物质跨膜运输的实例教学设计

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1、物质跨膜运输的实例 教学设计【教学目标教学目标】1 1知识与技能目标知识与技能目标通过对渗透作用现象的观察，阐明渗透作用发生的条件，推导渗透作用的概念；说出水分子跨膜运输的特点；举例说明动物细胞膜和植物的原生质层相当于半透膜。2 2过程与方法目标过程与方法目标由“问题探讨”入手，从“扩散”迁移到“渗透”，理解动物细胞的吸水和失水；通过探究实验了解植物细胞的吸水和失水；根据资料分析了解其他物质跨膜运输的情况而获得总体结论。3 3情感与价值观目标情感与价值观目标尝试提出问题，作出假设，感受科学的严谨性；设计植物细胞吸水和失水的实验，体验探索的乐趣。【教学重点与难点教学重点与难点】1 1教学重点：教

2、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。2 2教学难点：教学难点：尝试提出问题，作出假设，进行探究植物细胞吸水和失水的实验设计。【教学策略教学策略】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

3、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。【课时安排课时安排】2 课时。【教学过程教学过程】第第 1 1 课时课时引言：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况。首先我们来探究渗透现象。一渗透现象一渗透现象实验探究：渗透作用的实验现象（1）演示实验：一滴红墨水滴入到清水中，出现什么现象？学生观察并回答。（扩散），扩散是分子从浓度相对较高的区域向浓度相对较低的区域运动的现象。（2）提出问题：如果两种不同的溶液被一层

4、半透膜隔开，结果又会怎样?投影播放渗透作用的 flash 动画，引导学生观察实验结果及微观上分子穿过半透膜的情况。（介绍：烧杯中是清水，漏斗内是一定浓度的蔗糖溶液，两种不同的溶液被一层半透膜（多孔性薄膜）隔开，实验开始时，漏斗内外的液面在同一水平面上，一段时间后，漏斗内的液面上升。）问题探讨，小组讨论：观察教材本节渗透现象示意图，讨论该实验：（1）漏斗管内的液面为什么会升高？（2）如果用一层纱布代替玻璃纸，漏斗管内的液面还会升高吗？（3）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：（1）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。（2）

5、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。（3）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。（4）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；当溶液浓度 AB 时，则处于动态平衡。（5）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二动物细胞的吸水和失水过渡：前面我们学习了渗透装置，细胞是否具备渗透装置的条件？细胞如何吸水和失水呢？我们以哺乳动物的红细胞为例来探究。1.讨论动物细胞的

6、吸水与失水：投影：扫描电镜下的红细胞。视频：红细胞在显微镜下的吸水与失水。2.请同学们思考并讨论（1）红细胞内的血红蛋白等有机物能够透过细胞膜吗？（2）红细胞的细胞膜是不是相当于“问题探讨”中所说的半透膜？（3）当外界溶液的浓度低时，红细胞一定会由于吸水而涨破吗？（4）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（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。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。（2）动物的细胞膜相当于半透膜三植物细胞的吸水和失水三植物细胞的吸水和失水过渡：我们了解了动物细胞相当于一个渗透

7、装置，细胞膜相当于半透膜。那么植物细胞能否吸水和失水，是不是和动物细胞的情况一样呢？1. 观察现象投影：成熟植物细胞模式图。介绍成熟的植物细胞的相关背景知识：（细胞壁、细胞液、原生质层）积极思维：生活中有哪些植物细胞吸水或失水的实例？（家里买菜放置时间长了，拌黄瓜、西红柿、腌菜）你可以提出哪些问题来探究呢？（小组讨论）2. 提出问题学生可能提出的问题：植物细胞内的吸水或失水主要是指哪一结构中水分的进出？水分进出植物细胞要经过哪些结构？植物细胞的最外层多了一层细胞壁，它对细胞的吸水或失水有影响吗？植物细胞是不是一个渗透系统，哪些结构相当于半透膜？植物细胞在什么情况下会失水，什么情况下会吸水呢?（

8、失的水是细胞内的水还是细胞间隙的水？是自由水还是结合水？）筛选值得探究的问题。提出了一个有价值的问题后,我们如何去研究它呢?3. 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？”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。4. 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。中央液泡大小原生质层的

9、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5. 分析结果，得出结论分析结果与你的预期是否吻合，是否支持你的假设，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。6. 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。7. 进一步探究植物细胞会由于过多吸水而涨破吗？（不会，

10、因为植物细胞有细胞壁）四板书设计四板书设计第 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. 植物细胞的失水与吸水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。第第 2 2 课时课时课前准备：把学生按实验分组名单分组，分别准备一台显微镜、一个刀片、一个洋葱、一把镊子、滴管、载玻

11、片、盖玻片、吸水纸、显微镜，小烧杯、清水、0.3g/mL 蔗糖基准溶液。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。一探究植物细胞的吸水和失水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，下面可以开始动手实验注意以下几点：（1）加蔗糖溶液时不要污染了显微镜。（2）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。（3）如实记录实验结果，并完成实验评价表（见评价方案）。（4）实验时间为 25 分钟，实验结束后要

12、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

13、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

14、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 P63P64 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

15、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。三板书设计三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）。