第四章 细胞的物质输入和输出

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课标分析：通实验探究认识物质通过半透膜的扩散原理

学生初步掌握探究实验的方法、过程和思维。

教学目标：

1.知识与技能：

（1）说出细胞在什么情况下吸水和失水。

（2）举例说出细胞膜是选择透过性膜。

（3）熟练制作临时装片和操作显微镜。

2.过程与方法：

（1）尝试从生活现象中提出问题，作出假设。

（2）进行关于植物细胞吸水和失水的实验设计和操作。

3.情感态度和价值观：

（1）体验科学探究过程，培养学生质疑、求实、创新的科学态度和精神。

（2）学生在合作的过程中，学会与人交流，尊重他人。

学情分析：

（1）本节课中涉及的探究性实验是高一学生面对的第一个探究性实验。高一学生生物基础知识和实践动手能力还比较薄弱，尤其是在探究性实验设计和方法上几乎一无所知，因此在本节教学中，教学目的不应是让学生“做实验”而是应该教学生“怎么做实验”。

（2）根据新课标要求，本节内容主要是通过实验探究让学生明白细胞膜是一种选择透过性膜。为什么具有选择透过性，是第二节的内容；不同物质进出细胞的方式有所不同，这是第三节的内容。可见，本章节不宜讲得过深过复杂。

设计思路：

（1）在教学设计上，选择部分重要知识为课堂学习内容：植物细胞吸水和失水的现象；渗透吸水的条件；探究性实验的方法。部分知识为课后探究活动：质壁分离实验；半透膜的选择。

（2）先通过创设教学情景，让学生区分浸泡在盐水和清水中的萝卜条，来引入新课；播放渗透吸水现象的视频，组织学生自主学习教材中渗透装置并分析发生原因，结合红细胞吸水失水材料探讨细胞结构和渗透装置的相似性，引出探究性问题：细胞的吸水和失水是渗透现象吗？

教学过程表

教学进程 教 师 活 动 学 生 活 动 教学意图

创设情景

导入新课

1.同学们，在你们手里有两根我几个小时前从同一个萝卜上切下的萝卜条，一根我放在浓盐水里浸泡，一根，我放在清水里浸泡，都浸泡了一个小时左右，但是我不说，同学们捏一捏，能分清楚哪根是在清水里泡的，哪根是在盐水里泡的吗？

2.能告诉我怎么区分的吗？

3.为什盐水中的变软，清水中的变硬呢？

4.在我们生活中还有很多类似的情况，同学们能不能例举一些生活中的常见例子？

5.动物细胞会出现这样的情况吗？ 1.学生很有兴趣的分别捏捏，掰掰，很自信的说能。

学生回答预测：

2.盐水中浸泡的软，清水中浸泡的硬。

3.因为外面有盐。（部分学生能够回答清水中的吸水所以变硬，盐水中的失水会变软。）

4.白糖拌西红柿，凉拌菜的时候会出水。焉了白菜在清水里会吸水。

5.学生犹豫回答：能。吃咸的时候会嘴干，想喝水。 通过生活常识，创设情景，吸引学生注意，引导学生从生活走进生物学知识

鼓励学生从活现象中发现问题，并尝试分析问题。

教师总结进入新课内容

播放视频资料和渗透现象示意图

组织学生自主学习

教师总结

组织学生自主学习

教师提问并总结

引入探究性实验

多媒体投影出成熟植物细胞模式图

讲解原理方法

学生自主学习

播放质壁分离视频

教师总结

学生讨论后总结结论

教师总结

教师讲述：同学们讲得非常的好，任何一个生命系统都是相对开放的系统，都需要与外界进行物质的交换，包括从外界摄取物质也包括自身代谢废物的排除，那么，物质是怎么进出细胞的呢？物质进出细胞的又有哪些方式呢？下面，我们来探究下水分子出入细胞的原因和方式。

首先，我们先来看看有趣的现象：多媒体展示教师在课前用半透膜做的渗透实验现象视频，可见吸管内红色的液面过段时间后上升。

教师讲述：视频中的装置是一个渗透装置，和我们60页上的渗透现象示意图是一样的。包在漏斗口或吸管口的玻璃纸是一种半透膜，半透膜是一种分子间隙很小的膜，水分子可以自由通过，而蔗糖等大分子不能通过。大家请认真阅读渗透现象示意图，思考讨论并回答：

1.漏斗内的液面为什么会上升？

2.如果把玻璃纸换成纱布，液面会上升吗？

3.如果烧杯里不是清水，而是同样浓度的蔗糖溶液，结果会怎么样？

漏斗内的溶液会象同学们刚才在视频中看到的一样，液面上升。但是把玻璃纸换成纱布以后就不会上升了，因为纱布缝隙大，不是半透膜。同学们看到的这种现象叫做渗透现象。渗透现象是指水分子（或其他溶剂分子）通过半透膜，由低浓度溶液向高浓度溶液的扩散，叫渗透作用。至于把烧杯中的清水换成同样浓度蔗糖溶液后会出现的结果，请同学们继续阅读60页水分进出哺乳动物红细胞的状况资料，思考讨论材料中问题，再回答我。

1如果烧杯里不是清水，而是同样浓度的蔗糖溶液，结果会怎么样？

2.结合刚才的两个分析，有没有同学能概况出渗透现象需要的条件？

同学们的回答很好，通过刚才对渗透实验的分析，我们知道渗透作用需要两个重要的条件：

1.内外溶液间具有半透膜

2.内外溶液间具有浓度差

结合对红细胞的分析，我们发现红细胞和渗透装置具有相似性：都能吸水和失水，都有膜结构，都有内外两种溶液，内外两种溶液的浓度都不同。由此，我们推测红细胞的吸水和失水也是一种渗透作用，受细胞内外两侧的浓度差决定。但是这样的推测对不对呢？我们需要由实验来证明！

简单说，我们对某件事物产生了好奇，想知道或者验证结果对不对，通常会先进行假设，然后去验证，这其实就是最简单的一种探究模式。当然在进行科学探究的时候，内容和细节要求得更加严格和细致，因为科学是严谨的。

我们以植物细胞来进行探究，首先认识一下成熟的植物细胞结构特点：

1.植物细胞的细胞膜和液泡膜以及这两层膜之间的细胞质，称为原生质层。

2.成熟液泡里的液体是细胞液。

其次，我们必须知道科学的探究性实验主要分以下步骤：

1.提出问题：人类能不断进步，就源于人类具有强烈的探知欲望。我们要善于发现生活中的问题，并积极思考。比如：刚才讲解植物细胞结构的时候，就应该引发我们的思考，萝卜条会吸水和失水是不是因为原生质层相当于一层半透膜呢？细胞壁对植物细胞的吸水和失水有没有影响呢？

2.作出假设：当一个问题提出以后，我们必须结合已有的知识和经验，分析问题，并尝试作出回答，再去验证答案，这种尝试性的回答称为“作出假设”。如：假设①若把植物细胞分别放在高浓度和低浓度的溶液中，细胞失水或吸水，则说明原生质层相当于半透膜。②若把植物细胞分别放在高浓度或低浓度的溶液中，细胞没有表现出失水或吸水，则说明原生质层不能相当于半透膜。

3设计实验：做出假设后，就要开始为具体的实验进行设计。合理、正确、科学的实验设计对结论至关重要，它是探究实验的具体实施方案，也关系到能否得到正确的结论。

下面，请同学们结合课本61页探究实验，认真阅读课本中的参考案，熟悉实验设计的要素、方法和过程，这将在我们以后的探究性实验中用到。同桌之间可以小声讨论。然后告诉我，在设计实验后还需要做的步骤。

提问：哪位同学能告诉我，设计好实验后，我们还需要做什么工作？

现在我们看看我记录下的现象视频（可明显看到洋葱表皮细胞中紫色的原生质层正在收缩和恢复）

提问：同学们能说说我们为什么要用洋葱表皮细胞来做这个实验吗？

总结：实验的成功和选对实验材料是密不可分的，因为洋葱的细胞液是紫色的，便于观察。如果我们选择了萝卜，它是白色的，我们观察不清现象，就有可能得到错误的结论。

通过视频，我们看到了洋葱表皮细胞吸水和失水的实况，下面我们讨论下62页实验中提出的3个问题。

通过前面的学习和观看洋葱的质壁分离视频，由此，我们得出结论：

1.洋葱的原生质层是一层半透膜

2.植物细胞的吸水和失水就是一种渗透现象。 学生倾听

学生发出惊呼，气氛热烈

学生倾听

学生回答预测：

1.漏斗里有糖

2.会；不会；犹豫不答

3.还是会上升；不会；犹豫不答

学生倾听

学生前后邻座4人为单位自主学习，思考讨论

学生回答预测：

1.不会吸水；和第三个图一样。

2.学生能准确答出；回答不出。

学生倾听

学生倾听

学生自主学习，小声讨论

回答预测：

4.进行实验

5.分析结果，得出结论

6.表达和交流

7.进一步探究

学生惊叹，气氛热烈

回答预测：

因为洋葱是紫色的，看得清楚

学生倾听

学生讨论后总结结论 倾听也是学习的一种重要手段。

由真实的视频演示更具说服力。

此处的渗透装置和半透膜，学生还很陌生，需要教师讲解

鼓励学生思考

给学生科学清晰的定义

对第3问题暂不总结，让学生通过自主学习明确答案，同时让学生意识到渗透装置和红细胞的结构的相似性。

给学生科学清晰的总结

通过类比的形式让学生认识到红细胞和渗透装置的相似性，引入探究性实验。

进行情感教育，培养学生对科学的严谨态度。

让学生初步掌握探究性实验的方法

教师讲解了探究性实验前三点较抽象步骤后，学生自主学习，找出后续步骤，培养学生自主学习能力

用视频展示质壁分离真实现象更具说服力

情感教育，培养学生科学的意识

培养学生交流和表达能力

给学生明确清晰的知识性结论

多媒体投影出作业布置项目 课堂作业：

1完成64页练习作业

课后作业：

1.请同学们自主学习63页物质跨膜运输的其他实例，并列举。

2.请同学们课后自主学习63页资料分析：物质跨膜运输的特点。下节课提问该特点。

3.请同学们尝试性写出植物细胞会由于吸水过多而涨破吗？的探究性实验设计 学生进行作业1 巩固知识

把部分内容转为课后自主学习内容，延伸教学

板书设计：

第一节：物质跨膜运输的实例

（1）渗透吸水和失水的条件

a.溶液之间具半透膜

b.膜的两侧溶液具有浓度差

（2）细胞的吸水和失水：

外界溶液浓度< 细胞内浓度 吸水

外界溶液浓度> 细胞内浓度 失水

a.半透膜

b.膜的两侧具有浓度差

教学流程图如上：

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收稿日期：2013-06-01