人教版生物必修一第4章-細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出第1節(jié)《物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)膶?shí)例》第1課時(shí)教案

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)胞大門在把握物質(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。本章的學(xué)問結(jié)構(gòu)體系：1.物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸實(shí)例（1）水分的輸入和輸出：質(zhì)壁分別與復(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2.生物膜的流淌鑲嵌模型（1）對生物膜結(jié)構(gòu)的探究歷程（2）流淌鑲嵌模型的基本內(nèi)容3.物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞剑?）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)胞失水和吸水的試驗(yàn)，培育同學(xué)學(xué)會探究問題的一般方法和步驟；通過對生物膜的探究歷程的分析，讓同學(xué)體驗(yàn)人們生疏自然世界的一般規(guī)律，人們在試驗(yàn)的基礎(chǔ)上提出假說，又通過進(jìn)一步的試驗(yàn)來修正假說，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，培育同學(xué)對圖表數(shù)據(jù)的解讀力量。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)胞失水和吸水的試驗(yàn)的設(shè)計(jì)分析，突出教會同學(xué)探究問題的一般方法，1個(gè)課時(shí)用來完成試驗(yàn)并分析結(jié)論，突出試驗(yàn)操作的教學(xué)?！渡锬さ牧魈疏偳赌Ｐ汀房捎?課時(shí)，突誕生物學(xué)史的教學(xué)?！段镔|(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞健房捎?課時(shí)，突出比較的方法和對坐標(biāo)圖表的分析。分別開來的原生質(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)?。本?jié)試驗(yàn)是一個(gè)“探究試驗(yàn)”，這也是同學(xué)高中階段第一次接觸“探究試驗(yàn)”，要逐步教會同學(xué)進(jìn)行探究的基本方法和步驟。雖然試驗(yàn)本身很簡潔，關(guān)鍵是要引導(dǎo)同學(xué)如何從生活現(xiàn)象中發(fā)覺問題，提出有價(jià)值的問題，引導(dǎo)同學(xué)學(xué)會如何分析問題作出假設(shè)，并依據(jù)所做的假設(shè)來設(shè)計(jì)試驗(yàn)，考慮試驗(yàn)操作的具體細(xì)節(jié)（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)著重介紹探究試驗(yàn)的一般方法和步驟，其次課時(shí)則進(jìn)行試驗(yàn)，分析試驗(yàn)結(jié)果，得出結(jié)論。結(jié)合對試驗(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，最終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?！袢S目標(biāo)1.學(xué)問與技能（1）說出細(xì)胞在什么狀況下吸水和失水。（2）舉例說明細(xì)胞膜是選擇透過性膜。（3）嫻熟制作臨時(shí)裝片和操作顯微鏡觀看。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）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）參與課堂爭辯與溝通。（2）養(yǎng)成良好的試驗(yàn)習(xí)慣，如準(zhǔn)時(shí)清洗和擺放試驗(yàn)用具，疼惜試驗(yàn)室衛(wèi)生等?！窠虒W(xué)重點(diǎn)1.如何進(jìn)行探究試驗(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?！窠虒W(xué)難點(diǎn)1.如何發(fā)覺問題和提出問題。2.如何設(shè)計(jì)試驗(yàn)過程（材料、試驗(yàn)用具、試劑的選擇，試驗(yàn)結(jié)果的猜測，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。●教具預(yù)備1.滲透演示試驗(yàn)。2.蘿卜條吸水和失水的演示試驗(yàn)。3.滲透原理的多媒體演示課件?！裾n時(shí)支配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［課前預(yù)備］課前老師預(yù)備好蘿卜條吸水和失水的演示試驗(yàn)，取三塊外形大小相同的蘿卜條，一塊置于盛有清水的燒杯中，一塊置于盛有鹽水的燒杯中，一塊用培育皿盛放以作對比。此試驗(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)］今日我們開頭學(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)也包括準(zhǔn)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有什么感覺？為什么？同學(xué)：會有干燥難過的感覺，由于口腔和唇的細(xì)胞失去水分，即水分的輸出。（2）當(dāng)你把白菜剁碎預(yù)備做餡時(shí)，經(jīng)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？同學(xué)：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，會有什么變化？同學(xué)：菜葉又重新變得硬挺起來了，葉面伸展，即水分的輸入。（4）老師呈現(xiàn)課前預(yù)備好的蘿卜條失水和吸水的試驗(yàn)，介紹試驗(yàn)過程，呈現(xiàn)試驗(yàn)結(jié)果。問：兩個(gè)燒杯中的蘿卜條為什么會消滅明顯的不同呢？同學(xué)：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］1.提出問題老師：結(jié)合上面這些例子，特殊是蘿卜條吸水和失水的這個(gè)演示試驗(yàn)，假如深化思考的話，你可以提出什么問題？將問題寫下來。同學(xué)：①細(xì)胞會失水嗎？（滲出的水是細(xì)胞內(nèi)的水還是間隙的水）②細(xì)胞在什么狀況下會失水，什么狀況下會吸水呢？③水分是如何進(jìn)出細(xì)胞的？……老師：大家一起來爭辯一下提的問題哪些是有價(jià)值的，值得探究的？同學(xué)：②和③兩個(gè)問題提得好，可以探究。老師：我們要學(xué)會擅長從生活中的現(xiàn)象中發(fā)覺新的問題，提出問題。很多科學(xué)家發(fā)覺也就是在平?？此屏?xí)以為常的現(xiàn)象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)菌培育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看力量和靈敏的思維。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?！笨梢哉f“提出問題的力量”是人們素養(yǎng)的一個(gè)重要組成部分,是制造創(chuàng)造的源泉之一。好，提出了一個(gè)有價(jià)值的問題以后，我們?nèi)绾稳庌q它呢？這節(jié)課我主要是告知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)合已有的學(xué)問（必要時(shí)還要查找一些資料）和生活閱歷，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)”。比如我們爭辯“細(xì)胞在什么狀況下會失水，什么狀況下會吸水呢”，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)胞外有肯定的鹽分，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)胞會失水呢？反之假如細(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？就需要通過試驗(yàn)來驗(yàn)證，那么接下來我們就要設(shè)計(jì)一個(gè)試驗(yàn)，制造我們假設(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)試驗(yàn)老師：那這個(gè)試驗(yàn)的設(shè)計(jì)上我們需要考慮哪些細(xì)節(jié)呢？首先我們要考慮“選擇怎樣的細(xì)胞材料來進(jìn)行試驗(yàn)”，脫開書本，假如你是第一次遇到這樣的問題，你會考慮選擇怎樣的材料呢？同學(xué)：樹葉；菜葉；血細(xì)胞；花瓣。……老師：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)試驗(yàn)要用到哪些工具，你如何推斷細(xì)胞失水了還是沒有失水？同學(xué)：用顯微鏡觀看。老師：很好，當(dāng)你選用了顯微鏡以后，你的選材就應(yīng)留意要盡可能選簡潔做成裝片的，在顯微鏡下簡潔觀看到的（如細(xì)胞比較大，或細(xì)胞有顏色等，假如沒有顏色，能不能染色？染色要留意什么）。比如洋蔥表皮細(xì)胞有紫色，也很好撕取做成裝片，就可以考慮，那大家還能不能想到其他什么好材料呢？同學(xué)：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。紫鴨跖草表皮簡潔撕取，紫色液泡大而明顯，很簡潔找到?！蠋煟捍蠹业乃悸烽_頭打開了，想得很好，那到底這些材料好不好，大家也可以做為一個(gè)課題來爭辯，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？同學(xué)：鹽水。老師：還有沒有其他的呢？同學(xué)：糖水；醋酸；海水?！牧?、用具、試劑都選好了，接下來我們要考慮整個(gè)試驗(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，再想方法往里加入試劑呢？同學(xué)：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。老師：很好，現(xiàn)在我們還有一個(gè)重要的問題，那就是要預(yù)期一下試驗(yàn)結(jié)果，加了高濃度糖水后細(xì)胞會發(fā)生怎樣的變化呢？同學(xué)：細(xì)胞會縮小。圖4－1－11.正常細(xì)胞2、3.發(fā)生了質(zhì)壁分別的細(xì)胞老師：對，細(xì)胞液中的水分流失，使細(xì)胞壁和原生質(zhì)層都消滅肯定程度的收縮。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)。留意：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)胞壁外的其他全部物質(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)就會與細(xì)胞壁分別開來，也就發(fā)生質(zhì)壁分別。所以觀看到質(zhì)壁分別可以作為細(xì)胞失水的表現(xiàn)。猜測了試驗(yàn)結(jié)果后，我們可以設(shè)計(jì)一個(gè)表格來記錄試驗(yàn)結(jié)果。這個(gè)試驗(yàn)中的表格就比較簡潔了。中心液泡的大小原生質(zhì)層的位置細(xì)胞大小0.3g/mL蔗糖溶液清水4.開展試驗(yàn)好，當(dāng)全部這些試驗(yàn)的細(xì)節(jié)都考慮清楚了以后，我們就可以開頭試驗(yàn)了，下節(jié)課我們就到試驗(yàn)室完成這個(gè)探究試驗(yàn)。5.記錄結(jié)果6.分析結(jié)果，得出結(jié)論做完試驗(yàn)后，我們要對試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，試驗(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)試驗(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，要考慮會不會是由于試驗(yàn)操作的不正確導(dǎo)致不能達(dá)到預(yù)期結(jié)果的？會不會有什么干擾因素呢？例如這個(gè)試驗(yàn)中，假如開頭使用了0.8g/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(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分別復(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？同學(xué)：不能。老師：那為什么會消滅與預(yù)期不符的結(jié)果呢？就要多思考了，有沒有誰能想到呢？同學(xué)：會不會由于蔗糖濃度過高了，導(dǎo)致細(xì)胞失水過快而死亡了。老師：很好，回答得很正確。所以無論試驗(yàn)成功也好，失敗也好，都要認(rèn)真分析。假如的確找不到試驗(yàn)設(shè)計(jì)上的緣由也找不到試驗(yàn)操作上的緣由，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)別的試驗(yàn)了。失敗不要緊，很多宏大的發(fā)覺都不行能一次就成功的，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。［老師精講］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)；制定方案，設(shè)計(jì)試驗(yàn)；觀看與試驗(yàn)，獵取事實(shí)與證據(jù)；檢驗(yàn)與評價(jià)；表達(dá)與溝通。某些探究過程只包含其中的幾個(gè)要素，而且也不肯定按上面呈現(xiàn)的挨次進(jìn)行。我們進(jìn)行科學(xué)探究主要是領(lǐng)悟科學(xué)探究的思想，培育自己進(jìn)行科學(xué)探究所需要的力量，增進(jìn)對科學(xué)探究方法與過程的理解?？茖W(xué)探究力量是通過完成部分探究活動和完整的探究活動而形成和進(jìn)展的。［評價(jià)反饋］1.精選練習(xí)（1）酵母菌培育基中，常含有肯定濃度的葡萄糖，但當(dāng)葡萄糖濃度過高時(shí)，反而抵制了微生物的生長，緣由是A.轉(zhuǎn)變了酵母菌的pH B.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0.3g/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.布滿細(xì)胞液 C.布滿蔗糖溶液 D.布滿清水答案：（1）C（2）C［課堂小結(jié)］我們這節(jié)課就到這里，主要是告知大家探究的一般方法和基本的步驟：提出問題→作出假設(shè)→設(shè)計(jì)試驗(yàn)→開展試驗(yàn)→記錄結(jié)果→分析結(jié)果，得出結(jié)論→表達(dá)與溝通。下節(jié)課我們就到試驗(yàn)室來完成這個(gè)試驗(yàn)。［布置作業(yè)］課后完善本試驗(yàn)的設(shè)計(jì)，理順操作步驟，預(yù)期試驗(yàn)結(jié)果并思考：1.假如細(xì)胞壁相當(dāng)于一層半透膜，試驗(yàn)結(jié)果會有什么不同？2.假如沒有細(xì)胞壁，試驗(yàn)結(jié)果會有什么不同？［課后拓展］請依據(jù)下述條件設(shè)計(jì)一個(gè)試驗(yàn)，鑒別兩種不同濃度的蔗糖溶液，寫出試驗(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、250mL燒杯1只、半透膜制成的透析袋子只、有刻度玻璃管1支、細(xì)線1根、支架1個(gè)。提示：此題主要考查設(shè)計(jì)試驗(yàn)的力量。設(shè)計(jì)試驗(yàn)的目的（提出問題）：鑒別兩種不同濃度的蔗糖溶液。設(shè)計(jì)試驗(yàn)依據(jù)的原理：滲透作用原理。試驗(yàn)材料和用品的選擇：制作一個(gè)滲透裝置和進(jìn)行滲透作用測量的材料、用品。合理支配試驗(yàn)步驟參見下面的答案。對試驗(yàn)結(jié)果的猜測和分析