4.1水分子进出植物细胞教学设计2023-2024学年高一上学期生物人教版必修1

水分子进出植物细胞
课型： 新授课 （新授课/复习课/实验课等）
1. 课程标准与教材内容分析
本节课的内容选自高中生物必修一第四章第一节被动运输中的内容，新课程标准要求能够举例说明有些物质顺浓度梯度进出细胞，不需要额外提供能量，在本节课的片段教学中，主要内容为渗透作用的原理和条件以及水分子进出植物细胞的思考，为后面学习被动运输、主动运输以及胞吞胞吐的特点奠定基础。在此之前，已经学习了植物细胞的结构和功能、生物膜系统的功能及特点，这都有利于学习过程中对半透膜的理解。在本堂课片段教学中，通过对视频中实验现象的观察，增加学生感性认识，帮助学生克服对微观结构理解的困难，结合学生活动，促使学生主动思考，获取新知。
2. 学情分析
所面对的教学对象为高一学生，此时学生已经对植物细胞的结构有了详细和深刻的认识，知道细胞膜的选择透过性和细胞壁的全透性，也有了一定的物质能量观，这都有利于本堂课对渗透作用的理解。此时的学生对新奇事物具有较强的好奇心，乐于思考，具备一定的抽象逻辑思维能力和空间想象力，但是还远远不足，所以在教学过程中教师应该层层递进，将微观结构以模型的形式进行展示，并辅以直观的图解，加深理解和记忆，提高学生的自主阅读和理解的能力。
3. 设计思路
（1）本章的设计思路：
本章内容主要为三节，主要讲述的是《细胞的物质输入和输出》，包括主动运输、被动运输、胞吞胞吐。结合细胞膜的结构和功能，分别讲述了不同物质进出细胞的原理和特点，并关注相关应用。
本课的设计思路：
本次片段教学主要是学习水分子是如何进出植物细胞的。首先是情境导入，利用莴笋条浸泡在不同的溶液中展现出不同的状态，引入本堂课的主题：水分子进出植物细胞。随后是新课讲授，回顾细胞膜的特点，学习半透膜，并利用半透膜制备渗透装置，模拟水分子进出植物细胞，通过对渗透装置的学习，总结出渗透作用的条件和渗透方向，最后回到植物细胞，对“成熟植物细胞放在清水中是如何满足渗透作用发生的条件的”进行探讨，总结出：1.原生质层相当于半透膜；2.清水中：细胞液浓度 > 外界溶液浓度，细胞液中水的相对含量 < 外界溶液水的相对含量，细胞吸水；3.饱和浓盐水中：细胞液浓度 < 外界溶液浓度，细胞液中水的相对含量 > 外界溶液水的相对含量，细胞失水。
4. 本课时教学目标
（1）通过渗透现象的观察和思考，阐述渗透现象的原理及条件。
（2）将植物细胞与渗透装置进行类比，思考水分子进出植物细胞的方式。
5. 教学重难点
难点：（1）渗透现象的原理及条件
重点：（1）水分子进出植物细胞的方式
6. 教学准备
教师预先了解学生的学情，熟练掌握教材内容并做好教学设计。学生提前对本节内容进行预习和思考。根据本节内容的教学设计对班级进行小组的划分，在活动和讨论中要以小组为单位。莴笋条的浸泡要提前约4个小时进行准备，渗透现象的视频要提前录制。
7. 教学过程
环节一：情境导入
【引入】通过向学生展示提前4小时在饱和浓盐水和清水中浸泡的莴笋条，让学生直观感受和描述不同莴笋条的状态，此现象说明水分子是可以进出植物细胞的，那么水分子是以何种方式进出植物细胞的呢？从而进入本堂课的主题：水分子进出植物细胞。
环节二：渗透现象的讲授
【情境1】引导学生回顾细胞的边界为细胞膜，具有选择透过性，半透膜也具有允许部分物质进入，阻挡大分子物质穿过的特点，并利用半透膜制备渗透装置，模拟植物细胞浸泡在清水中的过程。并思考如下问题：
1.漏斗内液面上升是漏斗内哪一种物质的含量增加导致的？
2.如果用一层纱布代替半透膜，漏斗管液面还会上升吗？为什么？
3.如果烧杯中不是清水，而是同样浓度的蔗糖溶液，漏斗管液面还会上升吗？
总结出水分子的渗透方向和渗透作用发生的条件。
【活动1】学生可以回答：1.水分子含量增加导致。2.液面不会升高。因为纱布不是半透膜， 孔隙很大，水分子和蔗糖分子都能通过。3.漏斗管中的液面将保持不变。
在教师的引导下，总结出：1.水分子的渗透方向为水的相对含量高的一侧向相对含量低的一侧渗透。2.渗透作用条件：具有半透膜；膜两侧具有浓度差。
【设计意图】通过问题串的方式，引导学生思考和总结渗透作用的渗透方向和条件。
环节三：水分子进出植物细胞的思考
【情境2】将一成熟植物细胞置于清水中，是否满足渗透作用发生的条件？如果满足，请分析细胞中相当于半透膜的结构是什么？该结构的两侧是否存在浓度差？
【活动2】学生通过思考，可以得出答案：
成熟植物细胞中有一个很大的液泡，且液泡是单层膜，液泡膜也和细胞膜一样属于生物膜系统，具有选择透过性，因此细胞膜、液泡膜以及这两层膜之间的结构相当于一个半透膜，该结构被称为原生质层。在液泡内溶解有无机盐等物质，因此细胞液具有一定浓度，在清水中：细胞液浓度 > 外界溶液浓度，细胞液中水的相对含量 < 外界溶液水的相对含量，细胞吸水。相反，在饱和浓盐水中：细胞液浓度 < 外界溶液浓度，细胞液中水的相对含量 > 外界溶液水的相对含量，细胞失水。
【设计意图】通过学生自主合作探讨，得出结论，提高学生分析解决问题的能力和归纳总结能力，由学生自主得出水分子进出植物细胞的原理和条件。
环节四：与导入部分相呼应
【情境3】放在盐水中和清水中的莴笋条中，水分子是如何进出细胞的？
【活动3】学生回答：
细胞液浓度 < 外界溶液浓度，细胞液中水的相对含量 > 外界溶液水的相对含量，细胞失水；细胞液浓度 > 外界溶液浓度，细胞液中水的相对含量 < 外界溶液水的相对含量，细胞吸水，细胞膨胀。
环节四：小结。
由教师最本堂课进行归纳和小结。
8. 板书设计
水分子进出植物细胞
渗透作用
方向：水的含量高的一侧→水的含量低的一侧
条件：1.具有半透膜
2.膜两侧有浓度差
水分子进出植物细胞
原生质层→相当于半透膜
清水中：细胞外→细胞液；细胞吸水
饱和浓盐水中：细胞液→细胞外；细胞失水
教学反思