1、高中生物物质跨膜运输的实例教学设计一、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”的实验设计。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) 体验探究的一般过程，培养良好的探究性学习思维方法二、教学重点和难点：重点：细胞吸水和失水的原理；探究问题的一般方法和基本步骤难点：细胞吸水和失水的原理；如何发现问题提出问
2、题和设计实验的过程。三、 教学过程：【引言】师：大家在生活中是否注意到这些现象：刚从市场买回的蔬菜带着水珠，是因为菜贩通过洒水使蔬菜保持新鲜坚挺，当妈妈把它们熬成汤时，不仅菜会变软，原本的清水也会变绿。这些现象说明了，细胞与外界环境进行了什么过程？生：细胞与外界环境进行了物质交换。师：这就是我们第四章要学习的内容：细胞的物质输入和输出。物质若想进出细胞，必须跨过细胞膜，不同的物质跨膜运输有什么各自的特点呢?今天我们就来学习第一节内容物质跨膜运输的实例。【模拟实验】师：细胞膜结构微小，不易观察，所以我们选择一个更直观的装置来模拟这一过程，即渗透装置。（教师在黑板边画边介绍装置构成）首先需要一个烧
3、杯，装有一定量清水，一个倒置的长颈漏斗，漏斗口处包裹一层半透膜。漏斗内部为蔗糖溶液，烧杯内为清水。提问：什么是半透膜？生：允许一些分子（或离子）透过,而不让别的一些分子（或离子）透过的膜。师：更准确的说法：只允许小分子物质通过，大分子物质不可通过，即通过分子直径大小筛选。书中选用玻璃纸，还可用猪肠衣、鱼鳔、膀胱膜等。开始时设置漏斗内外液面高度一致，一段时间后会如何变化？生：漏斗内部液面上升。【小组讨论】2分钟时间分小组讨论，师生共同总结：（1） 漏斗内液面为什么会上升？蔗糖分子对水有吸引力，有水分子从烧杯进入漏斗，半透膜允许水分子自由出入，也有水分子从漏斗进入烧杯。总结：单位时间内，从烧杯进入
4、漏斗的水分子数大雨从漏斗进入烧杯的水分子数。（2）漏斗的液面会无限上升吗？为什么？升到一定高度后静止。高出的液面会产生向下的液体压强，压力向下，吸引力向上，二力平衡时，液面不再上升。（3） 平衡后，是否意味着水分子不再进行跨膜运输？水分子进出呈动态平衡。即单位时间内，进入漏斗的水分子数等于出漏斗的水分子数。（4） 平衡后，漏斗内外溶液浓度是否相等？ 漏斗内溶液浓度大于漏斗外。内侧蔗糖分子无法出漏斗，内侧始终是蔗糖溶液，外侧始终是清水。渗透作用概念总结：水分子从数量多的一侧向水分子数量少的一侧扩散，也就是说：水分子（或其他溶剂分子）透过半透膜的扩散，这种现象称为渗透作用。【设计探究实验】只有一组
5、实验无法得到准确的结论，能否设计几组对照实验，探究渗透作用发生的必要条件？给出材料用具，两分钟时间小组讨论，确定实验思路，并预测实验结果。第一组：改变膜条件。半透膜：液面上升。纱布：液面不变。纱布不能阻挡蔗糖分子，得出必要条件：半透膜。第二组：改变溶液条件。内外都是蔗糖溶液或内外都是清水：液面不上升。两侧对水的吸引力相同，两侧动态平衡。得出条件：膜两侧有浓度差。【变式训练】（1） 比较液面上升高度和溶液浓度大小。内外浓度差越大，上升高度越大。（2） 加酶问题。二糖被水解成单糖，可透过半透膜，酶不可透过。（3） U型管问题。最终高度取决于溶质分子对水的吸引力。【动物细胞的吸水和失水】动物细胞是否也能发生渗透作用？动物细胞是否具有渗透作用的两个必要条件？用类比推理的方式思考，若换成动物细胞，细胞质有一定浓度，能否吸水？吸水后可能会？涨破。其中充当半透膜的结构是？细胞膜。膜两侧的浓度差由细胞质和外界溶液提供。事实是否如此？观看一段视频红细胞吸水胀破、失水皱缩证明推理正确。总结：外界溶液浓度细胞质浓度:细胞失水皱缩;外界溶液浓度细胞质浓度:细胞失水皱缩,质壁分离外界溶液浓度细胞质浓度:细胞吸水膨胀,质壁分离复原外界溶液浓度=细胞质浓度:动态平衡。
