4.1被动运输 教学设计2022-2023学年高一上学期生物人教版必修1

被动运输 教学设计 教学目标： 1.探究同一溶液的不同浓度在渗透装置中的渗透作用，从微观、宏观、整体等不同视角出发，基于证据与事实，通过推理、比较等科学探究，正确判断液面变化； 2.探究不同溶液在渗透装置中的渗透作用，从微观、宏观等不同视角出发，围绕渗透装置与溶液分析，形成系统观念； 3.利用本节课所学知识，解释嗑瓜子、老腊肉等现象，从而帮助学生树立科学的健康生活态度，提高社会责任感。 教学重难点： 1、同一溶液的不同浓度在渗透装置中的液面变化情况 2、不同溶液在渗透装置中的液面变化情况 教学过程： 嗑瓜子为什么会越磕越口渴？原本保质期不长的小鲜肉为什么腌制成为老腊肉后能够长久的保存？今天我们一起走进科学？ 将一滴染料滴入一杯清水中，清水很快变色，这是染料分子在水中扩散的结果。扩散作用是指物质分子从高浓度区域向低浓度区域转移，直至均匀分布的现象。而加入半透膜后，溶质分子的扩散受到了限制，水分子通过半透膜进行扩散的现象，被称为渗透作用。因此渗透作用是一种特殊的扩散。渗透作用发生需要半透膜以及半透膜两侧的溶液存在浓度差。这是我们之前学习的基础知识，那么，水分子或其他溶剂分子在渗透装置的扩散又受什么因素的影响呢？ 我们来探究一下。一只U型试管中，底部中央有一半透膜将U型管两侧隔开。该半透膜只允许水分子通过，不允许葡萄糖通过。之后，在U型管两侧分别加入等体积高浓度和低浓度的葡萄糖溶液，现在请同学们尝试分析U型管两侧液面可能出现的变化。 第一步，我们需要明确此时情景当中所指的浓度是指单位体积溶液中溶质分子的数量，而非溶剂分子。因此，高浓度葡萄糖溶液与低浓度葡萄糖溶液对比，高浓度葡萄糖溶液单位体积中的葡萄糖分子更多，低浓度的更少。 第二步，再从微观上分析。微观视角下的渗透装置中，水分子的扩散在U型管两侧不受限制，可以穿过半透膜。而葡萄糖分子在U型管两侧的扩散受到限制，不能穿过半透膜。 第三步，结合第一、第二步的分析，此时U型管左侧高浓度的葡萄糖溶液单位体积中葡萄糖分子的含量更多，因此单位体积内水分子的相对含量就较少。U型管右侧的低浓度的葡萄糖溶液单位体积中的葡萄糖分子的含量更少，因此水分子的相对含量就较多。于是乎，水分子的扩散的方向就应该是从水分子相对含量多的低浓度溶液向高浓度溶液进行。所以，左侧溶液会上升。 同学们，你探究清楚了吗？接下来我们就再次尝试进行下一个探究。在同样的渗透装置，此时我们分别加入10%质量分数的葡萄糖溶液以及10%质量分数的麦芽糖溶液，请同学们分析，一段时间后U型管两侧的液面又会发生什么变化呢？ 第一步，质量分数是指溶液中溶质质量和溶液质量之比。因此单位体积内10%质量分数的葡萄糖溶液和麦芽糖溶液中的溶质分子的质量应该相等。而麦芽糖又是由两分子葡萄糖经过脱水缩合形成的二糖，因此相同质量的麦芽糖分子数应该远远小于葡萄糖分子数。 第二步，在微观视角下，水分子的扩散不受限制，而葡萄糖分子和麦芽糖分子的扩散都受到了限制，不能穿过半透膜。 第三步，结合第一第二步的分析此时，单位体积内的葡萄糖溶液中的溶质分子就更多，水的相对含量就更少。单位体积内的麦芽糖溶液中的溶质分子就更少，水分子的相对含量就更多。于是乎水分子从相对含量高的麦芽糖溶液中向相对含量低的葡萄糖溶液中扩散，因此左侧的液面会上升。 结合两则探究，我们不难得出，在渗透装置中溶液渗透方向的判断主要有两种情况。若半透膜两侧是同种溶液，即可直接通过浓度判断渗透方向，水分子从低浓度溶液向高浓度溶液扩散。若半透膜两侧是不同溶液，则需要判断溶液中溶质分子的多少，进而判断渗透方向。但无论是哪种情况，渗透方向判定的核心一定是单位体积内水分子的相对含量，即水分子总是从相对含量高的溶液中扩散到相对含量低的溶液。 此时，我们也可以回答为什么嗑瓜子会口渴，腊肉能够长久保存了。因为瓜子和腊肉表面都有大量的盐分，而细胞又相当于渗透装置。当口腔细胞接触瓜子时，会大量失水，人就会感到口渴。而当细菌接触到腊肉时甚至会失水死亡，所以腊肉就能长期保存。本节课到这就结束了，同学们，再见！ 学科网（北京）股份有限公司 $