水分的跨膜运输 教案
一、教材分析
“物质的跨膜运输的实例”这一节总共包含三个部分的内容：“水分的跨膜运输、植物细吸水与失水的探究性实验、物质跨膜运输的其他实例”。以细胞为主体，而是利用一些具体例子和资料，介绍了两方面的内容：①水分子是顺着相对含量的梯度跨膜运输的；②一些离子的跨膜运输并不是顺着离子相对含量的梯度跨膜运输的，最后总结出细胞膜是选择透过性膜。 在这些内容的教学中，将“水分的跨膜运输”与探究性实验设计合并为第一课时。
二、教学目标
（1） 知识目标：说出半透膜的特点；分析渗透现象发生的原理；辨别原生质层的组成；解释细胞发生吸水和失水的条件。
（2）能力方面：尝试提出问题，作出假设；怎样进行关于植物细胞吸水和失水的实验设计和操作。
三、教学重点和难点
（1）教学重点：探究水分进出细胞是顺相对浓度梯度的。
（2）教学难点：细胞吸水和失水的原理；探究“植物细胞的吸水和失水”，尝试提出问题。
四、教学方法
实验演示、直观教学法、教师讲述和启发引导相结合。
五、教具准备
（1）渗透演示实验。
（2）萝卜条吸水和失水的演示实验。 （3）渗透原理的多媒体演示课件。
六、教学过程
[引言]教师讲述： 生物体是一个开放的系统，我们人每天都要从外界获取食物、水分、氧气等，同时排出二氧化碳、尿素等代谢废物。那么，作为生物体结构和功能的基本单位细胞是否也需要与环境进行物质的交换？如果需要，物质必需经过的边界是什么？
学生答：细胞膜
教师：对，是细胞膜控制着各种物质的进出。下面我们来共同探讨一下水分进出细胞的情况（多媒体显示课题）
一、渗透现象
教师：首先，我们来做一个有趣的实验。
教师介绍实验装置并组装，（用牛奶代替蔗糖溶液，鸡蛋膜代替玻璃纸进行渗透实验），并让一位同学在漏斗的牛奶液面划线标记。
教师提问：在实验结果出来之前，请同学们大胆预测：实验结果会是什么？怎样做出合理的解释？
学生讨论，教师引导学生发言，暂不作评价。
教师：实验结果已经出来了，我们先请刚才划线的同学来说说他看到了什么现象。
学生观察并且描叙实验结果。（教师指导其他同学观察实验现象） 教师：我们都看到漏斗管内的液面升高了，我们请刚才预测正确的同学来为我们作出解释。
学生发言解释，教师启发引导学生质疑。
教师归纳疑点，大致有①蛋白质能增加吗？②水分进入了漏斗，有出去的吗？③蛋白质出去了吗？④为什么最终表现为液面上升？⑤液面能够无限上升吗？ （计算机模拟实验实验效果），引导学生观察实验现象。
2 教师：我们不妨来研究一下鸡蛋膜的特点。
指导学生观察鸡蛋膜上面有一些直径较小的孔，并且把这种具有小孔的膜状结构称为半透膜。
教师归纳：鸡蛋膜是一种半透膜。
教师利用课件图向学生分析膜两侧的分子运动情况。 屏幕显示问题：蛋白质分子能通过半透膜吗？ 学生答：不能
教师利用课件分析，并用双缩脲试剂证明烧杯中是否有蛋白质，观察结果。 教师归纳：蛋白质不能通过半透膜，故导致液面上升的不是蛋白质而是水分子通过半透膜的运动。
屏幕显示问题：水分子通过半透膜的运动方向如何？ 学生发言回答
教师总结：膜两侧的水分子都可以透过半透膜。
屏幕显示 半透膜的特性：水分子等小分子可以通过，蛋白质等大分子则不能通过
教师归纳：我们把水分子等通过半透膜的现象称为渗透作用，实验中，我们发现是渗透作用导致了液面改变。
教师提示，如果把刚才的实验装置改变一下，结果会怎样？
屏幕显示问题：①如果用一层纱布代替玻璃纸，漏斗管内的液面还会升高吗？
②如果烧杯中不是清水，而是同样浓度的牛奶，结果会怎样？
学生发言、讨论，教师启发、引导
教师归纳：（屏幕显示）发生渗透作用的两个条件：一是有半透膜，二是半透膜两侧的溶液有浓度差。
教师提问：既然膜两侧的水分子都可以透过半透膜，那是什么原因导致漏斗 3 内的液面上升？
学生讨论，教师从膜两侧溶液浓度大小、单位体积内水分子多少引导 教师归纳：单位时间内水分子由膜的下侧往上侧渗透的速度较大，故整体表现为水分子由低浓度溶液往高浓度溶液渗透。
教师提示：水分子的运动将导致膜两侧溶液的浓度怎样变化？ 学生发言，
教师归纳：漏斗内的液面不能无限升高。
二、细胞的吸水和失水
教师讲述：水分子等溶剂分子能够通过半透膜从低浓度溶液往高浓度溶液渗透扩散，那么水分子通过细胞膜进出细胞的方式也可以称为渗透作用吗？如果能，渗透作用的两个条件怎样满足？我们先用人的红细胞来讨论一下动物细胞及其水分进出的情形。
1、动物细胞的吸水和失水
课件展示：红细胞吸水时膨胀，而失水时皱缩。
教师：请大家先回顾一下构成细胞膜的基本结构物质是什么
学生回答，教师引导其答出磷脂双分子层有小孔隙，故小分子可以自由透过而大分子不能
教师归纳：红细胞膜相当于半透膜，如果有浓度差，就能发生渗透作用。 屏幕显示： 你吃比较咸的食物时，例如腌制的咸菜、连续嗑带盐的瓜子等，你的口腔和唇的粘膜会有什么感觉？为什么？有什么办法可以缓解？ 学生分析得出因为有浓度差，造成细胞失水
屏幕显示图文：医院抢救病人时,静脉点滴用的生理盐水为什么一定是0.9%的氯化钠溶液？
学生发言
4 教师分析归纳：动物细胞必需维持正常的形态，否侧会影响人的身体将康甚至危及生命。
2、植物细胞吸水和失水
教师讲述：我们知道了动物细胞能通过渗透作用吸水和失水，那么植物细胞的情况如何呢？
引导学生说出生活中常见的植物细胞吸水与失水的实例。例如：（1）当把白菜剁碎准备做馅时，常常要放一些盐，过一段时间后就可见有水分渗出， （2）蔫了的青菜叶放入清水中浸泡一段时间后，会有什么变化？
此时教师展示课前准备好的萝卜条失水和吸水的实验，介绍实验过程，展示实验结果。
教师提问：三个烧杯中的萝卜条为什么会出现明显的不同呢？ 学生回答。
教师归纳：以上都是说明植物体或器官发生了吸水和失水 教师提问：植物细胞是否也能渗透吸水或失水？ 学生发言
教师：首先让我们回顾一下这植物细胞的结构有那些？ 屏幕显示出“成熟的植物细胞模式图”。
教师提问：成熟的植物细胞里面有个“大水库”，是什么结构？ 学生回答：液泡
教师提问：液泡里面除了水，还有没有别的成分？ 学生讨论发言
教师归纳：细胞液有一定的浓度
教师提示：如果植物细胞发生渗透作用，其半透膜是哪部分结构？ 指导学生阅读教材61页，了解什么是原生质层，此时，以利用多媒体课件 5 向在细胞结构，重点标注“原生质层”部分，促进概念的理解和掌握。
三、实验探究
教师讲述：如果要观察植物细胞的吸水与失水，我们应该怎样来设计这个试验?需要考虑哪些细节呢？
教师提示：首先我们要考虑“选择怎样的细胞材料来进行实验”，脱开书本，假如你是第一次碰到这样的问题，你会考虑选择怎样的材料呢？
学生发言
教师：大家可以打开思维来想，刚才你们提的材料很好，都可以用来尝试，或许这些材料都能成功，但也可能一些材料不能助你成功。同时你们也想一想一般的细胞我们用肉眼是看不到的，这个实验要借助哪些工具能够让我们判断细胞失水了还是没有失水？
学生想到用显微镜观察
教师：很好，当你选用了显微镜以后，你的选材就应注意要尽可能选容易做成装片的，在显微镜下容易到的，比如洋葱表皮细胞有紫色，也很好撕取做成装片，就可以考虑，那大家还能不能想到其他什么好材料呢？
学生讨论
教师：想得很好，那究竟这些材料好不好，大家也可以做为一个课题来研究，多选几种材料都试试，进行比较好，那接下来我们还要考虑选用怎样的试剂好呢？
教师引导，学生发言。
最后教师总结：大家课后以组为单位进行此实验的设计，下节课做实验之前首先大家集体讨论各组方案，最终确定合理的方案实施。
通过初中阶段以及前几章节的学习，学生对于细胞的分子组成、基本结构和探究的基本步骤已有了一定的认识，能理解细胞膜是系统的边界，此基础上进一步探究物质是怎样进出细胞的，有哪些方式等有关细胞功能方面的知识符合学生认知规律。本节的内容从知识上来看有一定的抽象性，但教学中可以多结合学生的知识基础和实践经验，注重与前面章节的
6 联系，注重理论联系实际，使新知识有效地整合进学生原有的知识网络中，使学生的知识体系得到丰富和发展，从而使学生在学习中做到融会贯通。
教学反思
本模块教材是以细胞是基本的生命系统为主线展开的，从前到后依次讲述它的物质组成、结构、功能和发展变化的。本章和第五章的内容属于细胞的功能。本节改变了以往教材的呈现方式，没有把水分放在代谢一章里，也没有先讲植物的渗透作用，而是利用一些具体例子和资料，介绍了两方面的内容，水分子是顺着相对含量的梯度跨膜运输的，一些离子的跨膜运输并不是顺着离子相对含量的梯度跨膜运输的，最后总结出细胞膜是选择透过性膜。
其中，水分的跨膜运输含有重要的教学价值，这是一个探究实验，也是学生在高中阶段第一次接触探究实验，通过对植物细胞失水和吸水的实验，培养学生学会探究问题的一般方法和步骤。
作为本节内容的第一课时，主要帮助学生理解动植物细胞的吸水和失水现象，而植物细胞在什么情况下吸水与失水还没有明确揭示，由学生课后思考，在第二课时通过实验探究后自主得出。不同物质跨膜运输的特点也必须在第二课时总结比较，所以本课教学偏重知识的理解，没有深入探究，给人感觉似乎“不太完整”，没有完成教学目标，但是要高效实现教学目标，解决重难点，学生必须在掌握本课知识的基础上，运用到实践中才能实现。可见，第二课时的精彩呈现，离不开本课时的基础教学。
科学并非一些概念、规律的堆砌，对科学的正确认识应当懂得科学的原动力、科学精神和态度。科学的教育应当激发学生内在的动力──求知欲，要培养学生的科学方法、科学精神和态度。
备好课是上好课的前提，针对本课题，我仔细钻研，前后联系，与人探讨，确定教学方案，作好课前准备，合理安排教学环节，达到总体结构完整，保证教学顺利进行。教学时还要注意知识的完善,比如,虽然教材把水分作为物质跨膜运输的实例来讲述,但是植物细胞对水分的吸收还有其他形式,我们也有必要补充说明(第二课时补充)。再者,课上学生的提问是不可预测的，如何更好的驾驭课堂，还要求我们不断提高自己的教学专业水平，灵活处理课堂问题。
教材将“渗透作用的实验现象”以图片形式呈现，我认为更好的设计是转化为学生主动体验实验过程，布鲁纳的“认知──发现学习”理论等一些优秀的学习理论，都含括了一个非常重要的理念，那就是重视“体验”。通过体验，让学生融入其中，才能真正有利于培养学生的生物科学素养，同时也为更好的理解教学重点、难点奠定基础。若课时限制，可以先由兴趣小组实验，并拍摄实验过程，上课播放兴趣小组实验过程录像，并由其中一同学作代表汇报实验情况，其他同学边观看边听汇报。
植物细胞失水和吸水的实验是一个“探究实验”，也是学生高中阶段第一次接触“探究实验”，有其重要的教学价值。这部分内容并没有告诉学生探究的具体步骤，而是以设问导问方法，使学生主动寻疑析疑最后达到解疑；引导学生既会发问又会寻疑析疑，真正做到“教是为了不教”，充分尊重学生的主体地位。 这节课时间相当紧，有些问题未能给学生充分的讨论时间，建议学生课前预习，有些问题课前讨论，并互相评价，写出评价记录。
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