全章复习与测试名师教学设计1

第1节

物质跨膜运输的实例

高中生物

人教2003课标版

1教材分析

人教版高中《生物·分子与细胞(必修1)》的探究植物细胞吸水和失水的实验，是倡导探究性学习、发展探究能力的良好素材。探究活动“植物细胞的吸水和失水”

与旧版教科书中“观察植物细胞的质壁分离和复原”

的验证不同，它是让学生通过探究活动自主发现原生质层是否相当于一层半透膜，以及水分子进出细胞的条件等问题。探究植物细胞的吸水和失水实验重在做好引导。本节课配合生物显微演示装置电子目镜（j02043）使整个实验过程通过电脑由多媒体直观展示，学生记忆深刻。

学生能够真正的探究，必需基于一定的背景知识，在这节课中，要先让学生具备必要知识背景，再进行探究就存在可能。所以我将教材进行重新处理，整体思路是：（先引导式探究→再自主性探究）先让学生在老师的引导下能够进行细胞吸水和失水的基本实验，熟悉基本的实验操作，接下来在问题情景中运用所掌握的知识进行探究实验，把探究放到课的后半部分。探究实验的方法步骤：提出问题—作出假设—设计实验—进行试验—分析结果得出结论—表达交流—进一步探究。

2教学目标

1、知识目标：通过探究实验，能理解植物细胞的原生质层相当于一层半透膜；并能说出在什么情况下植物细胞吸水和失水。

2、能力目标：①能尝试从生活中的一些现象提出问题、做出假设。②尝试设计实验方案。③能制作临时装片和操作显微镜。

3、情感、态度和价值观目标：体验科学探究过程，具有积极思考、大胆质疑的科学精神；在小组讨论和交流中学会培养交往合作能力。

3重点难点

重点：水分渗透的原理。

难点：尝试提出问题和作出假设。

4教学方法

探究法，实验法，讨论法

5教学资源(实验器材)

紫色的洋葱鳞片叶、刀片、镊子、滴管、载玻片、盖玻片、吸水纸、显微镜，小烧杯、浓盐水、清水、0.3g/mL蔗糖溶液、0.6g/mL蔗糖溶液、0.3g/mL的葡萄糖溶液、5％NaCl溶液、5％尿素溶液、0.1g/mL KNO3溶液、10％盐酸溶液

6教学思路

引导式探究→自主性探究

7教学过程

7.1 第一学时

教学活动

活动1【导入】创设情境，导入新课

创设情境，导入新课：

提出问题：细胞膜具有哪些功能？细胞膜作为边界怎样控制物质进出细胞？

通过对细胞中含量最多的物质—水的设问而引入到对“跨膜运输”的探讨。

活动2【活动】演示渗透实验

演示渗透实验，引导学生分析水分渗透的原理，主动获取知识：

1、

教师介绍渗透实验装置

2、

通过课件引导学生分析半透膜的特点

3、

教师动画演示水分渗透过程及现象

4、

通过动画探讨液面上升的原因

总结发生水分渗透的条件和原理

活动3【活动】讨论分析

讨论分析动物细胞的吸水和失水：

1、

通过课件观察哺乳动物红细胞吸水和失水的现象和条件

2、

引导学生分析讨论红细胞细胞膜是否有半透膜的特点

3、

启发学生总结动物细胞吸水和失水的规律。

活动4【活动】分析

分析植物细胞的结构特点，理解原生质层的概念：

1、

结合图归纳植物细胞与动物细胞的显著区别。

2、

理解细胞液的概念及与液泡的关系

理解原生质层的概念。

活动5【活动】讨论

讨论原生质层是否相当于一层半透膜：

1、

结合课件引导学生从原生质层结构讨论它的三部分是紧密联系在一起的

通过提问引导学生从生物膜的共性讨论原生质层是一层半膜。

活动6【活动】操作实验

操作实验：

1、

根据问题提出假设

引导学生观察实验，验证假设。

活动7【活动】教学过程

2

教学过程

2.1导入新课

师：通过第3章的学习，我们知道细胞膜被称为系统的边界，作为边界，细胞膜具有哪些作用？

生：将细胞与外界环境隔开；控制物质进出；细胞间信息交流。

师：细胞膜虽然将细胞与外界环境隔开，但细胞作为一个开放的生命系统，只有不断的与外界进行物质、能量交换其生命才能维持下去，那么细胞膜是怎样控制物质交换的呢？这是本章探讨的主要内容。

在细胞需要的营养物质中，哪一种物质最多？

生：水。

我们就先从水开始，讨论水是怎样通过细胞膜进出细胞的。

2.2

演示渗透实验，引导学生分析水分渗透的原理，主动获取知识

一．简要介绍p60页实验装置。

玻璃纸是一种半透膜，膜上的孔径很小。水分子的直径小于膜的孔径，能自由通过，而蔗糖分子直径大于膜的孔径，不能通过。因此半透膜的特点是允许分子直径小于膜孔径的物质通过，比如水分子；分子直径大于膜孔径的物质不能通过，比如蔗糖分子。半透膜也就像我们教室的门一样，在座的每一位都可以自由通过，但篮球运动员姚明（停顿）不能通过。

师：根据半透膜原理，水分子可以往返于玻璃纸两侧，哪个方向多一些？

生：从清水到蔗糖溶液。

师:为什么？

生：。。。。。。

师：中午放学回到家，你在客厅等待着母亲在厨房炒菜，我们在客厅能闻到菜的香味，哪位同学能解释一下这种现象？（提问）

生：香味物质是在炒菜过程中产生的，厨房香味物质密度大于客厅，所以从厨房飘到客厅，从而刺激我们的嗅觉，于是就感觉到香味了。

师：解释的非常好！比如，现在我们把一滴红墨水滴入盛有清水的烧杯中，大家观察到的变化是不是墨水在向四周扩散？原因呢？

生：墨水中的红色物质密度大于清水，因此红色物质向四周扩散。

师：由此可见，不管是在空气还是在溶液中，物质都是由密度高的地方向密度低的地方运动，也就是我们初中物理学过的扩散。也就是说只要一边密度大，一边密度小，物质就会发生扩散。

现在我们分析一下玻璃纸两侧水分子密度，“清水侧”水分子比“漏斗侧”的密度大还是小？

生：大

师：水分子会向什么方向扩散？

生：由“清水侧”向“漏斗侧”蔗糖溶液扩散。

师：注意！由于水分子可自由通过玻璃纸，因此既可以由密度大的一侧向密度小的一侧运动，也可以由密度小的一侧向密度大的一侧运动，只不过前者强于后者！总的趋势则是水分子由密度大的一侧向密度小的一侧扩散。我们描述的是总趋势。

这样的话液面会发生什么样的变化？

生：会升高。

师：看看我们的实验结果跟大家的预测是否一致。

结果是一致的。像水分子等溶剂分子通过半透膜进行的扩散，我们把这种想象称为渗透作用。

现在我向同学们提出一个问题，由于蔗糖不能通过半透膜，漏斗内的水分子密度始终小于烧杯清水的水分子密度，液面会不断的升高吗？

生：。。。。。。

师：水分子就有由密度大的一侧向密度小的一侧渗透的趋势或者称为“压力”，这种压力在清水侧随着漏斗内水分子增多而变小；再者随着漏斗液面不断升高，

液面越高，向下的压力就越大，压向清水侧的水分子越来越多，最终两个方向扩散的水分子的量保持平衡。这时漏斗内的液面不会再有变化。

现在我们再来讨论一下发生渗透作用的条件。

同学们！想象一下，如果玻璃纸两侧均是30%的蔗糖溶液，漏斗液面会升高吗？

生：不会。膜两侧不存在浓度差，故水分子密度相同，进去和出来的水分子的量会保持一种动态平衡，所以漏斗液面不会升高。

师：如果把玻璃纸换成纱布呢？

生：也不会！纱布孔径大，水分子、蔗糖分子都可以通过，很快纱布两侧蔗糖浓度会相同，所以液面也不会升高。

师：由以上讨论可看出发生渗透现象需要具备哪两个条件？

生：要有半透膜，并且半透膜两侧要有浓度差。

师：回答很好！

二．下面我们来分析一下水分是怎样进入动物细胞的。

红细胞大家都已经很熟悉了，当红细胞置于比其细胞质浓度高的溶液时，红细胞会发生什么样的变化？

生：皱缩。因为红细胞失水，红细胞的水跑出来了。

师：当红细胞置于比其细胞质浓度低的溶液时，红细胞会发生生么样的变化？

生：膨胀，甚至涨破！因为红细胞吸水，外面的水分不断的进入细胞。

师：当红细胞置于比其细胞质浓度相同的溶液时，红细胞又会发生生么样的变化？

生：不会变化，因为水分进出细胞处于动态平衡。

师：实验再次验证了水分进出细胞与细胞膜两侧溶液是否存在浓度差有关。

我们再思考一个问题，红细胞膜是不是相当于前面讲过的半透膜？

生：。。。。。。

师：红细胞内的血红蛋白能透过细胞膜跑出来吗？

生：不能；血红蛋白分子直径大于红细胞膜孔径。

师：那水分子能进出红细胞吗？

生：能，不管细胞膜两侧是否存在浓度差。

师：可见，细胞膜允许水分子自由进出，但不让大分子自由通过，具备半透膜的特点。红细胞膜就相当于前面讲过的半透膜。

红细胞吸水和失水也遵循渗透作用的原理。其他动物细胞也一样。

三．最后，我们来探讨水分是怎样进出植物细胞的。

同学们能不能结合自己的经验或生活实践来谈一下植物细胞吸水和失水现象？小组讨论后推荐一人站起发言。

生：初中生物课曾经把萝卜条放在盐水中变软了，放在清水中又变硬了。青菜放时间过长萎蔫了，放在清水中泡一泡又会变得新鲜。等等。。。

师：那植物细胞在什么条件下失水？在什么条件下吸水？

生：外界溶液浓度高于细胞液浓度时细胞失水，外界溶液浓度低于细胞液浓度时吸水。

师：这似乎与动物细胞情况一致，但是动植物细胞结构上的区别是很大的！所以我们有必要来回忆一下动植物细胞的区别有哪些？

生：植物细胞有细胞壁、液泡、叶绿体等等。

师：细胞壁孔径大，小分子大分子都能自由通过，所以是全透性的。

成熟植物细胞内有一个很大的液泡，占据细胞很大的比例，从而把细胞质挤压成很薄的一层。细胞内的液体主要是液泡的液体，所以我们把其称为细胞液。

把细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质称为原生质层。

所以植物细胞的吸水和失水主要就是指液泡内的细胞液的水与外界环境的水的扩散。

关键是原生质层可以看成是一层半透膜吗？

生：。。。。。。

师：首先细胞膜和液泡膜都是生物膜，前面讲过都有半透膜的特点；其次原生质层因受液泡挤压而成薄薄的一层；从这两个方面来看是可以把原生质层看做一层半透膜的。

这只是我们的推测！一定要想办法用实验来验证推测。

如果可以把原生质层看做是一层半透膜，植物细胞与外界溶液存在浓度差，细胞就会吸水和失水。细胞形态上就会有变化！下面我们来观看整个实验过程。

活动8【作业】布置作业

活动9【活动】教学反思

教学反思

从这节课中，让学生学到了探究实验的方法步骤：提出问题—作出假设—设计实验—进行试验—分析结果得出结论—表达交流—进一步探究。尤其是配合双目显微镜、电子目镜，使整个实验过程现场直播，学生观察到了实验现象的动态变化，对实验探究的过程以及相关的知识点把握的更加牢固。在经历实验材料、方法的选择、实验设计、实验过程和结果分析等一系列探究活动的过程中，体验科学探究的基本过程和方法，培养质疑、求实、创新的科学态度和精神。新课程下实验教学还有很多值得探究的地方，由于过去实验教学并没有充分体现他在生物教学中应有的地位，在课改的春风中，愿生物学这门基于实验的科学学科带给学生更多学习探究乐趣！

当然这节课也存在些许不足，首先探究式教学以学生为主体的思想落实不够，在以后的教学中备课“备学生”这个方面要下足力气；其次，上课过程中小组讨论环节没有留足充足的时间，应让学生有一个思维碰撞的时间，不管结果怎样，在讨论中得出的真理记忆才是最深刻的；再次，课堂练习题要精，关键是要落实重点难点。另外还有，近期办公室工作较忙，没有及时听有经验老师的讲课，以后要把握每一次学习的机会，努力提高教学水平。

第1节

物质跨膜运输的实例

课时设计

课堂实录

第1节

物质跨膜运输的实例

1第一学时

教学活动

活动1【导入】创设情境，导入新课

创设情境，导入新课：

提出问题：细胞膜具有哪些功能？细胞膜作为边界怎样控制物质进出细胞？

通过对细胞中含量最多的物质—水的设问而引入到对“跨膜运输”的探讨。

活动2【活动】演示渗透实验

演示渗透实验，引导学生分析水分渗透的原理，主动获取知识：

1、

教师介绍渗透实验装置

2、

通过课件引导学生分析半透膜的特点

3、

教师动画演示水分渗透过程及现象

4、

通过动画探讨液面上升的原因

总结发生水分渗透的条件和原理

活动3【活动】讨论分析

讨论分析动物细胞的吸水和失水：

1、

通过课件观察哺乳动物红细胞吸水和失水的现象和条件

2、

引导学生分析讨论红细胞细胞膜是否有半透膜的特点

3、

启发学生总结动物细胞吸水和失水的规律。

活动4【活动】分析

分析植物细胞的结构特点，理解原生质层的概念：

1、

结合图归纳植物细胞与动物细胞的显著区别。

2、

理解细胞液的概念及与液泡的关系

理解原生质层的概念。

活动5【活动】讨论

讨论原生质层是否相当于一层半透膜：

1、

结合课件引导学生从原生质层结构讨论它的三部分是紧密联系在一起的

通过提问引导学生从生物膜的共性讨论原生质层是一层半膜。

活动6【活动】操作实验

操作实验：

1、

根据问题提出假设

引导学生观察实验，验证假设。

活动7【活动】教学过程

2

教学过程

2.1导入新课

师：通过第3章的学习，我们知道细胞膜被称为系统的边界，作为边界，细胞膜具有哪些作用？

生：将细胞与外界环境隔开；控制物质进出；细胞间信息交流。

师：细胞膜虽然将细胞与外界环境隔开，但细胞作为一个开放的生命系统，只有不断的与外界进行物质、能量交换其生命才能维持下去，那么细胞膜是怎样控制物质交换的呢？这是本章探讨的主要内容。

在细胞需要的营养物质中，哪一种物质最多？

生：水。

我们就先从水开始，讨论水是怎样通过细胞膜进出细胞的。

2.2

演示渗透实验，引导学生分析水分渗透的原理，主动获取知识

一．简要介绍p60页实验装置。

玻璃纸是一种半透膜，膜上的孔径很小。水分子的直径小于膜的孔径，能自由通过，而蔗糖分子直径大于膜的孔径，不能通过。因此半透膜的特点是允许分子直径小于膜孔径的物质通过，比如水分子；分子直径大于膜孔径的物质不能通过，比如蔗糖分子。半透膜也就像我们教室的门一样，在座的每一位都可以自由通过，但篮球运动员姚明（停顿）不能通过。

师：根据半透膜原理，水分子可以往返于玻璃纸两侧，哪个方向多一些？

生：从清水到蔗糖溶液。

师:为什么？

生：。。。。。。

师：中午放学回到家，你在客厅等待着母亲在厨房炒菜，我们在客厅能闻到菜的香味，哪位同学能解释一下这种现象？（提问）

生：香味物质是在炒菜过程中产生的，厨房香味物质密度大于客厅，所以从厨房飘到客厅，从而刺激我们的嗅觉，于是就感觉到香味了。

师：解释的非常好！比如，现在我们把一滴红墨水滴入盛有清水的烧杯中，大家观察到的变化是不是墨水在向四周扩散？原因呢？

生：墨水中的红色物质密度大于清水，因此红色物质向四周扩散。

师：由此可见，不管是在空气还是在溶液中，物质都是由密度高的地方向密度低的地方运动，也就是我们初中物理学过的扩散。也就是说只要一边密度大，一边密度小，物质就会发生扩散。

现在我们分析一下玻璃纸两侧水分子密度，“清水侧”水分子比“漏斗侧”的密度大还是小？

生：大

师：水分子会向什么方向扩散？

生：由“清水侧”向“漏斗侧”蔗糖溶液扩散。

师：注意！由于水分子可自由通过玻璃纸，因此既可以由密度大的一侧向密度小的一侧运动，也可以由密度小的一侧向密度大的一侧运动，只不过前者强于后者！总的趋势则是水分子由密度大的一侧向密度小的一侧扩散。我们描述的是总趋势。

这样的话液面会发生什么样的变化？

生：会升高。

师：看看我们的实验结果跟大家的预测是否一致。

结果是一致的。像水分子等溶剂分子通过半透膜进行的扩散，我们把这种想象称为渗透作用。

现在我向同学们提出一个问题，由于蔗糖不能通过半透膜，漏斗内的水分子密度始终小于烧杯清水的水分子密度，液面会不断的升高吗？

生：。。。。。。

师：水分子就有由密度大的一侧向密度小的一侧渗透的趋势或者称为“压力”，这种压力在清水侧随着漏斗内水分子增多而变小；再者随着漏斗液面不断升高，液面越高，向下的压力就越大，压向清水侧的水分子越来越多，最终两个方向扩散的水分子的量保持平衡。这时漏斗内的液面不会再有变化。

现在我们再来讨论一下发生渗透作用的条件。

同学们！想象一下，如果玻璃纸两侧均是30%的蔗糖溶液，漏斗液面会升高吗？

生：不会。膜两侧不存在浓度差，故水分子密度相同，进去和出来的水分子的量会保持一种动态平衡，所以漏斗液面不会升高。

师：如果把玻璃纸换成纱布呢？

生：也不会！纱布孔径大，水分子、蔗糖分子都可以通过，很快纱布两侧蔗糖浓度会相同，所以液面也不会升高。

师：由以上讨论可看出发生渗透现象需要具备哪两个条件？

生：要有半透膜，并且半透膜两侧要有浓度差。

师：回答很好！

二．下面我们来分析一下水分是怎样进入动物细胞的。

红细胞大家都已经很熟悉了，当红细胞置于比其细胞质浓度高的溶液时，红细胞会发生什么样的变化？

生：皱缩。因为红细胞失水，红细胞的水跑出来了。

师：当红细胞置于比其细胞质浓度低的溶液时，红细胞会发生生么样的变化？

生：膨胀，甚至涨破！因为红细胞吸水，外面的水分不断的进入细胞。

师：当红细胞置于比其细胞质浓度相同的溶液时，红细胞又会发生生么样的变化？

生：不会变化，因为水分进出细胞处于动态平衡。

师：实验再次验证了水分进出细胞与细胞膜两侧溶液是否存在浓度差有关。

我们再思考一个问题，红细胞膜是不是相当于前面讲过的半透膜？

生：。。。。。。

师：红细胞内的血红蛋白能透过细胞膜跑出来吗？

生：不能；血红蛋白分子直径大于红细胞膜孔径。

师：那水分子能进出红细胞吗？

生：能，不管细胞膜两侧是否存在浓度差。

师：可见，细胞膜允许水分子自由进出，但不让大分子自由通过，具备半透膜的特点。红细胞膜就相当于前面讲过的半透膜。

红细胞吸水和失水也遵循渗透作用的原理。其他动物细胞也一样。

三．最后，我们来探讨水分是怎样进出植物细胞的。

同学们能不能结合自己的经验或生活实践来谈一下植物细胞吸水和失水现象？小组讨论后推荐一人站起发言。

生：初中生物课曾经把萝卜条放在盐水中变软了，放在清水中又变硬了。青菜放时间过长萎蔫了，放在清水中泡一泡又会变得新鲜。等等。。。

师：那植物细胞在什么条件下失水？在什么条件下吸水？

生：外界溶液浓度高于细胞液浓度时细胞失水，外界溶液浓度低于细胞液浓度时吸水。

师：这似乎与动物细胞情况一致，但是动植物细胞结构上的区别是很大的！所以我们有必要来回忆一下动植物细胞的区别有哪些？

生：植物细胞有细胞壁、液泡、叶绿体等等。

师：细胞壁孔径大，小分子大分子都能自由通过，所以是全透性的。

成熟植物细胞内有一个很大的液泡，占据细胞很大的比例，从而把细胞质挤压成很薄的一层。细胞内的液体主要是液泡的液体，所以我们把其称为细胞液。

把细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质称为原生质层。

所以植物细胞的吸水和失水主要就是指液泡内的细胞液的水与外界环境的水的扩散。

关键是原生质层可以看成是一层半透膜吗？

生：。。。。。。

师：首先细胞膜和液泡膜都是生物膜，前面讲过都有半透膜的特点；其次原生质层因受液泡挤压而成薄薄的一层；从这两个方面来看是可以把原生质层看做一层半透膜的。

这只是我们的推测！一定要想办法用实验来验证推测。

如果可以把原生质层看做是一层半透膜，植物细胞与外界溶液存在浓度差，细胞就会吸水和失水。细胞形态上就会有变化！下面我们来观看整个实验过程。

活动8【作业】布置作业

活动9【活动】教学反思

教学反思

从这节课中，让学生学到了探究实验的方法步骤：提出问题—作出假设—设计实验—进行试验—分析结果得出结论—表达交流—进一步探究。尤其是配合双目显微镜、电子目镜，使整个实验过程现场直播，学生观察到了实验现象的动态变化，对实验探究的过程以及相关的知识点把握的更加牢固。在经历实验材料、方法的选择、实验设计、实验过程和结果分析等一系列探究活动的过程中，体验科学探究的基本过程和方法，培养质疑、求实、创新的科学态度和精神。新课程下实验教学还有很多值得探究的地方，由于过去实验教学并没有充分体现他在生物教学中应有的地位，在课改的春风中，愿生物学这门基于实验的科学学科带给学生更多学习探究乐趣！

当然这节课也存在些许不足，首先探究式教学以学生为主体的思想落实不够，在以后的教学中备课“备学生”这个方面要下足力气；其次，上课过程中小组讨论环节没有留足充足的时间，应让学生有一个思维碰撞的时间，不管结果怎样，在讨论中得出的真理记忆才是最深刻的；再次，课堂练习题要精，关键是要落实重点难点。另外还有，近期办公室工作较忙，没有及时听有经验老师的讲课，以后要把握每一次学习的机会，努力提高教学水平。