高中生物《物質(zhì)跨膜運輸?shù)膶嵗方虒W設(shè)計73038

1、人教版必修一 第4章 第1節(jié)高中生物物質(zhì)跨膜運輸?shù)膶嵗虒W設(shè)計一、教學背景分析1、教材分析物質(zhì)跨膜運輸?shù)膶嵗侨私贪姹匦?分子與細胞中第4章第1節(jié)的內(nèi)容。教材利用一些具體例子和資料，介紹了兩方面的內(nèi)容：水分子是順相對含量的梯度跨膜運輸?shù)?，一些離子的跨膜運輸并不是順著離子的相對含量進行的，最后總結(jié)出細胞膜是選擇透過性膜。其中，“水分的跨膜運輸”具有重要的教學價值，這是一個探究實驗，也是學生在高中階段第一次真正全面接觸探究實驗，通過對植物細胞失水和吸水的探究，培養(yǎng)學生學會探究問題的一般方法和步驟。2、學情分析學生在初中做過或見過這樣的實驗：泡在鹽水中的蘿卜條會軟縮，泡在清水中的蘿卜條會更加硬挺。學

2、生也有這樣的生活經(jīng)驗：做菜餡時加入一些鹽，蔬菜中的水分會大量滲出；對農(nóng)作物施肥過多會造成“燒苗”現(xiàn)象等，這些生活經(jīng)驗對學習本節(jié)內(nèi)容都有幫助。而本節(jié)內(nèi)容需要學生從微觀水平上理解細胞吸水、失水的過程，理解細胞膜是選擇透過性膜，內(nèi)容本身較抽象，難以理解，學生學習起來會有一定困難。另外，學生在初中曾經(jīng)接觸到科學研究的一般步驟，但在如何提出問題、作出假設(shè)和設(shè)計實驗等環(huán)節(jié)都還缺乏訓練。二、教學目標分析1、知識與技能（1）擴散的概念和滲透的概念。（2）理解滲透作用發(fā)生的條件。（3）說出細胞在什么情況下吸水和失水及動物細胞與植物細胞吸水和失水的區(qū)別。（4）學會探究性實驗“植物細胞吸水和失水”的實驗設(shè)計。（5）

3、掌握細胞吸水和失水的條件，提高運用生物學知識解釋生活實際現(xiàn)象的能力。2、過程與方法（1）嘗試從生活現(xiàn)象中提出問題，作出假設(shè)。（2）進行關(guān)于植物細胞吸水和失水的實驗設(shè)計和操作。3、情感態(tài)度和價值觀（1）體驗科學探究過程，培養(yǎng)學生質(zhì)疑、求實、創(chuàng)新以及勇于實踐的科學態(tài)度和精神。（2）體驗探究的一般過程，培養(yǎng)良好的探究性學習思維方法，通過提出問題、作出假設(shè)，培養(yǎng)科學的探究精神。三、教學重難點教學重點1、說明探究實驗的基本方法和一般過程。2、讓學生知道細胞與外界溶液一起可以構(gòu)成一個滲透系統(tǒng)。3、舉例說出細胞膜是選擇透過性膜。4、植物細胞的質(zhì)壁分離及質(zhì)壁分離復(fù)原.教學難點1、細胞吸水和失水的原理。2、如何

4、提出問題，做出假設(shè)。3、如何設(shè)計實驗過程（材料、實驗用具、試劑的選擇，實驗結(jié)果的預(yù)測等）。4、理解細胞膜不僅是半透膜，還是選擇透過性膜。四、教學設(shè)計思路本節(jié)課首先由“問題探討”引入，從“擴散”遷移到“滲透”。在生物小組課前完成滲透作用探究實驗的基礎(chǔ)上，由學生分析實驗現(xiàn)象，總結(jié)出滲透作用發(fā)生的條件，體現(xiàn)“學生是學習的主體”。然后由滲透裝置類比聯(lián)想到細胞，分析教材給出的“水分進出哺乳動物紅細胞的狀況”，認識動物細胞的吸水和失水是通過滲透作用完成的。在細胞的吸水和失水問題上，植物細胞和動物細胞相似嗎？如果相似，植物細胞又有什么與動物細胞不同之處呢？引出探究活動。探究植物細胞的吸水和失水重在做好引導，

5、訓練學生提出問題、作出假設(shè)和實驗設(shè)計的能力，歸納出科學探究的一般步驟，進一步通過動手實驗，鍛煉學生的操作能力。通過動植物細胞吸水和失水問題的分析，學生認識到水分子是可以自由進出細胞膜的，并且是順相對含量的梯度進行的。教材的資料分析提供的素材是無機鹽的吸收情況，通過分析討論，引導學生歸納出：細胞對物質(zhì)的吸收不一定都是順相對含量的梯度進行的；細胞吸收物質(zhì)是有選擇的，說明細胞膜具有選擇透過性。本設(shè)計遵循的新課程理念是面向全體學生，提高生物科學素養(yǎng)，倡導探究性學習。依據(jù)“自主學習”的原則，以探究式教學方法為主線，以學習小組為單位，利用多種教學資源引導學生自主學習，讓學生在討論、探究、交流中相互啟迪，獲

6、得新知，形成良好的學習習慣和學習方法；在學生自我監(jiān)控、自我評價、自我發(fā)展中培養(yǎng)學生獨立思考習慣和創(chuàng)新意識，培養(yǎng)學生的探究能力、分析比較和表達能力以及合作精神。五、教學過程教學內(nèi)容、過程安排設(shè)計意圖第1課時【創(chuàng)設(shè)情境，導入新課 】引入：出示荷花圖片教師：同學們看，這是一池荷花，個個亭亭玉立，清凈高雅，回憶一下，宋代有位哲學家周敦頤是如何贊美蓮藕的？學生： “出淤泥而不染，濯青蓮而不妖”。 教師：蓮藕生長在污濁的泥土中卻能從環(huán)境中獲取蓮藕細胞生命活動需要的營養(yǎng)物質(zhì)，如水、氧氣、礦物質(zhì)等，而蓮藕細胞不需要的物質(zhì)分子則不能進入?！咎釂枴磕敲吹降资鞘裁纯刂莆镔|(zhì)分子進出細胞？物質(zhì)分子是如何跨越細胞膜輸入和

7、輸出細胞的？今天我們從細胞層次上來研究-第四章 細胞的物質(zhì)輸入與輸出。（引出本章課題）【板書】第四章 細胞的物質(zhì)輸入和輸出教師：進出細胞的物質(zhì)很多比如水等（問學生），不同的物質(zhì)進出的方式一樣嗎？我們先以水分為例，共同探究水分是怎樣通過細胞膜進出細胞的。（引出本節(jié)課題）提問學生：為什么首先研究水的跨膜運輸呢？學生：水在細胞中的含量很高?！景鍟康?節(jié) 物質(zhì)跨膜運輸?shù)膶嵗?。【出示學習目標】1、 滲透作用的概念和原理2、 細胞失水和吸水的原理3、 植物細胞吸水和失水的原理及質(zhì)壁分離原理4、 物質(zhì)跨膜運輸?shù)钠渌麑嵗狙菔緷B透現(xiàn)象、構(gòu)建知識】 “問題探討”（1）演示實驗：一滴紅墨水滴入到清水中，會出現(xiàn)什

8、么現(xiàn)象？學生觀察并回答：擴散（2）提出探究問題：如果兩種不同的溶液被一層半透膜隔開，結(jié)果又會怎樣？接下來老師將播放一個flash，同學們仔細觀察實驗過程中發(fā)生了什么現(xiàn)象，尤其是液面的變化。為什么液面會上升？演示：滲透作用的實驗現(xiàn)象。多媒體動畫演示滲透作用過程，同時在相應(yīng)位置暫停并解釋滲透裝置。向?qū)W生說明燒杯內(nèi)裝的是清水，漏斗內(nèi)裝的是30%蔗糖溶液，漏斗口內(nèi)包裹著一層半透膜，并提問：什么是半透膜？ 若學生答不上來，就向?qū)W生解釋：半透膜是允許一些小分子（或離子）透過，而不讓別的一些大分子（或離子）透過的膜。 繼續(xù)播放視頻。播放過程中提醒學生注意觀看實驗現(xiàn)象。播放結(jié)束后，向?qū)W生提問看到了什么現(xiàn)象。（

9、3）提出討論問題教師： 為什么漏斗內(nèi)的液面會上升？（ppt展示問題）學生：水分子進入了漏斗。教師：說得非常對。（在ppt上展示答案：單位時間內(nèi)，進入半透膜的水分子數(shù)>滲出半透膜的水分子數(shù)。）教師：若果我們將視頻中的某個實驗條件改變，會是什么現(xiàn)象呢？那我們一起來探討看看。（ppt上展示實驗設(shè)計）A：漏斗外是清水,漏斗內(nèi)是30%的蔗糖溶液,內(nèi)外之間是完整的半透膜。B：與A基本相同,唯一差別就是半透膜用針扎了20個小孔,破壞了半透膜的半透性。C：與A的差別是漏斗內(nèi)外都是30%的蔗糖溶液教師：向?qū)W生解釋實驗裝置，并引導學生根據(jù)觀看后視頻猜想各個實驗裝置的實驗現(xiàn)象，并讓學生回答可能出現(xiàn)的結(jié)果，與學

10、生一起討論。學生：根據(jù)看到的視頻中的現(xiàn)象推測以上實驗可能會出現(xiàn)的結(jié)果。教師：逐個在ppt上出示答案：A裝置漏斗內(nèi)液面上升。B、C漏斗內(nèi)外液面沒有明顯變化,內(nèi)外相平。A裝置中漏斗內(nèi)液面上升, 說明漏斗內(nèi)的液體量是_(增多、減少);增多的液體應(yīng)該是來自_ ，即燒杯中的水分子通過半透膜，進入了漏斗。教師：既然是這樣，B裝置中的半透膜被穿破了，為什么就不能出現(xiàn)A裝置中漏斗管內(nèi)的液面上升的現(xiàn)象了呢？學生：因為半透膜被穿破了，蔗糖分子可以自由進入清水中。 教師：非常好。因為半透膜被穿破了，失去了原本的特性，蔗糖分子通過小孔進入清水中。好，我們看看裝置C的現(xiàn)象，同學們的猜測是漏斗液面不會上升，為什么你們會這

11、么想呢？ 學生：因為半透膜內(nèi)外都是相同濃度的蔗糖溶液。 教師：對，大家非常棒?。╬pt展示問題及其答案）如果燒杯內(nèi)不是清水，而是同等濃度的蔗糖溶液，結(jié)果會怎樣？答：液面不會升高,因為單位時間內(nèi)透過滲透膜的水分子數(shù)等于滲出半透膜的水分子數(shù)量，半透膜兩側(cè)的溶液濃度相等，水分子均勻分布。 教師：從以上的實驗中，我們可以知道水分子發(fā)生了類似于擴散現(xiàn)象的過程，我們把這種現(xiàn)象稱作滲透現(xiàn)象。那么什么是滲透作用呢？接下來我們繼續(xù)學習。（ppt展示滲透作用的概念）以上實驗表明了水分子從數(shù)量多的一側(cè)向水分子數(shù)量少的一側(cè)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。

12、教師：通過B和C裝置的實驗現(xiàn)象，同學們可以得出什么結(jié)論呢？學生總結(jié)上面兩個結(jié)論得出滲透作用發(fā)生的條件： a要有半透膜；b半透膜兩側(cè)的溶液存在濃度差。教師：沒錯，發(fā)生滲透作用是有條件的，根據(jù)實驗，證明了發(fā)生滲透作用要同時具備兩個條件，那就是（1）具有半透膜（2）半透膜兩側(cè)的溶液具有濃度差（并在ppt上展示） 教師：既然我們知道了發(fā)生滲透作用的條件，那么滲透作用是如何發(fā)生的呢？它的原理是什么呢？我們來學習一下。（Ppt展示滲透作用的原理，并向?qū)W生解釋要點）師生總結(jié)：滲透作用的原理：（1）宏觀：由低濃度溶液向高濃度溶液擴散 即：溶液A濃度>溶液B濃度，水分子從BA移動 溶液A濃度<溶液B

13、濃度，水分子從AB移動（2）微觀：單位體積的水分子由多向少擴散互動探究，新課教學。1、 動物細胞的吸水和失水類比滲透裝置與細胞，提出問題：細胞是一個滲透系統(tǒng)嗎？從生活中的例子入手，例如，當我們吃比較咸的食物時，如腌制的咸菜、連續(xù)嗑帶鹽的瓜子等，你的口腔會有什么感覺? 引出動物細胞的吸水和失水。引導學生作出假設(shè)：動物細胞是一個滲透系統(tǒng)。設(shè)計實驗，驗證假設(shè)（學生完成）。動物細胞的細胞膜相當于半透膜，動物細胞的細胞質(zhì)是動物細胞內(nèi)的液體環(huán)境。將哺乳動物的紅細胞分別放在濃鹽水、生理鹽水、清水中，觀察紅細胞的形態(tài)。預(yù)期結(jié)果（學生完成）：紅細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。

14、圖片展示：水分進出哺乳動物紅細胞的狀況。分析結(jié)果，得出結(jié)論（學生完成）：當細胞內(nèi)溶液濃度 外界溶液濃度，細胞吸水當細胞內(nèi)溶液濃度 外界溶液濃度，細胞失水當細胞內(nèi)溶液濃度 外界溶液濃度，細胞形態(tài)不變動物細胞是一個滲透系統(tǒng)，水進出細胞是順相對含量的梯度，通過滲透作用進行的。2、 探究植物細胞的吸水和失水教師提出：植物細胞吸水和失水的情況又怎樣呢？例如，在日常生活里，夏天家里做涼伴黃瓜時有水出現(xiàn)，腌蘿卜條時灑上一些鹽會出水；而賣菜的阿姨經(jīng)常向青菜上灑水，青菜變得硬挺，說明植物細胞也會吸水和失水。教師引導：我們要善于從生活中的現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)新的問題，提出問題。許多科學家的發(fā)現(xiàn)并不都是從實驗中得到，更多的是通

15、過觀察生活中的現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)問題的。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”。提出問題教師：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?植物細胞能吸水和失水嗎？植物細胞在什么情況下會吸水和失水？植物細胞是不是一個滲透系統(tǒng)，哪些結(jié)構(gòu)相當于半透膜？篩選值得探究的問題：植物細胞在什么情況下會吸水和失水？植物細胞是不是一個滲透系統(tǒng)，哪些結(jié)構(gòu)相當于半透膜？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“探究植物細胞中哪些結(jié)構(gòu)相當于半透膜”為例）作出假設(shè)：當一個問題提出后，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，并且作出嘗試性的回答，這種嘗試性的回答

16、稱為“作出假設(shè)”。教師圖片展示：“成熟植物細胞結(jié)構(gòu)圖。” 提供信息：成熟植物細胞具有中央大液泡，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。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)。教師引導，學生作出假設(shè)：假設(shè)原生質(zhì)層相當于半透膜，也可以假設(shè)細胞壁相當于原生質(zhì)層，或者假設(shè)原生質(zhì)層、細胞壁兩者都相當于半透膜。各個小組可能會提出不同的假設(shè)，應(yīng)引導學生講述理由，最后確定一個較合理的假設(shè)：原生質(zhì)層相當于半透膜。預(yù)測實驗結(jié)果：當細胞液濃度 外界溶液濃度，細胞吸水；當細胞液濃度 外界溶液濃度，細胞失水。教師可以適當補充：細胞液中的水分流失，使細胞壁和原生質(zhì)層都出現(xiàn)一定

17、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)就會與細胞壁分離開來，也就發(fā)生質(zhì)壁分離。將發(fā)生質(zhì)壁分離的細胞放入清水中時，會發(fā)生質(zhì)壁分離復(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。設(shè)計實驗教師引導學生考慮實驗設(shè)計上的一些細節(jié)問題，例如：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，細胞小的還是相對比較大的，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，對細胞是沒有傷害的）實驗用具的選擇：植物細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：洋蔥表皮細胞有紫色液泡，而且表皮容易撕

18、取獲得。實驗過程中細胞應(yīng)處于生活狀態(tài)。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，10 min后取出做成裝片，顯微鏡下觀察；還是先做好裝片，再想辦法往里加入試劑呢?（先做裝片再加試劑好，這樣可以在顯微鏡下觀察細胞失水的變化過程。）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)量分數(shù)為10、20、30、40%、50%）使洋蔥表皮細胞發(fā)生質(zhì)壁分離。教師：如何使它們復(fù)原？第三步：使洋蔥表皮細胞浸潤于清

19、水中，觀察質(zhì)壁分離的復(fù)原。 設(shè)計結(jié)果記錄表教師引導學生結(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：細胞壁的位置、原生質(zhì)層的位置、中央液泡的大小、細胞的大小、細胞液顏色的深淺變化。試劑中央液泡的大小原生質(zhì)層的位置細胞大小蔗糖溶液清水要求學生針對探究的問題，以小組為單位設(shè)計一份實驗方案。第2課時教師檢查學生的實驗設(shè)計。學生小組代表展示實驗設(shè)計內(nèi)容。進行實驗學生進行實驗，教師參與其中，對于學生在實驗中出現(xiàn)的問題及時的發(fā)現(xiàn)，及時的解決，真正的融入到學生中間去。分析結(jié)果，得出結(jié)論做完實驗后，我們要對實驗結(jié)果進行分析，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)?當實驗結(jié)果與預(yù)期不符時，我們

20、要多思考，也不要急于認定假設(shè)不成立，要考慮會不會是因為實驗操作的不正確導致不能達到預(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。教師及時引導學生思考實驗中出現(xiàn)的問題：例如這個實驗中，如果開始使用了0.6 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胞發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原，能否斷定當外界濃度低的時候細胞不能吸水呢?為什么？（不能，因為蔗糖濃度過高了，導致細胞失水過快而死亡。）教師：所以無論實驗成功也好，失敗也好，都要認真分析。根據(jù)實驗結(jié)果得出實驗結(jié)論，最終師生達成共識，植物細胞的原生質(zhì)層相當于一層半透膜。3、 物質(zhì)跨膜運輸?shù)钠渌麑嵗毎?/p>

21、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學生討論學生：細胞對于物質(zhì)的輸入和輸出有選擇性。師生：細胞膜和其他生物膜都是選擇透過性膜。及時反饋，愉悅總結(jié)。 練習是使學生掌握知識形成技能發(fā)展智力的重要手段，設(shè)計練習時盡量地做到科學、合理，體現(xiàn)出一定的層次性和針對性，難易適中，對所學內(nèi)容進行及時的反饋。 教學內(nèi)容進行完后給學生一定的時間，反思自己思維中的不足，消化所學知識。然后教師指導學生用概念圖的形式進行課堂小結(jié)。創(chuàng)設(shè)情境，激起學生的學習欲望。1、了解學生預(yù)習中存在的問題，使后續(xù)的教學活動做到有的放矢2、通過復(fù)習舊知識，引導學生尋找新舊知識的結(jié)合點，啟發(fā)思維，產(chǎn)生質(zhì)疑，激發(fā)探