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1、
最新人教版必修一《物質(zhì)跨膜運輸?shù)膶嵗罚ǖ?
1 課
時)教案例
●從容說課
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.水分子是順著相對含量的梯度跨膜運輸?shù)摹?
2.一些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 ,最后總結出細胞膜是選擇透過性膜。實例主要突出的是水的跨膜運輸方式——滲透。要讓學生明確這幾個問題:擴
散與滲透的區(qū)別;原生質(zhì)層與原生質(zhì)的區(qū)別;細胞與滲透裝置的共同之處(一個成熟的細胞就是一個滲透系統(tǒng));半透膜與選擇透過性膜的區(qū)別和聯(lián)系;細胞在什么情況下吸水和失水。
本節(jié)實驗是一個“
2、探究實驗” ,這也是學生高中階段第一次接觸“探究實驗” ,要逐步教
會學生進行探究的基本方法和步驟。雖然實驗本身很簡單 ,關鍵是要引導學生如何從生活現(xiàn)
象中發(fā)現(xiàn)問題 ,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、用具、試劑的選擇 ,操作步驟 ,結果預期 ,設計
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實驗的一般方法和步驟 ,第二課時則進行
實驗 ,分析實驗結果 ,得出結論。結合對實驗的分析來介紹滲透裝置和滲透作用 ,指出一個成
熟的細
3、胞就是一個滲透裝置 ,最后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。
●三維目標
1.知識與技能
( 1)說出細胞在什么情況下吸水和失水。
( 2)舉例說明細胞膜是選擇透過性膜。
( 3)熟練制作臨時裝片和操作顯微鏡觀察。
2.過程與方法
( 1)嘗試從生活現(xiàn)象中提出問題 ,作出假設。
( 2)學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)參與課堂討論與交流。
( 2)養(yǎng)成良好的實驗習慣 ,如及時清洗和擺放實
4、驗用具 ,愛護實驗室衛(wèi)生等?!窠虒W重點
1.如何進行探究實驗 ,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。
●教學難點
1.如何發(fā)現(xiàn)問題和提出問題。
2.如何設計實驗過程(材料、實驗用具、試劑的選擇 ,實驗結果的預測 ,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。
●教具準備
1.滲透演示實驗。
2.蘿卜條吸水和失水的演示實驗。
3.滲透原 理的多媒體演示課件。
●課時安排
1 / 6
2 課時
5、
第一課時 探究細胞的吸水與失水
●教學過程
[課前準備]
課前老師準備好蘿卜條吸水和失水的演示實驗 ,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)皿盛放以作對照。此實驗一般需要半小時就可以有明顯的結果。
[情 境創(chuàng)設]
今天我們開始學習第 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) ,同時也包括及時 地把代謝產(chǎn)生的廢物排出體外
(如呼
6、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?
學生:會有干燥難受的感覺 ,因為口腔和唇的細胞失去水分 ,即水分的輸出。
( 2)當你把白菜剁碎準備做餡時 ,常常要放一些鹽 ,過一段時間后就可見有水分滲出 ,這些水分是從哪里來的?
學生: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?
學生:菜葉又重新變
7、得硬挺起來了 ,葉面伸展 ,即水分的輸入。
( 4)老師展示課前準備好的蘿卜條失水和吸水的實驗 ,介紹實驗過程 ,展示實驗結果。
問:兩個燒杯中的蘿卜條為什么會出現(xiàn)明顯的不同呢?
學生: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]
1.提出問題
教師:結合上面這些例子 ,特別是蘿卜條吸水和失水的這個演示實驗 ,如果深入思考的話 ,
你可以提出什么問題?將問題寫下來。
學生: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細胞在什么情況下
8、會失水 ,什么情況下會吸水呢?
③水分是如何進出細胞的?
??
教師:大家一起來討論一下提的問題哪些是有價值的 ,值得探究的?
學生:②和③兩個問題提得好 ,可以探究。
教師 :我們要學會善于從生活中的現(xiàn)象中發(fā)現(xiàn)新的問題 ,提出問題。許多科學家發(fā)現(xiàn)也
就是在平時看似習以為常的現(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;細菌學家弗萊明從一個長了青霉的細菌培養(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。當然這要求我們要
有敏銳的觀察能力和敏捷的思維。愛因斯坦曾經(jīng)說
9、過:“提出一個問題比解決一個問題更
重要?!笨梢哉f“提出問題的能力”是人們素質(zhì)的一個重要組成部分 ,是創(chuàng)造發(fā)明的源泉之
一。好 ,提出了一個有價值的問題以后 ,我們?nèi)绾稳パ芯克??這節(jié)課我主要是告訴大家探究問題的一般方法和步驟。
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2.作出假設
當一個問題提 出來后 ,首先我們要對現(xiàn)象進行分析 ,結合已有的知識(必要時還要查找
一些資料)和生活經(jīng)驗 ,對提出的問題作出一個嘗試性的回答。我們叫“作出假設”。
比如 我們研究“細胞在什么情況下會失水 ,什么情況下會吸水呢” ,綜合分析以上幾個
例子——嗑瓜子引起口干
10、,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
一定的鹽分 ,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?反之如果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。
那作出的假設正確與否呢?就需要通過實驗來驗證 ,那么接下來我們就要設計一個實驗 ,
創(chuàng)造我們假設中所提出的條件 ,來檢測細胞是否發(fā)生失水或吸水。
3.設計實驗
教師:那這個實驗的設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實驗” ,脫開書本 ,假如你是第一次碰到這
樣的
11、問題 ,你會考慮選擇怎樣的材料呢?
學生:樹葉;菜葉;血細胞;花瓣。
??
教師:大家可以打開思維來想 ,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實驗要用到哪些工具 ,你
如何判斷細胞失水了還是沒有失水?
學生:用顯微鏡觀察。
教師:很好 ,當你選用了顯微 鏡以后 ,你的選材就應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(如細胞比較大 ,或細胞有顏色等 ,如果沒有顏色 ,能不能染色?染色
要注意什么)。比如洋蔥表皮細胞有紫色 ,也很好撕取做成裝
12、片 ,就可以考慮 ,那大家還能不能想到其他什么好材料呢?
學生: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。
紫鴨跖草表皮容易撕取 ,紫色液泡大而明顯 ,很容易找到。
??
教師:大家的思路開始打開了 ,想得很好 ,那究竟這些材料好不好 ,大家也可以做為一個課題來研究 ,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?學生:鹽水。
教師:還有沒有其他的呢?
學生:糖水;
醋酸;
海水。
??
教師:想得很好 ,這
13、里我們同樣也考慮這些問題 ,我們選的試劑會不會對細胞有傷害?能
否保證細胞是活的?如醋酸就可能對細胞產(chǎn)生傷害;試劑的濃度我們最好是能控制的 ,海水的
濃度我們不好控制。還有試劑要是容易獲得的。所以這里大家提的鹽水和糖水是比較好的。
材料、用具、試劑都選好了 ,接下來我們要考慮整個實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 ,再想辦法往里加入試劑呢?
學生: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。
教師:很好 ,現(xiàn)在我們還有一個重要的問題 ,那就是要預期一下實驗結果 ,
14、加了高濃度糖
水后細胞會發(fā)生怎樣的變化呢?
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學生:細胞會縮小。
圖 4- 1- 1
1.正常細胞 2、3.發(fā)生了質(zhì)壁分離的細胞
教師:對 ,細胞液中的水分流失 ,使細胞壁和原生質(zhì)層都出現(xiàn)一定程度的收縮。由于原生
質(zhì)層(包括細胞膜、液泡膜和這兩層膜之間的細胞質(zhì)。注意: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
壁外的其他所有物質(zhì)是一團原生質(zhì))比細胞壁的伸縮性大 ,
15、當細胞不斷失水時 ,原生質(zhì)就會與
細胞壁分離開來 ,也就發(fā)生質(zhì)壁分離。所以觀察到質(zhì)壁分離可以作為細胞失水的表現(xiàn)。
預測了實驗結果后 ,我們可以設計一個表格來記錄實驗結果。這個 實驗中的表格就比較
簡單了。
中央液泡的大小 原生質(zhì)層的位置 細胞大小
0.3 g/mL 蔗糖溶液
清水
4.開展實驗
好 ,當所有這些實驗的細節(jié)都考慮清楚了以后 ,我們就可以開始實驗了 , 下節(jié)課我們就到
實驗室完成這個探究實驗。
5.記錄結果
6.分析結果 ,得出結論
做完實驗后 ,我們要對實驗結果進行分析 ,實驗結果是否與預期相吻合?是否支持了
16、我們最初的假設?
當實驗結果與預期不符時 ,我們要多思考 ,也不要急于認定假設不成立 , 要考慮會不會是因為實驗操作的不正確導致不能達到預期結果的?會不會有什么干擾因素呢?
例如這個實驗中 ,如果開始使用了 0.8 g/mL 的蔗糖溶液 ,很快就觀察到了質(zhì)壁分離 ,但后
來加清水怎么也不能使細胞發(fā)生質(zhì)壁分離復原 ,能否斷定當外界濃度低的時候細胞不能吸水呢?
學生:不能。
教師:那為什么會出現(xiàn)與預期不符的結果呢?就要多思考了 ,有沒有誰能想到呢?
學生:會不會因為蔗糖濃度過高了 ,導致細胞失水過快而死亡了。
教師:很好 ,回答得很正確。所以無論
17、實驗成功也好 ,失敗也好 ,都要認真分析。如果確
實找不到實驗設計上的原因也找不到實驗操作上的原因 ,始終也未能得到預期的結果 ,這就要
認定假設是錯的了。這時又要重新回頭做新的假設 ,然后設計別的實驗了。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]
進行科學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:提出科學問
題;進行猜想和假設;制定計劃 ,設計實驗;觀察與實驗 ,獲取事實與證據(jù);檢驗與評價;表
達與交流。某些探究過程只包含其中的幾個
18、要素 ,而且也不一定按上面呈現(xiàn)的順序進行。我
們進行科學探究主要是領悟科學探究的思想 ,培養(yǎng)自己進行科學探究所需要的能力 ,增進對科
學探究方法與過程的理解??茖W探究能力是通過完成部分探究活動和完整的探究活動而形成和發(fā)展的。
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[評價反饋]
1.精選練習
( 1)酵母菌培養(yǎng)基中 ,常含有一定濃度的葡萄糖 ,但當葡萄糖濃度過高時 ,反而抵制了微生物的生長 ,原因是
A. 改變了酵母菌的 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
19、葉的表皮置于質(zhì)量濃度為 0.3 g/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. 充滿細胞液
C.充滿蔗糖溶液
D. 充滿清水
答案:( 1) C ( 2) C
[課堂小結]
我們這節(jié)課就到這里 ,主要是告訴大家探究的一般方法和基本的步驟:提出問題→作出
假設→設計實驗→開展實驗→記錄結果→分析結果 ,得出結論→表達與交流。下節(jié)課我們就
到實驗室來完成這個實驗。
[布置作業(yè)]
課后完善本實驗的設計 ,理順操作步驟 ,預期實驗結果并思考:
1.假如細胞壁相當于一層半透膜 ,實驗結果會有
20、什么不同?
2.如果沒有細胞壁 ,實驗結果會有什么不同?
[課后拓展]
請根據(jù)下述條件設計一個實驗 ,鑒別兩種不同濃度的蔗糖溶液 ,寫出實驗步驟并分析結
果:一瓶 10%的蔗糖溶液、一瓶 30%的蔗糖溶液、 250 mL 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:此題主要考查設計實驗的能力。設計實驗的目的(提出問題):鑒別兩種不同濃度的蔗糖溶液。設計實驗依據(jù)的原理:滲透作用原理。實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。合理安排實驗步驟參見下面的答案。對實驗結果的預測和分析參見下面答
21、案。得出科學的結論:明確實驗目的→實驗依據(jù)的原理→實驗材料和用品的選擇→合理安排實驗的步驟→對實驗結果的預測和分析→得出科學的結論,這是設計實驗的基本思路和程序。
( 1)實驗步驟
①將一瓶中的蔗糖溶液倒入燒杯中。②將另一瓶中的蔗糖溶液裝滿透析袋 ,將刻度玻璃
管插入袋內(nèi)溶液中 , 用線將袋口和 玻璃管扎緊。③將插有刻度玻璃管的透析袋放入盛有溶液
的燒杯中 ,垂直固定于支架上 ,記錄刻度玻璃管液面刻度。④一段時間后 ,觀察玻璃管液面刻
度,確定液面是升還是降。
( 2)結果分析
如液面升高 ,則透析袋中的溶液是 0.3 g/mL 的蔗糖溶液 ,燒杯中的
22、溶液為 0.1 g/mL 的蔗糖溶液。反之 ,可推測透析袋中是 0.1 g/mL 的蔗糖溶液 ,燒杯中的溶液為 0.3 g/mL 的蔗糖溶液。
●板書設計
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)膶嵗谝徽n時 探究細胞的吸水與失水
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