4.1 被动运输 教学设计(表格式)

课题： 被动运输 课时 1课时
学习目标： 1.通过探究渗透作用的实验，分析渗透作用产生的原因和条件，说出渗透作用的原理。 2.通过观察哺乳动物成熟的红细胞分别在低渗、等渗、高渗溶液中发生的形态变化，推理水进出动物细胞的原理，构建动物细胞的渗透作用模型。 3.通过设计水进出植物细胞的实验，知道科学探究的一般过程，构建植物细胞的渗透作用模型。 4.尝试通过渗透作用的原理，解释植物烧苗现象，认同结构与功能相适应的生命观念。 评价任务： 1.学生实际操作渗透作用的实验，在教师的引导下，分析渗透作用产生的原因和条件，说出渗透作用的原理。 2.学生掌握水进出动物细胞的原理，构建动物细胞的渗透作用模型。 3.学生设计水进出植物细胞的实验，知道科学探究的一般过程，构建植物细胞的渗透作用模型。 4.学生能够解释植物烧苗现象，认同结构与功能相适应的生命观念。 5.课堂习题及时巩固
学习重难点： 1.通过探究渗透作用的实验，分析渗透作用产生的原因和条件，说出渗透作用的原理。 2.通过观察哺乳动物成熟的红细胞分别在低渗、等渗、高渗溶液中发生的形态变化，推理水进出动物细胞的原理，构建动物细胞的渗透作用模型。
学习过程
教学过程：
教师活动 学生活动 设计意图
一、引入新课 通过第3章的学习，同学们了解了系统的边界细胞膜，遗传和代谢的控制中心细胞核，以及分工合作的各种细胞器，课下安排大家建构“细胞膜的结构”模型，我们来展示一下大家的模型作品和绘图作品。 【学习任务一：建构“细胞膜的结构”模型】 [问题1]：依据模型建构的科学性，我们可以如何完善这幅细胞膜结构的模型作品？ [教师活动]：展示学生“细胞膜的结构”的绘图作品进行点评，提出细胞是一个开放的系统，系统的边界——细胞膜不仅是将细胞内外隔开的屏障，也是控制物质进出细胞的门户。细胞膜控制细胞物质输入和输出，就是第4章我们学习的全部内容，我们首先以水为例来学习 第4章 第1节 被动运输。 回答1：磷脂分子是两条尾部；图中标注的“糖蛋白”应该更改为“糖苷链”；动物细胞可以增加“胆固醇”。 复习第3章学过知识，依据第3、4章有关细胞膜的结构和功能观，引入第4章新课内容的学习。
二、渗透作用 【学习任务二：“渗透现象”的实验】 学生阅读“问题探讨”的资料和讨论题，教师将讨论题以“表格”的形式呈现，给出实验材料和用具，学生自主进行分组实验。 实验材料和用具：烧杯、长颈漏斗、玻璃纸、纱布、水、30%的蔗糖溶液、塑料滴管、夹子 实验现象记录表格： [教师活动]：展示课前实验拍摄的实验结果。 【学习任三：分析“渗透现象”】 [问题2]：漏斗管内的液面为什么会升高？ [教师活动]：给出“半透膜”的定义。 半透膜：让小分子通过而大分子不能通过的一类多孔性薄膜的总称(如：膀胱膜、玻璃纸、卵壳膜)。 水分子可以自由透过半透膜，而蔗糖分子则不能。 [问题3]：渗透装置中，烧杯中的水分子能进入漏斗，漏斗中的水能进入烧杯中吗？ [教师活动]：放映动画讲解水分通过半透膜的情况，辅助学生理解抽象的内容。 [问题4]：如果漏斗管足够长，管内的液面会无限升高吗？为什么？ [教师活动]：让学生按要求用“箭头”表示出单位时间内水分子进出半透膜的情况，从而说明如果漏斗管足够长，管内的液面不会无限升高；以及水分进出平衡时，漏斗内、外的溶液浓度不一定相等。 [教师活动]：给出“渗透作用”的定义。扩散现象除了水以外，在日常生活中很常见，例如在厨房炒菜，在客厅可以闻得到；往空气中喷香水，很远的距离都能闻到。 渗透作用：水分子（或其他溶剂分子）通过半透膜的扩散。 [问题5]：如果用一层纱布代替玻璃纸，还会出现原来的现象吗？ [教师活动]：渗透作用的条件一：需要半透膜 [问题6]：如果烧杯中不是清水，而是同样浓度的蔗糖溶液，结果会怎样？ [教师活动]：渗透作用的条件二：半透膜两侧溶液具有浓度差 思考：水分子通过细胞膜进出细胞也是同样的原理吗？ 细胞膜是否相当于一层半透膜呢？ 学生自主进行分组实验。 学生依据实验结果，表述观察到的实验现象。 回答2：烧杯中的水分子进入漏斗中导致漏斗液面升高。 回答3：能。 回答4：不会。当管内的液面上升到一定高度之后，管中的水柱产生的压力将加快漏斗中水分向外扩散的速度，最终达到平衡，液面将不再上升。 回答5：不会。因为纱布不是半透膜，孔隙很大，可溶于水的物质都能够自由通过，包括水分子和蔗糖分子都能通过。 回答6：漏斗管中的液面将保持不变。 通过学生自主做实验，培养学生的动手能力和观察实验现象的能力。 引导学生通过用“箭头”表示水分进出的速率，从而突破以下两个知识难点：漏斗管足够长，管内的液面不会无限升高；以及水分进出平衡时，漏斗内、外的溶液浓度不一定相等。
三、动物细胞的吸水和失水 [教师活动]：放映课本P63图4—1，水进出哺乳动物红细胞的示意图。 ①外界溶液溶质的浓度 < 细胞质浓度，细胞吸水膨胀 ②外界溶液溶质的浓度 > 细胞质浓度，细胞失水皱缩 ③外界溶液溶质的浓度 = 细胞质浓度，细胞形态不变 【学习任四：水进出哺乳动物红细胞的原理】 [问题7]：红细胞的吸水和失水是不是通过渗透作用实现的呢？（是否具备发生渗透作用的条件？） [问题8]：当外界溶液溶质的浓度低时，红细胞一定会由于吸水而涨破吗？ [问题9]：临床上输液为什么要用生理盐水？ [教师活动]：渗透装置与红细胞的比较。 学生看图并表述看到的现象。 回答7：是。 回答8：不一定。浓度差很大时会涨破，浓度差较小时不会涨破。 回答9：生理盐水的浓度与血浆的浓度基本一致，血细胞不会因为过度吸水或是失水而出现形态和功能上的异常。 在观察现象的基础上，通过提问的层层推进，让学生理解水进出动物细胞的原理是通过渗透作用。
植物细胞的吸水和失水 [教师活动]：教师提供提前8个小时泡在清水和盐水中的萝卜条，泡在清水中的萝卜条是坚挺的，泡在盐水中的萝卜条是软软的。 【学习任五：探究植物细胞的吸水和失水】 1.提出问题：水分进出植物细胞是通过渗透作用吗？ 原生质 层是否相当于半透膜？ [问题10]：植物细胞是否与动物细胞一样，属于渗透吸水和失水呢？ [教师活动]：引导学生阅读课本P63，成熟的植物细胞由于中央液泡占据了细胞的大部分空间，将细胞质挤成一薄层，细胞内的液体环境主要指的是液泡里面的细胞液；水进出细胞，主要是指水经过原生质层进出液泡。 2.做出假设：水分通过渗透作用进出植物细胞 3.设计实验：将植物细胞（洋葱鳞片叶外表皮细胞）浸润在0.3g/ml蔗糖溶液中，观察其大小的变化；再浸润在清水中，观察其大小的变化。 [问题11]：如何设计实验观察液泡的失水和吸水？ [问题12]：实验顺序上应该如何设置？ 4.进行实验：放映相关视频，让学生了解该实验的现象，下一节课到实验室做实验。 5.分析结果：给出现象的结果，与学生互动式的完成表格填写。 6.表达与交流 [问题13]：质壁分离复原的“质”与“壁”分别指什么？ [问题14]：观察细胞发生质壁分离和复原，对材料有哪些要求？ [问题15]：所有质壁分离的细胞都可以复原吗？ [问题16]：植物细胞放在清水中会发生吸水涨破吗？为什么？ [教师活动]：渗透装置与植物细胞的比较。 【学习任六：进一步交流与讨论】 [问题17]：上图是植物细胞置于蔗糖溶液中的图像，原生质层和细胞壁之间是纯水吗？ [问题18]：将植物细胞浸泡在浓度大于细胞液的KNO3溶液中，一段时间后细胞会发生什么样的变化？ [问题19]：如何解释对农作物施肥过多，会造成“烧苗”现象？ [教师活动]：放映“烧苗”现象的相关视频。 学生通过观察比较萝卜条的软硬度，体会植物细胞的吸水和失水。 回答10：液泡中的细胞液与外界溶液构成浓度差，而细胞膜和液泡膜有选择透过性，因此原生质层很有可能是一层半透膜。 学生阅读课本，思考并做记录。 回答11：放在低渗溶液和高渗溶液中，观察植物细胞的变化。 回答12：先加0.3g/ml的蔗糖溶液，观察细胞大小变化，再加入清水观察。 学生依据洋葱鳞片叶外表皮吸水和失水的情况，完成表格的填写。 回答13：“质”指原生质层，“壁”指细胞壁。 回答14：有细胞壁（植物细胞）；有中央大液泡（颜色为深色）；活细胞（原生质层相当于半透膜） 回答15：严重失水或失水时间过长会导致细胞死亡，无法质壁分离复原。 回答16：不会。植物细胞的细胞壁具有支持与保护作用。 学生分组讨论并发言。 设置真实情景，让学生感受植物细胞的吸水与失水。 通过课本植物细胞的结构图，对比渗透装置，提出水分进出植物细胞是通过渗透作用的假设。 通过问题层层引导学生探究植物细胞的吸水和失水是通过渗透作用的。 学生在沟通交流中，逐渐地与渗透装置进行类比，体会水分进出植物细胞是通过渗透作用。 基于生命观念的培育，教师引导学生，运用所学知识解释实际生产生活中的问题。
课堂小结和及时巩固练习安排 1.如图为渗透作用实验，开始时如图1，a代表清水，b、c代表蔗糖溶液(蔗糖不能透过半透膜)，过一段时间后结果如图2，漏斗管内的液面不再发生变化，H1、H2表示漏斗管内液面与清水的高度差。下列说法错误的是(　　 ) A．图1中b的浓度大于c的浓度 B．图2中b的浓度等于c的浓度 C．图1 a中水分子扩散到b的速率大于a中水分子扩散到c的速率 D．图2 a中水分子扩散到b的速率等于b中水分子扩散到a的速率 2.下图甲是渗透作用装置示意图，乙、丙两曲线图的横坐标代表时间，下列叙述不正确的是(　　 ) A．图甲所示装置中漏斗内溶液的浓度变化可用曲线丙表示 B．水分子由半透膜外进入半透膜内的速率变化可用曲线乙表示 C．漏斗管内的液面高度变化可用曲线丙表示 D．半透膜内外溶液的浓度差可用曲线乙表示 3.如图是观察植物细胞质壁分离及质壁分离后复原过程操作流程图。下列有关叙述正确的是(　　 ) A．①制片时材料的选择必须是活的材料，通常选用洋葱鳞片叶的内表皮 B．③→④过程中细胞吸水能力逐渐增大，液泡颜色不变 C．③→④与⑤→⑥过程中水分进出细胞的方向是双向的 D．此实验可以选择黑藻作为实验材料，与③相比⑤的吸水力在上升 学生回顾并进行记录。 学生阅读题目，解答题目，倾听老师分析和讲解。 对本节课所学知识进行归纳总结，辅助学生构建知识框架。 通过挑选习题进行精讲，融会贯通本节学习的知识点。
板书设计
第4章 第1节 被动运输
一、渗透作用 二、动物细胞的吸水和失水
条件 半透膜 三、植物细胞的吸水和失水
半透膜两侧的溶液具有浓度差