物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)膶?shí)例教學(xué)設(shè)計(jì)

1、教學(xué)設(shè)計(jì)物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)膶?shí)例一、教材分析 : 物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)膶?shí)例是人教版必修 1分子與細(xì)胞中 第 4 章第 1 節(jié)的內(nèi)容。 教材利用一些具體例子和資料， 介紹了兩方面的內(nèi)容： 水 分子是順相對(duì)含量的梯度跨膜運(yùn)輸?shù)模?一些離子的跨膜運(yùn)輸并不是順著離子的相 對(duì)含量進(jìn)行的，最后總結(jié)出細(xì)胞膜是選擇透過性膜。其中， “水分的跨膜運(yùn)輸” 具有重要的教學(xué)價(jià)值， 從滲透裝置， 動(dòng)植物細(xì)胞的吸水失水兩方面分析。 這其中 包含了一個(gè)探究實(shí)驗(yàn)， 也是學(xué)生在高中階段第一次真正全面接觸探究實(shí)驗(yàn)， 通過 對(duì)植物細(xì)胞失水和吸水的探究，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會(huì)探究問題的一般方法和步驟。二、學(xué)情分析： 學(xué)生在生活中見過或聽過這樣的現(xiàn)象： 泡

2、在鹽水中的蘿卜條 會(huì)軟縮， 泡在清水中的蘿卜條會(huì)更加硬挺。 學(xué)生也有這樣的生活經(jīng)驗(yàn)： 做菜餡時(shí) 加入一些鹽，蔬菜中的水分會(huì)大量滲出；對(duì)農(nóng)作物施肥過多會(huì)造成“燒苗”現(xiàn)象 等，這些生活經(jīng)驗(yàn)對(duì)學(xué)習(xí)本節(jié)內(nèi)容都有幫助。 而本節(jié)內(nèi)容需要學(xué)生從微觀水平上 理解細(xì)胞吸水、失水的過程，理解細(xì)胞膜是選擇透過性膜，內(nèi)容本身較抽象，難 以理解， 學(xué)生學(xué)習(xí)起來會(huì)有一定困難。 另外， 學(xué)生在初中曾經(jīng)接觸到科學(xué)研究的 一般步驟，但在如何提出問題、作出假設(shè)和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)等環(huán)節(jié)都還缺乏訓(xùn)練。三、教學(xué)目標(biāo)1、知識(shí)與技能（1）說出細(xì)胞在什么情況下吸水和失水。（2）舉例說出細(xì)胞膜是選擇透過性膜。（3）熟練制作臨時(shí)裝片和操作顯微鏡。2、過

3、程與方法 （1）嘗試從生活現(xiàn)象中提出問題，作出假設(shè)。 （2）進(jìn)行關(guān)于植物細(xì)胞吸水和失水的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和操作。3、情感態(tài)度和價(jià)值觀 體驗(yàn)科學(xué)探究過程，培養(yǎng)學(xué)生質(zhì)疑、求實(shí)、創(chuàng)新的科學(xué)態(tài)度和精神。四、教學(xué)重難點(diǎn) 教學(xué)重點(diǎn)1、說明探究實(shí)驗(yàn)的基本方法和一般過程。2、讓學(xué)生知道細(xì)胞與外界溶液一起可以構(gòu)成一個(gè)滲透系統(tǒng)。3、舉例說出細(xì)胞膜是選擇透過性膜。教學(xué)難點(diǎn)1、如何提出問題，做出假設(shè)。2、如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)過程（材料、實(shí)驗(yàn)用具、試劑的選擇，實(shí)驗(yàn)結(jié)果的預(yù)測(cè)等）3、理解細(xì)胞膜不僅是半透膜，還是選擇透過性膜。五、教學(xué)過程（教學(xué)環(huán)節(jié)、活動(dòng)設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)意圖）教學(xué)內(nèi)容、過程安排設(shè)計(jì)意圖第1課時(shí)創(chuàng)設(shè)情境，導(dǎo)入新課 。引言：同學(xué)們回

4、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(zhǎng)在污濁的泥土中卻能從環(huán)境中獲取蓮藕細(xì)胞生命活動(dòng)需 要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，如水、氧氣、礦物質(zhì)等，而蓮藕細(xì)胞不需要的物質(zhì)分子則 不能進(jìn)入。到底是什么控制物質(zhì)分子進(jìn)岀細(xì)胞？（細(xì)胞膜）物質(zhì)分子是如 何跨越細(xì)胞膜輸入和輸岀細(xì)胞的？（引岀本章課題）今天，我們先以水分為例，共同探究水分是怎樣通過細(xì)胞膜進(jìn)岀細(xì)胞的。（引出本節(jié)課題）“問題探討”（1 ）演示實(shí)驗(yàn)：一滴紅墨水滴入到清水中，會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象？ 學(xué)生觀察并回答。（2）提岀探究問題：如果兩種不同的溶液被一層半透膜隔開，結(jié)果又會(huì) 怎樣？演示：滲透作用的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。教師和各實(shí)驗(yàn)小組代表課前做好該實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)的

5、內(nèi)容設(shè)置如下： 燒杯中是清水，漏斗內(nèi)是30%勺蔗糖溶液，兩種不同的溶液被一層玻璃紙（半透膜）隔開，實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，漏斗內(nèi)外的液面在同一水平面上，靜置2 h后，漏斗內(nèi)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(nèi)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(nèi)的液面會(huì)有什么創(chuàng)設(shè)情境，激起學(xué)生的 學(xué)習(xí)欲望。學(xué)生親自實(shí)驗(yàn)，展示實(shí) 驗(yàn)現(xiàn)象，分析比較實(shí)驗(yàn) 結(jié)果，得岀結(jié)論，既鍛 煉了學(xué)生的動(dòng)手操作 能力，也提高了學(xué)生分 析問題能力，更能激發(fā) 學(xué)生學(xué)習(xí)、探究的積極 性，使學(xué)生真正感受到 課堂屬于自己。變化?若漏斗內(nèi)外均是同濃度蔗糖溶液，情況又是怎樣的？若漏斗內(nèi)外都是清水呢?第1小

6、組學(xué)生介紹演示實(shí)驗(yàn)，展示實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象（3）提出討論問題問題： 為什么漏斗內(nèi)的液面會(huì)上升？多媒體動(dòng)畫演示，引導(dǎo)學(xué)生思考師生總結(jié)：水分子從數(shù)量多的一側(cè)向水分子數(shù)量少的一側(cè)擴(kuò)散，也就是說:水分子是順著相對(duì)濃度梯度跨膜運(yùn)輸?shù)?，這種現(xiàn)象稱為滲透作用。這個(gè)裝置叫滲透裝置。第2、3小組學(xué)生介紹演示實(shí)驗(yàn)、，展示實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。教師及時(shí)引導(dǎo)學(xué)生思考：比較組我們可以得岀什么結(jié)論？第4小組學(xué)生介紹演示實(shí)驗(yàn)，展示實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。通過比較我們又可以得岀什么結(jié)論？學(xué)生總結(jié)上面兩個(gè)結(jié)論得岀滲透作用發(fā)生的條件：a要有半透膜；b半透膜兩側(cè)的溶液存在濃度差?；?dòng)探究，新課教學(xué)。1、動(dòng)物細(xì)胞的吸水和失水類比滲透裝置與細(xì)胞， 提岀問題：細(xì)胞是一個(gè)滲

7、透系統(tǒng)嗎？從生活中的例子入手，例如，當(dāng)我們吃比較咸的食物時(shí)，如腌制的咸菜、連續(xù)嗑帶鹽的瓜子等，你的口腔會(huì)有什么感覺？引岀動(dòng)物細(xì)胞的吸水和失水。引導(dǎo)學(xué)生作岀假設(shè)：動(dòng)物細(xì)胞是一個(gè)滲透系統(tǒng)。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證假設(shè) （學(xué)生完成）。動(dòng)物細(xì)胞的細(xì)胞膜相當(dāng)于半透膜，動(dòng) 物細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)是動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)的液體環(huán)境。 將哺乳動(dòng)物的紅細(xì)胞分別放在 濃鹽水、生理鹽水、清水中，觀察紅細(xì)胞的形態(tài)。多媒體課件直觀演示, 利于學(xué)生理解抽象的 知識(shí)。通過引導(dǎo)學(xué)生自己得 岀結(jié)論并得岀滲透作 用發(fā)生的條件，將課堂 的主動(dòng)權(quán)交給學(xué)生。讓學(xué)生初步體會(huì)科學(xué) 探究的一般步驟。預(yù)期結(jié)果（學(xué)生完成）：紅細(xì)胞在濃鹽水中失水皺縮，在生理鹽水中保持 原有形

8、態(tài)，在清水中吸水膨脹。圖片展示：水分進(jìn)岀哺乳動(dòng)物紅細(xì)胞的狀況分析結(jié)果，得岀結(jié)論當(dāng)細(xì)胞內(nèi)溶液濃度當(dāng)細(xì)胞內(nèi)溶液濃度（學(xué)生完成）：外界溶液濃度，細(xì)胞吸水外界溶液濃度，細(xì)胞失水教給學(xué)生如何發(fā)現(xiàn)問 題，提岀問題，進(jìn)而篩 選岀有價(jià)值的研究問 題。當(dāng)細(xì)胞內(nèi)溶液濃度=外界溶液濃度，細(xì)胞形態(tài)不變動(dòng)物細(xì)胞是一個(gè)滲透系統(tǒng)，水進(jìn)岀細(xì)胞是順相對(duì)含量的梯度，通過滲透作 用進(jìn)行的 2、探究植物細(xì)胞的吸水和失水教師提岀：植物細(xì)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(shí)有水岀現(xiàn)，腌蘿卜條時(shí)灑上 一些鹽會(huì)岀水；而賣菜的阿姨經(jīng)常向青菜上灑水，青菜變得硬挺，說明植 物細(xì)胞也會(huì)吸水和失水。教師引導(dǎo)：我們要善于

9、從生活中的現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)新的問題，提出問題。許多科 學(xué)家的發(fā)現(xiàn)并不都是從實(shí)驗(yàn)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(jīng)說過：“提岀一個(gè)問題比解決一個(gè)問題更重要”。提出問題教師：從生活中的現(xiàn)象，結(jié)合上面這些例子，你可以提岀什么問題？ 植物細(xì)胞能吸水和失水嗎？ 植物細(xì)胞在什么情況下會(huì)吸水和失水？ 植物細(xì)胞是不是一個(gè)滲透系統(tǒng)，哪些結(jié)構(gòu)相當(dāng)于半透膜？篩選值得探究的問題：植物細(xì)胞在什么情況下會(huì)吸水和失水？植物細(xì)胞是 不是一個(gè)滲透系統(tǒng)，哪些結(jié)構(gòu)相當(dāng)于半透膜？提岀了一個(gè)有價(jià)值的問題后 ，我們?nèi)绾稳パ芯克?？作岀假設(shè) （以下以“探究植物細(xì)胞中哪些結(jié)構(gòu)相當(dāng)于半透膜”為例） 作出假設(shè)：當(dāng)一個(gè)問題提出

10、后，我們必須結(jié)合已有的知識(shí)或經(jīng)驗(yàn)（必要 時(shí)還要查找資料）分析問題，并且作岀嘗試性的回答，這種嘗試性的回答 稱為作岀假設(shè)。教師圖片展示：“成熟植物細(xì)胞結(jié)構(gòu)圖?！碧峁┬畔ⅲ撼墒熘参锛?xì)胞具有中央大液泡，占整個(gè)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。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)。通過問題的設(shè)置，使學(xué) 生在思考領(lǐng)悟到選擇 合適實(shí)驗(yàn)材料、試劑的 重要性。教師引導(dǎo)，學(xué)生作出假設(shè)：假設(shè)原生質(zhì)層相當(dāng)于半透膜，也可以假設(shè)細(xì)胞壁相當(dāng)于原生質(zhì)層，或者假設(shè)原生質(zhì)層、細(xì)胞壁兩者都相當(dāng)于半透膜。各個(gè)小組可能會(huì)提岀不同的假設(shè)，應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生講述理由，最后確定一個(gè)較合理的假設(shè)：原生

11、質(zhì)層相當(dāng)于半透膜。預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果： 當(dāng)細(xì)胞液濃度 外界溶液濃度，細(xì)胞吸水；當(dāng)細(xì)胞液濃度 外界溶液濃度，細(xì)胞失水。從實(shí)驗(yàn)材料，方法的選 擇，實(shí)驗(yàn)過程，結(jié)果分 析等一系列探究活動(dòng)， 使學(xué)生體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 思路,提高學(xué)生的科學(xué) 思維。教師可以適當(dāng)補(bǔ)充：細(xì)胞液中的水分流失，使細(xì)胞壁和原生質(zhì)層都岀現(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(shí)，原生質(zhì)就會(huì)與細(xì)胞壁分離開來，也就發(fā)生質(zhì)壁分離。將發(fā)生質(zhì) 壁分離的細(xì)胞放入清水中時(shí)，會(huì)發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原。作岀的假設(shè)是否正確呢？就需要通過設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教師引導(dǎo)學(xué)生考慮實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)上的一些細(xì)節(jié)問題，例如：實(shí)驗(yàn)材料、試劑、用具的選擇材

12、料的選擇：有顏色的還是沒有顏色的，細(xì)胞小的還是相對(duì)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(duì)細(xì)胞是沒有傷害的）實(shí)驗(yàn)用具的選擇：植物細(xì)胞的吸水和失水是一個(gè)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(xì)胞有紫色液泡，而且表皮容易撕取獲得。實(shí)驗(yàn)過程 中細(xì)胞應(yīng)處于生活狀態(tài)。實(shí)驗(yàn)步驟教師：實(shí)驗(yàn)材料、試劑、用具選好了，接下來要考慮整個(gè)實(shí)驗(yàn)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后取岀做成裝片，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(xì)胞失水的

13、變化過程。）實(shí)驗(yàn)要點(diǎn)提示：第一步：用清水制作洋蔥鱗片葉表皮的臨時(shí)裝片，先用低倍鏡觀察。教師：如何使洋蔥鱗片葉表皮細(xì)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(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%、20%、30%、40% 50%）使洋蔥表皮細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離。教師：如何使它們復(fù)原？第三步：使洋蔥表皮細(xì)胞浸潤(rùn)于清水中，觀察質(zhì)壁分離的復(fù)原。設(shè)計(jì)結(jié)果記錄表試劑中央液泡的大小原生質(zhì)層的位 置細(xì)胞大小蔗糖溶液清水教師引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合自己做岀的預(yù)期，明確在實(shí)驗(yàn)中需要重點(diǎn)觀察的內(nèi)容： 細(xì)胞壁的位置、原生質(zhì)層的位置、中央液泡的大小、細(xì)胞的大小、細(xì)胞液 顏色的深淺變化。充分發(fā)揮學(xué)生的主體 地位，學(xué)生自己能做的 事由學(xué)生自己完成，

14、教 師不要包辦。學(xué)生小結(jié)有助于知識(shí) 的條理化、系統(tǒng)化。要求學(xué)生針 對(duì)探究的問題，以小組為單位設(shè)計(jì)一份實(shí)驗(yàn)方案。第2課時(shí)教師檢查學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。學(xué)生小組代表展示實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)內(nèi)容。進(jìn)行實(shí)驗(yàn)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，教師參與其中，對(duì)于學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問題及時(shí)的發(fā)現(xiàn)， 及時(shí)的解決，真正的融入到學(xué)生中間去。分析結(jié)果，得岀結(jié)論做完實(shí)驗(yàn)后，我們要對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否與預(yù)期相吻合？是否支持了我們最初的假設(shè) ？當(dāng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果與預(yù)期不符時(shí)，我們要多思考， 也不要急于認(rèn)定假設(shè)不成立，要考慮會(huì)不會(huì)是因?yàn)閷?shí)驗(yàn)操作的不正確導(dǎo)致不能達(dá)到預(yù)期結(jié)果的？會(huì)不會(huì)有什么干擾因素呢 ？各組展示各自的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，描述所觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。教師及時(shí)

15、引導(dǎo)學(xué)生思考實(shí)驗(yàn)中岀現(xiàn)的問題：例如這個(gè)實(shí)驗(yàn)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(zhì)壁分離，但后來加清水怎么也不能使細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原，能否斷定當(dāng)外界濃度低的時(shí)候細(xì)胞不能吸水呢？為什么？（不能，因?yàn)檎崽菨舛冗^高了，導(dǎo)致細(xì)胞失水過快而死亡。）教師：所以無論實(shí)驗(yàn)成功也好，失敗也好，都要認(rèn)真分析。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果 得岀實(shí)驗(yàn)結(jié)論，最終師生達(dá)成共識(shí)，植物細(xì)胞的原生質(zhì)層相當(dāng)于一層半透 膜。3、物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)钠渌麑?shí)例細(xì)胞的吸水和失水是水分子順相對(duì)含量的梯度跨膜運(yùn)輸?shù)倪^程。其他物質(zhì)呢？資料分析：P64學(xué)生討論學(xué)生：細(xì)胞對(duì)于物質(zhì)的輸入和輸出有選擇性。師生：細(xì)胞膜和其他生物膜都是選擇透過性膜。

16、及時(shí)反饋，愉悅總結(jié)。練習(xí)是使學(xué)生掌握知識(shí)形成技能發(fā)展智力的重要手段，設(shè)計(jì)練習(xí)時(shí)盡量地做到科學(xué)、合理，體現(xiàn)出一定的層次性和針對(duì)性，難易適中，對(duì) 所學(xué)內(nèi)容進(jìn)行及時(shí)的反饋。教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行完后給學(xué)生一定的時(shí)間，反思自己思維中的不足，消化所學(xué)知識(shí)。然后教師指導(dǎo)學(xué)生用概念圖的形式進(jìn)行課堂小結(jié)。六、板書設(shè)計(jì)一、滲透作用:1、概念：水分子從數(shù)量多的一側(cè)向水分子數(shù)量少的一側(cè)擴(kuò)散，也就是說：水 分子是順著相對(duì)濃度梯度跨膜運(yùn)輸?shù)默F(xiàn)象。2、發(fā)生的條件：a 要有半透膜；b 半透膜兩側(cè)的溶液存在濃度差。二、動(dòng)物細(xì)胞的吸水失水：當(dāng)細(xì)胞內(nèi)溶液濃度 外界溶液濃度，細(xì)胞吸水當(dāng)細(xì)胞內(nèi)溶液濃度 外界溶液濃度，細(xì)胞失水當(dāng)細(xì)胞內(nèi)溶液濃度 =外界溶液濃度，細(xì)胞形態(tài)不變?nèi)⒅参锛?xì)胞的吸水失水：當(dāng)細(xì)胞液濃度 外界溶液濃度，細(xì)胞吸水；當(dāng)細(xì)胞液濃度 外界溶液濃度，細(xì)胞失水，植物細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象。四、探究實(shí)驗(yàn)：六個(gè)步驟：提出問題、作出假設(shè)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、 得出結(jié)論和交流討論七、教學(xué)反思這節(jié)課，通過對(duì)學(xué)生提出問題、作出假設(shè)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、實(shí)施實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn) 象等環(huán)節(jié)的學(xué)習(xí)訓(xùn)練， 一方面提高了學(xué)生的生命科學(xué)實(shí)驗(yàn)探究能力； 另一方面豐 富了學(xué)生的學(xué)習(xí)方式， 變單一的個(gè)體學(xué)習(xí)為接受與體驗(yàn)、 研究、發(fā)現(xiàn)相結(jié)合的小 組合作式的學(xué)習(xí)，