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2019-2020年滬科版生命科學高一上第3章《生命的結構基礎_細胞膜》教案 【課標標準】（本小節(jié)） ①理解植物細胞吸水的原理； ②學會觀察和研究細胞的基本技能，以及初步分析問題的能力； ③學會探究植物細胞外液的濃度與質壁分離的關系。 【教學目標】（第1課時，下同） 【知識與技能】 ①明了滲透、質壁分離等概念的確切含義；能運用概念，分析、解決生活生產(chǎn)中的一 些實際問題； ②較熟練、規(guī)范地獨立完成實驗操作；感知細胞膜的存在、質壁分離現(xiàn)象及其狀態(tài)的 變化規(guī)律，分析變化的原因； 【過程與方法】 ③親歷探究的基本過程并自我評價，理解實驗方法，掌握記錄、處理數(shù)據(jù)和運用曲線 圖表達結果的一般方法； 【情感態(tài)度與價值觀】 ④與他人合作共同探究，初步形成敢于質疑、注重證據(jù)、求真務實等精神，增強學好 生命科學的自信心。 【教學重點】 ①明了“質壁分離”的確切含義； ②感知質壁分離現(xiàn)象及其狀態(tài)變化的規(guī)律； ③體驗探究的各個基本步驟，選擇和采用相關方法開展有關定量研究。 【教學難點】 ①顯微鏡的使用和細胞大小的測量等技能； ②定量研究的基本思路、數(shù)據(jù)轉換以及運用曲線圖表達結果的一般方法； 【核心概念】 質壁分離，科學探究。 【教學基本策略】 問題驅動，引導探究。 【教具準備】 探究活動的材料、儀器和試劑，PPT，雙筒顯微鏡，實物投影等。 【教學過程】 【上課前的交待】 ▲請預習課本P44～46的第6步。 ▲先熟悉材料用具，想想它們有什么用途。 ▲閱讀學案上的【主要學習目標】，做到心中有數(shù)，這也是自我評價的主要標準。 ▲對照學案，大致了解本節(jié)課要解決的主要問題有哪些。 【引 言】 期中前，我們學習了生命的物質基礎。今天我們開始進一步學習（主題3）生命的結構基礎。 細胞是生物體結構和生命活動的基本單位，是一個基本的生命系統(tǒng)。 作為系統(tǒng)，一般都具有邊界，就如一個國家有海陸空的邊界。 邊界必須要能控制并完成系統(tǒng)與外界的物質、信息等的交流。 那么，植物細胞的邊界究竟是細胞壁還是細胞膜呢？細胞壁能控制物質進出細胞嗎？ 細胞膜是細胞這個系統(tǒng)的邊界。我們首先來認識細胞膜。 【過 渡】 細胞膜是如何控制并完成細胞與外界的物質、信息等的交流？ 我們首先以細胞內(nèi)含量最多的水為例開展研究。 同學們對擴散和滲透現(xiàn)象已經(jīng)有所了解。 擴散是物質從濃度高的區(qū)域向濃度低的區(qū)域移動。 滲透作用指水的跨膜擴散，即：水分子通過膜從水分子多的一邊向水分子少的一邊移動。【水的移動方向是從哪一邊向哪一邊移動？】 【板塊一. 探究活動1：成熟植物細胞的滲透失水（定性）】 今天我們準備探究什么呢？ 探究始于問題，問題主要來源于學習或生活實踐。 為了了解同學們已有的生活經(jīng)驗以及發(fā)現(xiàn)問題、提出問題的基礎，課前請同學們對背景資料中所列的現(xiàn)象打勾，并根據(jù)現(xiàn)象提出想要探究的問題。 由于我們今天以植物細胞為研究對象，因此，背景資料都是一些關于植物的實例。 【事實上，人的糖尿病、尿崩癥等疾病都與人體內(nèi)正常的水平衡被打破有一定的關聯(lián)，水與人體健康密切相關。動植物細胞保持水平衡的原理是相似的。】 我閱讀了同學們的學案后，發(fā)現(xiàn)大多數(shù)同學全部肯定了背景資料中的4種現(xiàn)象。說明同學們都積累有一定的生活經(jīng)驗。學案更反映出同學們強烈的問題意識，特別是同學們富有創(chuàng)造性的想象力，讓我興奮，有很多問題是我沒有想到的。時間關系，只能舉幾個例子，讓我們一起分享！ PPT: 請您欣賞（來自許凌波、劉滋清、張立東、王思瀅、朱未、趙曉帆、胡祎超等同學的問題）： ●植物細胞能夠發(fā)生滲透作用嗎？不同濃度溶液中的植物細胞的失水速率和失水量相同嗎？ ●用白菜做餡時，放鹽多少與滲出水的量呈怎樣的關系？讓白菜細胞失水一定要放鹽嗎？ ●為什么做醬菜的黃瓜比鮮黃瓜要咸得多？是黃瓜失水時，鹽也同時進入了細胞內(nèi)嗎？ ●青菜葉肉細胞萎蔫時，基因發(fā)生改變嗎？ ●細胞膜上控制水分子進出的物質是什么？ ★這些問題指向明確，簡潔明了，具有規(guī)律意識、定量意識和探究價值。 ★大致進行分類： 從生命系統(tǒng)的組成層次看，有細胞角度的問題，也有物質角度的問題。 從研究問題的深度看，“是什么”的問題，也有“為什么”的問題，還有“如何做”的問題。 ★后兩個問題很有深度，追根究底的精神值得表揚。但在現(xiàn)有條件下無法開展實驗探究，不適合我們的課堂學習。 根據(jù)統(tǒng)計，絕大多數(shù)問題都與滲透作用有關。 我們就確定“植物細胞能夠發(fā)生滲透作用嗎？不同濃度溶液中的植物細胞的失水速率和失水量相同嗎？”作為我們今天共同探究的課題。 【作出假設】 問題產(chǎn)生后，我們需要進行嘗試性的回答，即提出假設。 針對“植物細胞能夠發(fā)生滲透作用嗎？”這一課題，你的假設是什么？ 【師重復.必要時說明什么叫假設，示范如何提出假設。】 【過渡】假設是否成立，還需要實驗的檢驗，用事實證據(jù)來回答。 也就是說，對植物細胞施加某種處理，觀察其變化，才能評價假設。 【預期結果】假如現(xiàn)在把成熟植物細胞置于濃鹽水中一段時間，預期一下支持你假設的結果應該是怎樣的？ 【過渡】在回答預期結果之前，我們有必要先認識植物細胞的基本結構。 【PPT:成熟植物細胞結構模式圖】 ★植物細胞從外到內(nèi)，依次包括細胞壁，細胞膜，細胞質和細胞核； 細胞質中有液泡，液泡內(nèi)是被稱為細胞液的溶液； ★成熟植物細胞在光學顯微鏡下的最主要特征是：細胞幾乎被中央大液泡占滿了！ 【為了說明結構，圖上夸大了原生質層的厚度。】 如果成熟植物細胞能夠發(fā)生滲透作用，那么，把成熟植物細胞置于濃鹽水中一段時間，液泡大小會發(fā)生怎樣的變化？ 【理解設計】 結果究竟如何，課本提供了一種查證的方法。請閱讀課本第45頁的全部內(nèi)容。 要求是：明確實驗的基本思路，并以簡短的語言復述給同伴聽，同伴必要時做補充。 【學生閱讀課文，復述，補充】 【過渡】明確了實驗的基本思路，操作前需要弄清楚幾個相關問題： PPT:關于課本P45的幾個說明：【提醒：要有及時記錄課堂筆記的習慣】 ①理想的選材：紫色洋蔥鱗葉外表皮 一是細胞液呈紫色，容易在顯微鏡下觀察；二是外表皮容易被撕取制片。 ②試劑替代：氯化鈉溶液替代蔗糖溶液 蔗糖溶液黏性大，移動慢，且細胞對其作用的響應較慢。 經(jīng)過試驗，我們用氯化鈉溶液來代替蔗糖溶液，氯化鈉溶液的濃度分別有4％、5％、6％。 ③制作臨時裝片：滴、劃、撕、展、蓋 【友情提醒：要小心握持刀片，我們今天不是觀察人的紅細胞吆！】 ④引流：目的; 操作方法 【引流，被普遍應用于替換臨時裝片中的液體】 引流時，最好取下裝片，在桌上操作，以免弄臟載物臺。 為了避免鏡頭被污染，引流時不要讓蓋玻片上有溶液。 引流方法要正確（一側滴，對側吸），每次滴液不能多（1～2滴為宜）。 為使細胞完全浸浴在蔗糖溶液中，要重復3次。 ⑤觀察：規(guī)范使用顯微鏡；順序和重點 【順序：先觀察清水滴中的細胞，然后考察氯化鈉溶液中的細胞。 觀察細胞時，先了解的整體形態(tài)，再由外向內(nèi)明確各種結構組成和特點。 重點：中央液泡和原生質層與細胞壁的狀態(tài)?！? ⑥記錄：及時填表，規(guī)范繪圖 說明：“步驟4”中的“趨于穩(wěn)定”的時間統(tǒng)一定為4分鐘。 【來得及的同學就當堂定稿，來不及的就先完成起稿，課后及時定稿】 ⑦沒有把握的操作，及時請求幫助 【實施實驗】 巡回指導，不斷勉勵。 【及時用學生的裝片，展示結果于電視機屏幕上】 【分析與結論】 PPT:你看到了植物細胞的細胞膜這一邊界了嗎？ 你觀察到的現(xiàn)象主要有哪些？由此可推知水分發(fā)生了怎樣的移動？ 師：對照電視屏幕講述質壁分離的定義?！景颜n本44頁的定義劃下來】 實驗結果支持你的假設嗎？本小組的實驗結論是什么？ 【仔細傾聽學生的表達，注意諸如“植物細胞？”“滲透作用？”，強調結論要恰當，不可以偏概全、夸大結果的支持。語言表達要盡可能的嚴謹！】 【時間允許，就展示學生繪的圖?？梢钥紤]讓學生評價繪的細胞圖】 現(xiàn)在，你能解釋發(fā)生質壁分離現(xiàn)象的原因嗎？ 【提示：理清因果關系】 師評價： 操作的規(guī)范性？觀察仔細？對現(xiàn)象的表達清晰、基本準確？推理和解釋比較嚴密？ 【解答疑問】 Q1。回到背景資料中的問題。糖拌番茄或鹽拌黃瓜時，為什么會有水分滲出？ Q2?！綪pt:陣雨將要來臨，菜農(nóng)興高采烈地給大片的菜苗施肥。但陣雨卻與菜田“擦肩而過”。菜農(nóng)焦急萬分！ 菜農(nóng)為什么焦急萬分？ 你能給菜農(nóng)合理的建議嗎？】 【過 渡】 剛才同學們都成功的觀察到了質壁分離現(xiàn)象，說明紫色洋蔥鱗片葉外表皮細胞確實發(fā)生了滲透失水。但這還僅僅停留在形態(tài)結構定性的層次。 測量使定性趨向定量。 為了使觀察更精確，結果更具體，我們要盡可能地進行測量和數(shù)值計算，這樣也更容易發(fā)現(xiàn)規(guī)律。 【板塊二 探究活動2：成熟植物細胞的滲透失水（定量）】 PPT：思考與討論①：如何定量地反映原生質層收縮的相對程度？ （1）要測定原生質層的長度，你準備選擇使用的測量工具是顯微鏡和顯微測微尺。 （2）反映收縮的“相對程度”，合理的測量指標是原生質層的長度的變化或百分數(shù)（％）。 ① 絕對長度的變化 ② 長度（變化）的比率或百分數(shù)（％） 【因為不同細胞的原生質層的初始長度是不同的，用長度（變化）的比率或百分數(shù)（％）更合理】 （3）課本第45頁用質壁分離后的細胞長度(A)作分母。結果的可靠性是基于怎樣的假定？ 【由于細胞壁的伸縮性很小，可以把質壁分離后的細胞長度看作原生質層的初始長度】 （4）說出你的實驗方法。 【同學們討論】 師評價：思路，方法，細胞大小測量的實驗技術的遷移應用。 認識問題具有敏銳性。 B/A（％）也反映了質壁分離的程度。 PPT：思考與討論②：如何定量研究質壁分離程度與外界溶液濃度之間的相關性？ （1）滲透作用的動力是 。 你的假設是 。 （2）說出實驗的實驗變量、反應變量和應該保持一致的常量（無關變量）。 （3）你研究的基本思路是怎樣的？ 【請同學們討論】 師強調：無關變量不是我們所研究的，但又是可能干擾實驗結果的因素。如表皮細胞的來源和取材部位，測量前細胞接受處理的方法和時間……。 實驗時，必須把無關變量的干擾控制在最小程度，盡可能保證他們的一致性。無論這些因素是否影響結果！否則，不便于得出實驗結論。 師：為了讓測量結果精確并具有普遍意義，應注意： 視野亮度要均勻。否則標尺分度兩側亮度會不同，將影響讀數(shù)的精確性； 被測對象要在視野的中央；否則物像就不夠清晰，測量當然也就不精確； 要隨機選擇若干個表皮細胞分別準確測量后計算平均值。 師：請同學們按照上述思路，先在學案上列數(shù)據(jù)記錄表；然后完成“步驟5和6”的操作，注意： ★嚴格操縱實驗變量、 ★控制（均衡）無關變量， ★隨機選取位于表皮周邊和中間的細胞，長寬比約3：1至2：1的細胞比例接近中值、測量時也便于讀數(shù)， 讀數(shù)時四舍五入。 ★仔細觀察、認真記錄數(shù)據(jù)；再計算并將數(shù)據(jù)轉換為坐標曲線圖。 生：列數(shù)據(jù)記錄表；完成實驗操作，進行數(shù)據(jù)的記錄；計算并繪制曲線圖。 師：巡視實驗的過程、結果。 【如果時間來得及，就安排1～2組，展示表圖。】 【學生分析、解讀數(shù)據(jù)】 學案：質壁分離程度與B/A（％）的值是什么關系？ 本小組收集的各組數(shù)據(jù)，說明了氯化鈉溶液濃度與質壁分離程度的關系是怎樣的？原因何在？ 學案：曲線圖反映了外界氯化鈉濃度與質壁分離程度的關系，請描述曲線特征，并得出結論。 【要關注學生的“范圍”意識】師可追問：你能預測在3％、7％氯化鈉溶液中的洋蔥表皮細胞B/A%的范圍嗎？ 師評價： 實驗過程； 實驗結果的可靠性； 制表要領的把握：①標題；②行和列（/ 單位）；③劃線分割；④記錄的數(shù)據(jù)值要有合適的有效數(shù)字。⑤數(shù)據(jù)的排列反映其收集順序。（報告中的6％應列在首位） 繪曲線圖要領的把握：①標題；②坐標軸（變量）：含義（/ 單位），軸的刻度和數(shù)值標注；③繪點連線。 【如果時間來不及，則計算并繪制曲線圖可放到課后完成。但需要把數(shù)據(jù)交給課代表，進行計算機匯總?！? 師：需要說明的是： 借助EXCEL，把全班的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計、處理，生成的曲線圖會更具有普遍意義。因為不僅樣本數(shù)量大，而且一定程度上能體現(xiàn)對實驗材料和測量對象的隨機選擇，如果保證測量得到的每一個數(shù)值都是準確的，則誤差就非常有限了。 但是，為了讓同學們掌握數(shù)據(jù)處理和轉換的技能，要求各位親手計算、繪圖，全班匯總的結果明天放到你們的ftp上。到時，請把自己繪制的曲線與全部統(tǒng)計后生成的曲線進行比較，分析兩者存在差異的原因。 【板塊三：課堂小結】 請同學們對照學習目標和學習過程，談談本節(jié)課的收獲和有待進一步完善的地方，講出自己的感受?！净貧w學習目標】 Xxx：我的收獲主要有： 有待進一步完善的地方： 【板塊四：教師點評，作業(yè)布置】 師評價： ★評價“學生的評價”。充分肯定。 ☆如果個別同學的實驗不太順利，也不要氣餒。愛迪生說過“天才是1％的靈感和99％的汗水”。查找原因，繼續(xù)努力！ ■請同學們【課后完成】有關實驗方案和分析討論， 有興趣的同學可以進一步探究提供給你們的課題或自己確定的新的課題。 需要老師提供支持的，請主動聯(lián)系。 ■【提醒：離開教師前，請整理器材和桌面】