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1、忻州一中高中生物必修1 教学案 4.1 物质跨膜运输的实例编写人 张丽萍 审核人 师锦绣【教学目标】1 知识与技能（1）举例说出细胞膜是选择透过性膜（2）尝试提出问题，作出假设。（3）进行关于植物细胞吸水和失水的实验设计。2过程与方法（1）尝试从生活现象中提出问题，作出假设。（2）学习进行探究问题的一般方法和步骤。3情感态度与价值观养成良好的实验习惯，如及时清洗和摆放实验用具，爱护卫生等。 教学重点、难点1教学重点：举例说出细胞膜是选择透过性膜，相当于半透膜。2教学难点：尝试提出问题，作出假设。教学策略：重点的解决方法：（1）通过渗透作用的演示实验，组织引导学生分析渗透现象。归纳总结渗透作用的
2、概念、条件、原理、结果，指出半透膜的特性。（2）通过分析水分进出红细胞的状况，总结出细胞膜相当于半透膜。难点的解决方法：（1）通过名人名言使学生认识到提出问题的重要性。爱因斯坦曾说过，“提出一个问题比解决一个问题更重要。（2）充分利用学生已有的知识和生活经验，引导学生对有关知识现象深入思考，提出相关问题，开展合作学习，利用小组活动讨论确定有价值的问题。采用直观教学法、讲述法、启示法、演示法自学讨论法教学方法，准备ppt、实验材料等教学用具课时安排：2课时教学过程引言：细胞是一个开放的系统，每时每刻与环境进行着物质的交换，物质的进进出出都要细胞的边界细胞膜。这一节课我们共同来探究水分进出细胞的情
3、况。首先我们来探究渗透现象。一渗透现象问题探讨：演示“渗透作用实验”介绍实验装置，指导观察实验结果。在屏幕上打出渗透现象示意图提问：漏斗管内的液面为什么会升高？如果用一层纱布代替玻璃纸，漏斗管内的液面还会升高吗？如果烧杯中不是清水，而是同样浓度的蔗糖溶液，结果会怎样？学生讨论总结。教师归纳讲述：半透膜的特性：水分子等小分子可以通过，蔗糖等大分子则不能通过。渗透作用的概念：渗透作用是指水分子或其它溶剂分子通过半透膜的扩散。发生渗透作用的条件：一是具有半透膜，二是半透膜两侧的溶液有浓度差。原理：当溶液浓度AB时，水分子就通过半透膜由B流向A；当溶液浓度AB时，水分子就通过半透膜由A流向B；当溶液浓
4、度AB时，则处于动态平衡。渗透作用的结果：水分子可以通过半透膜进行双向扩散。从宏观观察，水分是由低浓度溶液流向高浓度溶液，直到达到动态平衡。二动物细胞的吸水和失水1、请同学们回忆细胞膜制备的实验。分析“水分进出哺乳动物红细胞”的实验现象。在屏幕上打出“水分进出哺乳动物红细胞的状况”示意图。2、请同学们思考并讨论红细胞内的血红蛋白等有机物能够透过细胞膜吗？红细胞的细胞膜是不是相当于“问题探讨”中所说的半透膜？当外界溶液的浓度低时，红细胞一定会由于吸水而涨破吗？红细胞吸水或失水的多少取决于什么条件？3、学生讨论总结4、教师归纳讲述动物细胞的吸水：外界溶液浓度小于细胞的浓度。动物细胞的失水：外界溶液
5、浓度大于细胞的浓度。动物细胞既不吸水也不失水：外界溶液浓度等于细胞的浓度。动物的细胞膜相当于半透膜三尝试提出问题，作出假设1、请学生观察图P61成熟细胞模式图，并阅读图左有关内容概括出：成熟的植物细胞中央有大液泡。原生质层：细胞膜和液泡膜以及两膜之间的细胞质。2、教师讲述进行科学探究的方式多种多样。一般来说，探究一般方法和基本步骤是：观察现象，提出问题做出假设设计实验开展实验分析结果，得出结论表达与交流3、组织引导学生观察现象，尝试提出问题，做出假设屏幕上打出“爱因斯坦曾说过：提出一个问题比解决一个问题更重要”观察现象：让学生回忆日常生活的现象：白菜剁碎准备做馅时常常要放一些盐。稍等一会儿可见
6、有水分渗出。（失水）农作物施肥过多会造成烧苗。（失水）蔫了的青菜放入清水中浸泡一会儿，菜叶变得硬挺起来（吸水）老师展示课前准备好的萝卜条吸水和失水实验。介绍实验过程。展示实验结果。提出问题：请同学们结合一些吸水和失水现象，深入思考提出想探究的问题，并与本小组同学交流。最终确定有探究价值的问题。例：一位同学提出：“植物细胞会出现失水的情况吗？”另一位同学提出：“植物细胞在什么情况下会失水？”通过讨论，大家认为植物细胞会不会失水，现象中很明显，第二个问题更有探究价值。作出假设根据已有的知识和生活经验，对提出的问题作尝试性的回答，也就是作出假设。例如，某小组提出的问题是“原生质层相当于一层半透膜吗？
7、”针对这一问题，他们作出的假设是：“原生质层相当于一层半透膜。”他们的理由是：植物细胞膜和液泡膜都是生物膜，它们具有红细胞的细胞膜基本相同的化学组成和结构；做菜馅时因为放了盐，菜中的水分大量流出，这与红细胞失水很相似。设计实验：你所作的假设即使是有依据的，也仅仅是一种推测。这种推测是否正确，还需要实验来检测。（见P62 参考案例）进行实验：按照实验方案认真操作，仔细观察，将每一步的观察结果记录下来。例如，上面的实验方案结果如下：中央液泡大小原生质层的位置细胞大小蔗糖溶液变小原生质层脱离细胞壁基本不变清水逐渐恢复原来大小原生质层恢复原来位置基本不变分析结果，得出结论分析结果与你的预期是否吻合，是
8、否支持你的假设，最后得到实验结论。例如，上面的实验结果与预期基本是吻合的，由于植物细胞有细胞壁，且原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性，所以植物细胞不会有明显的缩小和膨胀，但出现了原生质层与细胞壁的分离和复原。由此，我们可以获得结论，原生质层相当于一层半透膜。表达和交流将本小组探究的问题、过程、结果和结论与其他小组交流，听取他们的质疑并进行解释。如果有必要，对本小组的实验方案进行修改。进一步探究植物细胞会由于过多吸水而涨破吗？（不会，因为植物细胞有细胞壁）四板书设计第1节 物质跨膜运输的实例一、渗透现象1、半透膜的特性2、渗透作用的概念3、渗透作用的条件4、渗透作用的原理二、动物细胞的吸水和失水
9、1、动物细胞的吸水：外界溶液浓度小于细胞的浓度动物细胞的失水：外界溶液浓度大于细胞的浓度2、动物的细胞膜相当于半透膜三、尝试提出问题，作出假设1、成熟的植物细胞的特点成熟的植物细胞中央具有大液泡原生质层2、探究的一般步骤 观察现象提出问题作出假设设计实验开展实验记录结果分析结果，得出结论表达与交流。第2课时引言：在上一节课中，我们学习了进行探究性实验的一般方法和基本步骤，并且一起分析了“细胞什么情况下会失水，什么情况下会吸水”的实验设计，那今天我们就来动手做这个探究实验。教学内容一探究植物细胞的吸水和失水1学生实验，教师指导大家课前已经做了预习，实验器材已经发放到大家的桌面上了，下面可以开始动
10、手实验注意以下几点：加蔗糖溶液时不要污染了显微镜。如果你从盖玻片左侧加蔗糖溶液，接下来加清水时应从右侧加入。如实记录实验结果，并完成实验评价表（见评价方案）。实验时间为25分钟，实验结束后要清洗和整理实验用具。学生进行实验，老师旁边指导，将实验效果特别好的装片拿到教师显微镜下并通过显微镜投影投放到大屏幕上展示出来。2分析实验结果，得出结论下面我们看一组同学的实验结果记录，中央液泡的大小原生质层的位置细胞大小0.3g/mL蔗糖溶液变小脱离细胞壁基本不变清水逐渐恢复原来的大小逐渐恢复原来的位置基本不变提出问题：（1）实验结果能否证明我们最初的假设是正确的呢？（可以，很明显细胞在0.3g/mL蔗糖溶
11、液下因失水发生了质壁分离，而在清水中因吸水发生了质壁分离的复原。）（2）假如没有细胞壁，实验结果会有什么不同，你会联系到之前我们讲的一个什么实验？（答案：细胞会发生破裂，就像之前学的用哺乳动物的红细胞制备细胞膜的实验，红细胞没有细胞壁，吸水以后会发生破裂。）总结：其实动物细胞也会发生失水和吸水。3教师归纳讲述植物细胞的吸水和失水（1）结构特点：细胞壁是全透性性的，而原生质层具有选择透过性，相当于半透膜。中央液泡中的细胞液具有一定的浓度。（2）条件：细胞液浓度外界溶液浓度，吸水。细胞液浓度外界溶液浓度，失水。（3）质壁分离及质壁分离复原实验的应用有哪些？ 说明原生质层是选择透过性膜，成熟的植物细
12、胞在一定浓度的溶液中构成了渗透系统。 判断植物细胞的死活。只有活细胞的原生质层才是半透膜，才有质壁分离现象，如细胞死亡，原生质层的结构破坏，半透膜性质消失，不能产生质壁分离现象。 测定细胞液的浓度。原生质层相当于一层半透膜，所以水分子可以自由通过，而蔗糖等大分子物质却不能通过。将细胞放入具有浓度梯度的一系列蔗糖溶液中，观察细胞质壁分离的情况，即可测定该细胞的浓度范围。 光镜下观察细胞膜。正常植物细胞膜很薄，又紧贴细胞壁，不易看到，质壁分离后，原生质层的最外面即为细胞膜。二物质跨膜运输的其他实例1细胞的吸水和失水是水分子顺相对含量的梯度跨膜运输的过程。其他物质的跨膜运输是怎样的呢？资料分析看P6
13、3P64相关内容讨论有关问题讨论问题：(1)、水稻培养液里的Ca2和Mg2浓度为什么会增高？(2)、不同作物对无机盐的吸水有差异吗？(3)、水分子跨膜运输是顺相对含量梯度的，其他物质的跨膜运输也是这样的吗？(4)、细胞对物质的吸收有选择吗？如果有，这种选择性有普遍性吗？学生讨论回答。2教师归纳讲述（1）从以上实例可以看出，物质跨膜运输并不都是顺相对含量梯度的，而且细胞对于物质的输入和输出有选择性。可以说细胞膜和其他生物膜都是选择透过性膜，这种膜可以让水分子自由通过，一些离子和小分子也可以通过，而其他的离子、小分子和大分子则不能通过。生物膜的这一特性，与细胞的生命活动密切相关，是活细胞的一个重要特征。板书设计动物细胞的吸水与失水：外界溶液浓度较高时：失水皱缩外界溶液浓度较低时：吸水膨胀甚至涨破相同时：动态平衡 细胞壁：全透性 结构 原生质层：选择透过性植物细胞的吸水和失水 细胞液：具有一定浓度 条件：同动物细胞 质壁分离和复原实验及结论物质跨膜运输的其他实例：植物细胞吸收矿质元素1、现象：细胞吸水和吸收无机盐离子速度不一样、运输方向不同2、结论：（1）细胞吸水与吸收无机盐是两个不同的过程。（2）生物膜是一种选择透过性膜（功能特性）。 第四章 物质的输出和输入 第 6 页 共 6 页
