高中生物 第四章 細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出 第一節(jié) 物質(zhì)跨膜運輸?shù)膶嵗贪?新人教版必修1

1、第四章第一節(jié)物質(zhì)跨膜運輸?shù)膶嵗贪敢弧⒔虒W(xué)目標(biāo)（1）知識與技能：說出細(xì)胞在什么情況下吸水和失水；列舉說明細(xì)胞膜是選擇透過性膜；熟練制作臨時裝片和操作顯微鏡觀察。（2）過程與方法：嘗試從生活現(xiàn)象中提出問題，作出假設(shè)；學(xué)習(xí)科學(xué)探究的一般方法和步驟。(3)情感態(tài)度和價值觀：領(lǐng)悟科學(xué)探究的思想方法，培養(yǎng)學(xué)生質(zhì)疑、求實、創(chuàng)新以及勇于實踐的科學(xué)態(tài)度和精神；學(xué)生在合作學(xué)習(xí)的過程中，學(xué)會與人交流、尊重他人；在實驗操作中，養(yǎng)成良好的實驗品質(zhì)。二、教學(xué)重點和難點（1）教學(xué)重點：如何進(jìn)行探究，探究實驗的基本方法和一般過程；滲透作用的定義；選擇透過性膜的定義。（2）教學(xué)難點：嘗試提出問題、作出假設(shè)；進(jìn)行探究植物細(xì)胞吸

2、水和失水的實驗設(shè)計和操作；細(xì)胞膜不僅是半透膜，還是選擇透過性膜。三、教學(xué)過程教學(xué)環(huán)節(jié)教 師 活 動學(xué)生活動設(shè)計意圖評 價創(chuàng)設(shè)情境、導(dǎo)入新課復(fù)習(xí)：細(xì)胞膜的組成和功能？ 設(shè)問：細(xì)胞膜具有控制物質(zhì)進(jìn)出的作用，那么是不是所有的物質(zhì)都能進(jìn)出細(xì)胞？引入新課：細(xì)胞膜是怎樣控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的？今天，我們以水分為例，共同探討水分是怎樣通過細(xì)胞膜進(jìn)出細(xì)胞的。回憶舊知識，思考、回答、質(zhì)疑。通過創(chuàng)設(shè)問題情境，引導(dǎo)學(xué)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)探索新知的欲望。理解細(xì)胞膜是系統(tǒng)的邊界，很想進(jìn)一步了解物質(zhì)是怎樣跨膜運輸?shù)?？演示滲透現(xiàn)象、討論分析、構(gòu)建知識探索新知1、“問題探討”：滲透作用的實驗現(xiàn)象（1）

3、演示實驗：一滴紅墨水滴入到清水中，出現(xiàn)什么現(xiàn)象？（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? 播放滲透裝置圖片，教師演示并進(jìn)行解釋：燒杯中是清水，漏斗內(nèi)是30%的蔗糖溶液，兩種不同的溶液被一層玻璃紙（或雞蛋殼膜、膀胱）隔開，實驗開始時，漏斗內(nèi)外的液面在同一水平面上。思考：靜置2 h后，漏斗內(nèi)的液面會上升還是下降？為什么？學(xué)生觀察與討論：滲透作用進(jìn)行時，蔗糖分子和半透膜兩側(cè)的水分子是否都通過半透膜？半透膜兩側(cè)水分子的通過數(shù)量一樣嗎？為什么？漏斗的液面會無限上升嗎？為什么？如果用一紗布代替半透膜，結(jié)果會怎樣？原因？如果燒杯中不是清水，而是同樣濃度的蔗糖溶液，結(jié)果又會怎樣？

4、原因？（3）啟發(fā)學(xué)生自主構(gòu)建滲透作用的概念和條件并總結(jié)：滲透作用：水分子順著相對濃度梯度跨膜運輸?shù)默F(xiàn)象。條件：要有半透膜；半透膜兩側(cè)的溶液存在濃度差。學(xué)生觀察思考、合作討論，代表回答問題，并在教師的啟發(fā)下，自主構(gòu)建滲透作用的概念和條件。利用動畫演示，增強直觀感；設(shè)計問題問題驅(qū)動學(xué)習(xí),培養(yǎng)學(xué)生的觀察、比較、分析的能力，以及綜合不同學(xué)科知識的能力。同時，給學(xué)生適當(dāng)?shù)墓膭?，有利于提高學(xué)生主動參與學(xué)習(xí)的積極性。 培養(yǎng)學(xué)生的歸納能力及友好的合作精神。學(xué)生能夠通過觀察、比較，并綜合不同學(xué)科的知識進(jìn)行分析、歸納和總結(jié)，但在語言的陳述上還有待進(jìn)一步的提高。討論分析動物細(xì)胞的吸水和失水1、（過渡）請同學(xué)們設(shè)想一

5、下：若把一些活的動、植物細(xì)胞也放入與滲透裝置相似的液體環(huán)境中，將會出現(xiàn)什么結(jié)果呢？2、引導(dǎo)學(xué)生回憶“制備細(xì)胞膜”的實驗，組織學(xué)生閱讀書本P60圖4-1“水分進(jìn)出哺乳動物紅細(xì)胞的狀況”圖，創(chuàng)設(shè)問題，組織討論分析：(1)圖中所示的紅細(xì)胞出現(xiàn)了什么現(xiàn)象？為什么？(2)當(dāng)外界溶液的濃度低時，紅細(xì)胞一定會由于吸水而漲破嗎？(3)你認(rèn)為紅細(xì)胞的吸水和失水多少取決于什么條件？(4)紅細(xì)胞內(nèi)的血紅蛋白等有機物透過細(xì)胞膜嗎？這說明紅細(xì)胞的細(xì)胞膜相當(dāng)于“滲透裝置”中的什么膜？3、引導(dǎo)總結(jié)：動物細(xì)胞相當(dāng)于一個滲透裝置，會發(fā)生滲透吸水和失水。學(xué)生做各種各樣的猜想,并通過回憶舊知識、觀察思考、分析討論、得出結(jié)論。引導(dǎo)學(xué)

6、生怎樣把無生命的物理裝置與有生命的動、植物細(xì)胞聯(lián)系在一起，并利用新舊知識的結(jié)合點，培養(yǎng)學(xué)生知識的遷移能力，學(xué)會大膽猜想，同時培養(yǎng)學(xué)生觀察、比較和分析、總結(jié)，進(jìn)而得出科學(xué)結(jié)論的能力。學(xué)生思維活躍，能利用已有知識以及相關(guān)圖文順利回答問題，能認(rèn)可“動物細(xì)胞相當(dāng)于一個“滲透裝置”的觀點。資料分享、嘗試提出問題作出假設(shè)1、引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行資料的交流與分析：在日常生活里, 白菜放置時間長了,以及蘿卜條放在鹽水中,都會萎蔫；而賣菜的阿姨經(jīng)常向青菜上灑水,青菜變得硬挺。2、引導(dǎo)思考：這些實例都說明了什么？根據(jù)這些實例，你能進(jìn)一步提出你想探究的問題，并作出對應(yīng)的假設(shè)嗎？通過資料，利用已有的知識、經(jīng)驗進(jìn)行實例分析，嘗

7、試提出問題、作出假設(shè)。結(jié)合生活實際，提高生物學(xué)知識運用的能力，同時引導(dǎo)學(xué)生從生活的實例中發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、作出假設(shè)。學(xué)生能列舉許多生活實例并理解這些例子與動、植物細(xì)胞的吸水和失水有關(guān)，但自主提出問題和作出假設(shè)的能力較差。實驗探究植物細(xì)胞的吸水和失水1、提出探究問題：植物細(xì)胞是不是一個滲透系統(tǒng)，哪些結(jié)構(gòu)相當(dāng)于半透膜？圖片展示：成熟植物細(xì)胞結(jié)構(gòu)圖。提供信息：成熟植物細(xì)胞具有中央大液泡，占整個細(xì)胞很大比例，因此成熟植物細(xì)胞內(nèi)的液體環(huán)境主要考慮液泡中的細(xì)胞液。細(xì)胞壁的特點：全透性。細(xì)胞膜、液泡膜都是半透膜。原生質(zhì)層：包括細(xì)胞膜和液泡膜以及兩層膜之間的細(xì)胞質(zhì)。2、教師引導(dǎo)，作出假設(shè)：原生質(zhì)層相當(dāng)于半透

8、膜。預(yù)測實驗結(jié)果：當(dāng)細(xì)胞液濃度 外界溶液濃度，細(xì)胞吸水，質(zhì)壁分離；當(dāng)細(xì)胞液濃度 外界溶液濃度，細(xì)胞失水，質(zhì)壁分離復(fù)原在此處，教師可以適當(dāng)補充：細(xì)胞液中的水分流失，使細(xì)胞壁和原生質(zhì)層都出現(xiàn)一定程度的收縮，但由于原生質(zhì)層的伸縮性比細(xì)胞壁的伸縮性大，當(dāng)細(xì)胞不斷失水時，原生質(zhì)就會與細(xì)胞壁分離開來，也就發(fā)生質(zhì)壁分離。3、設(shè)計實驗實驗材料、試劑、用具的選擇材料的選擇：有顏色的還是沒有顏色的，細(xì)胞小的還是相對比較大的，為什么？試劑的選擇：糖水、鹽水、海水、酒精？實驗用具的選擇：植物細(xì)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？4、進(jìn)行實驗5、師生共同歸納總結(jié)、得出結(jié)論： 植物細(xì)胞是一個滲透裝置：

9、原生質(zhì)層可看作半透膜。當(dāng)外界溶液的濃度細(xì)胞液的濃度時，細(xì)胞失水，出現(xiàn)質(zhì)壁分離；當(dāng)外界溶液的濃度BCBABACDBAC5、將某植物細(xì)胞置于大于該細(xì)胞液濃度的硝酸鉀溶液中，一段時間后在顯微鏡下觀察，發(fā)現(xiàn)該細(xì)胞未發(fā)生質(zhì)壁分離，其原因可能是該細(xì)胞 （ B ）為死細(xì)胞 為根尖分生區(qū)細(xì)胞 大量吸水 大量失水 質(zhì)壁分離后又自動復(fù)原A. B. C.D.6、下列現(xiàn)象屬于滲透作用的是 ( C )水分子通過植物細(xì)胞的細(xì)胞壁；水分子或其他溶劑分子通過細(xì)胞膜；蔗糖分子通過細(xì)胞壁；水分子或其他溶劑分子通過液泡膜；水分子或其他溶劑分子通過原生質(zhì)層A.B.C.D.【拓展提升】7、將等量的NH+4、PO42-、K+、Ca2+共

10、同置于500mL水中，再放入一些新鮮的水稻根尖，幾小時后測定混合液中上述四種離子和水的含量變化如下：項 目H2ONHK+Ca2+PO減少量0%83%72%97%84%下列分析與解釋正確的是( D )離子大量減少而水卻沒有減少，說明根對水分的吸收和對礦質(zhì)離子的吸收是兩個相對獨立的過程四種離子都減少，說明根對這些離子都有吸收根對四種離子的吸收量有差異，說明根對離子的吸收具有選擇性Ca2+比K+明顯減少，說明水稻根細(xì)胞膜上運輸Ca2+的載體比運輸K+的載體多A.B.C.D.都正確8、下列能夠表示洋蔥表皮細(xì)胞在質(zhì)壁分離及其復(fù)原過程中，液泡體積變化的圖形是（ B ）9、用完全培養(yǎng)液在相同的容器內(nèi)分別培養(yǎng)

11、水稻和番茄幼苗，一段時間后，測定培養(yǎng)液中各種離子，與實驗開始時各種離子濃度之比如右圖所示。該實驗的結(jié)果不能說明（ C ）A植物根對水分的吸收和對礦質(zhì)元素的吸收是兩個相對獨立的過程B植物對離子的吸收有選擇性C植物對離子的吸收與溶液中離子的濃度有關(guān)D水稻吸收Si的載體多10、下面甲、乙圖是滲透裝置示意圖，丙圖是根毛細(xì)胞示意圖，請根據(jù)甲、乙、丙三圖回答下列問題：（甲圖是發(fā)生滲透作用的初始狀態(tài)，乙圖是發(fā)生了較長時間的滲透作用之后，通過漏斗內(nèi)外的水分子達(dá)到平衡時的狀態(tài)。甲圖中：為清水，為30%的蔗糖溶液）（1）典型的滲透裝置必須具備2個條件：_（指明甲圖中相應(yīng)部位）；_。（2）比較甲圖中和處溶液濃度的大

12、小：_。（3）丙圖中的名稱為_，甲圖中的相當(dāng)于丙圖中的_，它與丙圖中相應(yīng)結(jié)構(gòu)的區(qū)別是_。（4）若把根毛細(xì)胞放入30%的蔗糖溶液中，它將出現(xiàn)_，再放入清水中，它又出現(xiàn)_。（5）若把根毛細(xì)胞放入90%的蔗糖溶液中，它會出現(xiàn)什么變化？_，過一段時間再放入清水中，此時根毛細(xì)胞與上題中放入清水中的變化一樣嗎？_。為什么？_。（6）鹽堿地中的植物常出現(xiàn)萎蔫現(xiàn)象，其原因是_。11、給你兩個大小相同的蘿卜（新鮮的），10%的鹽酸、蔗糖、蒸餾水、顯微鏡、玻片、小刀、燒杯、吸水紙等材料用具。請從中選用部分器材，用最簡單的方法，設(shè)計一個小實驗，驗證植物細(xì)胞吸水和失水的原理。（1）你準(zhǔn)備選用的實驗材料和器具是： （2

13、）操作過程是（寫出要點即可）： 。 （3）過一段時間后，你所觀察到的實驗現(xiàn)象是： 。 。（4）實驗結(jié)論是： 。 12、請根據(jù)下列有關(guān)實驗及結(jié)果，回答問題：植物細(xì)胞質(zhì)壁分離和復(fù)原實驗組別處理結(jié)果a材料置于0.3g/mL蔗糖溶液中發(fā)生質(zhì)壁分離然后將材料移到蒸餾水中質(zhì)壁分離復(fù)原b材料置于0.6g/mL蔗糖溶液中迅速發(fā)生質(zhì)壁分離然后移到蒸餾水中質(zhì)壁分離不能復(fù)原c材料置于7%的尿素溶液中開始發(fā)生質(zhì)壁分離，然后漸漸復(fù)原d材料放入100熱水中3分鐘取出，重復(fù)a組實驗未發(fā)生質(zhì)壁分離洋蔥表皮細(xì)胞在a、b、c三組實驗中均發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象，除均存在中央液泡外，其結(jié)構(gòu)上的原因還有 。 a組實驗的原理是 。 出現(xiàn)b、d

14、組實驗現(xiàn)象共同的原因是 。 c組實驗結(jié)果說明 。答案：10、提示：本題以滲透作用的實驗為切入點，聯(lián)系有關(guān)的物理和生物學(xué)知識及有關(guān)實驗內(nèi)容，考查學(xué)生對知識的綜合運用能力及觀察識圖能力。此題考查的知識點有滲透作用及發(fā)生滲透作用的兩個基本條件，原生質(zhì)層與選擇透過性膜，質(zhì)壁分離及質(zhì)壁分離復(fù)原等。（1）具有半透膜膜兩側(cè)溶液具有濃度差 （2） （3）原生質(zhì)層甲圖中的屬半透膜，沒有選擇透過性，而丙圖中屬生物膜，具有選擇透過性（4）質(zhì)壁分離現(xiàn)象質(zhì)壁分離復(fù)原現(xiàn)象（5）質(zhì)壁分離現(xiàn)象與上題變化不一樣，不能出現(xiàn)質(zhì)壁分離復(fù)原現(xiàn)象由于蔗糖溶液濃度過高，根毛細(xì)胞過度失水死亡 （6）土地溶液濃度大于根毛細(xì)胞液的濃度，造成根毛

15、細(xì)胞失水，出現(xiàn)萎蔫現(xiàn)象11、（1）蘿卜、蔗糖、蒸餾水、小刀、燒杯（2）配制濃蔗糖溶液；在兩只蘿卜上用小刀各挖一個洞；在洞內(nèi)各分別注入蒸餾水和濃蔗糖溶液；結(jié)果觀察（3）注入蒸餾水的蘿卜，洞內(nèi)液面降低，蘿卜硬挺；注入濃蔗糖溶液的蘿卜，洞內(nèi)液面上升，蘿卜軟縮。（4）當(dāng)外界溶液濃度小于細(xì)胞液濃度時，細(xì)胞滲透吸水；當(dāng)外界溶液濃度大于細(xì)胞液濃度時，細(xì)胞滲透失水。12、(1)細(xì)胞壁的伸縮性較小，原生質(zhì)層的伸縮性較大 細(xì)胞液通過原生質(zhì)層與外界溶液發(fā)生滲透作用(或當(dāng)外界溶液大于細(xì)胞液時，細(xì)胞失水，反之，則細(xì)胞吸水) 死亡的細(xì)胞不發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原現(xiàn)象 尿素是小分子物質(zhì)，可以通過細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部。五、教學(xué)反思由于

16、本節(jié)教學(xué)內(nèi)容十分接近生活， 因此采用“過程式的教學(xué)”和“學(xué)生的研究性學(xué)習(xí)”相結(jié)合的教學(xué)模式。通過創(chuàng)設(shè)問題情境導(dǎo)入新課， 以“問題探討（滲透作用的實驗現(xiàn)象）”為切入點，并通過實驗、多媒體手段突破難點之一（漏斗內(nèi)的液面上升原因），為學(xué)生更好的理解細(xì)胞吸水和失水原理做好鋪墊；以生活中相關(guān)現(xiàn)象引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題及提出有價值的問題；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(xì)節(jié)(材料、試劑、用具的選擇，操作步驟，結(jié)果預(yù)期，設(shè)計記錄表格等)。（一）本節(jié)課的成功之處：1.本節(jié)課以“探究式教學(xué)”為主線，引導(dǎo)自主、探究和合作，層層引入，推進(jìn)學(xué)生在答問、質(zhì)疑、討論等學(xué)習(xí)過程中自主構(gòu)建新概念、新知識，充分體現(xiàn)學(xué)生的主體地位，加深了對概念的理解，發(fā)展了科學(xué)探究能力，推動了學(xué)生學(xué)習(xí)方式和教師教學(xué)方式的轉(zhuǎn)變。2.本節(jié)課的重點是探究水分進(jìn)出細(xì)胞的原理。為了突出重點，我在設(shè)計該課時，還運用了布魯姆的“發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)”理論，變傳統(tǒng)的“結(jié)論式教學(xué)”為“過程式教學(xué)”，讓學(xué)生在對科學(xué)探究過程的體驗中，發(fā)現(xiàn)和建構(gòu)知識，并培養(yǎng)求真務(wù)實、敢于質(zhì)疑、勇于創(chuàng)新的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神，這也是新課程改革的要求。3.在教學(xué)中注意培養(yǎng)學(xué)生通過觀察對比來理解滲透裝置及細(xì)胞吸水失水。4.本節(jié)課注意新舊知識的承前啟后，讓學(xué)生在溫故中知新，實現(xiàn)知識的正遷移