2019-2020年高一生物新人教版必修一教案：第四章 细胞的物质输入和输出 第一节《物质跨膜运输的实例》.doc

2019-2020年高一生物新人教版必修一教案：第四章 细胞的物质输入和输出 第一节物质跨膜运输的实例一、教学目标（1）知识与技能：说出细胞在什么情况下吸水和失水；列举说明细胞膜是选择透过性膜；熟练制作临时装片和操作显微镜观察。（2）过程与方法：尝试从生活现象中提出问题，作出假设；学习科学探究的一般方法和步骤。(3)情感态度和价值观：领悟科学探究的思想方法，培养学生质疑、求实、创新以及勇于实践的科学态度和精神；学生在合作学习的过程中，学会与人交流、尊重他人；在实验操作中，养成良好的实验品质。二、教学重点和难点（1）教学重点：如何进行探究，探究实验的基本方法和一般过程；渗透作用的定义；选择透过性膜的定义。（2）教学难点：尝试提出问题、作出假设；进行探究植物细胞吸水和失水的实验设计和操作；细胞膜不仅是半透膜，还是选择透过性膜。三、教学过程教学环节教 师 活 动学生活动设计意图评 价创设情境、导入新课复习：细胞膜的组成和功能？ 设问：细胞膜具有控制物质进出的作用，那么是不是所有的物质都能进出细胞？引入新课：细胞膜是怎样控制物质进出细胞的？今天，我们以水分为例，共同探讨水分是怎样通过细胞膜进出细胞的。回忆旧知识，思考、回答、质疑。通过创设问题情境，引导学生寻找新旧知识的结合点，启发思维，产生质疑，激发探索新知的欲望。理解细胞膜是系统的边界，很想进一步了解物质是怎样跨膜运输的？演示渗透现象、讨论分析、构建知识探索新知1、“问题探讨”：渗透作用的实验现象（1）演示实验：一滴红墨水滴入到清水中，出现什么现象？（2）提出探究问题：如果两种不同的溶液被一层半透膜隔开,结果又会怎样? 播放渗透装置图片，教师演示并进行解释：烧杯中是清水，漏斗内是30%的蔗糖溶液，两种不同的溶液被一层玻璃纸（或鸡蛋壳膜、膀胱）隔开，实验开始时，漏斗内外的液面在同一水平面上。思考：静置2 h后，漏斗内的液面会上升还是下降？为什么？学生观察与讨论：渗透作用进行时，蔗糖分子和半透膜两侧的水分子是否都通过半透膜？半透膜两侧水分子的通过数量一样吗？为什么？漏斗的液面会无限上升吗？为什么？如果用一纱布代替半透膜，结果会怎样？原因？如果烧杯中不是清水，而是同样浓度的蔗糖溶液，结果又会怎样？原因？（3）启发学生自主构建渗透作用的概念和条件并总结：渗透作用：水分子顺着相对浓度梯度跨膜运输的现象。条件：要有半透膜；半透膜两侧的溶液存在浓度差。学生观察思考、合作讨论，代表回答问题，并在教师的启发下，自主构建渗透作用的概念和条件。利用动画演示，增强直观感；设计问题问题驱动学习,培养学生的观察、比较、分析的能力，以及综合不同学科知识的能力。同时，给学生适当的鼓励，有利于提高学生主动参与学习的积极性。 培养学生的归纳能力及友好的合作精神。学生能够通过观察、比较，并综合不同学科的知识进行分析、归纳和总结，但在语言的陈述上还有待进一步的提高。讨论分析动物细胞的吸水和失水1、（过渡）请同学们设想一下：若把一些活的动、植物细胞也放入与渗透装置相似的液体环境中，将会出现什么结果呢？2、引导学生回忆“制备细胞膜”的实验，组织学生阅读书本P60图4-1“水分进出哺乳动物红细胞的状况”图，创设问题，组织讨论分析：(1)图中所示的红细胞出现了什么现象？为什么？(2)当外界溶液的浓度低时，红细胞一定会由于吸水而涨破吗？(3)你认为红细胞的吸水和失水多少取决于什么条件？(4)红细胞内的血红蛋白等有机物透过细胞膜吗？这说明红细胞的细胞膜相当于“渗透装置”中的什么膜？3、引导总结：动物细胞相当于一个渗透装置，会发生渗透吸水和失水。学生做各种各样的猜想,并通过回忆旧知识、观察思考、分析讨论、得出结论。引导学生怎样把无生命的物理装置与有生命的动、植物细胞联系在一起，并利用新旧知识的结合点，培养学生知识的迁移能力，学会大胆猜想，同时培养学生观察、比较和分析、总结，进而得出科学结论的能力。学生思维活跃，能利用已有知识以及相关图文顺利回答问题，能认可“动物细胞相当于一个“渗透装置”的观点。资料分享、尝试提出问题作出假设1、引导学生进行资料的交流与分析：在日常生活里, 白菜放置时间长了,以及萝卜条放在盐水中,都会萎蔫；而卖菜的阿姨经常向青菜上洒水,青菜变得硬挺。2、引导思考：这些实例都说明了什么？根据这些实例，你能进一步提出你想探究的问题，并作出对应的假设吗？通过资料，利用已有的知识、经验进行实例分析，尝试提出问题、作出假设。结合生活实际，提高生物学知识运用的能力，同时引导学生从生活的实例中发现问题、提出问题、作出假设。学生能列举许多生活实例并理解这些例子与动、植物细胞的吸水和失水有关，但自主提出问题和作出假设的能力较差。实验探究植物细胞的吸水和失水1、提出探究问题：植物细胞是不是一个渗透系统，哪些结构相当于半透膜？图片展示：成熟植物细胞结构图。提供信息：成熟植物细胞具有中央大液泡，占整个细胞很大比例，因此成熟植物细胞内的液体环境主要考虑液泡中的细胞液。细胞壁的特点：全透性。细胞膜、液泡膜都是半透膜。原生质层：包括细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质。2、教师引导，作出假设：原生质层相当于半透膜。预测实验结果：当细胞液浓度 外界溶液浓度，细胞吸水，质壁分离；当细胞液浓度 外界溶液浓度，细胞失水，质壁分离复原在此处，教师可以适当补充：细胞液中的水分流失，使细胞壁和原生质层都出现一定程度的收缩，但由于原生质层的伸缩性比细胞壁的伸缩性大，当细胞不断失水时，原生质就会与细胞壁分离开来，也就发生质壁分离。3、设计实验实验材料、试剂、用具的选择材料的选择：有颜色的还是没有颜色的，细胞小的还是相对比较大的，为什么？试剂的选择：糖水、盐水、海水、酒精？实验用具的选择：植物细胞的吸水和失水是一个微观的过程，必须通过什么工具来观察？4、进行实验5、师生共同归纳总结、得出结论： 植物细胞是一个渗透装置：原生质层可看作半透膜。当外界溶液的浓度细胞液的浓度时，细胞失水，出现质壁分离；当外界溶液的浓度BCBABACDBAC5、将某植物细胞置于大于该细胞液浓度的硝酸钾溶液中，一段时间后在显微镜下观察，发现该细胞未发生质壁分离，其原因可能是该细胞 （ B ）为死细胞 为根尖分生区细胞 大量吸水 大量失水 质壁分离后又自动复原A. B. C.D.6、下列现象属于渗透作用的是 ( C )水分子通过植物细胞的细胞壁；水分子或其他溶剂分子通过细胞膜；蔗糖分子通过细胞壁；水分子或其他溶剂分子通过液泡膜；水分子或其他溶剂分子通过原生质层A.B.C.D.【拓展提升】7、将等量的NH+4、PO42-、K+、Ca2+共同置于500mL水中，再放入一些新鲜的水稻根尖，几小时后测定混合液中上述四种离子和水的含量变化如下：项 目H2ONHK+Ca2+PO减少量0%83%72%97%84%下列分析与解释正确的是( D )离子大量减少而水却没有减少，说明根对水分的吸收和对矿质离子的吸收是两个相对独立的过程四种离子都减少，说明根对这些离子都有吸收根对四种离子的吸收量有差异，说明根对离子的吸收具有选择性Ca2+比K+明显减少，说明水稻根细胞膜上运输Ca2+的载体比运输K+的载体多A.B.C.D.都正确8、下列能够表示洋葱表皮细胞在质壁分离及其复原过程中，液泡体积变化的图形是（ B ）9、用完全培养液在相同的容器内分别培养水稻和番茄幼苗，一段时间后，测定培养液中各种离子，与实验开始时各种离子浓度之比如右图所示。该实验的结果不能说明（ C ）A植物根对水分的吸收和对矿质元素的吸收是两个相对独立的过程B植物对离子的吸收有选择性C植物对离子的吸收与溶液中离子的浓度有关D水稻吸收Si的载体多10、下面甲、乙图是渗透装置示意图，丙图是根毛细胞示意图，请根据甲、乙、丙三图回答下列问题：（甲图是发生渗透作用的初始状态，乙图是发生了较长时间的渗透作用之后，通过漏斗内外的水分子达到平衡时的状态。甲图中：为清水，为30%的蔗糖溶液）（1）典型的渗透装置必须具备2个条件：_（指明甲图中相应部位）；_。（2）比较甲图中和处溶液浓度的大小：_。（3）丙图中的名称为_，甲图中的相当于丙图中的_，它与丙图中相应结构的区别是_。（4）若把根毛细胞放入30%的蔗糖溶液中，它将出现_，再放入清水中，它又出现_。（5）若把根毛细胞放入90%的蔗糖溶液中，它会出现什么变化？_，过一段时间再放入清水中，此时根毛细胞与上题中放入清水中的变化一样吗？_。为什么？_。（6）盐碱地中的植物常出现萎蔫现象，其原因是_。11、给你两个大小相同的萝卜（新鲜的），10%的盐酸、蔗糖、蒸馏水、显微镜、玻片、小刀、烧杯、吸水纸等材料用具。请从中选用部分器材，用最简单的方法，设计一个小实验，验证植物细胞吸水和失水的原理。（1）你准备选用的实验材料和器具是： （2）操作过程是（写出要点即可）： 。 （3）过一段时间后，你所观察到的实验现象是： 。 。（4）实验结论是： 。 12、请根据下列有关实验及结果，回答问题：植物细胞质壁分离和复原实验组别处理结果a材料置于0.3g/mL蔗糖溶液中发生质壁分离然后将材料移到蒸馏水中质壁分离复原b材料置于0.6g/mL蔗糖溶液中迅速发生质壁分离然后移到蒸馏水中质壁分离不能复原c材料置于7%的尿素溶液中开始发生质壁分离，然后渐渐复原d材料放入100热水中3分钟取出，重复a组实验未发生质壁分离洋葱表皮细胞在a、b、c三组实验中均发生质壁分离现象，除均存在中央液泡外，其结构上的原因还有 。 a组实验的原理是 。 出现b、d组实验现象共同的原因是 。 c组实验结果说明 。答案：10、提示：本题以渗透作用的实验为切入点，联系有关的物理和生物学知识及有关实验内容，考查学生对知识的综合运用能力及观察识图能力。此题考查的知识点有渗透作用及发生渗透作用的两个基本条件，原生质层与选择透过性膜，质壁分离及质壁分离复原等。（1）具有半透膜膜两侧溶液具有浓度差 （2） （3）原生质层甲图中的属半透膜，没有选择透过性，而丙图中属生物膜，具有选择透过性（4）质壁分离现象质壁分离复原现象（5）质壁分离现象与上题变化不一样，不能出现质壁分离复原现象由于蔗糖溶液浓度过高，根毛细胞过度失水死亡 （6）土地溶液浓度大于根毛细胞液的浓度，造成根毛细胞失水，出现萎蔫现象11、（1）萝卜、蔗糖、蒸馏水、小刀、烧杯（2）配制浓蔗糖溶液；在两只萝卜上用小刀各挖一个洞；在洞内各分别注入蒸馏水和浓蔗糖溶液；结果观察（3）注入蒸馏水的萝卜，洞内液面降低，萝卜硬挺；注入浓蔗糖溶液的萝卜，洞内液面上升，萝卜软缩。（4）当外界溶液浓度小于细胞液浓度时，细胞渗透吸水；当外界溶液浓度大于细胞液浓度时，细胞渗透失水。12、(1)细胞壁的伸缩性较小，原生质层的伸缩性较大 细胞液通过原生质层与外界溶液发生渗透作用(或当外界溶液大于细胞液时，细胞失水，反之，则细胞吸水) 死亡的细胞不发生质壁分离复原现象 尿素是小分子物质，可以通过细胞膜进入细胞内部。五、教学反思由于本节教学内容十分接近生活， 因此采用“过程式的教学”和“学生的研究性学习”相结合的教学模式。通过创设问题情境导入新课， 以“问题探讨（渗透作用的实验现象）”为切入点，并通过实验、多媒体手段突破难点之一（漏斗内的液面上升原因），为学生更好的理解细胞吸水和失水原理做好铺垫；以生活中相关现象引导学生发现问题及提出有价值的问题；引导学生学会如何分析问题作出假设，并根据所做的假设来设计实验，考虑实验操作的具体细节(材料、试剂、用具的选择，操作步骤，结果预期，设计记录表格等)。（一）本节课的成功之处：1.本节课以“探究式教学”为主线，引导自主、探究和合作，层层引入，推进学生在答问、质疑、讨论等学习过程中自主构建新概念、新知识，充分体现学生的主体地位，加深了对概念的理解，发展了科学探究能力，推动了学生学习方式和教师教学方式的转变。2.本节课的重点是探究水分进出细胞的原理。为了突出重点，我在设计该课时，还运用了布鲁姆的“发现学习”理论，变传统的“结论式教学”为“过程式教学”，让学生在对科学探究过程的体验中，发现和建构知识，并培养求真务实、敢于质疑、勇于创新的科学态度和科学精神，这也是新课程改革的要求。3.在教学中注意培养学生通过观察对比来理解渗透装置及细胞吸水失水。4.本节课注意新旧知识的承前启后，让学生在温故中知新，实现知识的正迁移；还比较注重对学生的思维方法的引导和思维能力的培养，在教学环节和教学语言的设计中体现了逻辑的严谨性。5.课堂上利用多媒体技术呈现资料，加大了课堂教学的密度，使本节课的教学显得比较充实，提高了课堂时间的利用率。（二）本节课的不足之处这节课课堂教学时间安排相当紧，有些问题未能给学生充足的时间讨论，最后只有安排学生在课后完成。建议：以后在进行这节内容的教学，应当先以表格的样式课前布置学生预习，并在课前检查学生预习的情况，这样，在课堂上就会有较多的时间开展生生之间、师生之间的讨论，问题解决的就会更透彻，更彻底，教学目标的达成度会更高。