物质跨膜运输的实例

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1、第四章 细胞的物质输入和输出第一节 物质跨膜运输的实例 一、三维目标1、知识与技能（1）说出细胞在什么情况下失水和吸水；（2）举例说明动物细胞膜和植物原生质层相当于半透膜；2、过程与方法：学习科学探究的一般方法和步骤。3、情感态度和价值观：学生在合作的过程中,学会与人交流,尊重他人。二、教学重点渗透作用原理三、教学难点植物细胞吸水和失水的原理四、教具准备1、多媒体课件的制备；2、渗透演示实验；五、教学方法学生实验观察、讨论与教师讲述和启发引导相结合六、课时安排2课时七、教学过程创设情境，导入新课 。引言：同学们回忆一下赞美莲藕的诗句“出淤泥而不染，濯青莲而不妖”。 莲藕生长在污浊的泥土中却能从

2、环境中获取莲藕细胞生命活动需要的营养物质，如水、氧气、矿物质等，而莲藕细胞不需要的物质分子则不能进入。到底是什么控制物质分子进出细胞？（细胞膜）物质分子是如何跨越细胞膜输入和输出细胞的？（引出本章课题）今天，我们先以水分为例，共同探究水分是怎样通过细胞膜进出细胞的。（引出本节课题）“问题探讨”（1）演示实验：一滴红墨水滴入到清水中，会出现什么现象？学生观察并回答。（2）提出探究问题：如果两种不同的溶液被一层半透膜隔开，结果又会怎样？演示：渗透作用的实验现象。教师和各实验小组代表课前做好该实验，实验的内容设置如下：烧杯中是清水，漏斗内是30%的蔗糖溶液，两种不同的溶液被一层玻璃纸（半透膜）隔开，

3、实验开始时，漏斗内外的液面在同一水平面上，静置2 h后，漏斗内的液面有何变化？用一层纱布代替半透膜，其它的均与相同，漏斗内的液面有何变化？用一层塑料布代替半透膜，其它的也与相同，漏斗内的液面会有什么变化？若漏斗内外均是同浓度蔗糖溶液，情况又是怎样的？若漏斗内外都是清水呢？ 第1小组学生介绍演示实验，展示实验现象。（3）提出讨论问题问题： 为什么漏斗内的液面会上升？多媒体动画演示，引导学生思考。师生总结：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：水分子是顺着相对浓度梯度跨膜运输的，这种现象称为渗透作用。这个装置叫渗透装置。第2、3小组学生介绍演示实验、，展示实验现象。教师及时引导学

4、生思考：比较组我们可以得出什么结论？第4小组学生介绍演示实验，展示实验现象。通过比较我们又可以得出什么结论？学生总结上面两个结论得出渗透作用发生的条件： a要有半透膜；b半透膜两侧的溶液存在浓度差。互动探究，新课教学。1、 动物细胞的吸水和失水类比渗透装置与细胞，提出问题：细胞是一个渗透系统吗？从生活中的例子入手，例如，当我们吃比较咸的食物时，如腌制的咸菜、连续嗑带盐的瓜子等，你的口腔会有什么感觉? 引出动物细胞的吸水和失水。引导学生作出假设：动物细胞是一个渗透系统。设计实验，验证假设（学生完成）。动物细胞的细胞膜相当于半透膜，动物细胞的细胞质是动物细胞内的液体环境。将哺乳动物的红细胞分别放在

5、浓盐水、生理盐水、清水中，观察红细胞的形态。预期结果（学生完成）：红细胞在浓盐水中失水皱缩，在生理盐水中保持原有形态，在清水中吸水膨胀。课件图片展示：水分进出哺乳动物红细胞的状况。分析结果，得出结论（学生完成）：当细胞内溶液浓度 外界溶液浓度，细胞吸水当细胞内溶液浓度 外界溶液浓度，细胞失水当细胞内溶液浓度 外界溶液浓度，细胞形态不变动物细胞是一个渗透系统，水进出细胞是顺相对含量的梯度，通过渗透作用进行的。2、 探究植物细胞的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？例如，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

6、硬挺，说明植物细胞也会吸水和失水。教师引导：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。爱因斯坦曾经说过：“提出一个问题比解决一个问题更重要”。提出问题教师：从生活中的现象，结合上面这些例子，你可以提出什么问题?植物细胞能吸水和失水吗？植物细胞在什么情况下会吸水和失水？植物细胞是不是一个渗透系统，哪些结构相当于半透膜？筛选值得探究的问题：植物细胞在什么情况下会吸水和失水？植物细胞是不是一个渗透系统，哪些结构相当于半透膜？提出了一个有价值的问题后,我们如何去研究它呢?作出假设 （以下以“探究植物细胞中哪些结构相当于

7、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（必要时还要查找资料）分析问题，并且作出尝试性的回答，这种尝试性的回答称为“作出假设”。教师课件图片展示：“成熟植物细胞结构图。”提供信息：成熟植物细胞具有中央大液泡，占整个细胞很大比例，因此成熟植物细胞内的液体环境主要考虑液泡中的细胞液。原生质层：包括细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质。教师引导，学生作出假设：假设原生质层相当于半透膜，也可以假设细胞壁相当于原生质层，或者假设原生质层、细胞壁两者都相当于半透膜。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。预测实验结果：

8、当细胞液浓度 外界溶液浓度，细胞吸水；当细胞液浓度 外界溶液浓度，细胞失水。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，原生质就会与细胞壁分离开来，也就发生质壁分离。将发生质壁分离的细胞放入清水中时，会发生质壁分离复原。作出的假设是否正确呢？就需要通过设计实验来验证。设计实验教师引导学生考虑实验设计上的一些细节问题，例如：实验材料、试剂、用具的选择材料的选择：有颜色的还是没有颜色的，细胞小的还是相对比较大的，为什么？试剂的选择：糖水、酒精、醋酸、盐水？（试剂的浓度必须是好控制的，试剂是容易获得的，对细

9、胞是没有伤害的）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？教师提示：洋葱表皮细胞有紫色液泡，而且表皮容易撕取获得。实验过程中细胞应处于生活状态。实验步骤教师：实验材料、试剂、用具选好了，接下来要考虑整个实验具体的操作步骤。该如何具体操作? 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?（先做装片再加试剂好，这样可以在显微镜下观察细胞失水的变化过程。）实验要点提示：第一步：用清水制作洋葱鳞片叶表皮的临时装片，先用低倍镜观察。教师：如何使洋葱鳞片叶表皮细胞处于失水状态？第二步：尝试用不同浓度梯度的蔗糖

10、溶液（质量分数为10、20、30、40%、50%）使洋葱表皮细胞发生质壁分离。教师：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。 设计结果记录表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。试剂中央液泡的大小原生质层的位置细胞大小蔗糖溶液清水要求学生针对探究的问题，以小组为单位设计一份实验方案。第2课时教师检查学生的实验设计。学生小组代表展示实验设计内容。进行实验学生进行实验，教师参与其中，对于学生在实验中出现的问题及时的发现，及时的解决，真正的融入到学生中间去。分析结

11、果，得出结论做完实验后，我们要对实验结果进行分析，实验结果是否与预期相吻合?是否支持了我们最初的假设?当实验结果与预期不符时，我们要多思考，也不要急于认定假设不成立，要考虑会不会是因为实验操作的不正确导致不能达到预期结果的?会不会有什么干扰因素呢?各组展示各自的实验结果，描述所观察到的实验现象。教师及时引导学生思考实验中出现的问题：例如这个实验中，如果开始使用了0.6 g/mL的蔗糖溶液，很快就观察到了质壁分离，但后来加清水怎么也不能使细胞发生质壁分离复原，能否断定当外界浓度低的时候细胞不能吸水呢?为什么？（不能，因为蔗糖浓度过高了，导致细胞失水过快而死亡。）教师：所以无论实验成功也好，失败也好，都要认真分析。根据实验结果得出实验结论，最终师生达成共识，植物细胞的原生质层相当于一层半透膜。3、 物质跨膜运输的其他实例细胞的吸水和失水是水分子顺相对含量的梯度跨膜运输的过程。其他物质呢？资料分析：P64学生讨论学生：细胞对于物质的输入和输出有选择性。师生：细胞膜和其他生物膜都是选择透过性膜。课件展示：巩固练习练习是使学生掌握知识形成技能发展智力的重要手段，设计练习时尽量地做到科学、合理，体现出一定的层次性和针对性，难易适中，对所学内容进行及时的反馈。