高中生物 第四章 細胞的物質輸入和輸出 第一節(jié) 物質跨膜運輸?shù)膶嵗贪?新人教版必修1

1、第四章第一節(jié)物質跨膜運輸?shù)膶嵗贪敢?、教學目標（1）知識與技能：說出細胞在什么情況下吸水和失水；列舉說明細胞膜是選擇透過性膜；熟練制作臨時裝片和操作顯微鏡觀察。（2）過程與方法：嘗試從生活現(xiàn)象中提出問題，作出假設；學習科學探究的一般方法和步驟。(3)情感態(tài)度和價值觀：領悟科學探究的思想方法，培養(yǎng)學生質疑、求實、創(chuàng)新以及勇于實踐的科學態(tài)度和精神；學生在合作學習的過程中，學會與人交流、尊重他人；在實驗操作中，養(yǎng)成良好的實驗品質。二、教學重點和難點（1）教學重點：如何進行探究，探究實驗的基本方法和一般過程；滲透作用的定義；選擇透過性膜的定義。（2）教學難點：嘗試提出問題、作出假設；進行探究植物細胞吸

2、水和失水的實驗設計和操作；細胞膜不僅是半透膜，還是選擇透過性膜。三、教學過程教學環(huán)節(jié)教 師 活 動學生活動設計意圖評 價創(chuàng)設情境、導入新課復習：細胞膜的組成和功能？ 設問：細胞膜具有控制物質進出的作用，那么是不是所有的物質都能進出細胞？引入新課：細胞膜是怎樣控制物質進出細胞的？今天，我們以水分為例，共同探討水分是怎樣通過細胞膜進出細胞的。回憶舊知識，思考、回答、質疑。通過創(chuàng)設問題情境，引導學生尋找新舊知識的結合點，啟發(fā)思維，產(chǎn)生質疑，激發(fā)探索新知的欲望。理解細胞膜是系統(tǒng)的邊界，很想進一步了解物質是怎樣跨膜運輸?shù)?？演示滲透現(xiàn)象、討論分析、構建知識探索新知1、“問題探討”：滲透作用的實驗現(xiàn)象（1）

3、演示實驗：一滴紅墨水滴入到清水中，出現(xiàn)什么現(xiàn)象？（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? 播放滲透裝置圖片，教師演示并進行解釋：燒杯中是清水，漏斗內(nèi)是30%的蔗糖溶液，兩種不同的溶液被一層玻璃紙（或雞蛋殼膜、膀胱）隔開，實驗開始時，漏斗內(nèi)外的液面在同一水平面上。思考：靜置2 h后，漏斗內(nèi)的液面會上升還是下降？為什么？學生觀察與討論：滲透作用進行時，蔗糖分子和半透膜兩側的水分子是否都通過半透膜？半透膜兩側水分子的通過數(shù)量一樣嗎？為什么？漏斗的液面會無限上升嗎？為什么？如果用一紗布代替半透膜，結果會怎樣？原因？如果燒杯中不是清水，而是同樣濃度的蔗糖溶液，結果又會怎樣？

4、原因？（3）啟發(fā)學生自主構建滲透作用的概念和條件并總結：滲透作用：水分子順著相對濃度梯度跨膜運輸?shù)默F(xiàn)象。條件：要有半透膜；半透膜兩側的溶液存在濃度差。學生觀察思考、合作討論，代表回答問題，并在教師的啟發(fā)下，自主構建滲透作用的概念和條件。利用動畫演示，增強直觀感；設計問題問題驅動學習,培養(yǎng)學生的觀察、比較、分析的能力，以及綜合不同學科知識的能力。同時，給學生適當?shù)墓膭?，有利于提高學生主動參與學習的積極性。 培養(yǎng)學生的歸納能力及友好的合作精神。學生能夠通過觀察、比較，并綜合不同學科的知識進行分析、歸納和總結，但在語言的陳述上還有待進一步的提高。討論分析動物細胞的吸水和失水1、（過渡）請同學們設想一

5、下：若把一些活的動、植物細胞也放入與滲透裝置相似的液體環(huán)境中，將會出現(xiàn)什么結果呢？2、引導學生回憶“制備細胞膜”的實驗，組織學生閱讀書本P60圖4-1“水分進出哺乳動物紅細胞的狀況”圖，創(chuàng)設問題，組織討論分析：(1)圖中所示的紅細胞出現(xiàn)了什么現(xiàn)象？為什么？(2)當外界溶液的濃度低時，紅細胞一定會由于吸水而漲破嗎？(3)你認為紅細胞的吸水和失水多少取決于什么條件？(4)紅細胞內(nèi)的血紅蛋白等有機物透過細胞膜嗎？這說明紅細胞的細胞膜相當于“滲透裝置”中的什么膜？3、引導總結：動物細胞相當于一個滲透裝置，會發(fā)生滲透吸水和失水。學生做各種各樣的猜想,并通過回憶舊知識、觀察思考、分析討論、得出結論。引導學

6、生怎樣把無生命的物理裝置與有生命的動、植物細胞聯(lián)系在一起，并利用新舊知識的結合點，培養(yǎng)學生知識的遷移能力，學會大膽猜想，同時培養(yǎng)學生觀察、比較和分析、總結，進而得出科學結論的能力。學生思維活躍，能利用已有知識以及相關圖文順利回答問題，能認可“動物細胞相當于一個“滲透裝置”的觀點。資料分享、嘗試提出問題作出假設1、引導學生進行資料的交流與分析：在日常生活里, 白菜放置時間長了,以及蘿卜條放在鹽水中,都會萎蔫；而賣菜的阿姨經(jīng)常向青菜上灑水,青菜變得硬挺。2、引導思考：這些實例都說明了什么？根據(jù)這些實例，你能進一步提出你想探究的問題，并作出對應的假設嗎？通過資料，利用已有的知識、經(jīng)驗進行實例分析，嘗

7、試提出問題、作出假設。結合生活實際，提高生物學知識運用的能力，同時引導學生從生活的實例中發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、作出假設。學生能列舉許多生活實例并理解這些例子與動、植物細胞的吸水和失水有關，但自主提出問題和作出假設的能力較差。實驗探究植物細胞的吸水和失水1、提出探究問題：植物細胞是不是一個滲透系統(tǒng)，哪些結構相當于半透膜？圖片展示：成熟植物細胞結構圖。提供信息：成熟植物細胞具有中央大液泡，占整個細胞很大比例，因此成熟植物細胞內(nèi)的液體環(huán)境主要考慮液泡中的細胞液。細胞壁的特點：全透性。細胞膜、液泡膜都是半透膜。原生質層：包括細胞膜和液泡膜以及兩層膜之間的細胞質。2、教師引導，作出假設：原生質層相當于半透

8、膜。預測實驗結果：當細胞液濃度 外界溶液濃度，細胞吸水，質壁分離；當細胞液濃度 外界溶液濃度，細胞失水，質壁分離復原在此處，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。3、設計實驗實驗材料、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、鹽水、海水、酒精？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？4、進行實驗5、師生共同歸納總結、得出結論： 植物細胞是一個滲透裝置：

9、原生質層可看作半透膜。當外界溶液的濃度細胞液的濃度時，細胞失水，出現(xiàn)質壁分離；當外界溶液的濃度BCBABACDBAC5、將某植物細胞置于大于該細胞液濃度的硝酸鉀溶液中，一段時間后在顯微鏡下觀察，發(fā)現(xiàn)該細胞未發(fā)生質壁分離，其原因可能是該細胞 （ B ）為死細胞 為根尖分生區(qū)細胞 大量吸水 大量失水 質壁分離后又自動復原A. B. C.D.6、下列現(xiàn)象屬于滲透作用的是 ( C )水分子通過植物細胞的細胞壁；水分子或其他溶劑分子通過細胞膜；蔗糖分子通過細胞壁；水分子或其他溶劑分子通過液泡膜；水分子或其他溶劑分子通過原生質層A.B.C.D.【拓展提升】7、將等量的NH+4、PO42-、K+、Ca2+共

10、同置于500mL水中，再放入一些新鮮的水稻根尖，幾小時后測定混合液中上述四種離子和水的含量變化如下：項 目H2ONHK+Ca2+PO減少量0%83%72%97%84%下列分析與解釋正確的是( D )離子大量減少而水卻沒有減少，說明根對水分的吸收和對礦質離子的吸收是兩個相對獨立的過程四種離子都減少，說明根對這些離子都有吸收根對四種離子的吸收量有差異，說明根對離子的吸收具有選擇性Ca2+比K+明顯減少，說明水稻根細胞膜上運輸Ca2+的載體比運輸K+的載體多A.B.C.D.都正確8、下列能夠表示洋蔥表皮細胞在質壁分離及其復原過程中，液泡體積變化的圖形是（ B ）9、用完全培養(yǎng)液在相同的容器內(nèi)分別培養(yǎng)

11、水稻和番茄幼苗，一段時間后，測定培養(yǎng)液中各種離子，與實驗開始時各種離子濃度之比如右圖所示。該實驗的結果不能說明（ C ）A植物根對水分的吸收和對礦質元素的吸收是兩個相對獨立的過程B植物對離子的吸收有選擇性C植物對離子的吸收與溶液中離子的濃度有關D水稻吸收Si的載體多10、下面甲、乙圖是滲透裝置示意圖，丙圖是根毛細胞示意圖，請根據(jù)甲、乙、丙三圖回答下列問題：（甲圖是發(fā)生滲透作用的初始狀態(tài)，乙圖是發(fā)生了較長時間的滲透作用之后，通過漏斗內(nèi)外的水分子達到平衡時的狀態(tài)。甲圖中：為清水，為30%的蔗糖溶液）（1）典型的滲透裝置必須具備2個條件：_（指明甲圖中相應部位）；_。（2）比較甲圖中和處溶液濃度的大

12、?。篲。（3）丙圖中的名稱為_，甲圖中的相當于丙圖中的_，它與丙圖中相應結構的區(qū)別是_。（4）若把根毛細胞放入30%的蔗糖溶液中，它將出現(xiàn)_，再放入清水中，它又出現(xiàn)_。（5）若把根毛細胞放入90%的蔗糖溶液中，它會出現(xiàn)什么變化？_，過一段時間再放入清水中，此時根毛細胞與上題中放入清水中的變化一樣嗎？_。為什么？_。（6）鹽堿地中的植物常出現(xiàn)萎蔫現(xiàn)象，其原因是_。11、給你兩個大小相同的蘿卜（新鮮的），10%的鹽酸、蔗糖、蒸餾水、顯微鏡、玻片、小刀、燒杯、吸水紙等材料用具。請從中選用部分器材，用最簡單的方法，設計一個小實驗，驗證植物細胞吸水和失水的原理。（1）你準備選用的實驗材料和器具是： （2

13、）操作過程是（寫出要點即可）： 。 （3）過一段時間后，你所觀察到的實驗現(xiàn)象是： 。 。（4）實驗結論是： 。 12、請根據(jù)下列有關實驗及結果，回答問題：植物細胞質壁分離和復原實驗組別處理結果a材料置于0.3g/mL蔗糖溶液中發(fā)生質壁分離然后將材料移到蒸餾水中質壁分離復原b材料置于0.6g/mL蔗糖溶液中迅速發(fā)生質壁分離然后移到蒸餾水中質壁分離不能復原c材料置于7%的尿素溶液中開始發(fā)生質壁分離，然后漸漸復原d材料放入100熱水中3分鐘取出，重復a組實驗未發(fā)生質壁分離洋蔥表皮細胞在a、b、c三組實驗中均發(fā)生質壁分離現(xiàn)象，除均存在中央液泡外，其結構上的原因還有 。 a組實驗的原理是 。 出現(xiàn)b、d

14、組實驗現(xiàn)象共同的原因是 。 c組實驗結果說明 。答案：10、提示：本題以滲透作用的實驗為切入點，聯(lián)系有關的物理和生物學知識及有關實驗內(nèi)容，考查學生對知識的綜合運用能力及觀察識圖能力。此題考查的知識點有滲透作用及發(fā)生滲透作用的兩個基本條件，原生質層與選擇透過性膜，質壁分離及質壁分離復原等。（1）具有半透膜膜兩側溶液具有濃度差 （2） （3）原生質層甲圖中的屬半透膜，沒有選擇透過性，而丙圖中屬生物膜，具有選擇透過性（4）質壁分離現(xiàn)象質壁分離復原現(xiàn)象（5）質壁分離現(xiàn)象與上題變化不一樣，不能出現(xiàn)質壁分離復原現(xiàn)象由于蔗糖溶液濃度過高，根毛細胞過度失水死亡 （6）土地溶液濃度大于根毛細胞液的濃度，造成根毛

15、細胞失水，出現(xiàn)萎蔫現(xiàn)象11、（1）蘿卜、蔗糖、蒸餾水、小刀、燒杯（2）配制濃蔗糖溶液；在兩只蘿卜上用小刀各挖一個洞；在洞內(nèi)各分別注入蒸餾水和濃蔗糖溶液；結果觀察（3）注入蒸餾水的蘿卜，洞內(nèi)液面降低，蘿卜硬挺；注入濃蔗糖溶液的蘿卜，洞內(nèi)液面上升，蘿卜軟縮。（4）當外界溶液濃度小于細胞液濃度時，細胞滲透吸水；當外界溶液濃度大于細胞液濃度時，細胞滲透失水。12、(1)細胞壁的伸縮性較小，原生質層的伸縮性較大 細胞液通過原生質層與外界溶液發(fā)生滲透作用(或當外界溶液大于細胞液時，細胞失水，反之，則細胞吸水) 死亡的細胞不發(fā)生質壁分離復原現(xiàn)象 尿素是小分子物質，可以通過細胞膜進入細胞內(nèi)部。五、教學反思由于

16、本節(jié)教學內(nèi)容十分接近生活， 因此采用“過程式的教學”和“學生的研究性學習”相結合的教學模式。通過創(chuàng)設問題情境導入新課， 以“問題探討（滲透作用的實驗現(xiàn)象）”為切入點，并通過實驗、多媒體手段突破難點之一（漏斗內(nèi)的液面上升原因），為學生更好的理解細胞吸水和失水原理做好鋪墊；以生活中相關現(xiàn)象引導學生發(fā)現(xiàn)問題及提出有價值的問題；引導學生學會如何分析問題作出假設，并根據(jù)所做的假設來設計實驗，考慮實驗操作的具體細節(jié)(材料、試劑、用具的選擇，操作步驟，結果預期，設計記錄表格等)。（一）本節(jié)課的成功之處：1.本節(jié)課以“探究式教學”為主線，引導自主、探究和合作，層層引入，推進學生在答問、質疑、討論等學習過程中自主構建新概念、新知識，充分體現(xiàn)學生的主體地位，加深了對概念的理解，發(fā)展了科學探究能力，推動了學生學習方式和教師教學方式的轉變。2.本節(jié)課的重點是探究水分進出細胞的原理。為了突出重點，我在設計該課時，還運用了布魯姆的“發(fā)現(xiàn)學習”理論，變傳統(tǒng)的“結論式教學”為“過程式教學”，讓學生在對科學探究過程的體驗中，發(fā)現(xiàn)和建構知識，并培養(yǎng)求真務實、敢于質疑、勇于創(chuàng)新的科學態(tài)度和科學精神，這也是新課程改革的要求。3.在教學中注意培養(yǎng)學生通過觀察對比來理解滲透裝置及細胞吸水失水。4.本節(jié)課注意新舊知識的承前啟后，讓學生在溫故中知新，實現(xiàn)知識的正遷移