2022年实验中学生物必修第四章细胞的物质输入与输出教案.pdf

学习好资料欢迎下载第四章细胞的物质输入与输出第 1 节物质跨膜运输实例一、 教材分析 ：由“问题探讨”引入。可以从“扩散”迁移到“渗透”。分析教材给出的“水分进出哺乳动物红细胞的状况”，来认识动物细胞的吸水和失水。二、 教学目标 ：知识方面：举例说出细胞膜是选择透过性膜能力方面： 1、尝试提出问题，做出假设，对探究活动进行设计2、进行关于植物细胞吸水和失水的实验设计和操作三、 教学重点、难点及解决方法1、教学重点：举例说出细胞膜是选择透过性膜，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。2、教学难点：尝试提出问题，作出假设。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。四、 学情分析 ：学生生活中有感性认识，萝卜条用盐淹的前后，久旱的庄稼灌溉前后的现象都见过，引导学生思考原因，学习这一部分内容就有了基础。五、教学方法 ：直观教学法、讲述法、启示法、演示法自学讨论法六、 课前准备 ：吸水、萎蔫的菠菜叶，大烧杯，漏斗，半透膜，清水，蔗糖溶液。七、 课时安排 ：2 课时八、教学过程（一）预习检查、总结疑惑(1) 、水稻培养液里的Ca2和 Mg2浓度为什么会增高？(2) 、不同作物对无机盐的吸水有差异吗？(3) 、水分子跨膜运输是顺相对含量梯度的，其他物质的跨膜运输也是这样的吗？(4) 、细胞对物质的吸收有选择吗？如果有，这种选择性有普遍性吗？（二）情景导入、展示目标细胞是一个开放的系统，每时每刻与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。这一节课我们共同来探究水分进出细胞的情况。（三）合作探究、精讲点拨首先我们来探究渗透现象。1、渗透现象 问题探讨 ：演示“渗透作用实验”介绍实验装置，指导观察实验结果。在屏幕上打出渗透现象示意图提问：漏斗管内的液面为什么会升高？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？精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 1 页，共 8 页 - - - - - - - - - - 学习好资料欢迎下载学生讨论总结。教师归纳讲述：半透膜的特性：水分子等小分子可以通过，蔗糖等大分子则不能通过。渗透作用的概念：渗透作用是指水分子或其它溶剂分子通过半透膜的扩散。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。原理：当溶液浓度AB时，水分子就通过半透膜由B流向 A；当溶液浓度AB时，水分子就通过半透膜由A流向 B ；当溶液浓度AB时，则处于动态平衡。渗透作用的结果：水分子可以通过半透膜进行双向扩散。从宏观观察，水分是由低浓度溶液流向高浓度溶液，直到达到动态平衡。2、动物细胞的吸水和失水（1）、请同学们回忆细胞膜制备的实验。分析“水分进出哺乳动物红细胞”的实验现象。在屏幕上打出“水分进出哺乳动物红细胞的状况”示意图。（2）、请同学们思考并讨论A红细胞内的血红蛋白等有机物能够透过细胞膜吗？红细胞的细胞膜是不是相当于“问题探讨”中所说的半透膜？当外界溶液的浓度低时，红细胞一定会由于吸水而涨破吗？红细胞吸水或失水的多少取决于什么条件？3、学生讨论总结4、教师归纳讲述动物细胞的吸水：外界溶液浓度小于细胞的浓度。动物细胞的失水：外界溶液浓度大于细胞的浓度。般方法和基本步骤是：观察现象，提出问题做出假设设计实验开展实验分析结果，得出结论表达与交流3、组织引导学生观察现象，尝试提出问题，做出假设屏幕上打出“爱因斯坦曾说过：提出一个问题比解决一个问题更重要”观察现象：让学生回忆日常生活的现象：白菜剁碎准备做馅时常常要放一些盐。稍等一会儿可见有水分渗出。（失水）农作物施肥过多会造成烧苗。（失水）蔫了的青菜放入清水中浸泡一会儿，菜叶变得硬挺起来（吸水）老师展示课前准备好的萝卜条吸水和失水实验。介绍实验过程。展示实验结果。提出问题：请同学们结合一些吸水和失水现象，深入思考提出想探究的问题，并与本小组同学交流。最终确定有探究价值的问题。例：一位同学提出： “植物细胞会出现失水的情况吗？”另一位同学提出：“植物细胞在什么情况下会失水？”通过讨论，大家认为植物细胞会不会失水，现象中很明显，第二个问题更有探究价值。作出假设根据已有的知识和生活经验，对提出的问题作尝试性的回答，也就是作出假设。例如，某小组提出的问题是“原生质层相当于一层半透膜吗？”针对这一问题，他们作出的假设是：“原生质层相当于一层半透膜。”他们的理由是：植物细胞膜和液泡膜都是生物膜，它们具有红细胞的细胞膜基本相同的化学组成和结构；做菜馅时因为放了盐，菜中的水分大量流出，这与红细胞失水很相似。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 2 页，共 8 页 - - - - - - - - - - 学习好资料欢迎下载设计实验：你所作的假设即使是有依据的，也仅仅是一种推测。这种推测是否正确，还需要实验来检测。（见P62 参考案例）进行实验：按照实验方案认真操作，仔细观察，将每一步的观察结果记录下来。例如，上面的实验方案结果如下：中央液泡大小原生质层的位置细胞大小蔗糖溶液变小原生质层脱离细胞壁基本不变清水逐渐恢复原来大小原生质层恢复原来位置基本不变分析结果，得出结论分析结果与你的预期是否吻合，是否支持你的假设，最后得到实验结论。例如， 上面的实验结果与预期基本是吻合的，由于植物细胞有细胞壁，且原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性，所以植物细胞不会有明显的缩小和膨胀，但出现了原生质层与细胞壁的分离和复原。由此，我们可以获得结论，原生质层相当于一层半透膜。表达和交流将本小组探究的问题、过程、结果和结论与其他小组交流，听取他们的质疑并进行解释。如果有必要，对本小组的实验方案进行修改。进一步探究植物细胞会由于过多吸水而涨破吗？（不会，因为植物细胞有细胞壁）（四）、反思总结、当堂检测1、判断下列表述是否正确水分进出细胞取决于细胞内外液体的浓度差（）小分子物质都能通过细胞膜，大分子物质则不能（）2、盐碱地栽种植物，其出苗率和成活率均较低，原因是A、土壤溶液的PH太小B、土壤中缺少氮肥C、土壤溶液的浓度高于细胞液的浓度D、土壤溶液的浓度低于细胞液的浓度（五）、发导学案、布置预习九、 板书设计第 1 节物质跨膜运输的实例一、渗透现象1、半透膜的特性2、渗透作用的概念3、渗透作用的条件4、渗透作用的原理二、动物细胞的吸水和失水1、动物细胞的吸水：外界溶液浓度小于细胞内溶液的浓度动物细胞的失水：外界溶液浓度大于细胞内溶液的浓度2、动物的细胞膜相当于半透膜三、尝试提出问题，作出假设1、成熟的植物细胞的特点成熟的植物细胞中央具有大液泡原生质层2、探究的一般步骤观察现象；提出问题；作出假设；设计实验；开展实验；记录结果；分析结果，得出结论；表达与交流。十、 教学反思 ：做实验，学生有直观认识。学生讨论，能深入思考。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 3 页，共 8 页 - - - - - - - - - - 学习好资料欢迎下载第四章第 2 节生物膜的流动镶嵌模型一、教材分析学生在第 3 章的学习中曾经制作真核细胞的三维结构模型，当时就遇到过用什么材料做细胞膜的问题。本节课从这个问题入手，让学生从结构与功能相适应的角度分析，用什么材料做细胞膜，能更好地体现细胞膜的功能。还可以用设计问题串，分析科学家探索生物膜结构的曲折历程，学生易学。二、教学目标知识方面：简述生物膜的结构。情感态度价值观：1、探讨在建立生物膜模型的过程中，实验技术的进步所起的作用。2、探讨建立生物膜模型的过程如何体现结构与功能相适应的观点。三、教学重点、难点和解决方法1、教学重点：流动镶嵌模型的基本内容。解决方法：1、设计问题串分析讨论后，让学生归纳总结流动镶嵌模型的基本要点。2、教师呈现生物膜的结构模型示意图，结合阐述其基本内容。2、教学难点：探讨建立生物膜模型的过程如何体现结构与功能相适应的观点。解决方法：用设问法讲解生物膜结构的探索历程，在层层剥去“笋衣”中显现结构与功能相适应的观点。四、学情分析：学生在第3 章对生物膜的成分和功能有所了解，又安排了学生预习这节内容，所以学生学起来感觉不难，但科学家对生物膜结构的探索历程学生感觉有难度。五、教学方法：讲述法、启发式。六、课前准备：多媒体课件七、课时安排：1 课时八、教学过程（一）预习检查、总结疑惑1、指导学生阅读教材，找出需了解的知识点。2、讨论回答相关问题。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 4 页，共 8 页 - - - - - - - - - - 学习好资料欢迎下载（二）情景导入、展示目标1、根据结构与功能相适应的观点分析，用哪种材料做细胞膜，更适于体现细胞膜的功能？2、你还能想出更好的材料做细胞膜吗？学生讨论回答（三）合作探究、精讲点拨科学家怀着对物质跨膜运输现象产生的疑问，开始对生物膜结构的漫长探索，让我们重温一下这段历程。1、对生物膜结构的探索历程设问 1：要弄清一种物质或物体的结构，首先要弄清其组成成分。那么，细胞膜的组成成分是什么呢？（介绍欧文顿的实验和推论）对膜的研究为什么是从生理功能入手呢？（主要是限于当时的条件）设问 2：欧文顿的推论是否正确呢？细胞膜中除含有脂质外，还有没有其他成分呢？（介绍科学家的化学分析结果，指出膜主要由脂质和蛋白质组成；分析假说是如何提出的，假说与观察和实验证据的关系）设问 3：脂质和蛋白质是怎样形成的呢？（介绍两位荷兰科学家的实验，分析脂双层这一结论的由来）设问 4：蛋白质位于脂双层的什么位置呢？（简介 20 世纪 40 年代的推测和罗伯特森1959年提出的“三明治”结构模型）指出“三明治”结构模型的不足，说明细胞膜不应是静态的刚性的结构，而应当是动态的弹性的结构。设问 5：有什么证据证明细胞膜中的物质是不断运动的呢？（重点介绍荧光标记小鼠细胞和人细胞融合实验，指出细胞膜具有流动性；并讨论技术的进步在细胞膜研究中的作用，强化结构与功能相适应的观点）2、流动镶嵌模型的基本内容教师呈现 P68生物膜的结构模型示意图，阐述流动镶嵌模型的基本内容。磷脂双分子层构成了膜的基本支架。蛋白质分子有的镶嵌在磷脂双分子层表面，有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中，有的横跨整个双分子层。在细胞膜的外表有一层糖蛋白，叫糖被。与细胞识别，信息交流有关。具一定的流动性（四）反思总结、当堂检测：重点总结生物膜流动镶嵌模型的基本内容。检测题1 对生物膜结构的探索历程：19 世纪末，欧文顿提出：膜是由组成的。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 5 页，共 8 页 - - - - - - - - - - 学习好资料欢迎下载20 世纪初，分析表明，膜的主要成分是和。 1925 年，荷兰科学家用从人的红细胞中提取脂质，在界面上铺展成单层，测得单分子层的面积恰好是红细胞的倍。由此得出结论：细胞膜中的脂质必然排列为。1959 年，罗伯特森在电镜下看到细胞膜清晰的的三层结构。20 世纪 60 年代以后，对细胞膜是静态的观点提出质疑。1970 年，人鼠细胞融合实验表明：细胞膜具有性。1972 年，由和提出模型。2流动镶嵌模型的基本内容：基本支架：（具有性）生物膜的结构 : 蛋白质：（也可以运动）（五）发导学案、布置预习九、板书设计生物膜的流动镶嵌模型一、对生物膜结构的探索历程1、19 世纪末，欧文顿提出：膜是由脂质组成的。2、20 世纪初，对膜化学分析：膜是由脂质和蛋白质组成的。3、1925 年荷兰科学家提出：膜中的脂质分子排列为连续的两层。4、1959 年罗伯特森提出膜的静态结构。5、1970 年提出膜具有流动性。6、1972 年提出流动镶嵌模型。二、流动镶嵌模型的基本内容1、膜的成分2、膜的基本支架3、膜的结构特点4、膜的功能特性十、教学反思：用课件展示科学家的实验方法，补充一些材料，便于训练学生思维。第三节物质跨膜运输方式一、教学目标1知识目标说明物质进出细胞的方式。进行图表数据的解读。2.技能目标培养学生提出问题的能力；培养学生解读图表数据的能力3.情感目标联系生活实际，让学生理解研究物质跨膜运输的意义二、教学重点和难点1.教学重点物质进出细胞的方式，说出被动运输与主动运输的异同点2.教学难点主动运输，正确解读坐标数据图表三、教学方法策略本节教学宜采用讲授与讨论相结合的方法，基本思路可以确定为：展示现象 提出问题 精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 6 页，共 8 页 - - - - - - - - - - 学习好资料欢迎下载解释原理 总结概念。并适时运用多媒体辅助教学四 教学过程教师呈现 “ 问题探讨 ” 中的实验现象，组织学生讨论三个问题。问题 1：什么样的分子能通过脂双层？什么样的分子不能通过？问题 2：葡萄糖不能通过无蛋白质的脂双层，但是，小肠上皮细胞能大量吸收葡萄糖，如何解释？问题 3：观察此图表，联系已学过的知识，你还能提出其他问题吗？学生分组讨论小组代表发表看法教师积极鼓励学生提出问题，如通过观察此图还可联想第一节内容提出，“细胞需要的离子是否也通过细胞膜上的蛋白质来运输？”等问题。教师：细胞在生命活动过程中要不断从外界摄取细胞所需要的营养物质，产生的废物排出去，以维持细胞正常的生命活动。那么，物质是怎样通过细胞膜出入细胞的呢？演示：清水中滴一滴红墨水，清水很快就变成红色，为什么？学生小组交流得出：扩散的概念（一）被动运输教师引导：回顾“植物细胞吸水和失水”实验，与这种扩散比较，让学生分析水分子进出细胞是不是与上述扩散相似？再列举氧和二氧化碳进出细胞的现象学生总结：自由扩散的概念。特点：物质由高浓度一边扩散到低浓度一边，既不需载体，也不消耗能量接着教师设问：提出“水分子能够通过脂双层，葡萄糖不能通过无蛋白质的脂双层，却能通过细胞膜，这是为什么？”学生尝试作出解释教师提示：载体蛋白的作用师生总结：得出协助扩散的概念特点：物质由高浓度一边扩散到低浓度一边，需要载体，也不消耗能量教师讲述：自由扩散和协助扩散统称被动运输；展示“自由扩散和协助扩散示意图”并通过 CAI展示下列情景： 木材（或竹捆） 从河的上游随水漂到下游；船装白糖 （或食盐、化肥）从河的上游漂到下游（不开发动机）；船装着货物由下游开往上游，船尾冒着白烟且伴有发动机的声音。学生思考：自由扩散和协助扩散需要能量吗？为什么？自由扩散和协助扩散有什么不同？为什么自由扩散和协助扩散被称为被动运输？学生回答：（略）（二）主动运输教师继续：上述船装着货物由下游开往上游，船尾冒着白烟且伴有发动机的声音。与前二种情形不同在哪儿？学生答：（略）教师指导学生看课本图表P71；P73；P63 背 景 资 料 ： 轮 藻 细 胞 中 的 K+浓 度 比 它 所 生 存 的 环 境 中 K+ 多 63 倍 ， 海 带 细 胞 中 的I- 比 海 水 高 出 40 倍 ， 人 的 红 细 胞 中 的 K+比 血 浆 高 30 倍 ， 而 红 细 胞 中 的 Na+浓 度却 是 血 浆 中 Na+的 浓 度 的 1 6。联系第一节内容并设问：这些离子为什么能逆浓度梯度运输呢？精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 7 页，共 8 页 - - - - - - - - - - 学习好资料欢迎下载学生回答（略）师生得出：主动运输的概念；展示“主动运输的示意图”特点：物质从低浓度一边被运输到高浓度一边，不仅需要载体的协助，而且也需要消耗细胞活动产生的能量再现 CAI展示三种情景， 提问学生： 自由扩散、 协助扩散和主动运输各与哪一类情景相似？为什么？对于细胞生活有什么意义？学生答：（略）幻灯片展示，请学生完成下表：出 入 细 胞 的物质举例物 质 出 入 细胞的方式细 胞 膜 内 外物质的浓度是 否 需 要 载体蛋白质是 否 需 要 消耗 细 胞 内 的能量出 入 细 胞 的物质类型甘油进 入 红 细 胞的葡萄糖进 入 细 胞 的K+（答案略）教师巡回指导，学生完成后可稍作点评。教师归纳：不同物质通过细胞膜的方式是不同的，也就说明细胞膜对通过的物质具有选择性，它是一种选择透过性膜。具体表现在：水分子可以自由通过，细胞要选择吸收的离子和小分子也可以通过，而其他离子、小分子和大分子则不能通过。教师提出一些问题启发学生进行议论，以加深理解和巩固所学知识。物质通过细胞膜出入细胞的三种方式中，你认为哪种方式对于活细胞完成各项生命活动最重要，为什么？学生回答：（略）细胞膜是选择透过性膜。即水分子等细胞要选择吸收的离子和小分子可以通过，而其它的离子、小分子和大分子不能通过细胞膜。那么大分子如何出入细胞呢？例如水中的有机物颗粒是如何进入原生动物草履虫体内的，未被消化的食物残渣又是如何排出体外的？教师指出，物质出入细胞除上述三种方式外，还有其它特殊方式。大分子物质不能直接通过细胞膜不等于大分子物质不能出入细胞。一些大分子物质是以一定方式出入细胞的，如细胞的内吞作用和外排作用，白细胞对异物的吞噬作用，胰岛细胞对胰岛素的分泌作用等。让学生自己识图P72精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 8 页，共 8 页 - - - - - - - - - -