細(xì)胞大小與物質(zhì)運(yùn)輸?shù)年P(guān)系教學(xué)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)思路：細(xì)胞大小與物質(zhì)運(yùn)輸?shù)年P(guān)系為模擬性探究實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)過程比較簡(jiǎn)單，但是需要學(xué)生運(yùn)用聯(lián)想把模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)果遷移至真實(shí)的細(xì)胞，通過對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的分析，總結(jié)細(xì)胞大小與物質(zhì)運(yùn)輸速率之間的關(guān)系。理解細(xì)胞不能無(wú)限長(zhǎng)大的原因。由于NaOH溶液有腐蝕性，且要保證瓊脂塊接觸到NaOH溶液的時(shí)間要相同。我們把實(shí)驗(yàn)做了如下改進(jìn)。用含有淀粉的瓊脂塊代替酚酞的瓊脂塊，用碘液代替NaOH溶液。以及將不同大小瓊脂塊裝在小網(wǎng)兜內(nèi)侵泡在碘液中。既可以在沒有攪拌的同時(shí)達(dá)到對(duì)物質(zhì)充分吸收的效果，有保證了侵泡相同。實(shí)驗(yàn)教學(xué)分析：內(nèi)容分析“細(xì)胞大小與物質(zhì)運(yùn)輸?shù)年P(guān)系”是一個(gè)模擬實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)中以含有酚酞的瓊脂塊模擬細(xì)胞,以NaOH溶液模擬被細(xì)胞吸收的物質(zhì)。再通過測(cè)量NaOH擴(kuò)散進(jìn)入瓊脂塊“細(xì)胞”的深度,獲得相應(yīng)數(shù)據(jù)。學(xué)生經(jīng)計(jì)算、比較不同體積瓊脂塊“細(xì)胞”吸收物質(zhì)的速度,聯(lián)想細(xì)胞大小與物質(zhì)運(yùn)輸?shù)年P(guān)系,進(jìn)而理解細(xì)胞不能無(wú)限長(zhǎng)大的原因。學(xué)情分析1學(xué)生在初中已經(jīng)學(xué)習(xí)過細(xì)胞增殖等知識(shí)，也知道本實(shí)驗(yàn)中淀粉遇碘變藍(lán)色原理。2對(duì)探究實(shí)驗(yàn)的過程和方法有一定的認(rèn)識(shí)，在操作技能上也有一定的基礎(chǔ)。3學(xué)生普遍習(xí)慣于對(duì)直觀事物的觀察和描述，現(xiàn)用模型來(lái)代替細(xì)胞具有一定的抽象性，需要學(xué)生運(yùn)用聯(lián)想遷移進(jìn)行思考，存有一定的難度。教學(xué)條件分析:本實(shí)驗(yàn)用到的試劑和材料都是常見的，并且是市場(chǎng)上隨便可以買到的，其中要用到多媒體，所以教師或?qū)嶒?yàn)室要求能展示多媒體。教學(xué)重點(diǎn)：重點(diǎn)：探究細(xì)胞大小與物質(zhì)運(yùn)輸?shù)年P(guān)系。（由于細(xì)胞微小，有肉眼無(wú)法觀察且無(wú)法測(cè)量，只能通過模擬實(shí)驗(yàn)來(lái)探究得出“細(xì)胞不能無(wú)限長(zhǎng)大”的原理。）難點(diǎn)：運(yùn)用聯(lián)想把模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)果遷移至真實(shí)的細(xì)胞。理解理解細(xì)胞大小與物質(zhì)運(yùn)輸?shù)年P(guān)系（為了很好的運(yùn)用聯(lián)想把模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)果遷移至真實(shí)的細(xì)胞對(duì)結(jié)果分析，在分析中我們主要要借助數(shù)學(xué)模型、教師精講、聯(lián)系技能訓(xùn)練的方法來(lái)幫助學(xué)生運(yùn)用聯(lián)想遷移進(jìn)行思考，突破難點(diǎn)。）實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)：通過模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析說(shuō)出瓊脂塊大小與碘液滲透速率的關(guān)系及細(xì)胞大小和物質(zhì)運(yùn)輸?shù)年P(guān)系，總結(jié)細(xì)胞不能無(wú)限長(zhǎng)大的原因。實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備：教師準(zhǔn)備:實(shí)驗(yàn)必須的器具刀、吸水紙、燒杯、用紗網(wǎng)自制(7cm7cm6cm)小網(wǎng)兜；制備含淀粉瓊脂塊、碘液。學(xué)生準(zhǔn)備：毫米刻度尺。小組分配（前后四人一組）教學(xué)流程圖：教學(xué)過程：教學(xué)步驟教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)教學(xué)意圖情境導(dǎo)入1播放一個(gè)幼苗快速生長(zhǎng)發(fā)育的（延時(shí)拍攝）視頻導(dǎo)入觀察思考激發(fā)學(xué)習(xí)興趣引發(fā)學(xué)生思考。探究實(shí)驗(yàn)由于細(xì)胞很小，我們無(wú)法用真實(shí)的細(xì)胞進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，只能用模型替代。介紹模擬實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容等。由于NaOH有腐蝕性，引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)出一個(gè)安全的新方案，展示實(shí)驗(yàn)步驟，出示表格11、切瓊脂塊（1cm一塊、2cm、3cm各兩塊）。2、碘液擴(kuò)散3、計(jì)算填寫附表1。4、10min后切瓊脂塊測(cè)量學(xué)生記錄模擬實(shí)驗(yàn)原理：瓊脂塊模擬的是細(xì)胞，NaOH溶液模擬的是擴(kuò)散進(jìn)入細(xì)胞的物質(zhì)。設(shè)計(jì)出一個(gè)安全的新方案，用用含有淀粉的瓊脂塊代替酚酞的瓊脂塊，用碘液代替NaOH溶液。按照現(xiàn)有座位，前后四人一組實(shí)施實(shí)驗(yàn)。將切好的瓊脂塊單層平放在自制小網(wǎng)兜底部侵入含碘液的大燒杯中（注意瓊脂塊不要相互接觸，網(wǎng)兜不要接觸大燒杯底部）計(jì)算面積、體積、相對(duì)表面積后填寫附表1分析數(shù)據(jù)總結(jié)體積與相對(duì)表面積的關(guān)系。各取一塊切開、觀察、測(cè)量、填寫附表1。另兩塊放回大燒杯。明確細(xì)胞模型模擬的原理，目的，運(yùn)用所學(xué)知識(shí)對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)用網(wǎng)兜既可以使瓊脂與碘液充分接觸又能保證接觸時(shí)間相同還能避免碘液染手。培養(yǎng)觀察、測(cè)量、等技能，另兩塊以備下階段使用分析實(shí)驗(yàn)1、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)有什么特點(diǎn)？引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)試驗(yàn)指標(biāo)的意義（1）相對(duì)表面積（S/V）：代表瓊脂塊和外界物質(zhì)交流的有效面積。（2）單位面積擴(kuò)散深度(H)：代表單位面積物質(zhì)運(yùn)輸效率（3）相對(duì)表面積（S/V）單位面積擴(kuò)散深度(H)=瓊脂塊物質(zhì)運(yùn)輸效率=擴(kuò)散體積/整個(gè)瓊脂塊體積完成附表1教師精講：如果細(xì)胞過大，相對(duì)表面積會(huì)越小，物質(zhì)運(yùn)輸效率越低而至細(xì)胞不能及時(shí)獲取營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和排出代謝廢物而無(wú)法生存實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)交流：各組匯報(bào)所測(cè)得碘液擴(kuò)散深度（0.5cm）分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)特點(diǎn)：1、瓊脂塊大小與相對(duì)表面積的關(guān)系：瓊脂快的相對(duì)表面積隨著瓊脂快的增大而減小2、碘液擴(kuò)散深度：不同大小瓊脂快碘液擴(kuò)散深度相同。運(yùn)用數(shù)學(xué)和公示理解試驗(yàn)指標(biāo)的意義分析附表1數(shù)據(jù)、得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論實(shí)驗(yàn)結(jié)論：瓊脂快越大，相對(duì)表面積越小，物質(zhì)運(yùn)輸效率越低。細(xì)胞越大，相對(duì)表面積越小，物質(zhì)運(yùn)輸效率越低。用數(shù)學(xué)公式解釋代表意義學(xué)生容易理解，特別是物質(zhì)擴(kuò)散效率=（S/V）H=SH /V=擴(kuò)散體積/瓊脂塊整個(gè)體積運(yùn)用聯(lián)想把模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)果遷移至真實(shí)的細(xì)胞通過精講幫助學(xué)生知識(shí)遷移分析實(shí)驗(yàn)20min后你們能預(yù)測(cè)發(fā)生反應(yīng)的深度嗎？2、這些數(shù)據(jù)和我們預(yù)測(cè)的又什么差異，為什么？3、能得出什么結(jié)論教師精講：可見，如果細(xì)胞體積過大，細(xì)胞內(nèi)部的物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)空間增大、傳遞和交流的速度變慢而至生命活動(dòng)不能靈敏的調(diào)控和緩沖。(預(yù)測(cè)深度1cm)20min后測(cè)量瓊脂塊發(fā)生反應(yīng)的深度(0.7cm)并填寫附表1。交流數(shù)據(jù)。比我們預(yù)測(cè)的數(shù)據(jù)要小，碘液繼續(xù)擴(kuò)散的速度減慢了。得出結(jié)論：體積太大，物質(zhì)在內(nèi)部運(yùn)輸速率降低。：通過精講幫助學(xué)生知識(shí)遷移評(píng)價(jià)與總結(jié)細(xì)胞調(diào)控中心-細(xì)胞核。一般細(xì)胞核不會(huì)隨細(xì)胞體積的擴(kuò)大而增加。教師精講：細(xì)胞過大，細(xì)胞核的“負(fù)擔(dān)”就會(huì)過重?zé)o法調(diào)控細(xì)胞質(zhì)活動(dòng)。引導(dǎo)總結(jié)細(xì)胞不能無(wú)限長(zhǎng)大的原因細(xì)胞不能無(wú)限長(zhǎng)大，所以生物體的生長(zhǎng)主要靠什么？分析細(xì)胞不能無(wú)限長(zhǎng)大的原因三：細(xì)胞核限制了細(xì)胞不能無(wú)限長(zhǎng)大。學(xué)生總結(jié)表述。1、細(xì)胞相對(duì)表面積限制了細(xì)胞不能無(wú)限長(zhǎng)大2、細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)運(yùn)輸和交流與細(xì)胞體積的關(guān)系限制了細(xì)胞不能無(wú)限長(zhǎng)大3、細(xì)胞核限制了細(xì)胞不能無(wú)限長(zhǎng)大。學(xué)生回答;靠細(xì)胞分裂增加細(xì)胞數(shù)目。實(shí)現(xiàn)生物體的生長(zhǎng)。運(yùn)用聯(lián)想把模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)果遷移至真實(shí)的細(xì)胞理解細(xì)胞分裂的必要性技能訓(xùn)練高等動(dòng)植物細(xì)胞的直徑大多數(shù)在20um-30um之間。但也有一些比較大的細(xì)胞，它們?yōu)槭裁茨艽嬖谀兀?、草履蟲圖片;體長(zhǎng)只有180280微米，它是如何解決相對(duì)表面積小和細(xì)胞和調(diào)控范圍的？2、人卵細(xì)胞的直徑高達(dá)200微米，鴕鳥卵細(xì)胞的直徑達(dá)5厘米，它們是怎么解決營(yíng)養(yǎng)問題的？3、既然細(xì)胞越小，細(xì)胞的物質(zhì)運(yùn)輸效率越高，是不是細(xì)胞體積越小越好呢？（提示：見教材）觀察草履蟲結(jié)構(gòu)圖在老師引導(dǎo)下回答問題。把知識(shí)進(jìn)行延伸，把模型遷移到細(xì)胞。實(shí)驗(yàn)小結(jié)板書設(shè)計(jì)：瓊脂塊的邊長(zhǎng)/cm表面積/cm2（S）體積/cm3(V)表面積(S/V)10min碘液擴(kuò)散深度擴(kuò)散體積/瓊脂塊整個(gè)體積20min碘液擴(kuò)散深度123結(jié)論：限制細(xì)胞不能無(wú)限長(zhǎng)大的原因1、2、3、問題研討：1、本實(shí)驗(yàn)中由于瓊脂塊沒有細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)，我們通過實(shí)驗(yàn)只是探究的是物質(zhì)以自由擴(kuò)散方式進(jìn)行的交流，協(xié)助擴(kuò)散和主動(dòng)運(yùn)輸?shù)奈镔|(zhì)交流我們無(wú)法探究。所以，模擬實(shí)驗(yàn)中物質(zhì)的吸收與真實(shí)細(xì)胞對(duì)物質(zhì)的吸收還有很大差距。2、建立下面數(shù)學(xué)模型，用細(xì)胞膜的“負(fù)擔(dān)太重，來(lái)解釋細(xì)胞不能無(wú)限長(zhǎng)大的原因?qū)W生更易理解。細(xì)胞越大，所需的吸收和排除的物質(zhì)就越多，通過模擬實(shí)驗(yàn)我們看出擴(kuò)散深度是相