《物質(zhì)跨膜運輸?shù)膶嵗方虒W設計

一、教材內(nèi)容及立意分析

教材第2章和第3章分別講述了細胞的物質(zhì)組成和結(jié)構，第4

章關于細胞的物質(zhì)輸入和輸出則屬于細胞功能的內(nèi)容。本節(jié)是第4章

的第1節(jié)，通過對水分及其他物質(zhì)跨膜運輸?shù)膶嵗治?，得出生物?/p>

具有選擇透過性這一結(jié)論。

與以往教材不同的是，本節(jié)沒有將細胞的吸水失水放在新陳代謝

一章里，而是將水的跨膜運輸作為一個實例來分析，由物理現(xiàn)象過渡

到細胞，先分析動物細胞的水分進出，然后通過一個探究性實驗來說

明植物細胞的水分進出情況，得出水是順相對含量梯度運輸?shù)慕Y(jié)論。

通過對其他物質(zhì)跨膜運輸?shù)膶嵗治龅贸鑫镔|(zhì)的跨膜運輸并不都是

順濃度梯度進行，最終得出生物膜具有選擇透過性這一結(jié)論。

另外，教材安排了一項探究活動“探究——植物細胞的吸水和失

水”。這是必修課中的第一個“探究”，通過這項探究活動，重在使

學生對探究性學習的各個環(huán)節(jié)能夠有所體驗和感悟，從而為以后的探

究活動打下基礎。

本節(jié)課需2個課時完成。

二、學習目標設定

根據(jù)《標準》的要求，結(jié)合教材以及學生的實際情況，制定了以

下三維目標，并滲透于課堂教學的每一個環(huán)節(jié)。

知識方面:

1.描述半透膜的特征，理解滲透作用產(chǎn)生的兩個條件。

2.舉例說明動物細胞膜和植物原生質(zhì)層相當于半透膜。

3.理解水的跨膜運輸是順濃度梯度。

4.舉例說明細胞膜是選擇透過性膜。

情感態(tài)度和價值觀方面：

體驗科學探究過程，培養(yǎng)學生質(zhì)疑、求實、創(chuàng)新的科學態(tài)度和精神。

能力方面：

1.嘗試提出問題，作出假設。

2.進行關于植物細胞吸水和失水的實驗設計和操作。

三、教學重點和難點

教學重點：證明水分進出細胞是順相對含量梯度的。

教學難點：探究“植物細胞的吸水和失水”。

四、教學方法

教師在教學過程中應靈活采用多種教學手段和方法，如觀察法、

比較法、實驗法、推理法、分析法、討論法等，設置思維坡度，循序

漸進，引導學生從個別到一般，從現(xiàn)象到本質(zhì)，從已知推未知，培養(yǎng)

學生的遷移思維能力和推理能力等。

本節(jié)教材難度較大，教師對學生要多表揚，多鼓勵，善于捕捉學

生身上的閃光點。

五、第1課時教學過程設計

創(chuàng)設情景，導入新課：細胞是一個開放的系統(tǒng)，它不斷地與外界

環(huán)境進行著物質(zhì)交換。物質(zhì)出入細胞必須經(jīng)過細胞的邊界——細胞膜,

所有物質(zhì)都能夠自由地進出細胞嗎？細胞膜的作用又有什么特點呢？

我們先來分析活細胞中含量最多的物質(zhì)一一水是如何進出細胞的？

（從這樣一個學生非常熟悉的實例入手，較快地進入本節(jié)課的學習。）

引導學生列舉生活中常見的關于細胞吸水和失水的實例，如泡在

清水中的蘿卜條會軟縮，泡在鹽水中的蘿卜條會更硬挺，賣肉的小販

常常給肉灑水，對農(nóng)作物一次施肥過多會造成“燒苗”現(xiàn)象，等等。

這時課堂氣氛活躍，要適當控制。

過渡：那么細胞吸水和失水的原理是什么呢？（從現(xiàn)象到原理，引入

滲透裝置。）

（-）滲透現(xiàn)象演示

學生對課本中的“問題探討”很難作答，所以改為觀察現(xiàn)象、分析原

因。

教師出示已經(jīng)安裝好的三組裝置，演示滲透現(xiàn)象（介紹裝置、半透膜

性質(zhì)）。

半透膜使用魚鰻效果也比較好，在蔗糖溶液中滴入幾滴紅墨水現(xiàn)

象更明顯。要明顯觀察到現(xiàn)象需10分鐘以上，所以應課前做好準備。

通過對比觀察，引導學生分析并討論造成三組實驗結(jié)果不同的原

因：

1.第一組裝置管內(nèi)液面升高的原因是什么？

2.用紗布代替玻璃紙，液面沒有升高的原因？

3.清水換成同樣濃度的蔗糖溶液，也沒有升高的原因？

結(jié)合課件Flash演示，重點討論問題1。

提示：由于半透膜的存在，水分子可以通過，蔗糖分子不能通過，

結(jié)果水從單位體積水分子數(shù)多的一側(cè)向少的一側(cè)擴散得較多。

由此可知：水滲入漏斗內(nèi)使液面上升必須具備兩個條件——半透

膜、濃度差。

明確滲透作用的含義以及滲透作用產(chǎn)生必須滿足的兩個條件。

這樣充分利用直觀教學手段，引導學生觀察分析，自然得出滲透

作用的原理，為下一步學習做好鋪墊。

過渡：這只是一個簡易的物理裝置，那么細胞的吸水和失水是否

也是如此呢？我們先來看動物細胞。

（二）動物細胞的吸水和失水

聯(lián)系前面學過的以哺乳動物紅細胞為材料制備細胞膜的實驗，觀

察“水分進出哺乳動物紅細胞的狀況”的三幅圖片（對圖片作一說明）。

分析討論以下問題：

1.紅細胞的細胞質(zhì)具有一定濃度嗎？

2.根據(jù)現(xiàn)象判斷紅細胞的細胞膜相當于什么膜？

3.當外界溶液的濃度低時，紅細胞一定會吸水而漲破嗎？

4.紅細胞吸水或失水的多少取決于什么？

通過分析討論得出：水是順相對含量的梯度進出紅細胞的。

聯(lián)系實例說明水分進出其他動物細胞也是如此。

學生歸納：水分進出動物細胞的方向是順相對含量梯度。

這樣先從結(jié)構較簡單的動物細胞入手，再進一步探究植物細胞的

情況，學生較易接受。

（三）探究植物細胞的吸水和失水

植物細胞的情況比動物細胞要復雜一些，所以大家一起來進行探

究，分四個小組進行比賽。

小組把討論結(jié)果記錄在探究報告上。

1.提出問題

課件展示兩則生活實例及成熟的植物細胞與動物細胞圖：

（1）用鹽腌蘿卜時會有水滲出，同時蘿卜的體積會減少。

（2）置于空氣中剛剛萎蕉的白菜葉片置于清水中又變得硬挺。

（上述兩則實例是學生常見的，又能代表兩個側(cè)面——吸水和失

水。）

這與細胞的結(jié)構有什么關系？（從現(xiàn)象聯(lián)想到細胞。）

對比動植物細胞圖：成熟的植物細胞具有大的中央液泡將細胞質(zhì)

擠成一薄層，這一薄層稱為原生質(zhì)層，分析原生質(zhì)層。細胞內(nèi)的液體

環(huán)境主要是細胞液。水分進出植物細胞必須通過原生質(zhì)層和細胞壁。

根據(jù)上述現(xiàn)象和細胞圖，提出你想探究的問題，然后與本小組同

學交流，討論哪個問題更具有探究的價值。

學生提出了許多有價值的問題，如：

（1）植物細胞會出現(xiàn)失水和吸水的情況嗎？（較膚淺。）

(2)植物細胞在什么情況下會失水和吸水？(比較有探究價值，

下節(jié)完成。)

(3)原生質(zhì)層是否相當于一層半透膜？(更能反應本質(zhì)問題。)

(4)細胞壁相當于半透膜嗎？(科學性不強。)

經(jīng)過討論，大家覺得第3個問題更具有探究的價值，因為此問題

能解決學生提出的其他問題。

2.作出假設：原生質(zhì)層相當于一層半透膜

根據(jù)實驗現(xiàn)象和有關知識提出的假說要有一定的科學依據(jù)，說出

這樣假設的理由。

植物細胞膜和液泡膜都是生物膜，它們具有與紅細胞的細胞膜基

本相同的化學組成和結(jié)構，這兩層膜之間的細胞質(zhì)被中央液泡擠成一

薄層。植物細胞的吸水失水和紅細胞相似。

假說是否正確，需要實驗來檢驗。

3.設計實驗

這是科學探究中最重要，也是最困難的一步，可充分展示學生的

才華。根據(jù)探究報告上的提示引導學生步步完成。

(1)要觀察的現(xiàn)象：液泡和細胞體積、大小的變化以及原生質(zhì)

層的位置。

(2)使用觀察工具：原生質(zhì)層等是細胞層次的結(jié)構，要觀察它，

我們必須借助什么工具?

(3)應選擇的材料：選擇帶有顏色的細胞，更容易觀察到現(xiàn)象

的存在。這樣的材料在我們生活中很常見一一紫色洋蔥，也可選用新

鮮的水綿、黑藻等，但需染色。

(4)選擇外界溶液：考慮兩點:①溶液是否有毒；②溶液濃度大

小。鹽酸、酒精、醋酸等溶液能殺死細胞，不可用，蔗糖溶液、食鹽

溶液都可用，本實驗用0.3g/mL的蔗糖溶液效果最佳。

(5)設計思路：以小組為單位討論實驗方案，然后進行交流。

有些小組的設計不夠嚴密，可以在大家討論的基礎上加以修改完善,

最后拿出一個可行的方案。

將植物細胞浸潤在較高濃度的蔗糖溶液中，觀察細胞和液泡大小

的變化；再浸潤在清水中，觀察其大小的變化。

4.預測結(jié)果

假如原生質(zhì)層相當于一層半透膜，水分子可以自由通過，而蔗糖

分子不能通過，那么在蔗糖溶液中植物細胞失水，中央液泡會縮小,

細胞皺縮；在清水中植物細胞吸水，液泡將會變大，細胞膨脹。

5.進行實驗

學生根據(jù)設計方案進行操作，教師巡回指導。

6.分析結(jié)果(Flash演示失水和吸水的動態(tài)變化)

由小組交流實驗結(jié)果：中央液泡大小、原生質(zhì)層的位置、細胞大

小。學生填表。

有些學生的實驗比較成功，能明顯觀察到實驗預期的現(xiàn)象，把好

的裝片作為示范，有的學生觀察不到現(xiàn)象，也有學生能很快觀察到質(zhì)

壁分離，復原的現(xiàn)象不太明顯。針對實驗中出現(xiàn)的情況，討論下列問

題，培養(yǎng)學生求實的科學態(tài)度，提高解決問題的能力。

問題（1）:如果有的結(jié)果與你的預期不吻合，說明你的假設不成

立嗎？應當如何解釋？（這樣的問題不一定非要有明確的答案，主要

是通過問題，引起學生的反思。強調(diào)實驗設計方案必須有可重復性和

易操作性。）

自己的實驗現(xiàn)象不明顯，可能的原因是什么——是表皮細胞被撕

碎或撕得太厚了，是裝片中存在氣泡，還是換溶液時換得不夠徹底？

問題（2）：假如細胞壁相當于一層半透膜，實驗結(jié)果會有什么

不同？

問題（3）：如果沒有細胞壁，結(jié)果會有什么不同？

問題（4）：本小組的結(jié)論是什么？

7.得出結(jié)論：原生質(zhì)層相當于一層半透膜

課堂小結(jié)：本節(jié)課是通過對滲透裝置的分析，由物理現(xiàn)象過渡生

物細胞的吸水和失水。我們重點探究了植物細胞的吸水和失水，得出

原生質(zhì)層相當于一層半透膜。為了使同學們更好地熟悉探究的過程,

我給大家提供了一些實驗材料，請你們課下分組繼續(xù)探究植物細胞吸

水和失水的外界條件，寫出探究報告。

六、第2課時教學過程設計

課前準備以下實驗材料：新鮮的白蘿卜、小白菜、蔗糖、10%的

鹽酸、食鹽、蒸儲水、小刀、燒杯、天平、刻度尺。

請根據(jù)所給材料，設計實驗進一步探究植物細胞失水和吸水所需

的外界條件，學生可自由分組，要求每組的探究情況都要加以記錄,

形成報告，由班長進行整理。

根據(jù)班長的匯總，大體有三種方案，可分為三組，分別推選代表

進行匯報。

第一組的設計方案是：稱重量法，制作相同大小、相同重量的兩

根蘿卜條，稱重并記錄，然后分別放入盛有等量蒸儲水和食鹽水的燒

杯中10?15分鐘，取出晾干后再稱重并對比。

經(jīng)推選，由代表1向?qū)W生匯報探究過程，在代表1匯報的同時代

表2將實驗現(xiàn)象及結(jié)果巡回展示給大家（也可用實物展示臺）。教師

適時給予評價。

第二組的設計方案是：測長度法，方案與第一組類似，只是測的

是實驗前后蘿卜條的長度。推選出代表3匯報探究過程，同時代表4

將實驗現(xiàn)象及結(jié)果巡回展示給大家，其他學生可適當補充。

教師評價：這兩組同學的設計思路都不錯，美中不足的是沒注意

單一變量的問題，不過同學們對探究活動的一般方法已基本掌握。建

議將兩組同學的實驗結(jié)果設計成一個表格進行記錄。

第三組的設計方案是：挖洞法，在兩只大小相同的蘿卜上各挖一

個相同的洞，向兩個洞內(nèi)分別注入等量蒸餌水和蔗糖溶液，觀察洞內(nèi)

液面的升降。

推選出代表5匯報探究過程，同時代表6將實驗現(xiàn)象及結(jié)果巡回

展示給大家。

教師評價：和前兩組相比，第三組同學設計方案較簡單，易操作，

思路新穎，對這組同學的創(chuàng)新精神提出表揚。

通過以上探究活動學生可總結(jié)出：1.植物細胞的原生質(zhì)層相當于

一層半透膜；2.細胞液具有一定的濃度，與外界溶液通常具有一定的

濃度差。因此處于外界溶液中的成熟的植物細胞可以看作為一個滲透

系統(tǒng)。

過渡：其他物質(zhì)進出細胞也都是順相對含量梯度進行的嗎？

對物質(zhì)跨膜運輸，可先列舉幾個常見的事例，如生活于血漿中的

紅細胞內(nèi)K+濃度比血漿高30倍而Na+濃度卻只有血漿中的i■，但紅

細胞仍能吸K+排Na+,又如，輪藻細胞中K+濃度比周圍環(huán)境高出63

倍……使學生認識到有些物質(zhì)進出細胞并不是順相對含量梯度進行

的。然后讓學生分析兩個典型實例（課件展示，略）。

課堂小結(jié)：本節(jié)課通過進一步探究植物細胞的吸水和失水，更加

深了學生對探究活動的理解和掌握，并得出水進出生物細胞是順相對

含量梯度的，但進一步分析有關實例得出其他物質(zhì)的跨膜運輸并不都

是順相對含量梯度，最后得出細胞膜和其他生物膜是選擇透過性膜這

一結(jié)論。

學情分析

高中階段學生具備一定的知識水平，思維能力，學習能力也得到

一定的發(fā)展，但在實驗技能方面還相當欠缺。發(fā)現(xiàn)問題，分析問題,

解決問題的探究思維還不成熟。

效果分析

本節(jié)主要通過觀察和分析滲透實驗，讓學生認識了發(fā)生滲透作用

的條件和機理；通過實驗分析，進一步認識動物細胞和植物細胞的吸

水和失水，同時了解關于植物細胞吸水和失水的實驗設計和操作；通

過資料分析，了解物質(zhì)跨膜運輸?shù)钠渌麑嵗斫膺x擇通過性膜的含

義。學習時.，要以物質(zhì)跨膜運輸為主題，通過分析和歸納，建立細胞

膜和其他生物膜都是選擇透過性膜的觀點。

教材分析

教材第2章和第3章分別講述了細胞的物質(zhì)組成和結(jié)構，第4

章關于細胞的物質(zhì)輸入和輸出則屬于細胞功能的內(nèi)容。本節(jié)是第4章

的第1節(jié)，通過對水分及其他物質(zhì)跨膜運輸?shù)膶嵗治?，得出生物?/p>

具有選擇透過性這一結(jié)論。

與以往教材不同的是，本節(jié)沒有將細胞的吸水失水放在新陳代謝

一章里，而是將水的跨膜運輸作為一個實例來分析，由物理現(xiàn)象過渡

到細胞，先分析動物細胞的水分進出，然后通過一個探究性實驗來說

明植物細胞的水分進出情況，得出水是順相對含量梯度運輸?shù)慕Y(jié)論。

通過對其他物質(zhì)跨膜運輸?shù)膶嵗治龅贸鑫镔|(zhì)的跨膜運輸并不都是

順濃度梯度進行，最終得出生物膜具有選擇透過性這一結(jié)論。

另外，教材安排了一項探究活動“探究——植物細胞的吸水和失

水”。這是必修課中的第一個“探究”，通過這項探究活動，重在使

學生對探究性學習的各個環(huán)節(jié)能夠有所體驗和感悟，從而為以后的探

究活動打下基礎。

觀課記錄

1、設計緊貼新課標主導和強調(diào)的宗旨：倡導探究性學習，使得學生

對知識的認識從感性過渡到理性；

2、準確和充分體現(xiàn)課堂中學生的主體地位和教師的主導地位，解放

課堂；

3、結(jié)合“問題一一探究一一發(fā)展”教學模式，側(cè)重知識的發(fā)展和學

生的發(fā)展。

4、本節(jié)課，充分發(fā)揮教材中蘊含的創(chuàng)新、探究的素材，把教材中的

“現(xiàn)成結(jié)論”，通過多處“設障”、“布惑”，將教材進行活化和優(yōu)化處

理，使之真正成為學生的“學材”。具體操作表現(xiàn)：一是展示動畫、

引導性問題并不是要求探討些什么，其主要目的是為了引起學生的注

意和激發(fā)學生的興趣，形成感性認識；二是展示自主性探究學習的任

務和要求是一個關鍵性的問題，主要是適度限定學生自主性學習的范

圍、要求和任務，避免學生的自主性學習出現(xiàn)盲目性，是保證自主性

學習取得實效的措施。

5、課堂最后設置的典型例題，是為了反饋、深化和提高前一環(huán)節(jié)的

學習，提高教師引導、發(fā)展的效果而布置的。所以從整體上說，這種

教學模式具備整體上的完整性和課堂教學活動的連續(xù)性、遞進性。

6、展示自主性學習的任務和要求，發(fā)揮學生的學習自主性

發(fā)揮學生的自主性學習是體現(xiàn)學生主體地位的一種很好的形式，但是

自主性學習并不等于讓學生自習，而是要學生帶著一定的任務和目的

去學習，所以在進行自主性學習之前要向?qū)W生展示自主性學習的任務

和要求，在學生的自主性學習過程中盡量減少對其的干擾。雖然說學

生的自主性學習的效果有差別，但這可以通過后面的教學活動進行檢

測、彌補和提高。

應當改進的不足之處

1、是課堂時間的控制，尤其學生的討論與表達是比較花費時間，教

師要開放探究，更要及時簡明扼要的總結(jié)，否則，不但會導致課堂時

間會比較緊迫，還會使學生對自己整堂課的探討所得的結(jié)果沒有檢測

的依據(jù)；

2、是對于一些具有爭議性的問題，教師點撥要更精練些，鼓勵學生

積極地爭論，由學生得出對三種跨膜運輸方式的曲線圖的趨勢的判斷

的依據(jù)，并鼓勵他們課后繼續(xù)學習、探究，讓探究活動成為學生學習

的習慣與興趣；

3、在可能的情況下，學生的自主性學習的時間要再給充裕一些，以

便學生更好的發(fā)揮自主能動性。

教材分析

教材第2章和第3章分別講述了細胞的物質(zhì)組成和結(jié)構，第4

章關于細胞的物質(zhì)輸入和輸出則屬于細胞功能的內(nèi)容。本節(jié)是第4章

的第1節(jié)，通過對水分及其他物質(zhì)跨膜運輸?shù)膶嵗治?，得出生物?/p>

具有選擇透過性這一結(jié)論。

與以往教材不同的是，本節(jié)沒有將細胞的吸水失水放在新陳代謝

一章里，而是將水的跨膜運輸作為一個實例來分析，由物理現(xiàn)象過渡

到細胞，先分析動物細胞的水分進出，然后通過一個探究性實驗來說

明植物細胞的水分進出情況，得出水是順相對含量梯度運輸?shù)慕Y(jié)論。

通過對其他物質(zhì)跨膜運輸?shù)膶嵗治龅贸鑫镔|(zhì)的跨膜運輸并不都是

順濃度梯度進行，最終得出生物膜具有選擇透過性這一結(jié)論。

另外，教材安排了一項探究活動“探究——植物細胞的吸水和失

水”。這是必修課中的第一個“探究”，通過這項探究活動，重在使

學生對探究性學習的各個環(huán)節(jié)能夠有所體驗和感悟，從而為以后的探

究活動打下基礎。

課后反思

本節(jié)課總體來說，課堂氣氛活躍，課堂始終處于一種主動學習的

良好氛圍之中，學生的自主探究和合作探究都比較深入，學生之間的

互動評價學習得到良好的發(fā)展，學生的主體地位得到充分體現(xiàn)。同時、

在教學的實施過程中也發(fā)現(xiàn)了存在的問題和一些需要改進、注意的地

方，如果能夠修正、做好這些，課堂教學的效果會更上一個臺階?，F(xiàn)

小結(jié)如下：

1、教學設計、指導思想明確

教師的主要任務就是幫助學生完成對知識的認識從感性過渡到理性,

從對知識的初步理解深化到綜合理解和應用上，把知識轉(zhuǎn)化為能力，

真正的發(fā)揮主導作用，這樣就保證了課堂是學生的，學習是主動、高

效的，發(fā)展是實際的、切實可行的。

2、合理的教學模式和教學策略

本節(jié)課，充分發(fā)揮教材中蘊含的創(chuàng)新、探究的素材，把教材中的

“現(xiàn)成結(jié)論”，通過多處“設障”、“布惑”，將教材進行活化和優(yōu)化處

理，使之真正成為學生的“學材