被動運輸?shù)?課時教學設計高一上學期生物人教版必修1

第四章細胞的物質(zhì)輸入和輸出第一節(jié)被動運輸（第1課時）教學設計一、教材分析被動運輸是生物新人教版必修1第4章“細胞的物質(zhì)輸入和輸出”第一節(jié)的內(nèi)容。本節(jié)課的教學內(nèi)容是在學習了細胞結(jié)構(gòu)的基礎上進行的，主要包括動物細胞的吸水和失水、植物細胞的吸水和失水、質(zhì)壁分離及其復原實驗、自由擴散和協(xié)助擴散等內(nèi)容，這既有利于學生鞏固前面所學的知識，又能為學生學習后面的主動運輸作好鋪墊，在教材中起著承上啟下的橋梁作用。二、學情分析1.知識基礎：在本節(jié)之前的三章中，學生已經(jīng)學習了組成細胞的元素和化合物，細胞的各種結(jié)構(gòu)及功能。2.認知能力：學生通過初中的生物學習和一個月的高中生物學習，已經(jīng)具有了一定的生物學科常識的認知能力。三、核心素養(yǎng)1.生命觀念：本節(jié)內(nèi)容主要體現(xiàn)結(jié)構(gòu)與功能觀，可引導學生理解細胞吸水不需要額外提供能量，體會生物進化過程中能量的節(jié)約。2.科學思維：從“水的滲透現(xiàn)象”、“水進出哺乳動物紅細胞”和“探究植物細胞的吸水和失水”中訓練學生利用歸納法獲取規(guī)律，并對結(jié)果作出預測的素養(yǎng)。四、教學重難點1.觀察滲透系統(tǒng)模式圖，說出滲透作用發(fā)生的條件。(重點)2．結(jié)合植物細胞的失水和吸水，描述質(zhì)壁分離與復原的過程。(難點)五、教學設計理念根據(jù)新課程理念的要求，本著“課堂教學要促進課程向生活中的回歸”，充分發(fā)揮師生的積極性、主動性和創(chuàng)造性的原則，在教學中要注重對學生進行探究性學習的培養(yǎng)，引導學生積極思考、主動探究。同時，引進課堂過程性評價的手段，提高學生在學習中自我監(jiān)控、自我評價、自我發(fā)展的能力。六、教學過程（一）導入：小活動：噴空氣清新劑。引出擴散：物質(zhì)分子從高濃度一側(cè)向低濃度一側(cè)運動，稱為擴散。（二）滲透作用及原理分析1.展示并介紹滲透裝置：在一個長頸漏斗的漏斗口外密封上一層玻璃紙，往漏斗內(nèi)注入蔗糖溶液，然后將漏斗浸入盛有清水的燒杯中，使漏斗管內(nèi)外的液面高度相等。過一段時間后，會出現(xiàn)如圖所示現(xiàn)象。玻璃紙（又叫賽璐玢）是一種半透膜，水分子可以自由透過它，而蔗糖分子則不能。半透膜：一些物質(zhì)能透過，而另一些物質(zhì)不能透過的多孔性薄膜。設計意圖：這樣利用動畫演示，增強直觀感受；設計“問題串”是為了以問題驅(qū)動學習,引導學生自主探究、合作最終完成對知識的主動建構(gòu),為進一步學習“細胞的吸水和失水”打下基礎。2.思考并回答以下問題：①漏斗管內(nèi)的液面為什么會升高？學生回答教師引導：水分子從含水量高的一側(cè)向含水量低的一側(cè)運動。進入漏斗的水分子數(shù)＞漏斗滲出的水分子數(shù)。注意：滲透作用強調(diào)的是水分子（溶劑分子）從含水量高的一側(cè)向含水量低的一側(cè)，通過半透膜的擴散。②如果漏斗管足夠長，漏斗管內(nèi)的頁面會無限升高嗎？學生回答教師引導：為什么不會？剛剛我們解釋，漏斗管內(nèi)液面升高，是因為單位時間內(nèi)，進入漏斗管的水分子水＞漏斗滲出的水分子數(shù)。當它們相等時，漏斗管內(nèi)的液面還會不會升高？學生回答③如果用一層紗布代替玻璃紙，還會出現(xiàn)原來的現(xiàn)象嗎？學生回答發(fā)生滲透作用的條件之一：具有半透膜。④如果燒杯中不是清水，而是同樣濃度的蔗糖溶液，結(jié)果會怎樣？學生回答發(fā)生滲透作用的條件之二：半透膜兩側(cè)具有濃度差。師生總結(jié)：滲透作用：水分子（其他溶劑分子）通過半透膜的擴散。發(fā)生條件：①具有半透膜②半透膜兩側(cè)溶液具有濃度差3.水分子的滲透方向：順濃度梯度的跨膜運輸設計意圖：這樣利用動畫演示，增強直觀感；設計“問題串”是為了以問題驅(qū)動學習,引導學生自主探究、合作,最終完成對知識的主動建構(gòu),為進一步學習“水進出細胞的原理”打下基礎。（三）水進出細胞的原理1.探究水進出動物細胞的原理哺乳動物紅細胞細胞膜相當于一層膜，結(jié)合教材P63滲水進出哺乳動物紅細胞示意圖分析并回答下列問題：分析結(jié)果，水進出動物細胞的情況：半透膜濃度差細胞狀態(tài)細胞膜相當于一層半透膜外界溶液濃度＞細胞質(zhì)濃度膨脹＝形態(tài)不變＜皺縮總結(jié)：所以水分子通過細胞膜進出細胞，也是滲透作用。紅細胞與外界溶液構(gòu)成了一個滲透系統(tǒng)，紅細胞的細胞膜相當于一層半透膜，水分子通過滲透作用進出紅細胞。小組討論并回答以下問題：1.紅細胞內(nèi)的血紅蛋白等有機物能夠透過細胞膜嗎？這些有機物相當于“問題探討”所示裝置中的什么物質(zhì)？學生回答2.紅細胞的細胞膜是否相當于一層半透膜？學生回答3.當外界溶液的濃度低時，紅細胞一定會由于吸水而漲破嗎？學生回答4.紅細胞吸水或失水取決于什么條件？學生回答5.想一想臨床上輸液為什么要用生理鹽水？學生回答設計意圖：通過引導學生怎樣把無生命的物理裝置與有生命的動物細胞聯(lián)系在一起，并利用新舊知識的結(jié)合點，培養(yǎng)學生知識的遷移能力，學會大膽猜想，同時培養(yǎng)學生觀察、比較和分析、總結(jié)，進而得出科學結(jié)論的能力。2.探究水進出植物細胞的原理（學生實驗）成熟植物細胞有一個占據(jù)細胞絕大部分體積的中央大液泡，原生質(zhì)層相當于一層半透膜，結(jié)合教材P65成熟的植物細胞模式圖分析并回答下列問題：原生質(zhì)層細胞膜原生質(zhì)層細胞膜細胞質(zhì)液泡膜分析質(zhì)壁分離發(fā)生的原因：半透膜：植物細胞的細胞膜、液泡膜以及兩層膜之間的細胞質(zhì)，稱為原生質(zhì)層，具有選擇透過性，相當于一層半透膜。濃度差：細胞內(nèi)的液體環(huán)境主要是指植物液泡內(nèi)部的細胞液，當它和外界溶液有濃度差時，發(fā)生吸水或失水。⑴原理：①一個處于外界溶液中的成熟植物細胞和外界溶液構(gòu)成一個滲透體系，原生質(zhì)層相當于半透膜；②細胞壁與原生質(zhì)層具有一定的伸縮性，原生質(zhì)層的伸縮性大于細胞壁的伸縮性；③外界溶液濃度>細胞液濃度→細胞滲透失水，發(fā)生質(zhì)壁分離；外界溶液濃度<細胞液濃度→細胞滲透吸水，發(fā)生質(zhì)壁分離復原。⑵選材：色洋蔥鱗片葉表皮細胞（液泡呈紫色，便于觀察）⑶方法步驟：制作洋蔥鱗片葉表皮細胞↓有一個紫色的中央大液泡低倍鏡觀察↓原生質(zhì)層緊貼細胞壁在載玻片一側(cè)滴加蔗糖溶液，另一側(cè)用吸水紙吸引，重復幾次↓中央液泡逐漸變小，紫色加深低倍鏡觀察↓原生質(zhì)層與細胞壁逐漸分離在載玻片一側(cè)滴加清水，另一側(cè)用吸水紙吸引，重復幾次↓中央液泡逐漸變大，紫色變淺低倍鏡觀察原生質(zhì)層逐漸貼近細胞壁⑷質(zhì)壁分離：原生質(zhì)層與細胞壁相分離的現(xiàn)象思考：能發(fā)生質(zhì)壁分離的細胞的條件是什么？A.內(nèi)因：細胞壁的伸縮性<原生質(zhì)層的伸縮性⑸質(zhì)壁分離的原因B.外因：外界溶液濃度>細胞液濃度⑹結(jié)果實驗展示、得出結(jié)論成熟植物細胞能與外界溶液形成滲透系統(tǒng)，發(fā)生滲透作用；當細胞外溶液濃度細胞液濃度時，細胞失水，發(fā)生質(zhì)壁分離；當細胞外溶液濃度細胞液濃度時，細胞吸水，發(fā)生質(zhì)壁分離復原。組織學生進行實驗結(jié)果的展示與交流：每組推薦代表，簡要介紹本組的“植物細胞的吸水和失水”探究實驗結(jié)果，師生共同點評。設計意圖：通過實驗操作，聯(lián)系生活實例，有利于提高學生的科學素養(yǎng)和運用生物學知識的能力，同時可以引導學生善于從生活實例中發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、作出假設。課堂小結(jié)滲透作用模型動物細胞與外界溶液之間形成滲透系統(tǒng)植物細胞與外界溶液之間形成滲透系統(tǒng)基本組成或條件半透膜、膜兩側(cè)具有濃度差細胞膜選擇透過性膜濃度差細胞質(zhì)與外界溶液之間原生質(zhì)層選擇透過性膜濃度差細胞液與外界溶液之間原理水分子（或其他溶劑分子）以擴散作用通過半透膜細胞質(zhì)通過細胞膜與外界溶液之間發(fā)生滲透作用細