人教版生物必修一4.1《物质跨膜运输的实例──水分运输》教学设计

4.1物质跨膜运输的实例──水分运输　教学设计
一、教材内容分析

《物质跨膜运输的实例》是人教版普通高中新 ( http: / / www.21cnjy.com )课程生物必修1《分子与细胞》中第4章第1节的内容。本节首先是以“问题探讨”的形式展示了渗透作用的实验现象，学生通过分析现象认识半透膜的作用；然后通过分析“水分进出红细胞”的现象以及探究“植物细胞的失水和吸水”使学生认识到细胞膜和原生质层都相当于半透膜；最后通过离子运输的实例认识细胞膜是选择透过性膜。其中本节的“植物细胞的吸水和失水的探究”是全书的第一个“探究”活动，通过这项活动，学生可以在提出问题、作出假设、设计实验等环节得到一定的体验和感悟，将为学习后面的探究活动打下一定的基础。

二、教学设计思路

由“问题探讨”引入，通过渗透现象的分析，学 ( http: / / www.21cnjy.com )生自主构建渗透作用的概念；回忆细胞膜制备的实验，分析“水分进出红细胞的情况”认识到红细胞的细胞膜相当于半透膜，吸水或失水取决于细胞内外的浓度差；进而引导学生讨论“植物细胞的吸水和失水”情况，尝试提出问题，作出假设，指导学生做好探究实验；最后适当的拓展与延伸，进行总结性评价。

三、教学目标

1、知识与技能：

(1)说出渗透作用的概念和条件；

(2)列举水的跨膜运输，说明细胞膜是半透膜；

(3)进行探究植物细胞吸水和失水的实验设计和操作。

2、过程与方法：

(1)尝试从生活现象中提出问题，作出假设；

(2)学习科学探究的一般方法和步骤。

3、情感态度和价值观：

(1)领悟科学探究的思想方法，培养学生质疑、求实、创新及勇于实践的科学态度和精神；

(2)学生在合作学习的过程中，学会与人交流、尊重他人。

四、教学重点和难点

1、重点：

(1)探究水分进出细胞是顺相对浓度梯度的；

(2)举例说明细胞膜是选择透过性膜（半透膜）。

2、难点：

(1)尝试提出问题、作出假设；

(2)进行探究植物细胞吸水和失水的实验设计和操作。

五、教学方法

主要采用探究式教学模式，配以多媒体辅助教学。

六、教学流程


教学环节 师生互动 设计意图
设置问题情景，复习旧知，激发探索欲望 教师提问：细胞作为最基本的生命系统其边界边界是什么？有什么功能？ 设疑： 1． 物质进出细胞是否受到细胞膜的控制？ 2．活细胞中有哪些化合物，含量最多的是？ 3．不同的物质是如何进出细胞的？ 学生活动： 思考讨论相关问题，明确物质的进出必须要受细胞膜的控制。 引导学生寻找新旧知识的结合点，引起认知冲突，激发探索新知的欲望。
渗透作用 教师活动： 组织学生阅读“问题探讨”关于渗透现象的演示图；投影演示渗透作用的动态过程，引导学生思考： 1．蔗糖分子和半透膜两侧的水分子是否都通过半透膜？ 2．半透膜两侧水分子的通过数量一样吗？为什么？ 3．漏斗的液面会无限上升吗？为什么？ 4．如果烧杯中不是清水，而是同样浓度的蔗糖溶液，结果又会怎样？原因？ 5．如果用一纱布代替半透膜，结果会怎样？原因？ 学生活动： 观察渗透作用的发生过程，小组讨论分析原因、思考回答相关问题。 结合问题自主构建渗透作用的概念及条件。 师生共同归纳总结： 1．渗透作用：水分子（或其他溶剂分子）经过半透膜由低浓度溶液向高浓度溶液的扩散过程。 本质：顺着相对浓度梯度的运动。 2．条件： 具有半透膜；半透膜两侧的溶液浓度不同 利用动画演示，增强直观感；设计“问题串”是为了以问题驱动学习,引导学生自主、探究、合作,最终完成对知识的主动建构。
动物细胞的吸水和失水 教师活动： 引导学生回忆利用红细胞制备细胞膜的实验，组织学生讨论分析： 1．图中所示的红细胞出现了什么现象？为什么？ 2．当外界溶液的浓度低时，红细胞一定会由于吸水而涨破吗？ 3．红细胞内的血红蛋白等有机物能透过细胞膜吗？这说明红细胞的细胞膜相当于“渗透装置”中的什么装置？ 4．你认为红细胞的吸水和失水多少取决于什么条件？ 学生活动： 小组讨论分析红细胞吸水和失水的原因，进而归纳出：红细胞吸水和失水的条件，红细胞的细胞膜相当于半透膜，动物细胞相当于一个渗透装置。 培养学生观察、比较和分析、总结，进而得出科学结论的能力。
探究植物细胞的失水和吸水 教师活动： 实物演示 “萝卜条的吸水和失水现象”，引导学生思考萝卜条变软变硬的原因是什么？ 学生活动： 观察现象，思考教师所提出的问题，交流与动、植物细胞吸水和失水相关的实例并分析原因。尝试从生活实例中提出问题、作出假设。 提出问题：植物细胞在什么情况下失水和吸水？失水和吸水的条件是什么？水分子是如何进出细胞的？ 教师引导分析：这些问题那些是有价值的值得探究的？ 因为细胞膜和液泡膜都属于生物膜，与红细胞的 ( http: / / www.21cnjy.com )细胞膜在组成上和结构上都非常相象，所以由细胞膜、液泡膜和这两层膜之间的细胞质组成的原生质层也应该是半透性的，相当于半透膜。所以植物细胞的失水和吸水应该和动物细胞一样，也是通过渗透作用吸水和失水的。那么如何作出假设呢？ 学生活动： 思考交流讨论，表达自己的观点。 作出假设：植物细胞在高浓度溶液中失水，在低浓度溶液中吸水。 教师：怎样才能够知道我们的假设是否正确呢？ 学生：做实验。 教师：怎么去做实验，做实验之前我们要做哪些准备工作呢？ 学生：先应该设计实验方案。 教师：引导学生设计实验方案，组织学生具体实施实验。 学生活动：实施实验，及时记录和观察实验现象完成下面表格： 思考与讨论： 1．植物细胞的结构特点是什么？它会由于过多的吸水而涨破吗？若液泡是无色的，容易观察到吸水和失水的现象吗？这与选材有关吗？ 2．什么情况下植物细胞会失水，现象如何？什么情况下植物细胞会吸水，现象如何？ 3．成熟的植物细胞能看作一个渗透装置吗？如果能，那什么结构可看成半透膜？ 4．你的实验结果是什么？与预期相吻合吗？如果不符合，你认为应当作何解释？ 结合生活实际，有利于提高学生对生物学知识运用的能力和生物科学养素，同时引导学生善于从生活的实例中发现问题、提出问题、作出假设。 在教师设置问题的引导下，逐渐掌握新知识。 逐步掌握探究实验的具体步骤，培养学生的科学探究能力。 培养学生的实验操作技能。 通过问题的具体讨论，加深学生对知识的理解和应用，培养求实、质疑、探索的精神。
师生共同归纳总结：植物细胞吸水和失水的原因： 1．原生质层可看作半透膜。 2．当外界溶液的浓度>细胞液的浓度时，细胞失水，出现质壁分离； 当外界溶液的浓度<细胞液的浓度时，细胞吸水，出现质壁分离复原。 所以：植物细胞是一个渗透装置。 及时归纳总结，帮助学生巩固所学知识。

拓展应用 1、请尝试把实验药剂改为：0．1g/mL、0．8g/mL的蔗糖溶液或0．3g/mL的KNO3溶液，结果会怎样？ 2、实验设计： （1）你能否用普通光学显微镜判断植物叶肉细胞是否为活细胞？ （2）你能否通过实验估测出植物细胞细胞液的浓度？ 请你根据今天学习的知识设计一种实验方案并预期实验结果及结论。 培养学生发散思维和设计实验的能力，拓展视野，巩固知识，进一步培养学生求实、质疑、探索的精神。