教學(xué)準(zhǔn)備
教學(xué)目標(biāo)
1、知識(shí)目標(biāo):1、舉例說(shuō)出細(xì)胞膜是選擇透過(guò)性膜。2、嘗試提出問(wèn)題,作出假設(shè)。3、進(jìn)行關(guān)于植物細(xì)胞吸水和失水的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和操作。
2、情感、態(tài)度和價(jià)值觀方面:體驗(yàn)科學(xué)探究過(guò)程,培養(yǎng)學(xué)生質(zhì)疑、求實(shí)、創(chuàng)新的科學(xué)態(tài)度和精神。激發(fā)學(xué)生的生物學(xué)興趣。
3、能力方面:嘗試提出問(wèn)題,做出假設(shè)分析推理,進(jìn)行關(guān)于植物細(xì)胞吸水和失水的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和操作
教學(xué)重難點(diǎn)
教學(xué)重點(diǎn)
1、說(shuō)明探究實(shí)驗(yàn)的基本方法和一般過(guò)程。
2、讓學(xué)生知道細(xì)胞與外界溶液一起可以構(gòu)成一個(gè)滲透系統(tǒng)。
3、舉例說(shuō)出細(xì)胞膜是選擇透過(guò)性膜。
教學(xué)難點(diǎn)
1、如何提出問(wèn)題,做出假設(shè)。
2、如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程(材料、實(shí)驗(yàn)用具、試劑的選擇,實(shí)驗(yàn)結(jié)果的預(yù)測(cè)等)。
3、理解細(xì)胞膜不僅是半透膜,還是選擇透過(guò)性膜。
教學(xué)過(guò)程
【導(dǎo)入】物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)膶?shí)例
引言:同學(xué)們回憶一下贊美蓮藕的詩(shī)句“出淤泥而不染,濯青蓮而不妖”。蓮藕生長(zhǎng)在污濁的泥土中卻能從環(huán)境中獲取蓮藕細(xì)胞生命活動(dòng)需要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),如水、氧氣、礦物質(zhì)等,而蓮藕細(xì)胞不需要的物質(zhì)分子則不能進(jìn)入。到底是什么控制物質(zhì)分子進(jìn)出細(xì)胞?(細(xì)胞膜)物質(zhì)分子是如何跨越細(xì)胞膜輸入和輸出細(xì)胞的?(引出本章課題)
今天,我們先以水分為例,共同探究水分是怎樣通過(guò)細(xì)胞膜進(jìn)出細(xì)胞的。(引出本節(jié)課題)
【活動(dòng)】“問(wèn)題探討”
(1)演示實(shí)驗(yàn):一滴紅墨水滴入到清水中,會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象?
學(xué)生觀察并回答。
(2)提出探究問(wèn)題:如果兩種不同的溶液被一層半透膜隔開(kāi),結(jié)果又會(huì)怎樣?
演示:滲透作用的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。
教師和各實(shí)驗(yàn)小組代表課前做好該實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容設(shè)置如下:
①燒杯中是清水,漏斗內(nèi)是30%的蔗糖溶液,兩種不同的溶液被一層玻璃紙(半透膜)隔開(kāi),實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí),漏斗內(nèi)外的液面在同一水平面上,靜置2h后,漏斗內(nèi)的液面有何變化?
�、谟靡粚蛹啿即姘胪改�,其它的均與①相同,漏斗內(nèi)的液面有何變化?
�、塾靡粚铀芰喜即姘胪改�,其它的也與①相同,漏斗內(nèi)的液面會(huì)有什么變化?
�、苋袈┒穬�(nèi)外均是同濃度蔗糖溶液,情況又是怎樣的?若漏斗內(nèi)外都是清水呢?
第1小組學(xué)生介紹演示實(shí)驗(yàn)①,展示實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。
(3)提出討論問(wèn)題
問(wèn)題:為什么漏斗內(nèi)的液面會(huì)上升?
多媒體動(dòng)畫(huà)演示,引導(dǎo)學(xué)生思考。
師生總結(jié):水分子從數(shù)量多的一側(cè)向水分子數(shù)量少的一側(cè)擴(kuò)散,也就是說(shuō):水分子是順著相對(duì)濃度梯度跨膜運(yùn)輸?shù)?這種現(xiàn)象稱為滲透作用。這個(gè)裝置叫滲透裝置。
第2、3小組學(xué)生介紹演示實(shí)驗(yàn)②、③,展示實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。
教師及時(shí)引導(dǎo)學(xué)生思考:比較①②③組我們可以得出什么結(jié)論?
第4小組學(xué)生介紹演示實(shí)驗(yàn)④,展示實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。
通過(guò)比較①④我們又可以得出什么結(jié)論?
學(xué)生總結(jié)上面兩個(gè)結(jié)論得出滲透作用發(fā)生的條件:
a要有半透膜;b半透膜兩側(cè)的溶液存在濃度差。
【講授】動(dòng)物細(xì)胞的吸水和失水
類比滲透裝置與細(xì)胞,提出問(wèn)題:細(xì)胞是一個(gè)滲透系統(tǒng)嗎?
從生活中的例子入手,例如,當(dāng)我們吃比較咸的食物時(shí),如腌制的咸菜、連續(xù)嗑帶鹽的瓜子等,你的口腔會(huì)有什么感覺(jué)?引出動(dòng)物細(xì)胞的吸水和失水。
引導(dǎo)學(xué)生作出假設(shè):動(dòng)物細(xì)胞是一個(gè)滲透系統(tǒng)。
設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證假設(shè)(學(xué)生完成)。動(dòng)物細(xì)胞的細(xì)胞膜相當(dāng)于半透膜,動(dòng)物細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)是動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)的液體環(huán)境。將哺乳動(dòng)物的紅細(xì)胞分別放在濃鹽水、生理鹽水、清水中,觀察紅細(xì)胞的形態(tài)。
預(yù)期結(jié)果(學(xué)生完成):紅細(xì)胞在濃鹽水中失水皺縮,在生理鹽水中保持原有形態(tài),在清水中吸水膨脹。
圖片展示:水分進(jìn)出哺乳動(dòng)物紅細(xì)胞的狀況。
分析結(jié)果,得出結(jié)論(學(xué)生完成):
當(dāng)細(xì)胞內(nèi)溶液濃度﹥外界溶液濃度,細(xì)胞吸水
當(dāng)細(xì)胞內(nèi)溶液濃度﹤外界溶液濃度,細(xì)胞失水
當(dāng)細(xì)胞內(nèi)溶液濃度=外界溶液濃度,細(xì)胞形態(tài)不變
動(dòng)物細(xì)胞是一個(gè)滲透系統(tǒng),水進(jìn)出細(xì)胞是順相對(duì)含量的梯度,通過(guò)滲透作用進(jìn)行的。
【講授】探究植物細(xì)胞的吸水和失水
教師提出:植物細(xì)胞吸水和失水的情況又怎樣呢?
例如,在日常生活里,夏天家里做涼伴黃瓜時(shí)有水出現(xiàn),腌蘿卜條時(shí)灑上一些鹽會(huì)出水;而賣菜的阿姨經(jīng)常向青菜上灑水,青菜變得硬挺,說(shuō)明植物細(xì)胞也會(huì)吸水和失水。
教師引導(dǎo):我們要善于從生活中的現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)新的問(wèn)題,提出問(wèn)題。許多科學(xué)家的發(fā)現(xiàn)并不都是從實(shí)驗(yàn)中得到,更多的是通過(guò)觀察生活中的現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的。愛(ài)因斯坦曾經(jīng)說(shuō)過(guò):“提出一個(gè)問(wèn)題比解決一個(gè)問(wèn)題更重要”。
●提出問(wèn)題
教師:從生活中的現(xiàn)象,結(jié)合上面這些例子,你可以提出什么問(wèn)題?
�、僦参锛�(xì)胞能吸水和失水嗎?
�、谥参锛�(xì)胞在什么情況下會(huì)吸水和失水?
�、壑参锛�(xì)胞是不是一個(gè)滲透系統(tǒng),哪些結(jié)構(gòu)相當(dāng)于半透膜?
篩選值得探究的問(wèn)題:植物細(xì)胞在什么情況下會(huì)吸水和失水?植物細(xì)胞是不是一個(gè)滲透系統(tǒng),哪些結(jié)構(gòu)相當(dāng)于半透膜?
提出了一個(gè)有價(jià)值的問(wèn)題后,我們?nèi)绾稳パ芯克?
●作出假設(shè)(以下以“探究植物細(xì)胞中哪些結(jié)構(gòu)相當(dāng)于半透膜”為例)
�、抛鞒黾僭O(shè):當(dāng)一個(gè)問(wèn)題提出后,我們必須結(jié)合已有的知識(shí)或經(jīng)驗(yàn)(必要時(shí)還要查找資料)分析問(wèn)題,并且作出嘗試性的回答,這種嘗試性的回答稱為“作出假設(shè)”。
教師圖片展示:“成熟植物細(xì)胞結(jié)構(gòu)圖。”
提供信息:①成熟植物細(xì)胞具有中央大液泡,占整個(gè)細(xì)胞很大比例,因此成熟植物細(xì)胞內(nèi)的液體環(huán)境主要考慮液泡中的細(xì)胞液。
�、谠|(zhì)層:包括細(xì)胞膜和液泡膜以及兩層膜之間的細(xì)胞質(zhì)。
教師引導(dǎo),學(xué)生作出假設(shè):假設(shè)原生質(zhì)層相當(dāng)于半透膜,也可以假設(shè)細(xì)胞壁相當(dāng)于原生質(zhì)層,或者假設(shè)原生質(zhì)層、細(xì)胞壁兩者都相當(dāng)于半透膜。
各個(gè)小組可能會(huì)提出不同的假設(shè),應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生講述理由,后確定一個(gè)較合理的假設(shè):原生質(zhì)層相當(dāng)于半透膜。
�、祁A(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果:
當(dāng)細(xì)胞液濃度﹥外界溶液濃度,細(xì)胞吸水;
當(dāng)細(xì)胞液濃度﹤外界溶液濃度,細(xì)胞失水。
教師可以適當(dāng)補(bǔ)充:細(xì)胞液中的水分流失,使細(xì)胞壁和原生質(zhì)層都出現(xiàn)一定程度的收縮,但由于原生質(zhì)層的伸縮性比細(xì)胞壁的伸縮性大,當(dāng)細(xì)胞不斷失水時(shí),原生質(zhì)就會(huì)與細(xì)胞壁分離開(kāi)來(lái),也就發(fā)生質(zhì)壁分離。將發(fā)生質(zhì)壁分離的細(xì)胞放入清水中時(shí),會(huì)發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原。
教學(xué)準(zhǔn)備
教學(xué)目標(biāo)
1.知識(shí)目標(biāo)
(1)說(shuō)出細(xì)胞在什么情況下吸水和失水。
(2)舉例說(shuō)出細(xì)胞膜是選擇透過(guò)性膜。
2.能力目標(biāo)
(1)嘗試提出問(wèn)題,作出假設(shè)。
(2)設(shè)計(jì)關(guān)于植物細(xì)胞吸水和失水的實(shí)驗(yàn)。
3.情感目標(biāo)
認(rèn)同細(xì)胞膜和其他生物膜具有選擇透過(guò)性
教學(xué)重難點(diǎn)
1.教學(xué)重點(diǎn)
(1)滲透作用的原理。
(2)細(xì)胞與外界環(huán)境一起可以構(gòu)成一個(gè)滲透系統(tǒng)。
(3)舉例說(shuō)出細(xì)胞膜是選擇透過(guò)性膜。
2.教學(xué)難點(diǎn)
細(xì)胞吸水和失水的原理。
教學(xué)過(guò)程
【導(dǎo)入】滲透作用
在第二章我們學(xué)習(xí)了組成細(xì)胞的分子,通過(guò)學(xué)習(xí),可以得出這樣一個(gè)結(jié)論:各種生物體的一切生命活動(dòng)都離不開(kāi)水。通過(guò)第三章的學(xué)習(xí),我們又知道:水分子進(jìn)出細(xì)胞必須經(jīng)過(guò)細(xì)胞的邊界——細(xì)胞膜,那么水分子是怎樣進(jìn)出細(xì)胞的呢?帶著這個(gè)問(wèn)題讓我們來(lái)學(xué)習(xí)第四章第一節(jié)的內(nèi)容——物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)膶?shí)例。(板書(shū):4.1物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)膶?shí)例)
【Flash演示滲透作用】介紹滲透裝置:取一個(gè)長(zhǎng)頸漏斗,在它的漏斗口外密封上一層半透膜,這個(gè)半透膜有種特性,就是水分子可以透過(guò),而其他物質(zhì)不能透過(guò)。密封好后往漏斗內(nèi)注入蔗糖溶液,然后將漏斗浸入盛有清水的燒杯中,使漏斗管內(nèi)外的液面高度相等。你會(huì)發(fā)現(xiàn),隨著時(shí)間的推移,漏斗管內(nèi)液面高度逐漸上升,直至一定高度。
引導(dǎo)分析:水分子的擴(kuò)散方向是怎樣的?
換句話說(shuō),就是從低濃度一側(cè)向高濃度一側(cè)擴(kuò)散。(歸納并板書(shū):一、滲透作用1.概念:水分子通過(guò)半透膜從低濃度溶液向高濃度溶液擴(kuò)散的現(xiàn)象。)這是否與我們通常所說(shuō)的物質(zhì)由高濃度向低濃度擴(kuò)散矛盾呢?為什么?
由此可以看出,在這里濃度是指的什么性質(zhì)的濃度?質(zhì)量濃度還是物質(zhì)的量濃度?
在水分子由清水?dāng)U散至蔗糖溶液的過(guò)程中,有沒(méi)有水分子由蔗糖溶液擴(kuò)散至清水中呢?
在起始狀態(tài)和平衡狀態(tài)它們雙向擴(kuò)散的速度是怎樣的呢?我們用V1代表水分子由清水?dāng)U散至蔗糖溶液中的速度,用V2代表水分子由蔗糖溶液擴(kuò)散至清水中的速度,在起始狀態(tài)時(shí)兩者的大小關(guān)系是怎樣的?平衡狀態(tài)時(shí)呢?
正是由于開(kāi)始時(shí)V1>V2,才使得漏斗管內(nèi)液面升高。好,現(xiàn)在我把這個(gè)裝置改動(dòng)一下,把半透膜換成紗布,漏斗內(nèi)液面還會(huì)升高嗎?若是保留半透膜,而把燒杯中的清水替換成同樣濃度的蔗糖溶液,漏斗內(nèi)液面還會(huì)升高嗎?由此可以看出,要發(fā)生滲透作用需要哪些條件?(歸納并板書(shū):滲透作用2.發(fā)生條件:①半透膜;②半透膜兩側(cè)存在濃度差)
是否具備了這兩個(gè)條件之后就一定會(huì)發(fā)生滲透作用呢?答案是不一定,我們可以看一看,在平衡狀態(tài)時(shí),半透膜兩側(cè)的濃度相等嗎?那為什么滲透作用停止了呢?在這里我們就需要用到物理的相關(guān)知識(shí)了,隨著漏斗內(nèi)液面高度的升高,會(huì)對(duì)水分子產(chǎn)生一個(gè)向下的壓力,我們用F1來(lái)表示,而與此同時(shí),兩種溶液又存在濃度差,這個(gè)濃度差會(huì)對(duì)水分子產(chǎn)生一個(gè)向上的壓力,我們用F2來(lái)表示,在平衡狀態(tài)時(shí),F1=F2,受力平衡,滲透作用停止。由此可以看出,有半透膜、濃度差后,不一定發(fā)生滲透作用,但要發(fā)生滲透作用必須要有半透膜和濃度差。
【講授】細(xì)胞的吸水和失水
水分進(jìn)出細(xì)胞其實(shí)就跟我們這里說(shuō)的滲透作用的原理密切相關(guān),我們一起來(lái)看一看。首先,我們來(lái)看動(dòng)物細(xì)胞的吸水和失水。
對(duì)于動(dòng)物細(xì)胞來(lái)講是否所有的物質(zhì)都可進(jìn)出細(xì)胞?為什么?
沒(méi)錯(cuò),只有動(dòng)物細(xì)胞需要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)才可以進(jìn)入,不需要或有害的物質(zhì)則不容易進(jìn)入,這是由細(xì)胞膜的選擇透過(guò)性決定的,因此,對(duì)于動(dòng)物細(xì)胞來(lái)講,它的細(xì)胞膜就相當(dāng)于滲透裝置中的半透膜。若是動(dòng)物細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)的濃度與外界溶液的濃度存在濃度差,它就具備了發(fā)生滲透作用的條件,動(dòng)物細(xì)胞就會(huì)發(fā)生滲透作用。
若是讓動(dòng)物細(xì)胞吸水,你應(yīng)該采取什么措施?
分析細(xì)胞吸水的原因。
若是想讓動(dòng)物細(xì)胞失水,又該怎么做?
分析細(xì)胞失水的原因。
若是動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)外溶液的濃度相等,會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象?
分析原因。
小結(jié):當(dāng)外界溶液濃度大于細(xì)胞質(zhì)濃度時(shí),動(dòng)物細(xì)胞失水皺縮;當(dāng)外界溶液濃度小于細(xì)胞質(zhì)濃度時(shí),動(dòng)物細(xì)胞吸水膨脹;當(dāng)外界溶液濃度等于細(xì)胞質(zhì)濃度時(shí),達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡。
在細(xì)胞的吸水和失水問(wèn)題上,植物細(xì)胞與動(dòng)物細(xì)胞應(yīng)該相近嗎?如果相近,植物細(xì)胞又有什么與動(dòng)物細(xì)胞的不同之處呢?
對(duì)于一個(gè)植物細(xì)胞來(lái)講,它是不是一個(gè)滲透裝置呢?哪些結(jié)構(gòu)相當(dāng)于半透膜?為什么細(xì)胞壁不屬于原生質(zhì)層?(展示植物細(xì)胞模式圖)
由于植物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)與動(dòng)物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)有明顯的區(qū)別,因此植物細(xì)胞吸水和失水的情況有所差異,我們可以利用洋蔥外表皮細(xì)胞做以下的探究。首先取材,制成臨時(shí)裝片,拿到顯微鏡下觀察,可以看到原生質(zhì)層與細(xì)胞壁緊密貼合在一起。然后取下裝片,用引流法,將細(xì)胞外溶液替換成濃度高于細(xì)胞液濃度的0.3g/ml的蔗糖溶液,拿到顯微鏡下觀察,可以看到什么現(xiàn)象?
為什么會(huì)出現(xiàn)這種現(xiàn)象呢?(引導(dǎo)學(xué)生分析原因)
當(dāng)我們把發(fā)生質(zhì)壁分離的細(xì)胞,再次用引流法,將外界溶液替換成水后,又會(huì)看到什么現(xiàn)象呢?
為什么會(huì)出現(xiàn)這種現(xiàn)象呢?(引導(dǎo)學(xué)生分析原因)
小結(jié):當(dāng)外界溶液的濃度高于細(xì)胞液的濃度時(shí),植物細(xì)胞將——失水,發(fā)生——質(zhì)壁分離;當(dāng)外界溶液的濃度低于細(xì)胞液的濃度時(shí),植物細(xì)胞將——吸水,已發(fā)生質(zhì)壁分離的細(xì)胞將會(huì)發(fā)生——質(zhì)壁分離復(fù)原;而當(dāng)外界溶液的濃度等于細(xì)胞液的濃度時(shí),將會(huì)達(dá)到——?jiǎng)討B(tài)平衡。
【練習(xí)】鞏固提升
見(jiàn)PPT
課后小結(jié)
同桌之間相互說(shuō)一說(shuō)我們今天學(xué)習(xí)了什么內(nèi)容。
今天我們從滲透作用著手,著重分析了動(dòng)物細(xì)胞和植物細(xì)胞的吸水和失水。對(duì)于動(dòng)物細(xì)胞來(lái)講,細(xì)胞膜就相當(dāng)于半透膜,當(dāng)外界溶液濃度大于細(xì)胞質(zhì)濃度時(shí),動(dòng)物細(xì)胞將——失水皺縮;當(dāng)外界溶液濃度小于細(xì)胞質(zhì)濃度時(shí),動(dòng)物細(xì)胞將——吸水膨脹;當(dāng)外界溶液濃度等于細(xì)胞質(zhì)濃度時(shí),將——達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡。
而對(duì)于植物細(xì)胞來(lái)講,原生質(zhì)層就相當(dāng)于半透膜,當(dāng)外界溶液的濃度高于細(xì)胞液的濃度時(shí),植物細(xì)胞將——失水,發(fā)生——質(zhì)壁分離;當(dāng)外界溶液的濃度低于細(xì)胞液的濃度時(shí),植物細(xì)胞將——吸水,已發(fā)生質(zhì)壁分離的細(xì)胞將會(huì)發(fā)生——質(zhì)壁分離復(fù)原;而當(dāng)外界溶液的濃度等于細(xì)胞液的濃度時(shí),將會(huì)達(dá)到——?jiǎng)討B(tài)平衡。
