高中生物《物質跨膜運輸?shù)膶嵗方虒W設計.doc

物質跨膜運輸?shù)膶嵗虒W設計一、學習目標1、知識與技能（1）說出細胞在什么情況下吸水和失水。（2）舉例說出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。2、過程與方法（1）嘗試從生活現(xiàn)象中提出問題，作出假設。（2）進行關于植物細胞吸水和失水的實驗設計和操作。3、情感態(tài)度和價值觀體驗科學探究過程，培養(yǎng)學生質疑、求實、創(chuàng)新的科學態(tài)度和精神。二、教學重難點教學重點1、說明探究實驗的基本方法和一般過程。2、讓學生知道細胞與外界溶液一起可以構成一個滲透系統(tǒng)。3、舉例說出細胞膜是選擇透過性膜。教學難點1、如何提出問題，做出假設。2、如何設計實驗過程（材料、實驗用具、試劑的選擇，實驗結果的預測等）。3、理解細胞膜不僅是半透膜，還是選擇透過性膜。三、教學過程教學內容、過程安排設計意圖第1課時創(chuàng)設情境，導入新課 。引言：同學們回憶一下贊美蓮藕的詩句“出淤泥而不染，濯青蓮而不妖”。 蓮藕生長在污濁的泥土中卻能從環(huán)境中獲取蓮藕細胞生命活動需要的營養(yǎng)物質，如水、氧氣、礦物質等，而蓮藕細胞不需要的物質分子則不能進入。到底是什么控制物質分子進出細胞？（細胞膜）物質分子是如何跨越細胞膜輸入和輸出細胞的？（引出本章課題）今天，我們先以水分為例，共同探究水分是怎樣通過細胞膜進出細胞的。（引出本節(jié)課題）“問題探討”（1）演示實驗：一滴紅墨水滴入到清水中，會出現(xiàn)什么現(xiàn)象？學生觀察并回答。（2）提出探究問題：如果兩種不同的溶液被一層半透膜隔開，結果又會怎樣？演示：滲透作用的實驗現(xiàn)象。教師和各實驗小組代表課前做好該實驗，實驗的內容設置如下：燒杯中是清水，漏斗內是30%的蔗糖溶液，兩種不同的溶液被一層玻璃紙（半透膜）隔開，實驗開始時，漏斗內外的液面在同一水平面上，靜置2 h后，漏斗內的液面有何變化？用一層紗布代替半透膜，其它的均與相同，漏斗內的液面有何變化？用一層塑料布代替半透膜，其它的也與相同，漏斗內的液面會有什么變化？若漏斗內外均是同濃度蔗糖溶液，情況又是怎樣的？若漏斗內外都是清水呢？ 第1小組學生介紹演示實驗，展示實驗現(xiàn)象。（3）提出討論問題問題： 為什么漏斗內的液面會上升？多媒體動畫演示，引導學生思考。 師生總結：水分子從數(shù)量多的一側向水分子數(shù)量少的一側擴散，也就是說：水分子是順著相對濃度梯度跨膜運輸?shù)?，這種現(xiàn)象稱為滲透作用。這個裝置叫滲透裝置。第2、3小組學生介紹演示實驗、，展示實驗現(xiàn)象。教師及時引導學生思考：比較組我們可以得出什么結論？第4小組學生介紹演示實驗，展示實驗現(xiàn)象。通過比較我們又可以得出什么結論？學生總結上面兩個結論得出滲透作用發(fā)生的條件： a要有半透膜；b半透膜兩側的溶液存在濃度差?；犹骄浚抡n教學。1、 動物細胞的吸水和失水類比滲透裝置與細胞，提出問題：細胞是一個滲透系統(tǒng)嗎？從生活中的例子入手，例如，當我們吃比較咸的食物時，如腌制的咸菜、連續(xù)嗑帶鹽的瓜子等，你的口腔會有什么感覺? 引出動物細胞的吸水和失水。引導學生作出假設：動物細胞是一個滲透系統(tǒng)。設計實驗，驗證假設（學生完成）。動物細胞的細胞膜相當于半透膜，動物細胞的細胞質是動物細胞內的液體環(huán)境。將哺乳動物的紅細胞分別放在濃鹽水、生理鹽水、清水中，觀察紅細胞的形態(tài)。預期結果（學生完成）：紅細胞在濃鹽水中失水皺縮，在生理鹽水中保持原有形態(tài)，在清水中吸水膨脹。圖片展示：水分進出哺乳動物紅細胞的狀況。分析結果，得出結論（學生完成）：當細胞內溶液濃度 外界溶液濃度，細胞吸水當細胞內溶液濃度 外界溶液濃度，細胞失水當細胞內溶液濃度 外界溶液濃度，細胞形態(tài)不變動物細胞是一個滲透系統(tǒng)，水進出細胞是順相對含量的梯度，通過滲透作用進行的。2、 探究植物細胞的吸水和失水教師提出：植物細胞吸水和失水的情況又怎樣呢？例如，在日常生活里，夏天家里做涼伴黃瓜時有水出現(xiàn)，腌蘿卜條時灑上一些鹽會出水；而賣菜的阿姨經常向青菜上灑水，青菜變得硬挺，說明植物細胞也會吸水和失水。教師引導：我們要善于從生活中的現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)新的問題，提出問題。許多科學家的發(fā)現(xiàn)并不都是從實驗中得到，更多的是通過觀察生活中的現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)問題的。愛因斯坦曾經說過：“提出一個問題比解決一個問題更重要”。提出問題教師：從生活中的現(xiàn)象，結合上面這些例子，你可以提出什么問題?植物細胞能吸水和失水嗎？植物細胞在什么情況下會吸水和失水？植物細胞是不是一個滲透系統(tǒng)，哪些結構相當于半透膜？篩選值得探究的問題：植物細胞在什么情況下會吸水和失水？植物細胞是不是一個滲透系統(tǒng)，哪些結構相當于半透膜？提出了一個有價值的問題后,我們如何去研究它呢?作出假設 （以下以“探究植物細胞中哪些結構相當于半透膜”為例）作出假設：當一個問題提出后，我們必須結合已有的知識或經驗（必要時還要查找資料）分析問題，并且作出嘗試性的回答，這種嘗試性的回答稱為“作出假設”。教師圖片展示：“成熟植物細胞結構圖?！碧峁┬畔ⅲ撼墒熘参锛毎哂兄醒氪笠号?，占整個細胞很大比例，因此成熟植物細胞內的液體環(huán)境主要考慮液泡中的細胞液。原生質層：包括細胞膜和液泡膜以及兩層膜之間的細胞質。教師引導，學生作出假設：假設原生質層相當于半透膜，也可以假設細胞壁相當于原生質層，或者假設原生質層、細胞壁兩者都相當于半透膜。各個小組可能會提出不同的假設，應引導學生講述理由，最后確定一個較合理的假設：原生質層相當于半透膜。預測實驗結果：當細胞液濃度 外界溶液濃度，細胞吸水；當細胞液濃度 外界溶液濃度，細胞失水。教師可以適當補充：細胞液中的水分流失，使細胞壁和原生質層都出現(xiàn)一定程度的收縮，但由于原生質層的伸縮性比細胞壁的伸縮性大，當細胞不斷失水時，原生質就會與細胞壁分離開來，也就發(fā)生質壁分離。將發(fā)生質壁分離的細胞放入清水中時，會發(fā)生質壁分離復原。作出的假設是否正確呢？就需要通過設計實驗來驗證。設計實驗教師引導學生考慮實驗設計上的一些細節(jié)問題，例如：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，細胞小的還是相對比較大的，為什么？試劑的選擇：糖水、酒精、醋酸、鹽水？（試劑的濃度必須是好控制的，試劑是容易獲得的，對細胞是沒有傷害的）實驗用具的選擇：植物細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？教師提示：洋蔥表皮細胞有紫色液泡，而且表皮容易撕取獲得。實驗過程中細胞應處于生活狀態(tài)。實驗步驟教師：實驗材料、試劑、用具選好了，接下來要考慮整個實驗具體的操作步驟。該如何具體操作? 是先把洋蔥泡在蔗糖溶液中，10 min后取出做成裝片，顯微鏡下觀察；還是先做好裝片，再想辦法往里加入試劑呢?（先做裝片再加試劑好，這樣可以在顯微鏡下觀察細胞失水的變化過程。）實驗要點提示：第一步：用清水制作洋蔥鱗片葉表皮的臨時裝片，先用低倍鏡觀察。教師：如何使洋蔥鱗片葉表皮細胞處于失水狀態(tài)？第二步：嘗試用不同濃度梯度的蔗糖溶液（質量分數(shù)為10、20、30、40%、50%）使洋蔥表皮細胞發(fā)生質壁分離。教師：如何使它們復原？第三步：使洋蔥表皮細胞浸潤于清水中，觀察質壁分離的復原。 設計結果記錄表教師引導學生結合自己做出的預期，明確在實驗中需要重點觀察的內容：細胞壁的位置、原生質層的位置、中央液泡的大小、細胞的大小、細胞液顏色的深淺變化。試劑中央液泡的大小原生質層的位置細胞大小蔗糖溶液清水要求學生針對探究的問題，以小組為單位設計一份實驗方案。第2課時教師檢查學生的實驗設計。學生小組代表展示實驗設計內容。進行實驗學生進行實驗，教師參與其中，對于學生在實驗中出現(xiàn)的問題及時的發(fā)現(xiàn)，及時的解決，真正的融入到學生中間去。分析結果，得出結論做完實驗后，我們要對實驗結果進行分析，實驗結果是否與預期相吻合?是否支持了我們最初的假設?當實驗結果與預期不符時，我們要多思考，也不要急于認定假設不成立，要考慮會不會是因為實驗操作的不正確導致不能達到預期結果的?會不會有什么干擾因素呢?各組展示各自的實驗結果，描述所觀察到的實驗現(xiàn)象。教師及時引導學生思考實驗中出現(xiàn)的問題：例如這個實驗中，如果開始使用了0.6 g/mL的蔗糖溶液，很快就觀察到了質壁分離，但后來加清水怎么也不能使細胞發(fā)生質壁分離復原，能否斷定當外界濃度低的時候細胞不能吸水呢?為什么？（不能，因為蔗糖濃度過高了，導致細胞失水過快而死亡。）教師：所以無論實驗成功也好，失敗也好，都要認真分析。根據實驗結果得出實驗結論，最終師生達成共識，植物細胞的原生質層相當于一層半透膜。3、 物質跨膜運輸?shù)钠渌麑嵗毎奈褪撬肿禹樝鄬康奶荻瓤缒み\輸?shù)倪^程。其他物質呢？資料分析：P64學生討論學生：細胞對于物質的輸入和輸出有選擇性。師生：細胞膜和其他生物膜都是選擇透過性膜。及時反饋，愉悅總結。練習是使學生掌握知識形成技能發(fā)展智力的重要手段，設計練習時盡量地做到科學、合理，體現(xiàn)出一定的層次性和針對性，難易適中，對所學內容進行及時的反饋。 教學內容進行完后給學生一定的時間，反思自己思維中的不足，消化所學知識。然后教師指導學生用概念圖的形式進行課堂小結。創(chuàng)設情境，激起學生的學習欲望。學生親自實驗，展示實驗現(xiàn)象，分析比較實驗結果，得出結論，既鍛煉了學生的動手操作能力，也提高了學生分析問題能力，更能激發(fā)學生學習、探究的積極性，使學生真正感受到課堂屬于自己。多媒體課件直觀演示，利于學生理解抽象的知識。通過引導學生自己得出結論并得出滲透作用發(fā)生的條件，將課堂的主動權交給學生。讓學生初步體會科學探究的一般步驟。教給學生如何發(fā)現(xiàn)問題，提出問題，進而篩選出有價值的研究問題。通過問題的設置，使學生在思考領悟到選擇合適實驗材料、試劑的重要性。從實驗材料,方法的選擇，實驗過程，結果分析等一系列探究活動，使學生體驗實驗設計思路,提高學生的科學思維。充分發(fā)揮學生的主體地位，學生自己能做的事由學生自己完成，教師不要包辦。學生小結有助于知識的條理化、系統(tǒng)化。六、教學反思這節(jié)課，通過對學生提出問題、作出假設、設計實驗、實施實驗、分析實驗現(xiàn)象等環(huán)節(jié)的學習訓練，一方面提高了學生的生命科學實驗探究能力；另一方面豐富了學生的學習方式，變單一的個體學習為接受與體驗、研究、發(fā)現(xiàn)相結合的小組合作式的學習，強調學生主體參與的同時，更強調同學之間的相互合作，培養(yǎng)學生的