《物質跨膜運輸的實例》實驗教學設計

1、物質跨膜運輸的實例實驗教學設計【設計思路】本節(jié)是必修1分子與細胞的1個探究性實驗，和驗證性實驗不同，它倡導探究性學習，提高學生的生物科學素養(yǎng)，讓學生通過探究活動自主發(fā)現原生質層是否相當于一層半透膜，以及水分子進出細胞的條件等問題。所以本快課重在做好引導。學生能夠真正的探究，必需基于一定的背景知識和一定的思維能力，但高中生的思維能力還不夠成熟，故在這節(jié)課中，要先讓學生具備必要知識背景，先利用提前做好的滲透裝置進行引導式探究理解滲透原理。然后由滲透裝置聯想到植物細胞的失水和吸水，在老師的引導下能夠進行細胞失水和吸水的基本實驗進行自主性探究。最終總結出植物細胞失水和吸水的條件?！緦嶒瀮热莘治觥?、通

2、過對滲透裝置的學習了解滲透原理，理解動植物細胞也符合滲透條件，再結合日常生活中實例設計實驗探究植物細胞的失水和吸水，讓學生領會設計探究方案和探究活動的一般步驟。2、所選材料為紫色洋蔥外表皮，成熟的植物細胞其原生質層相當于半透膜，其細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行成一個滲透系統。由于原生質層與細胞壁的伸縮性不同，當細胞大量失水時，導致原生質層和細胞壁分離。當細胞大量吸水時，原生質層又和細胞壁逐漸貼合。3、當細胞液的濃度小于外界溶液的濃度時，細胞液中的水分就透過原生質層進入外界溶液中，使細胞壁和原生質層都出現一定程度的收縮。由于原生質層比細胞壁的伸縮性大，當細胞不斷失水時

3、，原生質層就會與細胞壁逐漸分離開來，也就是逐漸發(fā)生了質壁分離。當細胞液的濃度大于外界溶液的濃度時，外界溶液中的水分就透過原生質層進入細胞液中，整個原生質層就會慢慢地恢復成原來的狀態(tài)，使植物細胞逐漸發(fā)生質壁分離的復原?！緦嶒災繕恕?、知識與技能目標說出水分子跨膜運輸的特點；通過實例說明植物的原生質層相當于半透膜；進行植物細胞失水和吸水的探究，觀察植物細胞的質壁分離和復原；通過探究實驗說明植物細胞失水和吸水的條件。2、過程與方法目標通過對滲透作用現象的觀察，闡明滲透作用發(fā)生的條件，推導滲透作用的概念；由創(chuàng)設情境入手，從“擴散”遷移到“滲透”，理解滲透作用發(fā)生的條件；通過探究實驗了解植物細胞的失水和

4、吸水。3、情感與價值觀目標嘗試提出問題，作出假設，體會探究性實驗的一般步驟，感受科學的嚴謹性；在討論和交流中學會合作學習，體驗探索的樂趣?！窘虒W重點及解決辦法】細胞是一個滲透系統，動物細胞膜和植物的原生質層相當于半透膜。解決方法：（1）通過滲透作用的演示實驗，組織引導學生分析滲透現象。歸納總結滲透作用的概念、條件、原理、結果，指出半透膜的特性。（2）通過相關探究實驗的設計，理解植物的原生質層相當于半透膜?！窘虒W難點及解決辦法】嘗試提出問題，作出假設，進行探究植物細胞吸水和失水的實驗設計。解決方法： （1）高中學生具備了一定的知識水平，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、設情境的基礎上，將學生引入已有的知識和生活經驗，引導學生對本節(jié)所探究現象深入思考，提出相關問題，開展合作學習，利用小組活動討論確定有價值的問題。（2）針對提出的問題做出相應的假設，并設計實驗。【實驗準備】相關的實驗裝置，包括提前準備卵殼膜，滲透裝置等；多媒體課件.【教學方法】學生觀察、討論、合作探究與教師講述和啟發(fā)引導相結合?！窘虒W過程】教學步驟教師活動學生活動設計意圖創(chuàng)設情境引入呈現“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，開始了實驗。觀看幻

6、燈誘發(fā)探究心理，激發(fā)學生的興趣。新課導入呈現提前準備的實驗裝置進行講述：灰太狼的這套裝置由漏斗、燒杯和兩種試劑組成。漏斗內裝蔗糖溶液，為了便于觀察又給它加了紅墨水；燒杯內裝清水。最初漏斗內的液面和燒杯內的液面是齊平的。15分鐘過去了，大家觀察出現了什么現象呢？學生仔細觀察后，回答：漏斗內的液面上升了。引出擴散現象。提問：為什么會出現這種現象呢？請大家分組討論。找學生代表進行回答。小組討論、交流：因為燒杯內水分子數目多，而漏斗內水分子數目少，因此水分子由燒杯內進入漏斗的要多于由漏斗內進入燒杯的，所以液面上升復習擴散現象，為滲透現象條件的總結打基礎。予以肯定后，呈現另外三幅圖片： 讓學生仔細觀察，

7、進行分組討論，預期結果并分析原因。找學生代表回答。觀察并討論，針對裝置進行分析回答。為實驗設計鋪墊教師引導：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。因為燒杯內和漏斗內所裝物質完全相同，水分子進出達到了動態(tài)平衡。因為紗布是全透性的。進行對比觀察，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。膀胱膜都可以充當半透膜，它們都允許小分子物質通過，而其它孔徑大的分子不能通過。總結半透膜及其的特性。呈現另一

8、套裝置: 提問：發(fā)生了什么現象？引導：這套裝置中，紅墨水也由水分子數多的地方向水分子少的地方移動了，它與第1、2套裝置有什么區(qū)別呢回答:這是紅墨水的擴散作用。前者有半透膜隔開，而后者沒有?？偨Y擴散和滲透的區(qū)別。由此引出滲透作用：如果水分子是透過半透膜進行的擴散，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呢？大家能不能總結出發(fā)生滲透作用的條件呢？總結出兩個條件：半透膜和濃度差。學會由現象到原理的自我歸納總結創(chuàng)設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驗，紅太郎還是很生氣：“這跟你的施肥有什么關系呢？”“我上網查過了，植物細胞也能進行滲透作用?，F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胞內部的濃度。你想想，植物細胞會怎么樣呢？”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裝片進行觀察，結果分別看到了下面的植物細胞：由實驗裝置聯系到植物細胞，由淺入深一步步啟發(fā)引入本節(jié)探究課題。它們看到兩個裝片中的細胞發(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，平時不好好學習生物，結果現在束手無策?，F在就讓我們一起來幫幫它們度過難關。使學生容易開展探究

10、，符合其認知規(guī)律結合示意圖復習舊知識，標出細胞各個結構，引導學生總結原生質層：利用圖示引導學生總結，為什么在圖二中看不到細胞膜？原生質層包括細胞膜、細胞質和液泡膜，相當于一層半透膜。正常狀態(tài)下的細胞，原生質層緊貼著細胞壁。復習舊知識，引出新知識，進行探究提出問題我們對植物細胞的結構已經了解了，到底有什么辦法幫助小羊們呢？學生回答：澆水。將未知引入到現有的生活經驗但這只是你們的假設，這種措施是否有效，需要我們進行探究。下面我們從細胞水平上通過一個模擬實驗去探究一下你們的假設是否正確。針對以上情況，我們在細胞水平上能提出什么有探究價值的問題呢？確定探究的課題：植物細胞在什么情況下吸水？什么情況下失

11、水？討論、交流，提出有探究價值的問題。培養(yǎng)學生提出問題的能力。做出假設引導學生做出假設。植物細胞在高濃度溶液中失水，在低濃度溶液中吸水。培養(yǎng)學生做出假設的能力。設計實驗如何在細胞水平上模擬植物萎蔫情況進行探究呢？（1）選取什么材料？怎樣獲取細胞？（2）怎樣模擬施肥過多？（3）怎樣模擬澆水？具體觀察細胞的什么結構？進行分組討論，得出以下結論：利用紫色洋蔥外表皮；由內向外掰，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。 觀察細胞的紫色液泡大小變化。引導學生形成實驗設計的科學理念能否先預期出實驗結果？置于30蔗糖溶液中，原生質層與細胞壁分離；滴加清水后，慢慢恢復至正常狀態(tài)。進行實驗

12、1、臨時裝片的制作步驟：取 滴撕展2、先觀察正常狀態(tài)下的細胞：低倍鏡對光固定臨時裝片調節(jié)粗準焦螺旋3、再觀察高濃度下的細胞：一側滴蔗糖，另一側用吸水紙吸引4、最后觀察低濃度下的細胞：一側滴清水，另一側用吸水紙吸引實驗技能練習分析結果得出結論觀察項目正常狀態(tài)高濃度下的狀態(tài)低濃度下的狀態(tài)細胞圖像    液泡大小 大 變小 逐漸變大原生質層與細胞壁的位置關系  緊貼 分離 逐漸恢復直至正常狀態(tài)表達和交流（1）植物細胞相當于一個滲透系統，植物細胞失去的水來自液泡。（2）高濃度下失水，發(fā)生質壁分離；低濃度下吸水發(fā)生質壁分離復

13、原。（3）質壁分離的原因：外因是外界溶液濃度高于細胞液濃度；內因是原生質層的伸縮性大于細胞壁的伸縮性。進一步探究請利用今天探究實驗中所獲得的知識和技能進一步探究動物細胞的失水和吸水。拓展思維，鞏固實驗練一練請根據圖回答以下問題： （1)圖中細胞所處的生理狀態(tài)叫做 ，這種生理狀態(tài)發(fā)生的原因是 . （2)選擇圖各結構的編號回答：  從整個細胞來看，可以把 看成是一層半透膜。而 的結構是全透性的。     和 之間存在著溶液濃度差。鞏固新知，培養(yǎng)學生應用知識的能力。【板書設計】第一節(jié) 物質跨膜運輸的實例一、滲透作用： 液泡膜 半透膜半透膜兩

14、側的溶液要有濃度差細胞膜兩膜之間的細胞質 半透膜1、概念：2、兩個條件          二、植物細胞失水和吸水成熟的植物細胞與外界溶液形成滲透系統1、原生質層：                              

15、;            2、細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)設情境，導入新課t呈現裝置，解釋說明觀察，討論、交流后回答問題教師提問，進行引導觀察，討論、交流后回答問題教師歸納、總結滲透條件【教學流程圖】結束創(chuàng)設情境，引入本節(jié)探究課題幻燈片呈現多媒體回憶知識，解決問題自主探究、合作中進行實驗多媒體表格呈現交流討論，完成實驗設計表格表達和交流課后作業(yè)呈現習題，復習鞏固學生思考，完成習題開始、結束教師活動學生活動決策、判斷教學媒體一般教學內容【教學反思】1、本節(jié)課采用了引導式探究和自主式探究模式，一方面提高了學生的科學探究能力，另一方面豐富了學生的學習方式，加強了小組合作互助意識，從而提高了學生的生物科學