人教版高一生物必修一示范教案物質(zhì)跨膜運輸?shù)膶嵗龝r

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

2、章的知識結(jié)構(gòu)體系：q.物質(zhì)的跨膜運輸實例（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）無機鹽等其他物質(zhì)跨膜運輸?shù)奶攸c（3）選擇透過性膜的概念J 2生物膜的流動鑲嵌模型 （1）對生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程（2）流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容3.物質(zhì)跨膜運輸?shù)姆绞剑?）離子和小分子的跨膜運輸方式：被動運輸（自由擴散、協(xié)助擴散）和主動運輸1（2 ）大分子的跨膜運輸方式：胞吞和胞吐本章中所含的重要的教學(xué)價值：通過對植物細胞失水和吸水的實驗，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會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)生體驗人們認識自然世界的一般規(guī)律，人們在實驗的基礎(chǔ)上提出假說，又通過進一步的實驗來修

3、正假說，其中方法和技術(shù)的進步起關(guān)鍵的作用；通過數(shù)學(xué)坐標圖來表達 3種跨膜運輸方式的一些規(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)跨膜運輸?shù)膶嵗捎?課時教學(xué)，1個課時結(jié)合對植物細胞失水和吸水的實驗的設(shè)計分析，突出教會學(xué)生探究問題的一般方法，1個課時用來完成實驗并分析結(jié)論，突出實驗操作的教學(xué)。生物膜的流動鑲嵌模型可用1課時，突出生物學(xué)史的教學(xué)。物質(zhì)跨膜運輸?shù)姆绞娇捎?1課時，突出比較的方法和對坐標圖表的分析。分離開來的原生質(zhì)層最外面的是細胞膜。第1節(jié)物質(zhì)跨膜運輸?shù)膶嵗龔娜菡f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輸?shù)摹?. 些離子的跨膜運

4、輸并不是順著離子相對含量的梯度來進行的，最后總結(jié)出細胞膜是選 擇透過性膜。實例主要突出的是水的跨膜運輸方式一一滲透。要讓學(xué)生明確這幾個問題：擴散 與滲透的區(qū)別；原生質(zhì)層與原生質(zhì)的區(qū)別；細胞與滲透裝置的共同之處（一個成熟的細胞就是 一個滲透系統(tǒng)）；半透膜與選擇透過性膜的區(qū)別和聯(lián)系；細胞在什么情況下吸水和失水。本節(jié)實驗是一個“探究實驗”，這也是學(xué)生高中階段第一次接觸“探究實驗”，要逐步教 會學(xué)生進行探究的基本方法和步驟。 雖然實驗本身很簡單， 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， 提出有價值的問題， 引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會如何分析問題作出假設(shè)， 并根據(jù)所做的假 設(shè)來設(shè)計實驗， 考慮實驗操作的具體細節(jié)

5、 （材料、 用具、 試劑的選擇， 操作步驟， 結(jié)果預(yù)期， 設(shè)計記錄表格等） ，這才是最重要的。本節(jié)可以分 2課時進行， 第一課時著重介紹探究實驗的一般方法和步驟， 第二課時則進 行實驗，分析實驗結(jié)果， 得出結(jié)論。 結(jié)合對實驗的分析來介紹滲透裝置和滲透作用，指出一 個成熟的細胞就是一個滲透裝置， 最后通過書本中的資料分析得出： （ 1）離子的跨膜運輸并 不是順著離子相對含量的梯度來進行的； （ 2）細胞膜不僅僅是半透膜，還是選擇透過性膜。三維目標1. 知識與技能（1）說出細胞在什么情況下吸水和失水。（2）舉例說明細胞膜是選擇透過性膜。（3）熟練制作臨時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)進行探究問題的一般方法和步驟。3. 情感態(tài)度與價值觀（ 1）參與課堂討論與交流。 （2）養(yǎng)成良好的實驗習(xí)慣，如及時清洗和擺放實驗用具，愛護實驗室衛(wèi)生等。教學(xué)重點1. 如何進行探究實驗，其基本方法和一般過程。2. 滲透作用；細胞是一個滲透系統(tǒng)。3. 細胞膜不僅僅是半透膜，還是選擇透過性膜。教學(xué)難點1. 如何發(fā)現(xiàn)問題和提出問題。2. 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，操作的細節(jié)）3. 細胞膜不僅僅是半透膜，還是選擇透過性膜。教具準備1. 滲透演示實驗。2. 蘿卜條吸水和失水的演示實驗。3. 滲透原理的多媒體演示課件。課時安排

7、2 課時第一課時 探究細胞的吸水與失水教學(xué)過程課前準備 課前老師準備好蘿卜條吸水和失水的演示實驗， 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。 此實驗一 般需要半小時就可以有明顯的結(jié)果。情境創(chuàng)設(shè)今天我們開始學(xué)習(xí)第 4 章細胞的物質(zhì)輸入和輸出 ，無論是從個體層次還是細胞層次 來看， 生命系統(tǒng)并不是一個孤立封閉的系統(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） ，同時也包括及時地把代謝產(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生活中的例子：（ 1）你吃比較咸的食物時，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？學(xué)生：會有干燥難受的感覺，因為口腔和唇的細胞失去水分，即水分的輸出。（ 2）當(dāng)你把白菜剁碎準備做餡時， 常常要放一些鹽， 過一段時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間后，會有什么變化？ 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）老師展示課前準備好的蘿卜條失水和吸水的實驗，介紹實驗過程， 展示實驗結(jié)果。問：兩個燒杯中的蘿卜條為什么會

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演示實驗，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：細胞會失水嗎？（滲出的水是細胞內(nèi)的水還是間隙的水） 細胞在什么情況下會失水，什么情況下會吸水呢？ 水分是如何進出細胞的？教師：大家一起來討論一下提的問題哪些是有價值的，值得探究的？學(xué)生：和兩個問題提得好，可以探究。教師： 我們要學(xué)會善于從生活中的現(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； 細菌學(xué)家弗萊明從一個長了青霉的細菌培養(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：“提出一個問題比解決一個問題更重要。 可以說“提出問題的能力”是人們素質(zhì)的一個重要組成部分,是創(chuàng)造發(fā)明的源泉之一。好，提出了一個有價值的問題以后， 我們?nèi)绾稳パ芯克兀窟@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)一個問題提出來后， 首先我們要對現(xiàn)象進行分析， 結(jié)合已有的知識 （必要時還要查找 一些資料）和生

11、活經(jīng)驗，對提出的問題作出一個嘗試性的回答。我們叫“作出假設(shè)”。比如我們研究“細胞在什么情況下會失水，什么情況下會吸水呢” ，綜合分析以上幾個 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， 它們的共同點是細胞外 有一定的鹽分， 所以可以推理 “是不是當(dāng)細胞外界溶液的濃度過大或者說大于細胞內(nèi)的濃度 時，細胞會失水呢？反之如果細胞外溶液低于細胞內(nèi)溶液的濃度時細胞則會吸水”，作出了一個假設(shè)。那作出的假設(shè)正確與否呢？就需要通過實驗來驗證，那么接下來我們就要設(shè)計一個實 驗，創(chuàng)造我們假設(shè)中所提出的條件，來檢測細胞是否發(fā)生失水或吸水。3. 設(shè)計實驗 教師：那這個實驗的設(shè)計上我們需要考慮哪些細節(jié)

12、呢？ 首先我們要考慮“選擇怎樣的細胞材料來進行實驗” ，脫開書本，假如你是第一次碰到 這樣的問題，你會考慮選擇怎樣的材料呢？學(xué)生：樹葉；菜葉；血細胞；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。 同時你們也想一想這個實驗要用到哪些工具， 你如何判斷細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 （如細胞比較大，或細胞有顏色等， 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，水綿是單層細胞。 那葫蘆蘚也可以，它的葉是一層細胞的。 美人蕉的花瓣表皮細胞中液泡顏色呈現(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 個課題來研究，多選幾種材料都試試，進行比較。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，我們選的試劑會不會對細胞有傷害？能否保證細胞是活的？如醋酸就可能對細胞產(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實驗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)控細胞失水的變化過程。教師： 很好，現(xiàn)在我們還有一個重要的問題， 那就是要預(yù)期一下實驗結(jié)果， 加了高濃度 糖水后細胞會發(fā)生怎樣的變化呢？學(xué)生：細胞會縮小。圖 41 11正常細胞,、3發(fā)生了質(zhì)壁分離的細胞3教師：對，細胞液中的水分流失，使細胞壁和原生質(zhì)層都出現(xiàn)

15、一定程度的收縮。由于原生質(zhì)層（包括細胞膜、液泡膜和這兩層膜之間的細胞質(zhì)。注意：原生質(zhì)層和原生質(zhì)兩個概念是不同的，原生質(zhì)則指細胞內(nèi)的生命物質(zhì)，整個動物細胞都是一團原生質(zhì)，而植物細胞除細胞壁外的其他所有物質(zhì)是一團原生質(zhì)）比細胞壁的伸縮性大，當(dāng)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。所以觀察到質(zhì)壁分離可以作為細胞失水的表現(xiàn)。預(yù)測了實驗結(jié)果后，我們可以設(shè)計一個表格來記錄實驗結(jié)果。這個實驗中的表格就比較簡單了。中央液泡的大小原生質(zhì)層的位置細胞大小0.3 g/mL蔗糖溶液清水4開展實驗好，當(dāng)所有這些實驗的細節(jié)都考慮清楚了以后，我們就可以開始實驗了， 下節(jié)課我們就到實驗室完成這個探究實

16、驗。5.記錄結(jié)果6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(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)致不能達到預(yù)期結(jié)果的？會不會有什么干擾因素呢？例如這個實驗中，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)外界濃度低的時候細胞不能吸水呢？學(xué)生：不能。教師：那為什么會出現(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：會不會因為蔗糖濃度過高了，導(dǎo)致細胞失水過快而死亡了。教師：很好，回

17、答得很正確。所以無論實驗成功也好，失敗也好，都要認真分析。如果確實找不到實驗設(shè)計上的原因也找不到實驗操作上的原因，始終也未能得到預(yù)期的結(jié)果，這就要認定假設(shè)是錯的了。這時又要重新回頭做新的假設(shè)，然后設(shè)計別的實驗了。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要素： 提出科學(xué)問題；進行猜想和假設(shè)；制定計劃，設(shè)計實驗；觀察與實驗，獲取事實與證據(jù)；檢驗與評價； 表達與交流。某些探究過程只包含其中的幾個要素，而且也不一定按上面呈現(xiàn)的順序進行。 我們進行科學(xué)探究主要

18、是領(lǐng)悟科學(xué)探究的思想，培養(yǎng)自己進行科學(xué)探究所需要的能力，增進對科學(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和完整的探究活動而 形成和發(fā)展的。評價反饋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，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)層和細胞壁之間將A. 緊緊靠在一起B(yǎng). 充滿細胞液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)計實驗t開展實驗t記錄結(jié)果t分析結(jié)果，得出結(jié)論t表達與交流。下節(jié)課我們就到實驗室來完成這個實驗。布置作業(yè)課后完善本實驗的設(shè)計，理順操作步驟，預(yù)期實驗結(jié)果并思考：1. 假如細胞壁相當(dāng)于一層半透膜，實驗結(jié)果會有什么不同？2. 如果沒有細胞壁，實驗結(jié)果會有什么不同？課后拓展請根據(jù)下述條件設(shè)計一個實驗， 鑒別兩種不同濃度的蔗糖溶液， 寫出實驗步驟并分析結(jié) 果：一瓶 10%的蔗糖溶液、一瓶 30%的蔗糖溶液、 2