2019-2020年高中生物《物質(zhì)跨膜運輸?shù)膶嵗方贪? 新人教版必修1.doc

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2019-2020年高中生物《物質(zhì)跨膜運輸?shù)膶嵗方贪? 新人教版必修1 一、課程描述 （一）教材分析 本模塊教材是以細胞是基本的生命系統(tǒng)為主線展開的，從前到后依次講述它的物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)、功能和發(fā)展變化的。本章和第五章的內(nèi)容屬于細胞的功能。本節(jié)改變了以往教材的呈現(xiàn)方式，沒有把水分放在代謝一章里，也沒有先講植物的滲透作用，而是利用一些具體例子和資料，介紹了兩方面的內(nèi)容，水分子是順著相對含量的梯度跨膜運輸?shù)?，一些離子的跨膜運輸并不是順著離子相對含量的梯度跨膜運輸?shù)模詈罂偨Y(jié)出細胞膜是選擇透過性膜。 其中，水分的跨膜運輸含有重要的教學價值，這是一個探究實驗，也是學生在高中階段第一次接觸探究實驗，通過對植物細胞失水和吸水的實驗，培養(yǎng)學生學會探究問題的一般方法和步驟。 （二）教學重點、難點 1、教學重點：探究水分進出細胞是順相對濃度梯度的。 2、教學難點：細胞吸水和失水的原理；探究“植物細胞的吸水和失水”，嘗試提出問題。 （三）三維目標 1、知識方面：描述半透膜的特征；舉例說明動物細胞膜和植物原生質(zhì)層相當于半透膜；理解水的跨膜運輸是順濃度梯度。 2、能力方面： 嘗試提出問題，作出假設；進行關于植物細胞吸水和失水的實驗設計和操作。 3、情感態(tài)度和價值觀方面 體驗科學探究過程，培養(yǎng)學生質(zhì)疑、求實、創(chuàng)新的科學態(tài)度和精神；學生在合作的過程中,學會與人交流,尊重他人。 （四）教學設計思路 由于本節(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(jié)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、板圖及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)象和科學家們的故事為背景，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(jié)果預期，設計記錄表格等)。 （五）教學主要手段：電腦多媒體和傳統(tǒng)媒體。 （六）教學方法：學生實驗觀察、討論與教師講述和啟發(fā)引導相結(jié)合。 （七）教學時間：1課時 二、教學過程 （一）創(chuàng)設問題情境，導入新課 問題1：細胞是一個基本的生命系統(tǒng)，這個系統(tǒng)的邊界是什么？ 問題2：由于邊界的存在，進而將細胞與外界物質(zhì)分隔，這種分隔是不是意味著細胞需要的物質(zhì)不能進來，細胞不需要的物質(zhì)不能出去，為什么？ 問題3：從“任何一個生命系統(tǒng)都是開放的系統(tǒng)，都與外界有物質(zhì)的交換。細胞膜能控制物質(zhì)進出細胞”切入，設疑并引入新課：細胞膜是怎樣控制物質(zhì)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。 [設計意圖:通過創(chuàng)設問題情境，引導學生尋找新舊知識的結(jié)合點，使學生主動地參與學習過程。] 第一節(jié)：物質(zhì)跨膜運輸?shù)膶嵗ォニ? （二）探索新知 1、“問題探討”：滲透作用的實驗現(xiàn)象 （1）演示實驗：一滴紅墨水滴入到清水中，出現(xiàn)什么現(xiàn)象？ 學生觀察并回答。 （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(jié)果又會怎樣? 教師說明半透膜的特性。 在此基礎上，播放興趣小組親自實驗過程錄像，并由其中一同學作代表匯報實驗情況，其他同學邊觀看邊聽匯報：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雞蛋殼膜（半透膜）隔開，實驗開始時，漏斗內(nèi)外的液面在同一水平面上，靜置2 h后，漏斗內(nèi)的液面上升。 [設計意圖:由興趣小組親自實驗，增加可信度，而且這種出乎意料的實驗結(jié)果恰恰會引起學生強烈的求知欲望。] 小組討論： 為什么漏斗內(nèi)的液面會上升？ 小組代表發(fā)言。 教師點評：給學生適當?shù)墓膭睢? 多媒體動畫演示，引導學生思考：水分子向哪些方向移動,總體向哪一個方向移動? （3）引導學生分析并認識到： ①蔗糖分子不能自由通過半透膜而水分子可以。 ②兩側(cè)的水分子都在運動。 ③由于單位體積內(nèi)，清水中的水分子數(shù)量多，蔗糖溶液中的水分子數(shù)量少，所以在單位時間內(nèi)，由燒杯通過半透膜進入漏斗的水分子數(shù)量多于由漏斗通過半透膜進入燒杯的水分子數(shù)量。 ④總體的擴散方向為水分子由燒杯通過半透膜進入漏斗，因此漏斗管內(nèi)的液面上升。 ⑤總結(jié)：水分子從數(shù)量多的一側(cè)向水分子數(shù)量少的一側(cè)擴散，也就是說：水分子是順著相對濃度梯度跨膜運輸?shù)?，這種現(xiàn)象稱為滲透作用。這個裝置叫滲透裝置。 學生思考：漏斗內(nèi)的液面是否無限升高？ 教師引導：開始時，水分子從數(shù)量多的一側(cè)向水分子數(shù)量少的一側(cè)滲透的趨勢（壓力），大于水分子從數(shù)量少的一側(cè)向水分子數(shù)量多的一側(cè)滲透的趨勢（壓力）當漏斗內(nèi)的液面逐漸升高，蔗糖溶液中的水分子數(shù)量逐漸增多，這是兩側(cè)壓力幾乎相等，水分子的運動達到動態(tài)平衡，漏斗內(nèi)液面不再上升。 [設計意圖: 培養(yǎng)學生的觀察、比較、分析的能力；培養(yǎng)學生綜合不同學科知識的能力。同時，給學生適當?shù)墓膭睿欣谔岣邔W生主動參與學習的積極性。] 3、小組討論兩個問題，總結(jié)滲透作用的發(fā)生必需的條件有哪些? ①如果用一層紗布代替玻璃紙,漏斗管內(nèi)的液面還會升高嗎? ②如果燒杯中不是清水,而是同樣濃度的蔗糖溶液,結(jié)果會怎樣? 師生共同總結(jié): 要有半透膜；半透膜兩側(cè)的溶液存在濃度差。 [設計意圖: 培養(yǎng)學生的歸納能力及友好的合作精神。] 2、細胞的吸水和失水 （1）動物細胞的吸水和失水 從生活中的例子引出動物細胞的吸水和失水。例如，當我們吃比較咸的食物時，像腌制的咸菜、連續(xù)嗑帶鹽的瓜子等，你的口腔會有什么感覺?為什么? 有什么辦法解決？ 學生回答:會有干燥難受的感覺，因為口腔細胞失去水分，即水分的輸出。這時及時的喝水，可以緩解口渴。 教師歸納：這些現(xiàn)象說明動物細胞的吸水和失水。 圖片展示：哺乳動物紅細胞吸水和失水 小組討論：什么情況下,哺乳動物紅細胞膨脹,皺縮或形態(tài)不變? 小組代表發(fā)言： 當細胞質(zhì)濃度 ﹥外界溶液濃度，細胞吸水 當細胞質(zhì)濃度 ﹤外界溶液濃度，細胞失水 當細胞質(zhì)濃度 ＝ 外界溶液濃度，細胞形態(tài)不變 師生共同總結(jié): 水分進出細胞與細胞質(zhì)的濃度和外界溶液是否存在濃度差有關。 學生思考：細胞膜是否相當于一層半透膜？ 教師引導： 細胞膜能讓水分子通過，而血紅蛋白（大分子物質(zhì)）不能通過，符合半透膜的特性，所以細胞膜相當于一層半透膜。 教師總結(jié)：動物細胞相當于一個滲透裝置。 [設計意圖: 從生活中來，到生活中去。培養(yǎng)運用所學的生物學知識解釋生活中一些實際問題的能力。] （2）探究植物細胞的吸水和失水 例如，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,說明植物細胞也會吸水和失水。 ●提出問題 教師: 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細胞在什么情況下會失水，什么情況下會吸水呢? ③水分是如何進出細胞的? ④植物細胞是不是一個滲透系統(tǒng)，哪些結(jié)構(gòu)相當于半透膜？ ⑤…… 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、③和④三個問題提得好，可以探究。 教師引導:我們要善于從生活中的現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)新的問題，提出問題。許多科學家的發(fā)現(xiàn)并不都是從實驗中得到，更多的是通過觀察生活中的現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)問題的，例如，牛頓從蘋果掉下來的現(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；愛因斯坦曾經(jīng)說過:“提出一個問題比解決一個問題更重要”?？梢?，提出一個有價值的問題，是創(chuàng)造發(fā)明的良好開端。 教師:好，提出了一個有價值的問題以后，我們?nèi)绾稳パ芯克?這是高中生物第一個探究實驗，這節(jié)課我們主要學習探究問題的一般方法和步驟。 我們再回到植物細胞的失水與吸水，從賣菜的阿姨的做法等現(xiàn)象，我們發(fā)現(xiàn)問題──植物細胞也能吸水和失水，接著我們提出若干問題，并討論得出有價值的，值得探究的問題。下面我們先以第④個問題為例，來學習探究問題的一般方法和步驟。 提出探究問題：植物細胞是不是一個滲透系統(tǒng)，哪些結(jié)構(gòu)相當于半透膜？ ●作出假設 ①作出假設:當一個問題提出后，我們必須結(jié)合已有的知識或經(jīng)驗（必要時還要查找資料）分析問題，并且作出嘗試性的回答，這種嘗試性的回答稱為“作出假設”。 圖片展示：成熟植物細胞結(jié)構(gòu)圖。 提供信息：①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。 ②細胞壁的特點：全透性。 ③細胞膜、液泡膜都是半透膜。 ④原生質(zhì)層：包括細胞膜和液泡膜以及兩層膜之間的細胞質(zhì)。 教師引導，作出假設：原生質(zhì)層相當于半透膜。 ②預測實驗結(jié)果： 當細胞液濃度 ﹥外界溶液濃度，細胞吸水，質(zhì)壁分離； 當細胞液濃度 ﹤外界溶液濃度，細胞失水，質(zhì)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(zhì)層都出現(xiàn)一定程度的收縮， 但由于原生質(zhì)層的伸縮性比細胞壁的伸縮性大，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。 教師追問：植物細胞會不會像動物細胞一樣，不斷的吸水最后漲破呢？ 學生回答。 （3）設計實驗 教師引導學生考慮這個實驗設計上的一些細節(jié)問題，例如： ①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？ 教師補充：洋蔥表皮細胞有紫色液泡，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、海水、酒精？ [設計意圖: 通過問題的設置，使學生在思考領悟到選擇合適實驗材料、試劑的重要性。] 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？ 學生:用顯微鏡觀察。 ②實驗步驟 教師轉(zhuǎn)承：實驗材料、試劑、用具選好了，接下來我們要考慮整個實驗具體的操作步驟。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? 學生回答:先做裝片再加試劑好，這樣可以在顯微鏡下觀察細胞失水的變化過程。 實驗要點提示： 第一步：制作洋蔥鱗片葉表皮的臨時裝片，先用低倍鏡觀察。 設問：如何使洋蔥鱗片葉表皮細胞處于失水狀態(tài)？ 第二步：嘗試用不同濃度梯度的蔗糖溶液（質(zhì)量分數(shù)為10％、20％、30％、40%、50%、60％、）使洋蔥表皮細胞發(fā)生質(zhì)壁分離。 [設計意圖:使學生認識到實驗設計的科學性。] 設問：如何使它們復原？ 第三步：使洋蔥表皮細胞浸潤于清水中，觀察質(zhì)壁分離的復原。 ③設計結(jié)果記錄表 預測了實驗結(jié)果后，我們可以設計一個表格來記錄實驗結(jié)果。主要考慮實驗前后可能發(fā)生變化的因素。 中央大液泡的大小 原生質(zhì)層的位置 細胞的大小 0.3 g/mL蔗糖溶液 清 水 （4）進行實驗 （5）分析結(jié)果，得出結(jié)論 做完實驗后，我們要對實驗結(jié)果進行分析，實驗結(jié)果是否與預期相吻合?是否支持了我們最初的假設?當實驗結(jié)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(jié)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?為什么？ 學生回答：不能，因為蔗糖濃度過高了，導致細胞失水過快而死亡。 教師:所以無論實驗成功也好，失敗也好，都要認真分析。 [設計意圖:從實驗材料,方法的選擇,實驗過程.結(jié)果分析等一系列探究活動,使學生體驗實驗設計思路,提高學生的科學思維。] （三）課堂小結(jié) 這節(jié)課通過滲透作用的實驗現(xiàn)象，了解滲透作用的原理以及滲透作用發(fā)生必需的兩個條件；從生活中的現(xiàn)象我們發(fā)現(xiàn)動植物細胞都能吸水和失水，重點學習探究的一般方法和基本步驟:提出問題→作出假設→設計實驗→進行實驗→分析結(jié)果，得出結(jié)論→表達與交流→進一步探究。下節(jié)課我們就到實驗室來完成這個實驗。 （四）布置作業(yè)：小組合作完成，針對探究的問題，設計一份實驗方案。 [課后記] 科學并非一些概念、規(guī)律的堆砌，對科學的正確認識應當懂得科學的原動力、科學精神和態(tài)度。科學的教育應當激發(fā)學生內(nèi)在的動力──求知欲，要培養(yǎng)學生的科學方法、科學精神和態(tài)度。 教材將“滲透作用的實驗現(xiàn)象”以圖片形式呈現(xiàn)，我認為更好的設計是轉(zhuǎn)化為學生主動體驗實驗過程，布魯納的“認知──發(fā)現(xiàn)學習”理論等一些優(yōu)秀的學習理論，都含括了一個非常重要的理念，那就是重視“體驗”。通過體驗，讓學生融入其中，才能真正有利于培養(yǎng)學生的生物科學素養(yǎng)，同時也為更好的理解教學重點、難點奠定基礎。若課時限制，可以先由興趣小組實驗，并拍攝實驗過程，上課播放興趣小組實驗過程錄像，并由其中一同學作代表匯報實驗情況，其他同學邊觀看邊聽匯報。 植物細胞失水和吸水的實驗是一個“探究實驗”，也是學生高中階段第一次接觸“探究實驗”，有其重要的教學價值。這部分內(nèi)容并沒有告訴學生探究的具體步驟，而是以設問導問方法，使學生主動尋疑析疑最后達到解疑；引導學生既會發(fā)問又會尋疑析疑，真正做到“教是為了不教”，充分尊重學生的主體地位。 這節(jié)課時間相當緊，有些問題未能給學生充分的討論時間，建議學生課前預習，有些問題課前討論，并互相評價，寫出評價記錄。 [點評] 1.本節(jié)課從導入新課到細胞吸水和失水原理的探討，都注重與現(xiàn)實生活的聯(lián)系，充分調(diào)用學生的生活經(jīng)驗，用生活中的問題來激發(fā)學生的求知欲，使學生在對豐富的感性知識的回憶和體察中，感悟現(xiàn)象中蘊含的原理，順利地建構(gòu)概念，掌握和運用規(guī)律。較好地體現(xiàn)了新課程的理念。 2.該課的重點是探究水分進出細胞的原理。為了突出重點，教師在設計該課時，還運用了布魯姆的“發(fā)現(xiàn)學習”理論，變傳統(tǒng)的“結(jié)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(gòu)知識，并培養(yǎng)求真務實、敢于質(zhì)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.在該設計中，為了突破難點，還充分地整合了電腦多媒體和傳統(tǒng)媒體的優(yōu)勢，使感性材料的呈現(xiàn)省時高效，增加了課堂上有效信息的密度。 4.該設計既留出了學生的自主學習和小組合作學習的時間，又有課外興趣小組探究實驗過程和結(jié)果的演示示范，在此基礎上，教師從具體案例出發(fā)，重點講述實驗設計的基本環(huán)節(jié)，讓學生舉一反三，從模仿開始，循序漸進的去領悟探究實驗設計的基本方法。這既符合新課程改變學生單一學習方式的要求，也符合學生現(xiàn)有的認知水平和認知規(guī)律，且體現(xiàn)了課堂空間時間上的彈性和開放性。 5.該設計比較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；還比較注重對學生的思維方法的引導和思維能力的培養(yǎng)，在教學環(huán)節(jié)和教學語言的設計中體現(xiàn)了邏輯的嚴謹性。 6.該設計學生課外探究實驗僅限于少數(shù)幾個學生，若能擴大學生參與的面，教學效果將會更好。此外，為了檢驗學生對重點和難點知識的掌握程度，課堂適時檢測反饋也是必要的。