必修一第四章細胞的物質輸入和輸出第1節(jié)《被動運輸》教學設計一、教材分析

本節(jié)是人教版《普通高中生物學》必修一第四章第一節(jié)內容。本節(jié)內容包括水進出動植物細胞原理、探究植物細胞的吸水和失水、被動運輸三部分，在新課標的內容標準中，對本節(jié)內容的學習要求是“分析實驗現(xiàn)象發(fā)生的條件、原因”，“闡明被動運輸?shù)脑砗吞攸c”，且探究植物細胞的吸水和失水實驗及滲透裝置的分析，屬于理解水平。但在教材中，在本節(jié)需要向學生介紹滲透作用這一概念。滲透作用對學生而言相對難以理解，因此，教師在講解過程中需要放慢語速，詳細講解滲透裝置所展現(xiàn)出來的滲透作用。首先從水分子進出細胞的方式說起，讓學生理解擴散和滲透的原理，關于水進出細胞的原理可以將動物細胞進出水與植物細胞進出水進行類比，先學水進出動物細胞，再讓學生思考水進出植物細胞的異同。進而理解被動運輸，在此基礎上區(qū)分自由擴散和協(xié)助擴散，并為進一步學習主動運輸打下基礎。通過本節(jié)課的學習還要培養(yǎng)學生“生物體的結構和功能相適應”的生命觀念。本節(jié)包含兩個課程標準提出的應展開的教學活動要求，分別為“通過模擬實驗探究膜的通透性”和“觀察植物細胞的質壁分離合復原”，本節(jié)建議采用3課時完成，其中含1節(jié)實驗課，結合實驗進行教學，爭取創(chuàng)造條件讓學生親歷活動過程，增強感性認識，領悟科學探究的一般方法。二、學情分析學生在初中做過或見過這樣的實驗：泡在鹽水中的蘿卜條會軟縮，泡在清水中的蘿卜條會更加硬挺。學生也有這樣的生活經(jīng)驗：做菜餡時加入一些鹽，蔬菜中的水分會大量滲出；對農(nóng)作物施肥過多會造成“燒苗”現(xiàn)象等，這些生活經(jīng)驗對學習本節(jié)內容都有幫助。而本節(jié)內容需要學生從微觀水平上理解細胞吸水、失水的過程，理解細胞膜是選擇透過性膜，內容本身較抽象，難以理解，學生學習起來會有一定困難。此外，學生在初中曾經(jīng)接觸到科學研究的一般步驟，但在如何提出問題、作出假設和設計實驗等環(huán)節(jié)都還缺乏訓練。在初中的物理學習中，學生對物質分子的擴散現(xiàn)象也有基本的認知，這些已有的知識和經(jīng)驗可以作為本節(jié)課創(chuàng)設教學情境的理想素材，可以更好的幫助學生理解物質，跨膜運輸?shù)木唧w機制。第一課時一、教學目標1. 通過模擬實驗探究膜的透性，闡明細胞膜的選擇透過性，形成結構與功能相適應的生命觀念；2. 通過對滲透作用現(xiàn)象進行分析，理解滲透作用的原理及條件，提高分析與綜合的科學思維能力。3. 通過探究植物細胞的吸水和失水，培養(yǎng)設計實驗、實施方案、分析結果、得出結論的科學探究能力。4.依據(jù)滲透作用原理，達成指導農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和選擇低鹽飲食的健康生活方式的社會責任。二、教學重難點1.教學重點（1）被動運輸?shù)脑砗吞攸c。（2）探究植物細胞的吸水和失水。2.教學難點（1）探究植物細胞的吸水和失水。（2）轉運蛋白的種類和作用。三、教學方法講授法、討論法、任務驅動法、自主學習法四、教學過程教學流程教學流程情境設計問題設計師生活動情境：生活現(xiàn)象——吃比較咸或甜的食物，口腔和唇的黏膜會覺得比較干、清水泡著的青菜、鹽腌制的黃瓜。學習任務一：滲透裝置分析，歸納發(fā)生滲透作用的條件生活中我們會觀察到，吃比較咸或甜的食物，口腔和唇的黏膜會覺得比較干。用清水泡著的青菜卻都很硬挺；而用鹽腌制的黃瓜皺皺巴巴，還會出很多水。我們先來看看問題探討中的模擬實驗。1.裝置的漏斗管內液面為什么會升高？2.用紗布代替玻璃紙漏斗管內液面會升高嗎？3.清水換成同樣濃度的蔗糖溶液，結果會怎樣？4.該裝置中，漏斗中液面是否會一直上升？5.當裝置中，漏斗液面不再上升時，半透膜兩側溶液濃度相等嗎？師:設置情境，提出思考問題。生：根據(jù)生活經(jīng)驗，小組討論完成相關問題。設計意圖：從生活實際出發(fā)，設計情境，引導學生質疑和論辯。【歸納】滲透作用①概念：水分子（或其它溶劑分子）通過半透膜的擴散。②水分子的運動趨勢：順相對含量梯度運輸，水往“高”處流【歸納】滲透作用③條件：a.具有半透膜半透膜；b.兩側的溶液具有濃度差學習任務二：通過水進出哺乳動物紅細胞的示意圖，分析水進出動物細胞的原理是通過滲透作用。提出問題：如果將裝置中的漏斗換成紅細胞還會不會吸水？請大家閱讀教材P63圖41，思考討論以下問題：1.紅細胞內的血紅蛋白等有機物能夠透過細胞膜嗎？這些有機物相當于“問題探討”所示裝置中的什么物質？2.紅細胞的細胞膜是否相當于一層半透膜？思考：水進出紅細胞的原理是什么？3.當外界溶液濃度低時，紅細胞一定會由于吸水而脹破嗎？4.紅細胞吸水或失水取決于什么條件？師：從滲透裝置出發(fā)，引入動物細胞的原理，并設置相關問題思考。生：通過分組討論，得出動物細胞吸水失水的原理。同時通過生活實例的探討，將所學知識學以致用。設計意圖：通過情境與問題的設置，讓學生，掌握知識的同時，培養(yǎng)學生的生命觀念。任務三：水進出植物細胞的原理根據(jù)成熟植物細胞結構，討論植物細胞的滲透作用原理問題探討：如果將裝置中的漏斗換成植物細胞會不會發(fā)生滲透作用？問題：從結構上看，植物細胞是否滿足滲透作用的條件？問題：植物細胞在什么條件下吸水，在什么條件下失水師：設置情境，引發(fā)學生思考，植物細胞滲透作用的條件。生：通過小組討論與學案填寫完成相關內容。設計意圖：從生活實例出發(fā)，培養(yǎng)學生生命觀念。教學流程探究植物細胞吸水失水的實驗（實驗預案設計）問題探討：探究實驗的流程師：引導學生按照探究實驗的一般流程設計實驗。生：分組設計實驗設計意圖：通過實驗探究，分析水分進出植物細胞是通過滲透作用。教學流程總結提升：展示鹽堿地圖片，指導學生分析，鹽堿地不長植物的原因。課堂總結請同學們解釋以下現(xiàn)象：1.分析鹽堿地不利于植物生長的原因。為什么有些植物耐鹽堿？2.臨床上為什么使用0.9%NaCl即生理鹽水輸液?師生：學生討論，教師指導學生歸納總結動植物細胞吸水和失水的區(qū)別和聯(lián)系，梳理質壁分離與復原的概念，并由此歸納被動運輸?shù)母拍睢⒈粍舆\輸對于細胞生命活動的意義。引導學生形成生態(tài)意識和社會責任。板書設計教學反思探究植物細胞的吸水和失水是高中生物學的第一個預實驗，應予以高度重視。教學前要做好預實驗，組織學生學習科學探究的一般步驟和方法，明確本實驗的原理、思路和大致步驟。在學習原生質層的概念時，不要告訴學生水分進出前后植物細胞的變化，否則容易將本探究性實驗變成驗證性實驗。第二課時一、教學目標①通過探究“植物細胞的吸水和失水”，說明水分子進出植物細胞的原理，闡釋原生質層的選擇透過性與質壁分離及其復原的關系。②通過水分子進出細胞方式的探索學習，初步構建被動運輸?shù)母拍睿鼙容^自由擴散和協(xié)助擴散的異同點③通過對被動運輸?shù)木唧w實例的討論，分析細胞膜的成分、結構和物質跨膜運輸功能之間的關系，嘗試運用物質跨膜運輸?shù)闹R解決有關實際問題。二、教學重難點教學重點：①被動運輸?shù)脑砗吞攸c②探究植物細胞的吸水和失水教學難點：①探究植物細胞的吸水和失水②轉運蛋白的種類和作用三、教學過程教學過程情境設計問題設計師生活動情境創(chuàng)設導入任務一、探究植物細胞吸水失水的實驗材料用具：紫色的洋蔥鱗片、刀片、鑷子、滴管、載玻片、蓋玻片、吸水紙、顯微鏡、清水、質量濃度為0.3g/ml的蔗糖溶液、質量濃度為0.5g/ml的蔗糖溶液.提出問題：洋蔥細胞在什么條件下會失水和吸水？失水和吸水過程細胞形態(tài)出現(xiàn)了哪些變化？指導學生按照實驗方案完成實驗操作，觀察并記錄實驗現(xiàn)象。思考水分子進出植物細胞的原理。思考植物細胞的吸水和失水的過程，為進一步探究奠定良好的基礎。學生按照實驗方案進行實驗操作：制作臨時裝片低倍鏡下觀察滴加0.3g/ml的蔗糖溶液低倍鏡下觀察滴加清水低倍鏡下觀察通過對生物學事實的觀察認識水分進出細胞的過程，并在探究實驗過程中發(fā)現(xiàn)學生的科學探究能力。實驗操作討論交流觀察實驗現(xiàn)象，總結植物細胞質壁分離和復原的原理提出問題：1.在未滴加蔗糖溶液之前，洋蔥鱗片葉外表皮的液泡大小如何？顏色如何？原生質層的位置在哪？2.滴加蔗糖溶液之后，液泡的大小，顏色以及原生質層出現(xiàn)了哪些變化？3.植物細胞的失水過程是否也是滲透作用？為什么說原生質層相當于一層半透膜？4.與動物細胞吸水過程相比，植物細胞吸水時是否也會出現(xiàn)皺縮？為什么？5.滴加清水之后，液泡的大小，顏色以及原生質層出現(xiàn)了哪些變化？這說明了什么？思考問題1，認識洋蔥鱗片葉外表皮細胞的結構。思考問題2，觀察細胞失水的現(xiàn)象，明確細胞失水水過程中細胞壁和原生質層的關系。思考問題3，理解原生質層相當于一層半透膜。思考問題4，比較動植物細胞失水過程中的異同。思考問題5，觀察細胞吸水的現(xiàn)象，明確細胞吸水過程中，細胞壁和原生質層的關系。構建概念任務二、自由擴散和協(xié)助擴散圖片展示：人工合成的脂雙層對物質的通透性自由擴散和協(xié)助擴散示意圖。思考與討論：1、哪些分子能夠通過脂雙層？哪些分子不能通過？為什么？2、葡萄糖不能通過無蛋白質的脂雙層，但是，小腸上皮細胞能大量吸收葡萄糖，對此該如何解釋？問題1自由擴散是否具有方向性？問題2哪些物質能夠通過自由擴散的方式進出細胞？3、葡萄糖不能通過無蛋白質的脂雙層，但是，小腸上皮細胞能大量吸收葡萄糖，對此該如何解釋？問題3協(xié)助擴散的特征？問題4比較載體蛋白和通道蛋白的異同？歸納：自由擴散和協(xié)助擴散有哪些共性?指導學生觀察圖片，總結自由擴散和協(xié)助擴散的區(qū)別和聯(lián)系，以及載體蛋白和通道蛋白的區(qū)別和聯(lián)系。在觀察圖片的基礎上，通過歸納與概括、比較與推理等科學方法構建被動運輸?shù)母拍睿斫庾杂蓴U散和協(xié)助擴散的異同點，形成對物質跨膜運輸方式的基本認識。總結升華小結：概念圖的構建小組討論與交流形成概念圖。指導學生歸納總結動植物細胞吸水和失水的區(qū)別和聯(lián)系，梳理質壁分離和復原的概念，并由此歸納得出被動運輸?shù)母拍睿约氨粍?/p>