)課題來研究，多選幾種材料都試試，進(jìn)行比較。好，那接下來我們還要考慮選用怎樣的試劑好呢？學(xué)生：鹽水。教師：還有沒有其他的呢？學(xué)生：糖水；醋酸；海水。教師：想得很好，這里我們同樣也考慮這些問題，我們選的試劑會(huì)不會(huì)對細(xì)胞有傷害？能否保證細(xì)胞是活的？如醋酸就可能對細(xì)胞產(chǎn)生傷害；試劑的

14、濃度我們最好是能控制的，海水的 濃度我們不好控制。還有試劑要是容易獲得的。所以這里大家提的鹽水和糖水是比較好的。材料、 用具、試劑都選好了，接下來我們要考慮整個(gè)實(shí)驗(yàn)具體的操作步驟該如何。 是先 把洋蔥泡在鹽水中， 10 分鐘后取出做成裝片，顯微鏡下檢測；還是先做好裝片，再想辦法 往里加入試劑呢？學(xué)生：先做裝片再加試劑好，這樣可以在顯微鏡下監(jiān)控細(xì)胞失水的變化過程。教師： 很好，現(xiàn)在我們還有一個(gè)重要的問題， 那就是要預(yù)期一下實(shí)驗(yàn)結(jié)果， 加了高濃度 糖水后細(xì)胞會(huì)發(fā)生怎樣的變化呢？學(xué)生：細(xì)胞會(huì)縮小。圖 41 11正常細(xì)胞,、3發(fā)生了質(zhì)壁分離的細(xì)胞3教師：對，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)

15、一定程度的收縮。由于原生質(zhì)層（包括細(xì)胞膜、液泡膜和這兩層膜之間的細(xì)胞質(zhì)。注意：原生質(zhì)層和原生質(zhì)兩個(gè)概念是不同的，原生質(zhì)則指細(xì)胞內(nèi)的生命物質(zhì)，整個(gè)動(dòng)物細(xì)胞都是一團(tuán)原生質(zhì)，而植物細(xì)胞除細(xì)胞壁外的其他所有物質(zhì)是一團(tuán)原生質(zhì)）比細(xì)胞壁的伸縮性大，當(dāng)細(xì)胞不斷失水時(shí)，原生質(zhì)就會(huì)與細(xì)胞壁分離開來，也就發(fā)生質(zhì)壁分離。所以觀察到質(zhì)壁分離可以作為細(xì)胞失水的表現(xiàn)。預(yù)測了實(shí)驗(yàn)結(jié)果后，我們可以設(shè)計(jì)一個(gè)表格來記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果。這個(gè)實(shí)驗(yàn)中的表格就比較簡單了。中央液泡的大小原生質(zhì)層的位置細(xì)胞大小0.3 g/mL蔗糖溶液清水4開展實(shí)驗(yàn)好，當(dāng)所有這些實(shí)驗(yàn)的細(xì)節(jié)都考慮清楚了以后，我們就可以開始實(shí)驗(yàn)了， 下節(jié)課我們就到實(shí)驗(yàn)室完成這個(gè)探究實(shí)

16、驗(yàn)。5.記錄結(jié)果6分析結(jié)果，得出結(jié)論做完實(shí)驗(yàn)后，我們要對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)結(jié)果與預(yù)期不符時(shí)， 我們要多思考，也不要急于認(rèn)定假設(shè)不成立，要考慮會(huì)不會(huì)是因?yàn)閷?shí)驗(yàn)操作的不正確導(dǎo)致不能達(dá)到預(yù)期結(jié)果的？會(huì)不會(huì)有什么干擾因素呢？例如這個(gè)實(shí)驗(yàn)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(zhì)壁分離，但后來加清水怎么也不能使細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原，能否斷定當(dāng)外界濃度低的時(shí)候細(xì)胞不能吸水呢？學(xué)生：不能。教師：那為什么會(huì)出現(xiàn)與預(yù)期不符的結(jié)果呢？就要多思考了，有沒有誰能想到呢？學(xué)生：會(huì)不會(huì)因?yàn)檎崽菨舛冗^高了，導(dǎo)致細(xì)胞失水過快而死亡了。教師：很好，回

17、答得很正確。所以無論實(shí)驗(yàn)成功也好，失敗也好，都要認(rèn)真分析。如果確實(shí)找不到實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)上的原因也找不到實(shí)驗(yàn)操作上的原因，始終也未能得到預(yù)期的結(jié)果，這就要認(rèn)定假設(shè)是錯(cuò)的了。這時(shí)又要重新回頭做新的假設(shè)，然后設(shè)計(jì)別的實(shí)驗(yàn)了。失敗不要緊，很多偉大的發(fā)現(xiàn)都不可能一次就成功的， 都是要經(jīng)過多次，有的甚至千百次的失 敗后才成功的。失敗是成功之母嘛。教師精講進(jìn)行科學(xué)探究的方式是多種多樣的。一般來說，其基本過程具有六個(gè)要素： 提出科學(xué)問題；進(jìn)行猜想和假設(shè)；制定計(jì)劃，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)；觀察與實(shí)驗(yàn)，獲取事實(shí)與證據(jù)；檢驗(yàn)與評價(jià)； 表達(dá)與交流。某些探究過程只包含其中的幾個(gè)要素，而且也不一定按上面呈現(xiàn)的順序進(jìn)行。 我們進(jìn)行科學(xué)探究主要

18、是領(lǐng)悟科學(xué)探究的思想，培養(yǎng)自己進(jìn)行科學(xué)探究所需要的能力，增進(jìn)對科學(xué)探究方法與過程的理解?？茖W(xué)探究能力是通過完成部分探究活動(dòng)和完整的探究活動(dòng)而 形成和發(fā)展的。評價(jià)反饋1. 精選練習(xí)（ 1）酵母菌培養(yǎng)基中，常含有一定濃度的葡萄糖，但當(dāng)葡萄糖濃度過高時(shí)，反而抵制 了微生物的生長，原因是A. 改變了酵母菌的 pHB. 碳源太豐富C. 細(xì)胞失水影響其生活D. 葡萄糖不是酵母菌的原料（2）當(dāng)把紫色的洋蔥鱗片葉的表皮置于質(zhì)量濃度為0.3 g/mL 的蔗糖溶液中后，原生質(zhì)層和細(xì)胞壁之間將A. 緊緊靠在一起B(yǎng). 充滿細(xì)胞液C. 充滿蔗糖溶液D. 充滿清水答案：（ 1）C （2）C課堂小結(jié)我們這節(jié)課就到這里， 主要是告訴大家探究的一般方法和基本的步驟：提出問題t作出假設(shè)t設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)t開展實(shí)驗(yàn)t記錄結(jié)果t分析結(jié)果，得出結(jié)論t表達(dá)與交流。下節(jié)課我們就到實(shí)驗(yàn)室來完成這個(gè)實(shí)驗(yàn)。布置作業(yè)課后完善本實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)，理順操作步驟，預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果并思考：1. 假如細(xì)胞壁相當(dāng)于一層半透膜，實(shí)驗(yàn)結(jié)果會(huì)有什么不同？2. 如果沒有細(xì)胞壁，實(shí)驗(yàn)結(jié)果會(huì)有什么不同？課后拓展請根據(jù)下述條件設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)， 鑒別兩種不同濃度的蔗糖溶液， 寫出實(shí)驗(yàn)步驟并分析結(jié) 果：一瓶 10%的蔗糖溶液、一瓶 30%的蔗糖溶液、 2