1、物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)膶?shí)例教學(xué)設(shè)計(jì)（第一課時(shí)）運(yùn)城中學(xué) 馮建宇一、教材分析 1、本節(jié)內(nèi)容的分析 本節(jié)是人教版普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書(shū)生物必修1分子與細(xì)胞中第4章第1節(jié)的內(nèi)容。這一節(jié)主要介紹的是以水和無(wú)機(jī)鹽的跨膜運(yùn)輸為例，說(shuō)明細(xì)胞膜是選擇透過(guò)性膜。其中的“植物細(xì)胞的吸水和失水的探究”是全書(shū)的第一個(gè)“探究”活動(dòng)，通過(guò)這項(xiàng)探究活動(dòng)，學(xué)生可以在提出問(wèn)題、作出假設(shè)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)等環(huán)節(jié)得到一定的體驗(yàn)和感悟，從而為學(xué)習(xí)后面的探究活動(dòng)奠定一定的基礎(chǔ)。本節(jié)課既與前面學(xué)習(xí)過(guò)的組成細(xì)胞的分子和細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)等內(nèi)容相聯(lián)系，同是又為即將學(xué)習(xí)的細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞降於嘶A(chǔ)，因此具有承上啟下的作用。2、教學(xué)目標(biāo) （1）

2、、知識(shí)目標(biāo) 說(shuō)出滲透作用的概念及發(fā)生條件； 說(shuō)出細(xì)胞在什么情況下吸水與失水； 舉例說(shuō)明動(dòng)物細(xì)胞膜和植物原生質(zhì)層相當(dāng)于半透膜； 概述水的跨膜運(yùn)輸方向與水濃度的關(guān)系。 （2）、能力目標(biāo) 嘗試從生活現(xiàn)象中提出問(wèn)題，作出假設(shè)； 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)。 （3）、情感目標(biāo)通過(guò)參與課堂學(xué)習(xí)，使學(xué)生養(yǎng)成積極思考、主動(dòng)探究、合作交流的學(xué)習(xí)態(tài)度；體驗(yàn)科學(xué)探究過(guò)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。 3、教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn) （1）、重點(diǎn)：細(xì)胞吸水和失水的原理；嘗試提出問(wèn)題、作出假設(shè)。 （2）、難點(diǎn)：嘗試提出問(wèn)題、作出假設(shè)； 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)。 4、課時(shí)安排 本節(jié)課教學(xué)內(nèi)容分2

3、課時(shí)完成，為了適應(yīng)教學(xué)實(shí)際，我把滲透作用、動(dòng)物細(xì)胞的吸水和失水及“植物細(xì)胞的吸水和失水”的探究實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)作為第一課時(shí)，探究實(shí)驗(yàn)方案的實(shí)施及其他物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸實(shí)例作為第二課時(shí)。二、學(xué)情分析 學(xué)生在初中做過(guò)或見(jiàn)過(guò)這樣的實(shí)驗(yàn)：泡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(guò)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(guò)程，理解細(xì)胞膜是選擇透過(guò)性膜，內(nèi)容本身較抽象，難以理解，學(xué)生學(xué)習(xí)起來(lái)會(huì)有一定的困難，課堂上可以通過(guò)多媒體課件的演示，增強(qiáng)直觀性

4、，幫助學(xué)生理解微觀現(xiàn)象。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(wèn)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，在本節(jié)課中可讓學(xué)生就生活現(xiàn)象提出探究問(wèn)題、作出假設(shè)并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，通過(guò)訓(xùn)練可以讓學(xué)生得到一定的體驗(yàn)和感悟，從而為學(xué)習(xí)后面的探究活動(dòng)奠定一定的基礎(chǔ)。三、教學(xué)設(shè)計(jì)思路 通過(guò)創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境導(dǎo)入新課，由“問(wèn)題探討”引入，通過(guò)滲透現(xiàn)象的分析，學(xué)生自主構(gòu)建滲透作用的概念及發(fā)生的條件；回憶細(xì)胞膜制備的實(shí)驗(yàn)，分析“水分進(jìn)出紅細(xì)胞的情況”認(rèn)識(shí)到紅細(xì)胞的細(xì)胞膜相當(dāng)于半透膜，吸水或失水取決于細(xì)胞內(nèi)外的濃度差；進(jìn)而引導(dǎo)學(xué)生討論“植物細(xì)胞的吸水和失水”情況，以生活中相關(guān)現(xiàn)象和科學(xué)家們的故事為背景，引導(dǎo)

5、學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及提出有價(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、試劑、用具的選擇，操作步驟，結(jié)果預(yù)期，設(shè)計(jì)記錄表格等)。 四、教學(xué)方法及教學(xué)媒體的設(shè)計(jì) 1.教法：采用啟發(fā)式及問(wèn)題驅(qū)動(dòng)法相結(jié)合。 2.學(xué)法：學(xué)生利用課本和多媒體課件提供的資源開(kāi)展自主學(xué)習(xí)，通過(guò)小組討論、分析、對(duì)比等方法達(dá)成學(xué)習(xí)目標(biāo)。 3.教學(xué)媒體的設(shè)計(jì)：利用多媒體展示相關(guān)的資料。五、教學(xué)過(guò)程 教學(xué)內(nèi)容 教師組織與引導(dǎo) 學(xué)生活動(dòng) 設(shè)計(jì)意圖 新課導(dǎo)入章引言： 問(wèn)題1：細(xì)胞是地球上最基本的生命系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)的邊界是什么？ 由于邊界的存在，進(jìn)而將細(xì)胞與外面物質(zhì)分隔，而細(xì)胞進(jìn)行生命

6、活動(dòng)需要與外面進(jìn)行物質(zhì)交換，那么物質(zhì)分子是如何跨越細(xì)胞膜輸入和輸出的呢？今天我們就開(kāi)始學(xué)習(xí)第四章細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出。節(jié)引言： 教師簡(jiǎn)介本章的三節(jié)內(nèi)容及聯(lián)系，引出學(xué)習(xí)第一節(jié)物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)膶?shí)例。 問(wèn)題2：活細(xì)胞中含量最多的化合物是什么？ 下面我們以水為例，共同探討水分是怎樣進(jìn)出細(xì)胞的。 學(xué)生傾聽(tīng)思考，在腦中建立聯(lián)系，形成框架。 章引言通過(guò)創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境，引導(dǎo)學(xué)生尋找新舊知識(shí)的結(jié)合點(diǎn)，使學(xué)生主動(dòng)地參與學(xué)習(xí)過(guò)程。簡(jiǎn)介本章三節(jié)內(nèi)容及聯(lián)系，讓學(xué)生對(duì)本章內(nèi)容有個(gè)整體認(rèn)識(shí)，便于形成知識(shí)網(wǎng)絡(luò)。 節(jié)引言從學(xué)生很熟悉的也是活細(xì)胞中含量最多的化合物水入手，來(lái)探討物質(zhì)是如何進(jìn)出細(xì)胞的。 滲透 作用（問(wèn)題探討）1、 讓學(xué)

7、生自主閱讀“問(wèn)題探討”內(nèi)容及示意圖，描述滲透裝置及滲透現(xiàn)象，教師課件演示滲透作用的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。 2、設(shè)置問(wèn)題，讓學(xué)生思考、討論、回答。 (1)滲透作用進(jìn)行時(shí)，蔗糖分子和半透膜兩側(cè)的水分子是否都通過(guò)半透膜？ (2)水分子向哪些方向移動(dòng),總體向哪一個(gè)方向移動(dòng)? 為什么？(3)漏斗的液面會(huì)無(wú)限上升嗎？為什么？(4)如果用一層紗布(或塑料袋)代替半透膜，結(jié)果會(huì)怎樣？原因？ (5)如果燒杯中不是清水，而是同樣濃度的蔗糖溶液，結(jié)果又會(huì)怎樣？原因？3、構(gòu)建模型，引導(dǎo)學(xué)生分析滲透現(xiàn)象。4、啟發(fā)學(xué)生自主構(gòu)建滲透作用的概念和條件： (1)概念：水分子或其它溶劑分子通過(guò)半透膜從單位體積中多的一側(cè)向少的一側(cè)進(jìn)行運(yùn)輸。

8、(2)條件：要有半透膜；半透膜兩側(cè)的溶液存在濃度差。 學(xué)生自主閱讀、口述滲透現(xiàn)象，觀察演示。學(xué)生思考討論交流得出答案 學(xué)生傾聽(tīng)思考學(xué)生歸納滲透作用的概念及條件 通過(guò)演示動(dòng)畫(huà)，增強(qiáng)直觀感，利于學(xué)生理解微觀的現(xiàn)象，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，并調(diào)動(dòng)其思維。 設(shè)計(jì)“問(wèn)題串”是為了以問(wèn)題驅(qū)動(dòng)學(xué)習(xí),引導(dǎo)學(xué)生去思考，層層剖析現(xiàn)象后面的本質(zhì) 建構(gòu)模型，幫助學(xué)生理解難點(diǎn) 引導(dǎo)學(xué)生完成對(duì)知識(shí)的主動(dòng)建構(gòu),為進(jìn)一步學(xué)習(xí)“細(xì)胞的吸水和失水”打下基礎(chǔ)，培養(yǎng)學(xué)生的歸納能力。動(dòng)物細(xì)胞的吸水與失水 1、從生活中的例子引出動(dòng)物細(xì)胞的吸水和失水。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(jué)? 為什

9、么? 有什么辦法解決？ 教師歸納：這些現(xiàn)象說(shuō)明動(dòng)物細(xì)胞的吸水和失水，從而引出動(dòng)物細(xì)胞的吸水和失水。2、動(dòng)物細(xì)胞類(lèi)比滲透裝置思考：若把滲透裝置中的裝有蔗糖溶液的長(zhǎng)頸漏斗換成哺乳動(dòng)物的紅細(xì)胞，結(jié)果會(huì)怎樣？思考：若把滲透裝置中燒杯中的清水換成濃鹽水，紅細(xì)胞形態(tài)會(huì)發(fā)生什么變化？思考：將動(dòng)物細(xì)胞類(lèi)比成滲透裝置，有哪些相似之處？ 思考：細(xì)胞膜是否相當(dāng)于一層半透膜？ 引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)：生活著的動(dòng)物細(xì)胞就像一個(gè)滲透裝置，細(xì)胞膜相當(dāng)于一層半透膜，細(xì)胞質(zhì)和外界溶液構(gòu)成濃度差。 3、圖片展示：哺乳動(dòng)物紅細(xì)胞的吸水和失水。 小組討論：什么情況下,哺乳動(dòng)物紅細(xì)胞膨脹、皺縮或形態(tài)不變? 師生共同總結(jié): 水分進(jìn)出細(xì)胞與細(xì)胞質(zhì)的

10、濃度和外界溶液是否存在濃度差有關(guān)，水是順濃度梯度運(yùn)輸?shù)摹?4、師生共同總結(jié)：動(dòng)物細(xì)胞是一個(gè)滲透系統(tǒng)，水進(jìn)出細(xì)胞是順相對(duì)含量的梯度，通過(guò)滲透作用進(jìn)行的。學(xué)生思考：輸液為什么要用0.9%的生理鹽水？學(xué)生回答:會(huì)有干燥、口渴的感覺(jué)，因?yàn)榭谇患?xì)胞失去水分，即水分的輸出。這時(shí)及時(shí)的喝水，可以緩解口渴。學(xué)生思考回答 學(xué)生思考討論交流并發(fā)言： 當(dāng)細(xì)胞質(zhì)濃度 外界溶液濃度，細(xì)胞吸水膨脹 當(dāng)細(xì)胞質(zhì)濃度 外界溶液濃度，細(xì)胞失水皺縮 當(dāng)細(xì)胞質(zhì)濃度 外界溶液濃度，細(xì)胞形態(tài)不變 學(xué)生回答 采用了類(lèi)比推理的方法，讓學(xué)生大膽想象 將微觀事物直觀展現(xiàn)，為學(xué)生的推理提供依據(jù)。引導(dǎo)學(xué)生怎樣把無(wú)生命的物理裝置與有生命的動(dòng)物細(xì)胞聯(lián)系

11、在一起，并利用新舊知識(shí)的結(jié)合點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生知識(shí)的遷移能力，學(xué)會(huì)大膽猜想，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生觀察、比較、分析和總結(jié)，進(jìn)而得出科學(xué)結(jié)論的能力。體驗(yàn)學(xué)以致用的快樂(lè)。植物細(xì)胞的吸水與失水植物細(xì)胞的吸水與失水1、 教師舉例：在日常生活里，夏天家里做涼伴黃瓜時(shí)有水出現(xiàn)，腌蘿卜條時(shí)灑上一些鹽會(huì)出水；而賣(mài)菜的阿姨經(jīng)常向青菜上灑水，青菜變得硬挺，說(shuō)明植物細(xì)胞也會(huì)吸水和失水。 教師提出：植物細(xì)胞吸水和失水的情況又怎樣呢？2、探究過(guò)程（1）提出問(wèn)題從生活中的現(xiàn)象，結(jié)合上面這些例子，你可以提出什么問(wèn)題?將問(wèn)題寫(xiě)下來(lái)。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。教師引導(dǎo):我們要善于從生活中的現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)新的問(wèn)題，提

12、出問(wèn)題。許多科學(xué)家都善于通過(guò)觀察生活中的現(xiàn)象提出問(wèn)題，例如，牛頓從蘋(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)皿中出現(xiàn)的現(xiàn)象，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；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”?？梢?jiàn)，提出一個(gè)有價(jià)值的問(wèn)題，是創(chuàng)造發(fā)明的良好開(kāi)端。教師可簡(jiǎn)介“什么是一個(gè)有價(jià)值的可探究的問(wèn)題”。 下面我們以第個(gè)問(wèn)題為例，來(lái)學(xué)習(xí)探究問(wèn)題的一般方法和步驟。 提出探究問(wèn)題：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？ 教師: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?（2）作出假設(shè)（以下以“探究植物細(xì)胞中

13、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(wèn)題提出后，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(wèn)題，并且作出嘗試性的回答，這種嘗試性的回答稱(chēng)為“作出假設(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)。 教師引導(dǎo)學(xué)生作出假設(shè)，各個(gè)小組可能會(huì)提出不同的假設(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)：原生質(zhì)層相當(dāng)于半透膜。（3）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教師：怎樣才能夠知道我們的假設(shè)是否正確呢？ 教師：怎么去做實(shí)驗(yàn)，做實(shí)驗(yàn)之前我們要做哪些準(zhǔn)備工

14、作呢？基本思路：類(lèi)似于哺乳動(dòng)物紅細(xì)胞的吸水和失水，先把植物細(xì)胞放在濃度較高的溶液中，觀察細(xì)胞的大小變化；再將細(xì)胞放在清水中，觀察細(xì)胞的大小變化。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)層都出現(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)層就會(huì)與細(xì)胞壁分離開(kāi)來(lái)，也就發(fā)生了質(zhì)壁分離。將發(fā)生了質(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。引導(dǎo)學(xué)生預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果。 教師引導(dǎo)學(xué)生考慮這個(gè)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)上的一些細(xì)節(jié)問(wèn)題，例如： 實(shí)驗(yàn)材料、試劑、用具的選擇 材料的選擇：有顏色的還是沒(méi)有顏色的，細(xì)胞小的還是相對(duì)比較大的，為什么？ 教師補(bǔ)充：洋蔥表皮細(xì)胞有紫色液泡，

15、而且表皮容易撕取獲得，我們可以考慮。 試劑的選擇：糖水、鹽水、醋酸、酒精？ 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(guò)程，必須通過(guò)什么工具來(lái)觀察？ 實(shí)驗(yàn)步驟 教師：實(shí)驗(yàn)材料、試劑、用具選好了，接下來(lái)我們要考慮整個(gè)實(shí)驗(yàn)具體的操作步驟。是先把洋蔥泡在蔗糖溶液中，10 min后取出做成裝片，顯微鏡下觀察;還是先做好裝片，再想辦法往里加入試劑呢? 實(shí)驗(yàn)要點(diǎn)提示： 第一步：制作洋蔥鱗片葉表皮的臨時(shí)裝片，先用低倍鏡觀察。 設(shè)問(wèn)：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%、60、）使洋蔥表皮細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離。 設(shè)問(wèn)：如何使

16、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)果記錄表格 教師引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合自己做出的預(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，設(shè)計(jì)成記錄表格。 學(xué)生提出問(wèn)題： 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) 細(xì)胞在什么情況下會(huì)失水，什么情況下會(huì)吸水呢? 水分是如何進(jìn)出細(xì)胞的? 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？ 學(xué)生: 、和三個(gè)問(wèn)題提得好，可以探究。學(xué)生嘗試根據(jù)提出的問(wèn)題，作出假設(shè)：假設(shè)原生質(zhì)層相當(dāng)于半透膜；假設(shè)細(xì)胞壁相當(dāng)于原生質(zhì)層；假設(shè)原生質(zhì)層、細(xì)胞壁兩者都相當(dāng)于半透

17、膜。 學(xué)生：做實(shí)驗(yàn)。學(xué)生：先應(yīng)該設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。學(xué)生預(yù)測(cè)結(jié)果：當(dāng)細(xì)胞液濃度外界溶液濃度，細(xì)胞失水質(zhì)壁分離當(dāng)細(xì)胞液濃度外界溶液濃度，細(xì)胞吸水質(zhì)壁分離的復(fù)原學(xué)生:用顯微鏡觀察。學(xué)生回答:先做裝片再加試劑好，這樣可以在顯微鏡下觀察細(xì)胞失水的變化過(guò)程。學(xué)生思考感悟 通過(guò)聯(lián)系生活實(shí)例，有利于提高 學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和運(yùn)用生物學(xué)知識(shí)的能力，同時(shí)可以引導(dǎo)學(xué)生善于從生活實(shí)例中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出問(wèn)題、作出假設(shè)。 使學(xué)生掌握科學(xué)探究的一般方法和步驟 通過(guò)問(wèn)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。使學(xué)生認(rèn)識(shí)到實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的科學(xué)性。 訓(xùn)練學(xué)生思維，設(shè)計(jì)表格的能力。 課堂 小結(jié) 引導(dǎo)學(xué)生對(duì)本節(jié)內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)，著重指出滲透作用的概念及發(fā)生的條件，探究實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的一