4.1被动运输教学设计-2024-2025学年高一上学期生物人教版必修1

第4章 细胞的物质输入和输出 第1节 被动运输 第1课时 教学设计Wcy原创 【教学目标】 1.学习水分进出细胞原理，引导学生分析和解决现实生活中的有关问题。 2.探究植物细胞吸水和失水。 【教学重点】 1.渗透作用。 2.探究植物细胞的吸水和失水。 【教学难点】 探究植物细胞的吸水和失水。 【教学方法】 实验法；探究法；讲授法；讨论法 【课时安排】 1 课时 【教学过程】 1、 引入 我们前面学习了细胞膜是系统的边界，它能够控制物质进出细胞。今天我们就来学习第四章细胞的物质输入和输出。（首先展示渗透装置）大家先看我手里的装置，如果我在烧杯中放入清水，漏斗口用半透膜封住，放入蔗糖溶液让内外液面等高。半透膜只允许小分子通过，蔗糖分子不能通过。同学们猜一猜一段时间后会出现什么现象？（学生讨论回答）播放录制好的实验视频。学生观察实验现象验证自己的猜想（引起兴趣，引发思考）。怎样解释这种现象呢？教师向烧杯水中滴一滴红墨水让学生观察扩散现象。解释实验展示的现象就是水分子通过半透膜向漏斗内扩散的结果。通过扩散现象引出渗透作用。 2、 导入新课 （一）渗透作用 水分子（或其他溶剂分子）通过半透膜的扩散，称为渗透作用。 根据观察到的现象学生分组思考讨论以下问题 （ 科学思维和科学探究） 1 漏斗管内的液面为什么会升高？ 2. 如果漏斗管足够长，管内的液面会无限升高吗？ 3. 如果用纱布代替玻璃纸，漏斗内液面还会升高吗？如果漏斗内外都换成相同浓度的蔗糖溶液呢？ 4. 发生渗透作用的条件是什么？（①具有半透膜②半透膜两侧的溶液具有浓度差） 过渡语：细胞是个开放的生命系统，水分子通过细胞膜进出细胞，是否也是通过渗透作用？我们来探究一下水进出细胞的原理。 （二）动物细胞的吸水与失水 提出问题：一个动物细胞能否构成一个渗透系统？细胞膜是否相当于一层半透膜？ 以哺乳动物成熟的红细胞为例探究动物细胞的吸水与失水的原理。（生命观念） 实验：将哺乳动物的红细胞放入不同浓度的氯化钠溶液中。一段时间后，红细胞将会发生以下变化。观看视频，学生描述实验现象。 小组思考讨论问题。 （ 科学思维和科学探究） 1. 红细胞内的血红蛋白等有机物能够透过细胞膜吗？这些有机物相当于“问题探讨”所示装置中的什么物质？ 2.红细胞的细胞膜是否相当于一层半透膜？ 3. 红细胞吸水或失水的多少取决于什么条件？ 4.输液时，为什么输入生理盐水呢？ （社会责任） 得出结论：红细胞与外界溶液组成了一个渗透系统。红细胞的细胞膜相当于一层半透膜，水分通过渗透作用进出红细胞。 如果将装置中的漏斗换成植物细胞将如何？和动物细胞一样也会吸水或失水吗？ （播放植物吸水小实验，引起兴趣，创设问题情境） （3） 植物细胞的吸水和失水 我们来回忆植物细胞的结构。（展示结构图） （生命观念） 问题：原生质层是否为半透膜？伸缩性如何？（引发思考，准备进行植物细胞吸水失水的探究实验） 实验：探究植物细胞的吸水和失水（小组合作） （ 科学思维和科学探究） 水分进出植物细胞的方式是通过渗透作用实现的吗，原生质层是否相当于半透膜？用以下材料器材做探究实验。 实验材料：紫色洋葱鳞片叶 实验器具：光学显微镜，载玻片，盖玻片，镊子，刀片，吸水纸，擦镜纸，滴管 实验试剂：清水，0.3g/ml的蔗糖溶液。 小组合作，设计并完成实验。 提出问题：水是怎样进出植物细胞的呢？原生质层是不是相当于一层半透膜？ 作出假设：水是以渗透作用的方式进出植物细胞的，原生质层相当于一层半透膜。 设计实验：（设计方案、预期结果…） 小组合作设计方案，可能有多种方案，选出一组具有代表性的。例如： 设计方案：将植物细胞浸润在高浓度的蔗糖溶液中，观察其大小的变化；再将细胞浸润在 清水中，观察其大小的变化。 预期：由于原生质层相当于一层半透膜，因此在蔗糖溶液中，植物细胞的中央液泡会逐渐缩小，细胞失水皱缩；在清水中植物细胞的液泡又会逐渐变大，细胞吸水膨胀。 进行实验：教师做演示实验，然后学生分组实验，教师指导 质壁分离与复原实验流程 学生通过实验结果填空： 小组合作讨论探究以下问题，教师指导。（科学思维和科学探究） 1、 解释质壁分离与复原的原因：引导学生通过实验结果观察分析，从三方面答：伸缩性、浓度差、半透膜（由于原生质层的伸缩性大于细胞壁，当外界溶液浓度高时，原生质层失水逐渐与细胞壁分离，质壁分离。当外界溶液浓度低时，原生质层吸水膨胀恢复原样，质壁分离复原）。分别直观表现为植物萎蔫和坚挺。（呼应开头引入） 2、该实验是否需要设置另外一组实验作为对照，为什么？（不需要，前后对照） 3、若将发生质壁分离后的紫色洋葱鳞片叶外表皮用清水处理，发现该细胞不能出现质壁分离复原现象，请分析可能的原因。（失水过多而死亡） 由问题引出应用。如问题3引出可以判断细胞死活，大田管理防止烧苗。生活中腌制食品等。 （社会责任） 实验结论：水是以渗透作用的方式进出植物细胞的，原生质层相当于一层半透膜。 由结论引出被动运输。像水分子这样，物质以扩散方式进出细胞，不需要消耗细胞内化学反应所释放的能量，这种物质跨膜运输方式被称为被动运输。还有哪些物质进出细胞是被动运输呢，有什么特点呢？我们将在下节课给大家揭晓。 1. ( 被 动 运 输 水分进出细胞的原理 自由扩散和协助扩散 协助扩散 自由扩散 探究 植物细胞的吸水和失水 特点 特点 顺浓度梯度，需要转运蛋白，不需要能量 顺浓度梯度，不需要转运蛋白和能量 )【小结】 1. 渗透作用 1. 被动运输 水进出细胞的原理 动物细胞 结构基础：细胞膜相当于一层半透膜 1. 1. 植物细胞 结构基础：原生质层相当于一层半透膜 探究实验 质壁分离发生的原因 【板书】 渗透作用 被动运输 水进出细胞的原理 动物细胞 植物细胞 【作业布置】附页 【反思】本节课因为有一个实验操作，所以时间紧，任务重，课堂秩序的维持和时间的把控与这节课是否顺利进行关系很大。所以在提前给学生布置好复习“显微镜的使用”任务，材料用具试剂课前全部给学生配置好，教师做好演示实验，学生直接进行操作。 ( 1 )学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 作业设计 当堂练 1、 a、b、c是三个相邻的细胞，已知a细胞液浓度> b细胞液浓度> c细胞液浓度， 如图所示，能正确表示水分在三者之间的移动关系的是（ ） a a a a A b c B b c C b c D b c 2、将新鲜的黑藻叶片放入有少量红墨水、浓度为30%的蔗糖溶液中。在显微镜下观察，你会看到细胞的状态如图所示，此时部位①②的颜色分别是( ) A．①无色②绿色 B．①红色②绿色 C． ①红色②无色 D．①红色②红色 课下练 概念检测 1.物质跨膜运输的方式与物质的特点和细胞膜的结构有关。判断下列有关物质跨膜运输的表述是否正确。 (1)细胞膜和液泡膜都相当于半透膜。 2. 基于对植物细胞质壁分离原理的理解判 断，下列各项无法通过质壁分离实验证明的是 A. 成熟植物细胞的死活 B.原生质层比细胞壁的伸缩性大 C.成熟的植物细胞能进行渗透吸水 D.水分子可以通过通道蛋白进入细胞 3. 假如将甲乙两个植物细胞分别放入蔗糖溶液和甘油溶液中，两种溶液的浓度均比细胞液的浓度高，在显微镜下连续观察，可以预测甲乙两细胞的变化是 A.甲乙两细胞发生质壁分离后，不发生质壁分离复原 B. 甲乙两细胞都发生质壁分离，但乙细胞很快发生质壁分离复原 C.只有乙细胞发生质壁分离，但不会发生质壁分离复原 D.甲乙两细胞发生质壁分离，随后都很快发生质壁分离复原 答案 1C2B 1对 2 D3B $$