高一生物教案：《物質跨膜運輸的實例──水分運輸》教學設計(2)

教學環節

師生互動

設計意圖

設置問題情景，復習舊知，激發探索欲望

教師提問：細胞作為最基本的生命系統其邊界邊界是什么？有什么功能？

設疑：

1． 物質進出細胞是否受到細胞膜的控制？

2．活細胞中有哪些化合物，含量最多的是？

3．不同的物質是如何進出細胞的？

學生活動：

思考討論相關問題，明確物質的進出必須要受細胞膜的控制

引導學生尋找新舊知識的結合點，引起認知沖突，激發探索新知的欲望。

滲透作用

教師活動：

組織學生閱讀“問題探討”關于滲透現象的演示圖；投影演示滲透作用的動態過程，引導學生思考：

1．蔗糖分子和半透膜兩側的水分子是否都通過半透膜？

2．半透膜兩側水分子的通過數量一樣嗎？為什么？

3．漏斗的液面會無限上升嗎？為什么？

4．如果燒杯中不是清水，而是同樣濃度的蔗糖溶液，結果又會怎樣？原因？

5．如果用一紗布代替半透膜，結果會怎樣？原因？

學生活動：

觀察滲透作用的發生過程，小組討論分析原因、思考回答相關問題。

結合問題自主構建滲透作用的概念及條件。

師生共同歸納總結：

1．滲透作用：水分子（或其他溶劑分子）經過半透膜由低濃度溶液向高濃度溶液的擴散過程。

本質：順著相對濃度梯度的運動。

2．條件： 具有半透膜；半透膜兩側的溶液濃度不同

利用動畫演示，增強直觀感；設計“問題串”是為了以問題驅動學習,引導學生自主、探究、合作,最終完成對知識的主動建構。 

動物細胞的吸水和失水

教師活動：

引導學生回憶利用紅細胞制備細胞膜的實驗，組織學生討論分析：

1．圖中所示的紅細胞出現了什么現象？為什么？

2．當外界溶液的濃度低時，紅細胞一定會由于吸水而漲破嗎？

3．紅細胞內的血紅蛋白等有機物能透過細胞膜嗎？這說明紅細胞的細胞膜相當于“滲透裝置”中的什么裝置？

4．你認為紅細胞的吸水和失水多少取決于什么條件？

學生活動：

小組討論分析紅細胞吸水和失水的原因，進而歸納出：紅細胞吸水和失水的條件，紅細胞的細胞膜相當于半透膜，動物細胞相當于一個滲透裝置。

培養學生觀察、比較和分析、總結，進而得出科學結論的能力。

探究植物細胞的失水和吸水

教師活動：

實物演示 “蘿卜條的吸水和失水現象”，引導學生思考蘿卜條變軟變硬的原因是什么？

學生活動：

觀察現象，思考教師所提出的問題，交流與動、植物細胞吸水和失水相關的實例并分析原因。嘗試從生活實例中提出問題、作出假設。

提出問題：植物細胞在什么情況下失水和吸水？失水和吸水的條件是什么？水分子是如何進出細胞的？

教師引導分析：這些問題那些是有價值的值得探究的？

因為細胞膜和液泡膜都屬于生物膜，與紅細胞的細胞膜在組成上和結構上都非常相象，所以由細胞膜、液泡膜和這兩層膜之間的細胞質組成的原生質層也應該是半透性的，相當于半透膜。所以植物細胞的失水和吸水應該和動物細胞一樣，也是通過滲透作用吸水和失水的。那么如何作出假設呢？

學生活動：

思考交流討論，表達自己的觀點。

作出假設：植物細胞在高濃度溶液中失水，在低濃度溶液中吸水。

教師：怎樣才能夠知道我們的假設是否正確呢？

學生：做實驗。

教師：怎么去做實驗，做實驗之前我們要做哪些準備工作呢？

學生：先應該設計實驗方案。

教師：引導學生設計實驗方案，組織學生具體實施實驗。

學生活動：實施實驗，及時記錄和觀察實驗現象完成下面表格：

思考與討論：

1．植物細胞的結構特點是什么？它會由于過多的吸水而漲破嗎？若液泡是無色的，容易觀察到吸水和失水的現象嗎？這與選材有關嗎？

2．什么情況下植物細胞會失水，現象如何？什么情況下植物細胞會吸水，現象如何？

3．成熟的植物細胞能看作一個滲透裝置嗎？如果能，那什么結構可看成半透膜？

4．你的實驗結果是什么？與預期相吻合嗎？如果不符合，你認為應當作何解釋？

結合生活實際，有利于提高學生對生物學知識運用的能力和生物科學養素，同時引導學生善于從生活的實例中發現問題、提出問題、作出假設。

在教師設置問題的引導下，逐漸掌握新知識。

逐步掌握探究實驗的具體步驟，培養學生的科學探究能力。

培養學生的實驗操作技能。

通過問題的具體討論，加深學生對知識的理解和應用，培養求實、質疑、探索的精神。

師生共同歸納總結：植物細胞吸水和失水的原因：

1．原生質層可看作半透膜。

2．當外界溶液的濃度>細胞液的濃度時，細胞失水，出現質壁分離；

當外界溶液的濃度<細胞液的濃度時，細胞吸水，出現質壁分離復原。

所以：植物細胞是一個滲透裝置。

及時歸納總結，幫助學生鞏固所學知識。

 
拓展應用

1、請嘗試把實驗藥劑改為：0．1g/mL、0．8g/mL的蔗糖溶液或0．3g/mL的KNO3溶液，結果會怎樣？

2、實驗設計：

（1）你能否用普通光學顯微鏡判斷植物葉肉細胞是否為活細胞？

（2）你能否通過實驗估測出植物細胞細胞液的濃度？

請你根據今天學習的知識設計一種實驗方案并預期實驗結果及結論。

培養學生發散思維和設計實驗的能力，拓展視野，鞏固知識，進一步培養學生求實、質疑、探索的精神。