人教版生物必修一第4章-細胞的物質(zhì)輸入和輸出第1節(jié)《物質(zhì)跨膜運輸?shù)膶嵗返?課時教案

出●章節(jié)規(guī)劃本章和第5章的內(nèi)容都屬于細胞的功能。任何一個生命系統(tǒng)都是開放的系統(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)進出的大門是細胞膜，所以本章與細胞膜有重要關(guān)系。前面第2章已經(jīng)介紹了細胞膜的化學(xué)組成和細胞膜在細胞識別和信息傳遞上的功能。本章著重介紹細胞膜作為細胞大門在把握物質(zhì)進出中發(fā)揮的作用。第1節(jié)主要通過以水和無機鹽的跨膜運輸為實例，說明細胞膜是選擇透過性膜。為什么能實現(xiàn)選擇透過性？功能與結(jié)構(gòu)有關(guān)，于是第2節(jié)內(nèi)容著重介紹細胞膜的結(jié)構(gòu)。那不同的物質(zhì)是如何進出細胞膜的呢？在第3節(jié)則主要探討了物質(zhì)進出細胞的不同方式。三節(jié)內(nèi)容之間存在內(nèi)在的聯(lián)系。本章的學(xué)問結(jié)構(gòu)體系：1.物質(zhì)的跨膜運輸實例（1）水分的輸入和輸出：質(zhì)壁分別與復(fù)原的條件、現(xiàn)象、原理、結(jié)論（2）無機鹽等其他物質(zhì)跨膜運輸?shù)奶攸c（3）選擇透過性膜的概念2.生物膜的流淌鑲嵌模型（1）對生物膜結(jié)構(gòu)的探究歷程（2）流淌鑲嵌模型的基本內(nèi)容3.物質(zhì)跨膜運輸?shù)姆绞剑?）大分子的跨膜運輸方式：胞吞和胞吐本章中所含的重要的教學(xué)價值：通過對植物細胞失水和吸水的試驗，培育同學(xué)學(xué)會探究問題的一般方法和步驟；通過對生物膜的探究歷程的分析，讓同學(xué)體驗人們生疏自然世界的一般規(guī)律，人們在試驗的基礎(chǔ)上提出假說，又通過進一步的試驗來修正假說，其中方法和技術(shù)的進步起關(guān)鍵的作用；通過數(shù)學(xué)坐標圖來表達3種跨膜運輸方式的一些規(guī)律和特征，培育同學(xué)對圖表數(shù)據(jù)的解讀力量。本章中《物質(zhì)跨膜運輸?shù)膶嵗房捎?課時教學(xué)，1個課時結(jié)合對植物細胞失水和吸水的試驗的設(shè)計分析，突出教會同學(xué)探究問題的一般方法，1個課時用來完成試驗并分析結(jié)論，突出試驗操作的教學(xué)?！渡锬さ牧魈疏偳赌Ｐ汀房捎?課時，突誕生物學(xué)史的教學(xué)。《物質(zhì)跨膜運輸?shù)姆绞健房捎?課時，突出比較的方法和對坐標圖表的分析。分別開來的原生質(zhì)層最外面的是細胞膜。第1節(jié)物質(zhì)跨膜運輸?shù)膶嵗竟?jié)利用一些具體例子和資料，介紹了兩方面的內(nèi)容：1.水分子是順著相對含量的梯度跨膜運輸?shù)?。本?jié)試驗是一個“探究試驗”，這也是同學(xué)高中階段第一次接觸“探究試驗”，要逐步教會同學(xué)進行探究的基本方法和步驟。雖然試驗本身很簡潔，關(guān)鍵是要引導(dǎo)同學(xué)如何從生活現(xiàn)象中發(fā)覺問題，提出有價值的問題，引導(dǎo)同學(xué)學(xué)會如何分析問題作出假設(shè)，并依據(jù)所做的假設(shè)來設(shè)計試驗，考慮試驗操作的具體細節(jié)（材料、用具、試劑的選擇，操作步驟，結(jié)果預(yù)期，設(shè)計記錄表格等），這才是最重要的。本節(jié)可以分2課時進行，第一課時著重介紹探究試驗的一般方法和步驟，其次課時則進行試驗，分析試驗結(jié)果，得出結(jié)論。結(jié)合對試驗的分析來介紹滲透裝置和滲透作用，指出一個成熟的細胞就是一個滲透裝置，最終通過書本中的資料分析得出：（1）離子的跨膜運輸并不是順著離子相對含量的梯度來進行的；（2）細胞膜不僅僅是半透膜，還是選擇透過性膜?！袢S目標1.學(xué)問與技能（1）說出細胞在什么狀況下吸水和失水。（2）舉例說明細胞膜是選擇透過性膜。（3）嫻熟制作臨時裝片和操作顯微鏡觀看。2.過程與方法（1）嘗試從生活現(xiàn)象中提出問題，作出假設(shè)。（2）學(xué)習進行探究問題的一般方法和步驟。3.情感態(tài)度與價值觀（1）參與課堂爭辯與溝通。（2）養(yǎng)成良好的試驗習慣，如準時清洗和擺放試驗用具，疼惜試驗室衛(wèi)生等?！窠虒W(xué)重點1.如何進行探究試驗，其基本方法和一般過程。2.滲透作用；細胞是一個滲透系統(tǒng)。3.細胞膜不僅僅是半透膜，還是選擇透過性膜?！窠虒W(xué)難點1.如何發(fā)覺問題和提出問題。2.如何設(shè)計試驗過程（材料、試驗用具、試劑的選擇，試驗結(jié)果的猜測，操作的細節(jié)）。3.細胞膜不僅僅是半透膜，還是選擇透過性膜?！窠叹哳A(yù)備1.滲透演示試驗。2.蘿卜條吸水和失水的演示試驗。3.滲透原理的多媒體演示課件?！裾n時支配2課時第一課時探究細胞的吸水與失水●教學(xué)過程［課前預(yù)備］課前老師預(yù)備好蘿卜條吸水和失水的演示試驗，取三塊外形大小相同的蘿卜條，一塊置于盛有清水的燒杯中，一塊置于盛有鹽水的燒杯中，一塊用培育皿盛放以作對比。此試驗一般需要半小時就可以有明顯的結(jié)果。［情境創(chuàng)設(shè)］今日我們開頭學(xué)習第4章《細胞的物質(zhì)輸入和輸出》，無論是從個體層次還是細胞層次來看，生命系統(tǒng)并不是一個孤立封閉的系統(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），同時也包括準時地把代謝產(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胞層次上物質(zhì)是如何輸入和輸出的。首先我們來看這樣幾個生活中的例子：（1）你吃比較咸的食物時，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有什么感覺？為什么？同學(xué)：會有干燥難過的感覺，由于口腔和唇的細胞失去水分，即水分的輸出。（2）當你把白菜剁碎預(yù)備做餡時，經(jīng)常要放一些鹽，過一段時間后就可見有水分滲出，這些水分是從哪里來的？同學(xué)：菜餡細胞失去的水分，即水分的輸出。（3）蔫了的青菜葉放入清水中浸泡一段時間后，會有什么變化？同學(xué)：菜葉又重新變得硬挺起來了，葉面伸展，即水分的輸入。（4）老師呈現(xiàn)課前預(yù)備好的蘿卜條失水和吸水的試驗，介紹試驗過程，呈現(xiàn)試驗結(jié)果。問：兩個燒杯中的蘿卜條為什么會消滅明顯的不同呢？同學(xué)：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］1.提出問題老師：結(jié)合上面這些例子，特殊是蘿卜條吸水和失水的這個演示試驗，假如深化思考的話，你可以提出什么問題？將問題寫下來。同學(xué)：①細胞會失水嗎？（滲出的水是細胞內(nèi)的水還是間隙的水）②細胞在什么狀況下會失水，什么狀況下會吸水呢？③水分是如何進出細胞的？……老師：大家一起來爭辯一下提的問題哪些是有價值的，值得探究的？同學(xué)：②和③兩個問題提得好，可以探究。老師：我們要學(xué)會擅長從生活中的現(xiàn)象中發(fā)覺新的問題，提出問題。很多科學(xué)家發(fā)覺也就是在平?？此屏曇詾槌５默F(xiàn)象或者一些偶然巧合的現(xiàn)象中提出來的，例如牛頓就從蘋果掉下來的現(xiàn)象中提出地球引力的問題；細菌學(xué)家弗萊明從一個長了青霉的細菌培育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。當然這要求我們要有敏銳的觀看力量和靈敏的思維。愛因斯坦曾經(jīng)說過：“提出一個問題比解決一個問題更重要?！笨梢哉f“提出問題的力量”是人們素養(yǎng)的一個重要組成部分,是制造創(chuàng)造的源泉之一。好，提出了一個有價值的問題以后，我們?nèi)绾稳庌q它呢？這節(jié)課我主要是告知大家探究問題的一般方法和步驟。2.作出假設(shè)當一個問題提出來后，首先我們要對現(xiàn)象進行分析，結(jié)合已有的學(xué)問（必要時還要查找一些資料）和生活閱歷，對提出的問題作出一個嘗試性的回答。我們叫“作出假設(shè)”。比如我們爭辯“細胞在什么狀況下會失水，什么狀況下會吸水呢”，綜合分析以上幾個例子——嗑瓜子引起口干，菜餡滲出水，還有鹽水中的蘿卜條失水，它們的共同點是細胞外有肯定的鹽分，所以可以推理“是不是當細胞外界溶液的濃度過大或者說大于細胞內(nèi)的濃度時，細胞會失水呢？反之假如細胞外溶液低于細胞內(nèi)溶液的濃度時細胞則會吸水”，作出了一個假設(shè)。那作出的假設(shè)正確與否呢？就需要通過試驗來驗證，那么接下來我們就要設(shè)計一個試驗，制造我們假設(shè)中所提出的條件，來檢測細胞是否發(fā)生失水或吸水。3.設(shè)計試驗老師：那這個試驗的設(shè)計上我們需要考慮哪些細節(jié)呢？首先我們要考慮“選擇怎樣的細胞材料來進行試驗”，脫開書本，假如你是第一次遇到這樣的問題，你會考慮選擇怎樣的材料呢？同學(xué)：樹葉；菜葉；血細胞；花瓣?！蠋煟捍蠹铱梢源蜷_思維來想，剛才你們提的材料很好，都可以用來嘗試，或許這些材料都能成功，但也可能一些材料不能助你成功。同時你們也想一想這個試驗要用到哪些工具，你如何推斷細胞失水了還是沒有失水？同學(xué)：用顯微鏡觀看。老師：很好，當你選用了顯微鏡以后，你的選材就應(yīng)留意要盡可能選簡潔做成裝片的，在顯微鏡下簡潔觀看到的（如細胞比較大，或細胞有顏色等，假如沒有顏色，能不能染色？染色要留意什么）。比如洋蔥表皮細胞有紫色，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？同學(xué)：水綿，水綿是綠色的，水綿是單層細胞。那葫蘆蘚也可以，它的葉是一層細胞的。美人蕉的花瓣表皮細胞中液泡顏色呈現(xiàn)鮮紅色。紫鴨跖草表皮簡潔撕取，紫色液泡大而明顯，很簡潔找到?！蠋煟捍蠹业乃悸烽_頭打開了，想得很好，那到底這些材料好不好，大家也可以做為一個課題來爭辯，多選幾種材料都試試，進行比較。好，那接下來我們還要考慮選用怎樣的試劑好呢？同學(xué)：鹽水。老師：還有沒有其他的呢？同學(xué)：糖水；醋酸；海水?！牧?、用具、試劑都選好了，接下來我們要考慮整個試驗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；還是先做好裝片，再想方法往里加入試劑呢？同學(xué)：先做裝片再加試劑好，這樣可以在顯微鏡下監(jiān)控細胞失水的變化過程。老師：很好，現(xiàn)在我們還有一個重要的問題，那就是要預(yù)期一下試驗結(jié)果，加了高濃度糖水后細胞會發(fā)生怎樣的變化呢？同學(xué)：細胞會縮小。圖4－1－11.正常細胞2、3.發(fā)生了質(zhì)壁分別的細胞老師：對，細胞液中的水分流失，使細胞壁和原生質(zhì)層都消滅肯定程度的收縮。由于原生質(zhì)層（包括細胞膜、液泡膜和這兩層膜之間的細胞質(zhì)。留意：原生質(zhì)層和原生質(zhì)兩個概念是不同的，原生質(zhì)則指細胞內(nèi)的生命物質(zhì)，整個動物細胞都是一團原生質(zhì)，而植物細胞除細胞壁外的其他全部物質(zhì)是一團原生質(zhì)）比細胞壁的伸縮性大，當細胞不斷失水時，原生質(zhì)就會與細胞壁分別開來，也就發(fā)生質(zhì)壁分別。所以觀看到質(zhì)壁分別可以作為細胞失水的表現(xiàn)。猜測了試驗結(jié)果后，我們可以設(shè)計一個表格來記錄試驗結(jié)果。這個試驗中的表格就比較簡潔了。中心液泡的大小原生質(zhì)層的位置細胞大小0.3g/mL蔗糖溶液清水4.開展試驗好，當全部這些試驗的細節(jié)都考慮清楚了以后，我們就可以開頭試驗了，下節(jié)課我們就到試驗室完成這個探究試驗。5.記錄結(jié)果6.分析結(jié)果，得出結(jié)論做完試驗后，我們要對試驗結(jié)果進行分析，試驗結(jié)果是否與預(yù)期相吻合？是否支持了我們最初的假設(shè)？當試驗結(jié)果與預(yù)期不符時，我們要多思考，也不要急于認定假設(shè)不成立，要考慮會不會是由于試驗操作的不正確導(dǎo)致不能達到預(yù)期結(jié)果的？會不會有什么干擾因素呢？例如這個試驗中，假如開頭使用了0.8g/mL的蔗糖溶液，很快就觀看到了質(zhì)壁分別，但后來加清水怎么也不能使細胞發(fā)生質(zhì)壁分別復(fù)原，能否斷定當外界濃度低的時候細胞不能吸水呢？同學(xué)：不能。老師：那為什么會消滅與預(yù)期不符的結(jié)果呢？就要多思考了，有沒有誰能想到呢？同學(xué)：會不會由于蔗糖濃度過高了，導(dǎo)致細胞失水過快而死亡了。老師：很好，回答得很正確。所以無論試驗成功也好，失敗也好，都要認真分析。假如的確找不到試驗設(shè)計上的緣由也找不到試驗操作上的緣由，始終也未能得到預(yù)期的結(jié)果，這就要認定假設(shè)是錯的了。這時又要重新回頭做新的假設(shè)，然后設(shè)計別的試驗了。失敗不要緊，很多宏大的發(fā)覺都不行能一次就成功的，都是要經(jīng)過多次，有的甚至千百次的失敗后才成功的。失敗是成功之母嘛。［老師精講］進行科學(xué)探究的方式是多種多樣的。一般來說，其基本過程具有六個要素：提出科學(xué)問題；進行猜想和假設(shè)；制定方案，設(shè)計試驗；觀看與試驗，獵取事實與證據(jù)；檢驗與評價；表達與溝通。某些探究過程只包含其中的幾個要素，而且也不肯定按上面呈現(xiàn)的挨次進行。我們進行科學(xué)探究主要是領(lǐng)悟科學(xué)探究的思想，培育自己進行科學(xué)探究所需要的力量，增進對科學(xué)探究方法與過程的理解?？茖W(xué)探究力量是通過完成部分探究活動和完整的探究活動而形成和進展的。［評價反饋］1.精選練習（1）酵母菌培育基中，常含有肯定濃度的葡萄糖，但當葡萄糖濃度過高時，反而抵制了微生物的生長，緣由是A.轉(zhuǎn)變了酵母菌的pH B.碳源太豐富C.細胞失水影響其生活 D.葡萄糖不是酵母菌的原料（2）當把紫色的洋蔥鱗片葉的表皮置于質(zhì)量濃度為0.3g/mL的蔗糖溶液中后，原生質(zhì)層和細胞壁之間將A.緊緊靠在一起 B.布滿細胞液 C.布滿蔗糖溶液 D.布滿清水答案：（1）C（2）C［課堂小結(jié)］我們這節(jié)課就到這里，主要是告知大家探究的一般方法和基本的步驟：提出問題→作出假設(shè)→設(shè)計試驗→開展試驗→記錄結(jié)果→分析結(jié)果，得出結(jié)論→表達與溝通。下節(jié)課我們就到試驗室來完成這個試驗。［布置作業(yè)］課后完善本試驗的設(shè)計，理順操作步驟，預(yù)期試驗結(jié)果并思考：1.假如細胞壁相當于一層半透膜，試驗結(jié)果會有什么不同？2.假如沒有細胞壁，試驗結(jié)果會有什么不同？［課后拓展］請依據(jù)下述條件設(shè)計一個試驗，鑒別兩種不同濃度的蔗糖溶液，寫出試驗步驟并分析結(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、細線1根、支架1個。提示：此題主要考查設(shè)計試驗的力量。設(shè)計試驗的目的（提出問題）：鑒別兩種不同濃度的蔗糖溶液。設(shè)計試驗依據(jù)的原理：滲透作用原理。試驗材料和用品的選擇：制作一個滲透裝置和進行滲透作用測量的材料、用品。合理支配試驗步驟參見下面的答案。對試驗結(jié)果的猜測和分析