第四章第一节《物质跨膜运输的实例》教学设计

第一篇：第四章第一节《物质跨膜运输的实例》教学设计

第四章 第一节 物质跨膜运输的实例

高一生物组：于露

一、教学目标

1、知识与技能：

(1)理解发生渗透作用的条件；

(2)掌握细胞吸水和失水的条件，提高运用生物学知识解释生活实际现象的能力。(3)学会探究性实验“植物细胞吸水和失水”的实验过程及实验现象。

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、情感态度与价值观：

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

(2)能够用所学知识解决生活现象。

二、教学重点和难点

重点：理解发生渗透作用的条件，掌握动植物细胞吸水和失水的条件。难点：“植物细胞吸水和失水”实验过程及现象。

三、教学策略

1、重点的解决方法：

（1）通过渗透作用的演示实验，组织引导学生分析渗透现象。归纳总结渗透作用的概念、条件、原理、结果，指出半透膜的特性。

（2）通过分析水分进出红细胞的状况，总结出细胞膜相当于半透膜。

2、难点的解决方法：

（1）充分利用学生已有的知识和生活经验，引导学生对有关知识现象深入思考，提出相关问题，开展合作学习，利用小组活动讨论确定有价值的问题。（2）采用直观教学法、讲述法、启示法、演示法自学讨论法教学方法，准备ppt、实验视频等教学用具。

四、课时安排

1课时

五、教学过程

引言： 细胞是一个开放的系统，每时每刻都与所在环境进行着物质的交换，物质的进进出出都要细胞的边界——细胞膜。但是物质并不能够自由的出入细胞，原因是细胞膜具有选择透过性，能够对进出它的物质进行选择。那么就这样一层薄薄的细胞膜为什么具有控制物质进出细胞的功能呢？带着这个问题我们来开启对第四章的学习——《细胞的物质输入和输出》。

生活当中我们一定注意到过这样一些现象，比如：包饺子的时候，特别是韭菜鸡蛋馅的饺子，饺子馅的盆底会有许多菜汤，那么这些菜汤从何而来呢？再比如：给庄稼施肥的时候，如果施肥过多的，庄稼苗就死了，我们称为“烧苗”现象，那么庄稼苗为什么会死呢？„„同学们先不要着急解决这个问题，老师相信学习完本节课以后，同学们自然而然就会对这样现象做出合理的解释。那我们就带着这个问题来学习今天的新课——第四章第一节《物质跨膜运输的实例》。

一、渗透现象

师：如果我把一滴红墨水滴到一杯清水中，会出现什么现象？ 生：扩散现象

师：那我们就首先来学习一种特殊的扩散现象——渗透作用

第一步：学生读教材[问题探讨]有关内容，对渗透作用实验装置图形成初步印象。第二步：ppt图片演示“渗透作用”实验装置图。加深学生对渗透作用实验装置的理解。并且了解半透膜的特性以及实验现象。第三步：3分钟思考并小组讨论大屏幕上的问题： ①漏斗管内液面为什么会升高？

②如果用一层纱布代替玻璃纸，漏斗内的液面还会升高吗？ ③如果烧杯中不是清水，而是相同浓度的蔗糖溶液，结果会怎样？ ④如果烧杯中是蔗糖，漏斗内是清水，结果会怎样？

第四步：学生汇报思考讨论结果，对回答正确同学给予小组加分。

① 烧杯中水分子多，漏斗内水分子少，单位时间内进入漏斗的水分子比离开漏斗的水分子多。

② 不会，因为蔗糖分子也可以透过纱布。

③ 漏斗管内液面高度不变，水分子进出半透膜处于动态平衡。

④ 漏斗管内液面高度降低，单位时间内离开漏斗的水分子比进入漏斗的水分子多

第五步：引导学生总结发生渗透作用需要的条件： ①具有半透膜②半透膜内外有浓度差

二、动物细胞的吸水和失水

第一步：请同学们回忆制备细胞膜的实验，思考：

1、制备细胞膜运用的实验材料是什么？（哺乳动物成熟的红细胞）

2、运用什么原理制备细胞膜？（吸水涨破）

第二步：教师接着提问：哺乳动物成熟的红细胞吸水涨破的过程是否属于渗透作用？为什么？

引导学生思考此过程是否满足渗透作用的两个条件：

一是细胞膜充当了半透膜，二是细胞膜里面是细胞质，有浓度；细胞膜外面是清水，没有浓度，符合半透膜内外有浓度差。所以哺乳动物成熟的红细胞吸水涨破的过程属于渗透作用。

第三步：完成学案上动物细胞吸水和失水的实验现象，小组加分 外界浓度＜细胞质，细胞吸水膨胀 外界浓度＞细胞质，细胞失水皱缩

外界浓度＝细胞质，细胞形态不变，分子进出细胞处于动态平衡

三、植物细胞的吸水和失水

第一步：请同学读61页中间一段，其他同学思考大屏幕上的问题，小组加分 ①什么充当了植物细胞的半透膜？（原生质层）

②什么是原生质层？（细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质）第二步：带领学生深入理解原生质层的结构 第三步：引导学生思考大屏幕上的问题：

植物细胞能够与外界环境进行物质交换的部位是哪？（细胞液）

第四步：观看实验视频，具体了解植物细胞吸水和失水的实验过程和实验现象。第五步：观看视频后完成学案上质壁分离和质壁分离复原的实验过程和实验现象。小组加分

①质壁分离（质：原生质层 壁：细胞壁)内容：在洋葱表皮临时装片上滴加 蔗糖 溶液。现象：中央液泡逐渐变小，颜色加深。

原生质层与细胞壁逐渐分离。②质壁分离复原

内容：在洋葱表皮临时装片上滴加清水。现象：中央液泡逐渐变大，颜色变浅。

原生质层逐渐贴近细胞壁。第六步：思考大屏幕上的问题：如果实验中滴加的蔗糖溶液浓度过高，还会不会发生质壁分离？滴加清水后还会不会发生质壁分离复原？小组加分

（会发生质壁分离。不会发生质壁分离复原，因为高浓度的蔗糖溶液能够使植物细胞质壁分离过度而死亡。）

第七步：引导学生思考发生质壁分离所需要的条件：

1、具有原生质层（半透膜）

2、原生质层两侧有浓度差

3、成熟的植物细胞（具有中央大液泡）

4、活细胞

第八步：在学生中开展限时记忆。一分钟时间背：发生渗透作用的条件和发生质壁分离的条件。一分钟后随即提问。

师：本节课要解决的所有问题我们已经完成了。接下来我们回过头来思考老师课前提出了两个现象：

1、饺子馅中的水是从哪来的？

2、化肥多了，庄稼苗为什么会死？

提问学生用本节课所学知识解决上述现象，小组加分。

剩余时间解决学案上对应的练习题。

六、板书设计

第1节

物质跨膜运输的实例

一、渗透现象

二、动物细胞的吸水和失水

三、植物细胞的吸水和失水

第二篇：第一节 物质跨膜运输的实例教学设计

第4章细胞物质的输入和输出 第1节物质跨膜运输的实例教学设计

一、教学目标:

1、举例说出细胞膜是选择透过性膜。

2、了解动物细胞和植物细胞的吸水、失水，分析植物细胞纸壁分离的现象及原因。

3、进行关于植物细胞吸水和失水的实验设计和操作。

二、重难点

重点：细胞模式选择透过性膜

难点：细胞吸水和失水的原理；尝试提出问题，作出假设。

三、教学过程

导入：糖拌西红柿做法很简单，西红柿切片，放上白糖（蔗糖）。糖拌西红柿刚开始“汁”很少，放置一段时间后，会出现很多“汁”，“汁”中的水是哪来的？从西红柿的细胞中来，没放蔗糖水不出来，放了蔗糖水就出来了，说明是蔗糖吸了很多水出来。

下面我们来分析一下这里面的原理，为了方便同学们理解，我构建了这样一个模型，这是U型管，在U型管的中央部位放置玻璃纸，把它分割成左右相等的两部分。

玻璃纸：是一种半透膜，水分子可以自由通过，而体积大一点的蔗糖分子就不能通过。

1、如果我们给两侧加入等量的清水，液面会有什么变化？

A侧和B侧的液面一样高。怎样来解释这种结果？我设置了几个问题，大家跟着这几个问题来思考。

①A侧的水分子能穿过半透膜到达B侧吗？可以 ②B侧的水分子能穿过半透膜到达A侧吗？可以 ③为什么两侧的液面一样高？

单位时间内穿过半透膜由A到B的水分子数与由B到A的水分子数相等。（关注水分子）

2、如果我们给A侧加入10%的蔗糖溶液，在B侧加入等体积的清水，两侧液面会有什么变化？

A侧液面上升，B侧液面会下降。

怎样用严谨的语言来解释这种结果？我想同学们已经有答案了，为了让同学们理解的更透彻，给同学们看一幅图，中间是半透膜，B侧是清水，单位时间内从B侧到A侧的水分子是10个，A侧是蔗糖溶液，单位时间从A侧到B侧的水分子是4个，所以水分子的总体走向是从B侧到A侧，从蔗糖浓度低的溶液到到浓度高的溶液（从溶液浓度上解释）。换一种说法，A侧水分子总数少，B侧水分子总数多，由A侧到B侧少，由B侧到A侧水分子多。

总之，我们把着眼点放在水分子上来解释。上面这种现象称之为渗透作用。渗透作用的概念：

水分子（或者其他溶剂分子）通过半透膜，从低浓度溶液向高浓度溶液（相对含量高的地方向相对含量低的低方）的扩散，叫渗透作用。注意：

1、溶液浓度：指的是物质的量浓度

2、水分子扩散的趋势是：

3、如果将玻璃纸换成纱布，会出现刚才的现象吗？不会，纱布孔径比较大，蔗糖和水分子都可以通过，A、B两侧液面最终一样高。

4、如果两侧都注入10%的蔗糖溶液，两侧的液面会有升降吗？不会。所以渗透作用的发生是有条件的： ①半透膜

②半透膜两侧的溶液有浓度差

从原理上解释渗透作用发生的过程中水分子的走向。我们现在可以初步解释糖拌西红柿，放了蔗糖为什么可以把水吸出来。放了蔗糖后，外面溶液的浓度大于里面的浓度，水分子就被吸出来了。

用这个原理解释更多的例子。

书上的渗透装置，这是烧杯，烧杯里面装有清水，里面有个长颈漏斗，长颈漏斗口用半透膜封住的，长颈漏斗里面装的是蔗糖溶液。这个装置跟我们刚刚讲得是一样的，外面是清水，里面是蔗糖溶液，这个装置符合渗透作用得两个条件：①半透膜②半透膜两侧的溶液有浓度差。根据之前的分析，外面的水多，里面的水少，单位时间内外面的水进入的多，里面的水出来的少，所以长颈漏斗里面液面会上升，但是不会一直上升，水柱会形成压力。出一个题运用一下

问题：现有两瓶蔗糖溶液，没有贴标签，只知道一瓶浓度为30%，另一瓶浓度为10%，如何利用上面的渗透装置来判断哪一瓶的浓度为30%？

答：漏斗里面装一种溶液，烧杯里面装一种溶液。预测一下，如果里面是浓度为30%，长颈漏斗里面的液面会上升，高于外面的液面；如果里面是浓度为10%，则长颈漏斗里面的液面会下降，低于外面的液面。

一、动物细胞的吸水和失水 这是一个比较简单的运用，下面我们用渗透作用的原理解释动物细胞的吸水和失水，之前用的是U型管和渗透装置的模型，下面我们解释细胞的情况。

为了方便理解，我们构建模型，外面是红细胞的细胞膜，里面有许多血红蛋白，是液体环境称之为细胞内液，外面称之为外界溶液。

红细胞内的血红蛋白等有机物能透过细胞膜吗？不能，水分子可以自由通过。红细胞的细胞膜是不是相当于半透膜？ 溶液浓度不同，就会发生渗透现象。

① 若细胞内液浓度>外界溶液浓度，吸水 ② 细胞内液浓度<外界溶液浓度，失水

③ 细胞内液浓度 = 外界溶液浓度，正常形态。

红细胞可以看作是一个渗透装置，满足两个条件：①半透膜②半透膜两侧的溶液有浓度差。下面看几个问题，加深一下对这个原理的理解。

① 细胞生活在血浆里，既没有吸水膨胀，也没有失水皱缩，这说明什么？

血浆的浓度和细胞内液浓度相同。

② 输液的时候，有时候要静脉注射将近1000ml液体，如果是静脉注射了1000ml的水，你觉得会出什么问题？

红细胞吸水破裂，出现溶血现象。

③ 输液为什么要用质量分数0.9%的生理盐水？

④ 输液也可以用质量分数为5%的葡萄糖溶液，为什么？

维持细胞的正常形态。

⑤ 长时间嗑瓜子，嘴唇和口腔黏膜有什么感觉？为什么？

嘴唇失水，会皱缩。

二、植物细胞的吸水和失水

①植物细胞的细胞膜能看成是半透膜吗？是

②研究发现，植物的细胞壁透性很高，水分子和溶质分子都可通过，如果图三是植物的根细胞，细胞膜外是什么溶液？外界溶液或者土壤溶液

③胞膜内是细胞质，细胞质中的很多物质都溶解在水里，也是有一定浓度的，如果细胞质的浓度大于土壤溶液的浓度，根细胞会吸收还是失水？吸水 ④ 液泡膜能看成是半透膜吗？能

⑤ 液泡外是细胞质，具有一定浓度，液泡内也是一种溶液（液泡液），如果液泡液的浓度大于细胞质，液泡体积会如何变化？吸水变大

水分可以从外界进入细胞质，从细胞质进入液泡，发生了两次渗透作用。我们把细胞膜和液泡膜，以及中间夹的这一层细胞质看作一个整体叫原生质层（不包括细胞核）。

对于外界溶液和细胞液来说原生质层就相当于半透膜。如果内外浓度不一样，是否也表现出渗透作用。

我们可以做实验来验证一下，植物细胞的吸水和失水。第二课时的内容。

练习：

1、如图在U型管中装有两种不同浓度的溶液R和S，并被一半透膜X隔开。与S（右边）相比，R（左边）溶液浓度低，图中阴影的深浅即代表浓度高低。当U型管两侧水分进出达到相对平衡时，U型管两侧的液面高度情况应是（）

2、将人体口腔上皮细胞转移至不同浓度（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ）的三种盐溶液中，结果如图所示。这三种溶液的浓度是()

A.Ⅰ>Ⅱ>Ⅲ

B.Ⅱ>Ⅰ>Ⅲ

C.Ⅰ<Ⅱ<Ⅲ

D.Ⅰ<Ⅲ<Ⅱ

3、a、b、c是三个相邻的细胞，已知细胞液浓度：a > b> c,如图所示，能正确表示水分在三者之间关系的是（）

4、已知鱼鳔是一种半透膜。若向鱼鳔内注入适量的20%蔗糖溶液，排出鱼鳔内的空气，扎紧开口，将其浸没在盛有10%蔗糖溶液的烧杯中，下列能正确表示烧杯内蔗糖溶液浓度随时间变化趋势的示意图是（）

5、利用高浓度盐水（NaCl溶液）杀菌防腐的原理是（）A、盐水中的Cl－有杀菌防腐的作用 B、盐水中的Na＋不利于细菌的生活 C、盐水是中性的，不适于细菌的生活

D、由于渗透作用使细菌细胞内的水分渗出而死亡 答案： BBBBD

第三篇：物质跨膜运输的实例 教学设计

“物质跨膜运输的实例”教学设计

（山东省鱼台县第一中学 272300 苏怀震）

摘 要：本文依据《高中生物课程标准》提出的“倡导探究性学习”的基本理念，对“物质跨膜运输的实例”进行教学设计，介绍如何在生物课堂中实施探究教学，希望得到各位专家的指导。

关键词：探究教学、基本操作程序、问题情境、渗透现象、半透膜

当今世界，科学技术突飞猛进，知识经济已见端倪，国力的强弱越来越取决于劳动者的素质，各国教育都将培养高素质的富于创新精神和实践能力的人才摆到了一个突出的位置上。我国自改革开放以来，也日益重视对学生创新精神和实践能力的培养，促使学生成为创新型人才。而创新精神和实践能力的培养离不开探究教学。

探究教学是指在教师指导下学生运用探究的方法进行学习，主动获取知识、发展能力的实践活动。其目的在于培养学生的创新精神和实践能力，因而知识与能力的获得主要不是依靠教师进行强制性灌输与培养，而是在教师的指导下由学生主动探索、主动思考、亲身体验出来的。

在生物教学中实施探究教学，要转变教学观念，要以从教师为中心转变为以学生为中心，使学生由知识的灌输对象转变为教学活动的主动参与者，教师也要完成角色的转变，要自觉地由知识传授者、灌输者转变为学生主动探究的帮助者、促进者。

探究教学的基本操作程序为：设置思维起点－展开思考过程－规范思维操作－突破思维障碍。即在教师的引导下由学生对课本知识进行“再创造”，教师通过创设特定的问题情境来激活学生的思维，然后由学生根据已学知识对问题进行大胆尝试和摸索，教师通过一定的手段对学生的思维过程进行跟踪，并随时给予点拨和调整，最后逼近“再创造”的目标，然后再循环进入高层次的思维活动。下面以人教版《普通高中课程标准实验教科书（必修）生物1》第4章第1节“物质跨膜运输的实例”为例，介绍一下如何在生物课堂中实施探究教学。

1、探究渗透作用的原理。我是这样设计的：先提出问题，如果两种不同的溶液被一层半透膜隔开，结果会怎样？然后做渗透现象的演示实验，并向学生提问观察到什么现象？学生回答：漏斗管内的液面逐渐上升。

1.1、针对实验现象提出要求解决的问题：漏斗管内的液面为什么会升高？学生在思考过程中如果遇到障碍，教师则适时设置一系列问题情境，引导学生发现。这里，教师可以先进行这样的提示：漏斗管内的液体增多，与水分子有关吗？与蔗糖分子有关吗？学生根据课本提供的信息“玻璃纸（又叫塞璐玢）是一种半透膜，水分子可以透过它，而蔗糖分子则不能”，很容易就能确定答案为水分子，这样就确定了下一步的研究对象。然后，结合多媒体动画演示，引导学生进一步思考：水分子向哪些方向移动，总体上向哪一方向移动？经过这样的指导，学生很容易就能找到问题的答案。最后，引导学生总结：渗透作用发生时，水的扩散方向？――从低浓度溶液向高浓度溶液扩散。

1.2、上述问题解决后，紧接着又更深一层提出：如果用一层纱布代替玻璃纸，漏斗管内的液面还会升高吗？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？对于这两个问题，我先让学生做出相应的推测，然后组织学生分组做实验，通过实验来检验所作的假设是否正确。学生通过自己动手找到了问题的答案，亲身体会到胜利的快感。在此基础上，教师引导学生归纳总结出渗透现象的产生必须具备哪些条件？

2、及时引导学生应用获取的新知识解决新问题，进入高层次的思维活动。具体地说，在此基础上引导学生分析：将动物细胞置于外界溶液中会发生渗透作用吗？你有这方面的证据吗？

然后组织学生分组进行讨论，在学生分组讨论时及时给予点拨：这种情况下渗透作用发生必需的两个条件具备吗？学生根据获取的新知识很容易就能找到问题的答案：动物细胞的细胞膜相当于一层半透膜，细胞质具有一定的浓度，它和外界溶液通常具有浓度差，因此，动物细胞是一个渗透系统。证据是：在《体验制备细胞膜的方法》这个实验中，就是将哺乳动物成熟的红细胞置于清水中，使之吸水胀破从而制备细胞膜的。这样，既注重了新旧知识的联系，又培养了学生分析问题、解决问题的能力。

3、引导学生分析：成熟的植物细胞是一个渗透系统吗？在学生思维的过程中，通过创设一系列问题情境，层层递进，突破思维障碍，逐步逼进“再创造”的目标。从成熟的植物细胞的结构上分析，成熟的植物细胞内的液体主要是什么？学生根据已有知识很容易就能给出答案――细胞液。它和外界溶液之间存在哪些结构？哪种结构相当于半透膜？学生经过分组讨论，认为：细胞壁是全透性的，而细胞膜和液泡膜都是生物膜，因此细胞膜、液泡膜及两层膜之间的细胞质（即原生质层）应该相当于一层半透膜。由此学生推测成熟的植物细胞相当于一个渗透系统。教师紧接着提出问题：原生质层真的相当于一层半透膜吗？然后组织学生分组设计实验，检验作出的假设是否正确。在学生设计实验方案时，教师可以给予这样的提示：假设原生质层真的相当于一层半透膜，那么成熟的植物细胞就会和外界溶液发生渗透作用，这里有两种情况――渗透吸水和渗透失水，那种情况容易观察呢？你该如何设计实验？为便于观察实验现象，应选择什么样的实验材料？

在生物课堂中实施探究教学，通过教师的启发引导，促使学生运用已有的知识与经验，经过自己的探索，发现获取新的知识，整个教学步骤充分调动学生“动手”、“动脑”，有效地激发了学生对新知识产生兴趣，唤起了学生学习的强大动力，大大调动了学生学习的积极性。同时，使学生的观察能力、分析能力、思维能力得到培养，使教学效果得到全面提高。

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联系地址：山东省鱼台县第一中学高二年级

第四篇：物质跨膜运输的实例 教学设计

物质跨膜运输的实例 教学设计

【教学目标】

1、知识与技能目标

通过对渗透作用现象的观察，阐明渗透作用发生的条件，推导渗透作用的概念；说出水分子跨膜运输的特点；举例说明动物细胞膜和植物的原生质层相当于半透膜。

2、过程与方法目标

由“问题探讨”入手，从“扩散”迁移到“渗透”，理解动物细胞的吸水和失水；通过探究实验了解植物细胞的吸水和失水。

3、情感与价值观目标

尝试提出问题，作出假设，感受科学的严谨性；设计植物细胞吸水和失水的实验，体验探索的乐趣。

【教学重点】

细胞是一个渗透系统，动物细胞膜和植物的原生质层相当于半透膜。

解决方法：（1）通过渗透作用的演示实验，组织引导学生分析渗透现象。归纳总结渗透作用的概念、条件、原理、结果，指出半透膜的特性。（2）通过分析水分进出红细胞的状况，总结出细胞膜相当于半透膜。（3）通过相关探究实验的设计，理解植物的原生质层相当于半透膜。

【教学难点】

尝试提出问题，作出假设，进行探究植物细胞吸水和失水的实验设计。

解决方法：（1）通过名人名言使学生认识到提出问题的重要性。爱因斯坦曾说过，“提出一个问题比解决一个问题更重要。”（2）充分利用学生已有的知识和生活经验，引导学生对有关知识现象深入思考，提出相关问题，开展合作学习，利用小组活动讨论确定有价值的问题。

【教具准备】

多媒体课件，包括渗透作用的相关flash动画、质壁分离与复原动画、红细胞在显微镜下吸水与失水的实拍图片等

【教学方法】学生观察、讨论、合作探究与教师讲述和启发引导相结合。

【课时安排】2课时 【教学过程】 课前分组：六组。创设情境激趣，诱发探究心理，导入新课：

观看莲花图片，联想出“出淤泥而不染”，说明植物细胞在选择性地吸收物质，说明物质可以进入细胞。物质是如何进出细胞的？今天我们来学习第4章细胞的物质输入和输出（投影出题）第一节物质跨膜运输的实例（板书）

细心观察动画，自主构建模型： 实验探究1：渗透作用的实验现象

（1）演示实验：一滴红墨水滴入到清水中，出现什么现象？学生观察并回答。（扩散），扩散是分子从浓度相对较高的区域向浓度相对较低的区域运动的现象。

（2）提出问题：如果两种不同的溶液被一层半透膜隔开，结果又会怎样? 投影播放渗透作用的flash动画，引导学生观察实验结果及微观上分子穿过半透膜的情况。

（介绍：烧杯中是清水，漏斗内是一定浓度的蔗糖溶液，两种不同的溶液被一层半透膜（多孔性薄膜）隔开，实验开始时，漏斗内外的液面在同一水平面上，一段时间后，漏斗内的液面上升。）

问题探讨，小组讨论：观察渗透现象示意图，讨论该实验：（1）漏斗内的液面为什么上升？（2）如果用一层纱布代替玻璃纸，漏斗管内的液面还会升高吗？半透膜有什么特征？

（3）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？发生渗透作用需要什么条件？

小组代表发言。教师点评：给学生适当的鼓励。

总结：在本实验中，水分子从数量多的一侧向水分子数量少的一侧通过半透膜扩散这种现象称为渗透作用。这个装置叫渗透装置。

由以上几个问题归纳，要想发生渗透作用，必须具备什么条件？ 师生共同总结: 要有半透膜；半透膜两侧的溶液存在浓度差。投影展示阶段小结：

（1）渗透作用：指水分子通过半透膜，从相对含量高向相对含量低的方向扩散的现象，它是一种特殊方式的扩散。

（2）发生渗透作用的条件：一是具有半透膜，二是半透膜两侧的溶液有浓度差。

（3）原理：宏观：由低浓度溶液向高浓度溶液双向扩散。

微观：单位体积的水分子由多向少双向扩散。

寻求生活体验，合作解决问题： 过渡：前面我们学习了渗透装置，细胞是否具备渗透装置的条件？细胞如何吸水和失水呢？我们以哺乳动物的红细胞为例来探究。

讨论动物细胞的吸水与失水：投影：扫描电镜下的红细胞。讨论分析:(1)当外界溶液浓度＜细胞质浓度时，细胞吸水膨胀。(2)当外界溶液浓度＞细胞质浓度时，细胞失水皱缩。

(3)当外界溶液浓度=细胞质浓度时时，水分子进出平衡，细胞保持原状。

学生讨论总结，教师归纳讲述 ：（1）动物细胞相当于一个渗透装置。（2）细胞膜相当于半透膜。

关注生活：运动口渴时不适合喝高浓度饮料。体验探究历程，提升思维品质： 植物细胞的吸水与失水

过渡：我们了解了动物细胞相当于一个渗透装置，细胞膜相当于半透膜。那么植物细胞能否吸水和失水，是不是和动物细胞的情况一样呢？

生活中有哪些植物细胞吸水或失水的实例？（家里买菜放置时间长了，拌黄瓜、西红柿、腌菜）

投影：成熟植物细胞模式图。介绍成熟的植物细胞的相关背景知识：（细胞壁、细胞液、原生质层等）

积极思维：

探究植物细胞吸水和失水的一般过程是什么？

提出问题，作出假设，设计实验，进行实验，分析结果，得出结论

你可以提出哪些问题来探究呢？（小组讨论）引导学生：我们要善于从生活中的现象发现新的问题，提出问题。许多科学家的发现并不都是从实验中得到，更多的是通过观察生活中的现象发现问题的，例如，牛顿从苹果掉下来的现象中提出地球引力的问题；爱因斯坦曾经说过:“提出一个问题比解决一个问题更重要”。从这些现象中能发现什么问题？并举例说明。从中选一个有究价值的进行研究。

学生可能提出的问题：

植物细胞内的吸水或失水主要是指哪一结构中水分的进出？ 水分进出植物细胞要经过哪些结构？

植物细胞的最外层多了一层细胞壁，它对细胞的吸水或失水有影响吗？

植物细胞是不是一个渗透系统，哪些结构相当于半透膜？ 植物细胞在什么情况下会失水，什么情况下会吸水呢? „„（是自由水还是结合水？）

筛选值得探究的问题。提出了一个有价值的问题后,按照探究的一般步骤进行研究。带领学生一同熟悉探究过程，进行现场实验，分析现象，得出结论。并探究相关问题：

1、选用30%的蔗糖溶液作试剂，若浓度过高或过低对实验有何影响？

2、只要外界溶液浓度大于细胞液的浓度，细胞就会发生质壁分离吗？请观察课本成熟的植物细胞模式图，试分析植物细胞发生渗透现象，应具备哪些结构？

3、发生分离的洋葱表皮细胞的原生质层与细胞壁之间是何物质？

4、植物细胞原生质层是不是相当于一层半透膜？植物细胞吸水和失水的情况是怎样的呢？针对上述问题，如果我们要进行探究，那么探究的一般步骤是怎样的呢？

5、动物细胞和植物细胞吸水和失水后的状态相同吗？试分析原因。

6、试分析植物细胞发生质壁分离的原因？ 总结反馈矫正，形成知识体系：

课堂小结：这节课通过渗透作用的实验现象，了解渗透作用的原理以及渗透作用发生必需的两个条件；从生活中的现象我们发现动植物细胞都能吸水和失水，重点学习探究的一般方法和基本步骤:提出问题→作出假设→设计实验→进行实验→分析结果→得出结论。【布置作业】导学案课后作业；预习第二课时。【板书设计】 物质跨膜运输的实例

一、渗透作用

二、细胞的吸水和失水

三、探究的一般过程 【教学反思】略。

第五篇：《物质跨膜运输的实例》教学设计

《物质跨膜运输的实例》教学设计（第一课时）

运城中学 冯建宇

一、教材分析

1、本节内容的分析

本节是人教版普通高中课程标准实验教科书生物必修1《分子与细胞》中第4章第1节的内容。这一节主要介绍的是以水和无机盐的跨膜运输为例，说明细胞膜是选择透过性膜。其中的“植物细胞的吸水和失水的探究”是全书的第一个“探究”活动，通过这项探究活动，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，从而为学习后面的探究活动奠定一定的基础。本节课既与前面学习过的组成细胞的分子和细胞的基本结构等内容相联系，同是又为即将学习的细胞膜的结构和物质跨膜运输的方式奠定了基础，因此具有承上启下的作用。

2、教学目标

（1）、知识目标

①说出渗透作用的概念及发生条件；

②说出细胞在什么情况下吸水与失水；

③举例说明动物细胞膜和植物原生质层相当于半透膜；

④概述水的跨膜运输方向与水浓度的关系。（2）、能力目标

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。

（3）、情感目标

①通过参与课堂学习，使学生养成积极思考、主动探究、合作交流的学习态度； ②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。

3、教学重点和难点

（1）、重点：

①细胞吸水和失水的原理； ②尝试提出问题、作出假设。

（2）、难点：

①尝试提出问题、作出假设；

②进行关于植物细胞吸水和失水的实验设计。

4、课时安排

本节课教学内容分2课时完成，为了适应教学实际，我把渗透作用、动物细胞的吸水和失水及“植物细胞的吸水和失水”的探究实验方案的设计作为第一课时，探究实验方案的实施及其他物质的跨膜运输实例作为第二课时。

二、学情分析

学生在初中做过或见过这样的实验：泡在盐水中的萝卜条会软缩，泡在清水中的萝卜条会更加硬挺。学生也有这样的生活经验：做菜馅时加入一些盐，蔬菜中的水分会大量渗出；对农作物施肥过多会造成“烧苗”现象等，这些生活经验对学习本节内容都有帮助。而本节内容需要学生从微观水平上理解细胞吸水、失水的过程，理解细胞膜是选择透过性膜，内容本身较抽象，难以理解，学生学习起来会有一定的困难，课堂上可以通过多媒体课件的演示，增强直观性，帮助学生理解微观现象。另外，学生在初中曾经接触到科学研究的一般步骤，但在如何提出问题、作出假设和设计实验等环节都还缺乏训练，在本节课中可让学生就生活现象提出探究问题、作出假设并设计实验，通过训练可以让学生得到一定的体验和感悟，从而为学习后面的探究活动奠定一定的基础。

三、教学设计思路

通过创设问题情境导入新课，由“问题探讨”引入，通过渗透现象的分析，学生自主构建渗透作用的概念及发生的条件；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，以生活中相关现象和科学家们的故事为背景，引导学生发现问题及提出有价值的问题；引导学生学会如何分析问题作出假设，并根据所做的假设来设计实验，考虑实验操作的具体细节(材料、试剂、用具的选择，操作步骤，结果预期，设计记录表格等)。

四、教学方法及教学媒体的设计

1.教法：采用启发式及问题驱动法相结合。

2.学法：学生利用课本和多媒体课件提供的资源开展自主学习，通过小组讨论、分析、对比等方法达成学习目标。

3.教学媒体的设计：利用多媒体展示相关的资料。

五、教学过程

教学内容 教师组织与引导 章引言：

问题1：细胞是地球上最基本的生命系统，这个系统的边界是什么？

由于边界的存在，进而将细胞与外面物质分隔，而细胞进行生命活动需要与外面进行物质交换，那么物质分子是如何跨越细胞膜输入和输出的呢？今天我们就开始学习第四章— 新课导入 —细胞的物质输入和输出。节引言：

教师简介本章的三节内容及联系，引出学习第一节——物质跨膜运输的实例。

问题2：活细胞中含量最多的化合物是什么？

下面我们以水为例，共同探讨水分是怎样进出细胞的。

学生活动

设计意图

章引言通过创设问题情境，引导学生寻找新旧知识的结合点，使学生主动地参与学习过程。简介本章三节

学生倾听思考，内容及联系，让学在脑中建立联系，形生对本章内容有个成框架。

整体认识，便于形成知识网络。

节引言从学生很熟悉的也是活细胞中含量最多的化合物——水入手，来探讨物质是如何进出细胞的。

学生自主阅读、通过演示动演示。

利于学生理解微观的现象，激发学生

1、让学生自主阅读“问题探讨”内容及演示渗透作用的实验现象。示意图，描述渗透装置及渗透现象，教师课件口述渗透现象，观察画，增强直观感，渗透

作用

2、设置问题，让学生思考、讨论、回答。

(1)渗透作用进行时，蔗糖分子和半透膜 两侧的水分子是否都通过半透膜？

个方向移动? 为什么？

(4)如果用一层纱布(或塑料袋)代替半透 膜，结果会怎样？原因？

(5)如果烧杯中不是清水，而是同样浓度

3、构建模型，引导学生分析渗透现象。

学生倾听思考

4、启发学生自主构建渗透作用的概念和 条件：

透膜从单位体积中多的一侧向少的一侧进行运输。

(2)条件：①要有半透膜；②半透膜两侧的溶液存在浓度差。(1)概念：水分子或其它溶剂分子通过半作用的概念及条件

(2)水分子向哪些方向移动,总体向哪一

(3)漏斗的液面会无限上升吗？为什么？ 交流得出答案

学习的兴趣，并调动其思维。

设计“问题串”

学生思考讨论是为了以问题驱动

学习,引导学生去思考，层层剖析现象后面的本质

建构模型，帮助学生理解难点

学生归纳渗透

引导学生完成对知识的主动建构,为进一步学习“细胞的吸水和失水”打下基础，培养学生的归纳能力。（问题探讨）的蔗糖溶液，结果又会怎样？原因？

1、从生活中的例子引出动物细胞的吸水学生回答:会有

和失水。例如，当我们吃比较咸的食物时，如干燥、口渴的感觉，腌制的咸菜、连续嗑带盐的瓜子等，你的口腔因为口腔细胞失去 会有什么感觉? 为什么? 有什么办法解决？ 水分，即水分的输

教师归纳：这些现象说明动物细胞的吸水出。这时及时的喝 和失水，从而引出动物细胞的吸水和失水。

2、动物细胞类比渗透装置

思考①：若把渗透装置中的装有蔗糖溶液的长颈漏斗换成哺乳动物的红细胞，结果会怎动物细胞的样？ 吸水与失水 思考②：若把渗透装置中烧杯中的清水换成浓盐水，红细胞形态会发生什么变化？

思考③：将动物细胞类比成渗透装置，有哪些相似之处？

引导学生总结：生活着的动物细胞就像一

个渗透装置，细胞膜相当于一层半透膜，细胞 学生思考讨论质和外界溶液构成浓度差。失水。

水，可以缓解口渴。

学生思考回答

采用了类比推理的方法，让学生大胆想象

将微观事物直观展现，为学生的推理提供依据。

引导学生怎样把无生命的物理装置与有生命的动物 思考④：细胞膜是否相当于一层半透膜？

交流并发言：

3、图片展示：哺乳动物红细胞的吸水和 当细胞质浓度

﹥外界溶液浓度，细细胞联系在一起，小组讨论：什么情况下,哺乳动物红细胞胞吸水膨胀 膨胀、皱缩或形态不变?

当细胞质浓度

并利用新旧知识的结合点，培养学生学会大胆猜想，同时培养学生观察、比较、分析和总结，进而得出科学结论的能力。

体验学以致用的快乐。师生共同总结: 水分进出细胞与细胞质﹤外界溶液浓度，细知识的迁移能力，的浓度和外界溶液是否存在浓度差有关，水是胞失水皱缩 顺浓度梯度运输的。

当细胞质浓度

4、师生共同总结：动物细胞是一个渗透＝ 外界溶液浓度，系统，水进出细胞是顺相对含量的梯度，通过细胞形态不变 渗透作用进行的。

学生思考：输液为什么要用0.9%的生理盐水？

植物细胞的吸水与失水

学生回答

1、教师举例：在日常生活里，夏天家里做凉伴黄瓜时有水出现，腌萝卜条时洒上一些盐会出水；而卖菜的阿姨经常向青菜上洒水，青菜变得硬挺，说明植物细胞也会吸水和失水。

教师提出：植物细胞吸水和失水的情况又怎样呢？

2、探究过程（1）提出问题

可以提出什么问题?将问题写下来。

教师:大家一起来讨论一下提的问题哪些是有价值的，值得探究的。

教师引导:我们要善于从生活中的现象发

①细胞会失水胞内的水还是间隙的水)

②细胞在什么

通过联系生活实例，有利于提高 运用生物学知识的能力，同时可以引导学生善于从生活实例中发现问题、设。

学生提出问题：

从生活中的现象，结合上面这些例子，你吗?(渗出的水是细

情况下会失水，什么学生的科学素养和现新的问题，提出问题。许多科学家都善于通情况下会吸水呢? 过观察生活中的现象提出问题，例如，牛顿从 ③水分是如何苹果掉下来的现象中提出地球引力的问题；细进出细胞的? 菌学家弗莱明从一个长了青霉的细菌培养皿制葡萄球菌生活的作用，从而提取出青霉素的；爱因斯坦曾经说过:“提出一个问题比解决一个问题更重要”。可见，提出一个有价值的问题，是创造发明的良好开端。的问题”。

问题的一般方法和步骤。系统，哪些结构相当于半透膜？

④植物细胞是哪些结构相当于半透膜？

⑤„„ 中出现的现象，提出青霉的分泌物是否具有抑不是一个渗透系统，提出问题、作出假教师可简介“什么是一个有价值的可探究

学生: ②、③和 可以探究。

下面我们以第④个问题为例，来学习探究④三个问题提得好，提出探究问题：植物细胞是不是一个渗透

植物细胞的吸水与失水

教师:好，提出了一个有价值的问题以后，我们如何去研究它呢?

（2）作出假设（以下以“探究植物细胞中哪些结构相当于半透膜”为例）

作出假设：当一个问题提出后，我们必须结合已有的知识或经验（必要时还要查找资尝试性的回答称为“作出假设”。

提供信息：①成熟植物细胞具有中央大液内的液体环境主要考虑液泡中的细胞液。层膜之间的细胞质。

学生尝试根据

提出的问题，作出假

假设原生质层 假设细胞壁相 假设原生质层、于半透膜。

使学生掌握科学探究的一般方法和步骤

学生：先应该设 计实验方案。

当细胞液浓度胞失水——质壁分

料）分析问题，并且作出尝试性的回答，这种设：

教师图片展示：“成熟植物细胞结构图。” 相当于半透膜； 泡，占整个细胞很大比例，因此成熟植物细胞当于原生质层；

②原生质层：包括细胞膜和液泡膜以及两细胞壁两者都相当

教师引导学生作出假设，各个小组可能会 提出不同的假设，应引导学生讲述理由，最后 确定一个较合理的假设：原生质层相当于半透 膜。

（3）设计实验 确呢？

做哪些准备工作呢？

基本思路：类似于哺乳动物红细胞的吸水和失水，先把植物细胞放在浓度较高的溶液中，观察细胞的大小变化。

教师可以适当补充：细胞液中的水分流失，使细胞壁和原生质层都出现一定程度的收缩，但由于原生质层的伸缩性比细胞壁的伸缩性大，当细胞不断失水时，原生质层就会与细胞壁分离开来，也就发生了质壁分离。将发生了质壁分离的细胞放入清水中时，会发生质壁分离复原。

引导学生预测实验结果。

教师引导学生考虑这个实验设计上的一些细节问题，例如：

①实验材料、试剂、用具的选择 中，观察细胞的大小变化；再将细胞放在清水

教师：怎样才能够知道我们的假设是否正

教师：怎么去做实验，做实验之前我们要 学生：做实验。

学生预测结果：

﹤外界溶液浓度，细

材料的选择：有颜色的还是没有颜色的，离

细胞小的还是相对比较大的，为什么？ 且表皮容易撕取获得，我们可以考虑。

当细胞液浓度胞吸水——质壁分

通过问题的设领悟到选择合适实验材料、试剂的重要性。教师补充：洋葱表皮细胞有紫色液泡，而﹥外界溶液浓度，细置，使学生在思考 试剂的选择：糖水、盐水、醋酸、酒精？ 离的复原

实验用具的选择：植物细胞的吸水和失水 是一个微观的过程，必须通过什么工具来观察？

②实验步骤

教师：实验材料、试剂、用具选好了，接下来我们要考虑整个实验具体的操作步骤。是先把洋葱泡在蔗糖溶液中，10 min后取出做成装片，显微镜下观察;还是先做好装片，再想办法往里加入试剂呢? 实验要点提示：

第一步：制作洋葱鳞片叶表皮的临时装片，先用低倍镜观察。水状态？

第二步：尝试用不同浓度梯度的蔗糖溶液（质量分数为10％、20％、30％、40%、50%、60％、）使洋葱表皮细胞发生质壁分离。设问：如何使它们复原？

第三步：使洋葱表皮细胞浸润于清水中，观察质壁分离的复原。

③设计结果记录表格

教师引导学生结合自己做出的预期，明确在实验中需要重点观察的内容：细胞壁的位置、原生质层的位置、中央液泡的大小、细胞的大小、细胞液颜色的深浅变化，设计成记录表格。

引导学生对本节内容进行总结，着重指

观察。

学生回答:先做

学生:用显微镜

使学生认识到

装片再加试剂好，这实验设计的科学样可以在显微镜下性。观察细胞失水的变

训练学生思维，设计表格的能力。

学生思考感悟

设问：如何使洋葱鳞片叶表皮细胞处于失化过程。

课堂

小结 出渗透作用的概念及发生的条件，探究实验方案设计的一般方法和基本步骤，点评学习情况。

学生小结

培养学生归纳总结的能力

布置

作业

小组合作完成，针对探究的问题，设计一

学生课下完成 份实验方案。

训练设计实验的能力，检测学习效果。

六、板书设计

物质跨膜运输的实例

一、渗透作用

1、概念：水分子或其它溶剂分子通过半透膜从单位体积中多的一侧向少的一侧进行运输。

2、条件：①半透膜 ②浓度差

二、动物细胞的吸水和失水 动物细胞是一个渗透系统

三、植物细胞的吸水和失水

（探究的一般过程）

1、提出问题

2、作出假设

3、设计实验

4、进行实验

5、分析结果，得出结论

6、表达交流

7、进一步探究