人教版生物細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出《物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)膶?shí)例》教案

出●章節(jié)規(guī)劃本章和第5章的內(nèi)容都屬于細(xì)胞一個(gè)生命系統(tǒng)都是開(kāi)放的系統(tǒng)，都與外界有物質(zhì)的交換，即物質(zhì)的輸入和輸出。而物質(zhì)進(jìn)出的大門(mén)是細(xì)胞膜，所以本章與細(xì)胞膜有重要關(guān)系。前面第2章已經(jīng)介紹了細(xì)胞膜的化學(xué)組成和細(xì)胞膜在細(xì)胞識(shí)別和信息傳遞上的功能。本章著重介紹細(xì)胞膜作為細(xì)胞大門(mén)在控制物質(zhì)進(jìn)出中發(fā)揮的作用。第1節(jié)主要通過(guò)以水和無(wú)機(jī)鹽的跨膜運(yùn)輸為實(shí)例，說(shuō)明細(xì)胞膜是選擇透過(guò)性膜。為什么能實(shí)現(xiàn)選擇透過(guò)性？功能與結(jié)構(gòu)有關(guān)，于是第2節(jié)內(nèi)容著重介紹細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)。那不同的物質(zhì)是如何進(jìn)出細(xì)胞膜的呢？在第3節(jié)則主要探討了物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的不同方式。三節(jié)內(nèi)容之間存在內(nèi)在的聯(lián)系。本章的知識(shí)結(jié)構(gòu)體系：1.物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸實(shí)例（1）水分的輸入和輸出：質(zhì)壁分離與復(fù)原的條件、現(xiàn)象、原理、結(jié)論（2）無(wú)機(jī)鹽等其他物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn)（3）選擇透過(guò)性膜的概念2.生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型（1）對(duì)生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程（2）流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容3.物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞剑?）大分子的跨膜運(yùn)輸方式：胞吞和胞吐本章中所含的重要的教學(xué)價(jià)值：通失水和吸水的實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會(huì)探究問(wèn)題的一般方法和步驟；通過(guò)對(duì)生物膜的探索歷程的分析，讓學(xué)生體驗(yàn)人們認(rèn)識(shí)自然世界的一般規(guī)律，人們?cè)趯?shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上提出假說(shuō)，又通過(guò)進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)來(lái)修正假說(shuō)，其中方法和技術(shù)的進(jìn)步起關(guān)鍵的作用；通過(guò)數(shù)學(xué)坐標(biāo)圖來(lái)表達(dá)3種跨膜運(yùn)輸方式的一些規(guī)律和特征，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)圖表數(shù)據(jù)的解讀能力。本章中《物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)膶?shí)例》可，1個(gè)課時(shí)結(jié)合對(duì)植物細(xì)胞失水和吸水的實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)分析，突出教會(huì)學(xué)生探究問(wèn)題的一般方法，1個(gè)課時(shí)用來(lái)完成實(shí)驗(yàn)并分析結(jié)論，突出實(shí)驗(yàn)操作的教學(xué)?！渡锬さ牧鲃?dòng)鑲嵌模型》可用1課時(shí)，突出生物學(xué)史的教學(xué)?！段镔|(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞健房捎?課時(shí)，突出比較的方法和對(duì)坐標(biāo)圖表的分析。分離開(kāi)來(lái)的原生質(zhì)層最外面的是細(xì)胞膜。第1節(jié)物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)膶?shí)例本節(jié)利用一些具體例子和資料，介紹了兩方面的內(nèi)容：1.水分子是順著相對(duì)含量的梯度跨膜運(yùn)輸?shù)?。本?jié)實(shí)驗(yàn)是一個(gè)“探究實(shí)驗(yàn)”高中階段第一次接觸“探究實(shí)驗(yàn)”，要逐步教會(huì)學(xué)生進(jìn)行探究的基本方法和步驟。雖然實(shí)驗(yàn)本身很簡(jiǎn)單，關(guān)鍵是要引導(dǎo)學(xué)生如何從生活現(xiàn)象中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，提出有價(jià)值的問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)如何分析問(wèn)題作出假設(shè)，并根據(jù)所做的假設(shè)來(lái)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，考慮實(shí)驗(yàn)操作的具體細(xì)節(jié)（材料、用具、試劑的選擇，操作步驟，結(jié)果預(yù)期，設(shè)計(jì)記錄表格等），這才是最重要的。本節(jié)可以分2課時(shí)進(jìn)行，介紹探究實(shí)驗(yàn)的一般方法和步驟，第二課時(shí)則進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得出結(jié)論。結(jié)合對(duì)實(shí)驗(yàn)的分析來(lái)介紹滲透裝置和滲透作用，指出一個(gè)成熟的細(xì)胞就是一個(gè)滲透裝置，最后通過(guò)書(shū)本中的資料分析得出：（1）離子的跨膜運(yùn)輸并不是順著離子相對(duì)含量的梯度來(lái)進(jìn)行的；（2）細(xì)胞膜不僅僅是半透膜，還是選擇透過(guò)性膜?！袢S目標(biāo)1.知識(shí)與技能（1）說(shuō)出細(xì)胞在什么情況下吸水和失水。（2）舉例說(shuō)明細(xì)胞膜是選擇透過(guò)性膜。（3）熟練制作臨時(shí)裝片和操作顯微鏡觀察。2.過(guò)程與方法（1）嘗試從生活現(xiàn)象中提出問(wèn)題，作出假設(shè)。（2）學(xué)習(xí)進(jìn)行探究問(wèn)題的一般方法和步驟。3.情感態(tài)度與價(jià)值觀（1）參與課堂討論與交流。（2）養(yǎng)成良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣，如及時(shí)清洗和擺放實(shí)驗(yàn)用具，愛(ài)護(hù)實(shí)驗(yàn)室衛(wèi)生等?！窠虒W(xué)重點(diǎn)1.如何進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)，其基本方法和一般過(guò)程。2.滲透作用；細(xì)胞是一個(gè)滲透系統(tǒng)。3.細(xì)胞膜不僅僅是半透膜，還是選擇透過(guò)性膜?！窠虒W(xué)難點(diǎn)1.如何發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和提出問(wèn)題。2.如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)過(guò)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)，操作的細(xì)節(jié)）。3.細(xì)胞膜不僅僅是半透膜，還是選擇透過(guò)性膜?！窠叹邷?zhǔn)備1.滲透演示實(shí)驗(yàn)。2.蘿卜條吸水和失水的演示實(shí)驗(yàn)。3.滲透原理的多媒體演示課件?！裾n時(shí)安排2課時(shí)第一課時(shí)探究細(xì)胞的吸水與失水●教學(xué)過(guò)程［課前準(zhǔn)備］課前老師準(zhǔn)備好蘿卜條吸示實(shí)驗(yàn)，取三塊形狀大小相同的蘿卜條，一塊置于盛有清水的燒杯中，一塊置于盛有鹽水的燒杯中，一塊用培養(yǎng)皿盛放以作對(duì)照。此實(shí)驗(yàn)一般需要半小時(shí)就可以有明顯的結(jié)果。［情境創(chuàng)設(shè)］今天我們開(kāi)始學(xué)習(xí)第4章《細(xì)胞的物》，無(wú)論是從個(gè)體層次還是細(xì)胞層次來(lái)看，生命系統(tǒng)并不是一個(gè)孤立封閉的系統(tǒng)，它要不斷與外界發(fā)生物質(zhì)和能量的交換，包括從外界攝入物質(zhì)（如我們吸入氧氣、吃飯等），同時(shí)也包括及時(shí)地把代謝產(chǎn)生的廢物排出體外（如呼出二氧化碳，排尿，出汗等）。那么這一章我們著重探討在細(xì)胞層次上物質(zhì)是如何輸入和輸出的。首先我們來(lái)看這樣幾個(gè)生活中的例子：（1）你吃比較咸的食物時(shí)，例如腌制的咸菜、連續(xù)嗑帶鹽的瓜子等，你的口腔和唇的黏膜會(huì)有什么感覺(jué)？為什么？學(xué)生：會(huì)有干燥難受的感覺(jué)，因?yàn)榭谇缓痛降募?xì)胞失去水分，即水分的輸出。（2）當(dāng)你把白菜剁碎準(zhǔn)備做餡時(shí)，常常要放一些鹽，過(guò)一段時(shí)間后就可見(jiàn)有水分滲出，這些水分是從哪里來(lái)的？學(xué)生：菜餡細(xì)胞失去的水分，即水分的輸出。（3）蔫了的青菜葉放入清水中浸泡一段時(shí)間后，會(huì)有什么變化？學(xué)生：菜葉又重新變得硬挺起來(lái)了，葉面伸展，即水分的輸入。（4）老師展示課前準(zhǔn)備好的蘿卜條失水和吸水的實(shí)驗(yàn)，介紹實(shí)驗(yàn)過(guò)程，展示實(shí)驗(yàn)結(jié)果。問(wèn)：兩個(gè)燒杯中的蘿卜條為什么會(huì)出現(xiàn)明顯的不同呢？學(xué)生：清水中的蘿卜條吸水，即水分的輸入；鹽水中的蘿卜條失水，即水分的輸出。（5）你還能想到哪些類似的例子呢？……［師生互動(dòng)］1.提出問(wèn)題教師：結(jié)合上面這些例子，特別是蘿卜條吸水和失水的這個(gè)演示實(shí)驗(yàn)，如果深入思考的話，你可以提出什么問(wèn)題？將問(wèn)題寫(xiě)下來(lái)。學(xué)生：①細(xì)胞會(huì)失水嗎？（滲出的水是細(xì)胞內(nèi)的水還是間隙的水）②細(xì)胞在什么情況下會(huì)失水，什么情況下會(huì)吸水呢？③水分是如何進(jìn)出細(xì)胞的？……教師：大家一起來(lái)討論一下提的問(wèn)題哪些是有價(jià)值的，值得探究的？學(xué)生：②和③兩個(gè)問(wèn)題提得好，可以探究。教師：我們要學(xué)中的現(xiàn)象中發(fā)現(xiàn)新的問(wèn)題，提出問(wèn)題。許多科學(xué)家發(fā)現(xiàn)也就是在平時(shí)看似習(xí)以為常的現(xiàn)象或者一些偶然巧合的現(xiàn)象中提出來(lái)的，例如牛頓就從蘋(píng)果掉下來(lái)的現(xiàn)象中提出地球引力的問(wèn)題；細(xì)菌學(xué)家弗萊明從一個(gè)長(zhǎng)了青霉的細(xì)菌培養(yǎng)皿中提出青霉的分泌物是否具有抑制葡萄球菌生活的作用，從而提取出青霉素的。當(dāng)然這要求我們要有敏銳的觀察能力和敏捷的思維。愛(ài)因斯坦曾經(jīng)說(shuō)過(guò)：“提出一個(gè)問(wèn)題比解決一個(gè)問(wèn)題更重要?！笨梢哉f(shuō)“提出問(wèn)題的能力”是人們素質(zhì)的一個(gè)重要組成部分,是創(chuàng)造發(fā)明的源泉之一。好，提出了一個(gè)有價(jià)值的問(wèn)題以后，我們?nèi)绾稳パ芯克?？這節(jié)課我主要是告訴大家探究問(wèn)題的一般方法和步驟。2.作出假設(shè)當(dāng)一個(gè)問(wèn)題提我們要對(duì)現(xiàn)象進(jìn)行分析，結(jié)合已有的知識(shí)（必要時(shí)還要查找一些資料）和生活經(jīng)驗(yàn)，對(duì)提出的問(wèn)題作出一個(gè)嘗試性的回答。我們叫“作出假設(shè)”。比如我們研究“細(xì)胞在什么情什么情況下會(huì)吸水呢”，綜合分析以上幾個(gè)例子——嗑瓜子引起口干，菜餡滲出水，還有鹽水中的蘿卜條失水，它們的共同點(diǎn)是細(xì)胞外有一定的鹽分，所以可以推理“是不是當(dāng)細(xì)胞外界溶液的濃度過(guò)大或者說(shuō)大于細(xì)胞內(nèi)的濃度時(shí)，細(xì)胞會(huì)失水呢？反之如果細(xì)胞外溶液低于細(xì)胞內(nèi)溶液的濃度時(shí)細(xì)胞則會(huì)吸水”，作出了一個(gè)假設(shè)。那作出的假設(shè)正確與否呢？就需要通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證，那么接下來(lái)我們就要設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，創(chuàng)造我們假設(shè)中所提出的條件，來(lái)檢測(cè)細(xì)胞是否發(fā)生失水或吸水。3.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教師：那這個(gè)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)上我們需要考慮哪些細(xì)節(jié)呢？首先我們要考慮“選擇怎樣的細(xì)胞材料來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)”，脫開(kāi)書(shū)本，假如你是第一次碰到這樣的問(wèn)題，你會(huì)考慮選擇怎樣的材料呢？學(xué)生：樹(shù)葉；菜葉；血細(xì)胞；花瓣?！處煟捍蠹铱梢源蜷_(kāi)思維來(lái)想的材料很好，都可以用來(lái)嘗試，或許這些材料都能成功，但也可能一些材料不能助你成功。同時(shí)你們也想一想這個(gè)實(shí)驗(yàn)要用到哪些工具，你如何判斷細(xì)胞失水了還是沒(méi)有失水？學(xué)生：用顯微鏡觀察。教師：很好，當(dāng)你選用了你的選材就應(yīng)注意要盡可能選容易做成裝片的，在顯微鏡下容易觀察到的（如細(xì)胞比較大，或細(xì)胞有顏色等，如果沒(méi)有顏色，能不能染色？染色要注意什么）。比如洋蔥表皮細(xì)胞有紫色，也很好撕取做成裝片，就可以考慮，那大家還能不能想到其他什么好材料呢？學(xué)生：水綿，水綿是綠色的，水綿是單層細(xì)胞。那葫蘆蘚也可以，它的葉是一層細(xì)胞的。美人蕉的花瓣表皮細(xì)胞中液泡顏色呈現(xiàn)鮮紅色。紫鴨跖草表皮容易撕取，紫色液泡大而明顯，很容易找到?！處煟捍蠹业乃悸烽_(kāi)始打開(kāi)了，想得很好，那究竟這些材料好不好，大家也可以做為一個(gè)課題來(lái)研究，多選幾種材料都試試，進(jìn)行比較。好，那接下來(lái)我們還要考慮選用怎樣的試劑好呢？學(xué)生：鹽水。教師：還有沒(méi)有其他的呢？學(xué)生：糖水；醋酸；海水。……材料、用具、試劑都選好了要考慮整個(gè)實(shí)驗(yàn)具體的操作步驟該如何。是先把洋蔥泡在鹽水中，10分鐘后取出做成裝片，顯微鏡下檢測(cè)；還是先做好裝片，再想辦法往里加入試劑呢？學(xué)生：先做裝片再加試劑好，這樣可以在顯微鏡下監(jiān)控細(xì)胞失水的變化過(guò)程。教師：很好，現(xiàn)在我們還有一個(gè)重要的問(wèn)題，那就是要預(yù)期一下實(shí)驗(yàn)結(jié)果，加了高濃度糖水后細(xì)胞會(huì)發(fā)生怎樣的變化呢？學(xué)生：細(xì)胞會(huì)縮小。圖4－1－11.正常細(xì)胞2、3.發(fā)生了質(zhì)壁分離的細(xì)胞教師：對(duì)，細(xì)胞液中的水分流和原生質(zhì)層都出現(xiàn)一定程度的收縮。由于原生質(zhì)層（包括細(xì)胞膜、液泡膜和這兩層膜之間的細(xì)胞質(zhì)。注意：原生質(zhì)層和原生質(zhì)兩個(gè)概念是不同的，原生質(zhì)則指細(xì)胞內(nèi)的生命物質(zhì)，整個(gè)動(dòng)物細(xì)胞都是一團(tuán)原生質(zhì)，而植物細(xì)胞除細(xì)胞壁外的其他所有物質(zhì)是一團(tuán)原生質(zhì)）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(kāi)來(lái)，也就發(fā)生質(zhì)壁分離。所以觀察到質(zhì)壁分離可以作為細(xì)胞失水的表現(xiàn)。預(yù)測(cè)了實(shí)驗(yàn)結(jié)果后，我們可以設(shè)計(jì)一個(gè)表格來(lái)記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果。這個(gè)實(shí)驗(yàn)中的表格就比較簡(jiǎn)單了。中央液泡的大小原生質(zhì)層的位置細(xì)胞大小g/mL蔗糖溶液清水4.開(kāi)展實(shí)驗(yàn)好，當(dāng)所有這些實(shí)驗(yàn)的細(xì)節(jié)都考慮清楚了以后，我們就可以開(kāi)始實(shí)驗(yàn)了，下節(jié)課我們就到實(shí)驗(yàn)室完成這個(gè)探究實(shí)驗(yàn)。5.記錄結(jié)果6.分析結(jié)果，得出結(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？例如這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，如果開(kāi)始使g/mL的蔗糖溶液，很快就觀察到了質(zhì)壁分離，但后來(lái)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？學(xué)生：不能。教師：那為什么會(huì)出現(xiàn)與預(yù)期不符的結(jié)果呢？就要多思考了，有沒(méi)有誰(shuí)能想到呢？學(xué)生：會(huì)不會(huì)因?yàn)檎崽菨舛冗^(guò)高了，導(dǎo)致細(xì)胞失水過(guò)快而死亡了。教師：很好，回答得很正確。所以無(wú)論實(shí)驗(yàn)成功也好，失敗也好，都要認(rèn)真分析。如果確實(shí)找不到實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)上的原因操作上的原因，始終也未能得到預(yù)期的結(jié)果，這就要認(rèn)定假設(shè)是錯(cuò)的了。這時(shí)又要重新回頭做新的假設(shè)，然后設(shè)計(jì)別的實(shí)驗(yàn)了。失敗不要緊，很多偉大的發(fā)現(xiàn)都不可能一次就成功的，都是要經(jīng)過(guò)多次，有的甚至千百次的失敗后才成功的。失敗是成功之母嘛。［教師精講］進(jìn)行科學(xué)探究的方的。一般來(lái)說(shuō)，其基本過(guò)程具有六個(gè)要素：提出科學(xué)問(wèn)題；進(jìn)行猜想和假設(shè)；制定計(jì)劃，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)；觀察與實(shí)驗(yàn)，獲取事實(shí)與證據(jù)；檢驗(yàn)與評(píng)價(jià)；表達(dá)與交流。某些探究過(guò)程只包含其中的幾個(gè)要素，而且也不一定按上面呈現(xiàn)的順序進(jìn)行。我們進(jìn)行科學(xué)探究主要是領(lǐng)悟科學(xué)探究的思想，培養(yǎng)自己進(jìn)行科學(xué)探究所需要的能力，增進(jìn)對(duì)科學(xué)探究方法與過(guò)程的理解?？茖W(xué)探究能力是通過(guò)完成部分探究活動(dòng)和完整的探究活動(dòng)而形成和發(fā)展的。［評(píng)價(jià)反饋］1.精選練習(xí)（1）酵母菌培養(yǎng)基中，常含有一定濃度的葡萄糖，但當(dāng)葡萄糖濃度過(guò)高時(shí)，反而抵制了微生物的生長(zhǎng)，原因是A.改變了酵母菌的pH B.碳源太豐富C.細(xì)胞失水影響其生活 D.葡萄糖不是酵母菌的原料（2）當(dāng)把紫色的洋蔥鱗片葉的表皮置于質(zhì)量濃度為g/mL的蔗糖溶液中后，原生質(zhì)層和細(xì)胞壁之間將A.緊緊靠在一起 B.充滿細(xì)胞液 C.充滿蔗糖溶液 D.充滿清水答案：（1）C（2）C［課堂小結(jié)］我們這節(jié)課就到這里，主要是的一般方法和基本的步驟：提出問(wèn)題→作出假設(shè)→設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)→開(kāi)展實(shí)驗(yàn)→記錄結(jié)果→分析結(jié)果，得出結(jié)論→表達(dá)與交流。下節(jié)課我們就到實(shí)驗(yàn)室來(lái)完成這個(gè)實(shí)驗(yàn)。［布置作業(yè)］課后完善本實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)，理順操作步驟，預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果并思考：1.假如細(xì)胞壁相當(dāng)于一層半透膜，實(shí)驗(yàn)結(jié)果會(huì)有什么不同？2.如果沒(méi)有細(xì)胞壁，實(shí)驗(yàn)結(jié)果會(huì)有什么不同？［課后拓展］請(qǐng)根據(jù)下述條件設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)同濃度的蔗糖溶液，寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)步驟并分析結(jié)果：一瓶10%的蔗糖溶液、一瓶30%的蔗糖溶液、250mL燒杯1只、半透膜制成的透析袋子只、有刻度玻璃管1支、細(xì)線1根、支架1個(gè)。提示：此題主要考查設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的驗(yàn)的目的（提出問(wèn)題）：鑒別兩種不同濃度的蔗糖溶液。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)依據(jù)的原理：滲透作用原理。實(shí)驗(yàn)材料和用品的選擇：制作一個(gè)滲透裝置和進(jìn)行滲透作用測(cè)量的材料、用品。合理安排實(shí)驗(yàn)步驟參見(jiàn)下面的答案。對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的預(yù)測(cè)和分析參