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視頻標簽：細胞吸水和失水,原理與條件
所屬欄目：高中生物優質課視頻
視頻課題：人教版高一年級必修一第4章第1節《細胞吸水和失水的原理與條件》陜西省優課
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人教版高一年級必修一第4章第1節《細胞吸水和失水的原理與條件》陜西省優課
《第一節 物質跨膜運輸的實例》教學設計
第一課時 細胞吸水和失水的原理與條件
（一）、教材分析
本課題選自“模塊一 分子與細胞”“第四章 細胞的物質輸入和輸出”第一節。教材利用一些具體例子和資料，介紹了兩方面的內容：水分子是順相對含量的梯度跨膜運輸的，一些離子的跨膜運輸并不是順著離子的相對含量進行的，最后總結出細胞膜是選擇透過性膜。其中，“水分的跨膜運輸”具有重要的教學價值，這是一個探究實驗，也是學生在高中階段第一次真正全面接觸探究實驗，通過對植物細胞失水和吸水的探究，培養學生學會探究問題的一般方法和步驟，從而為學習后面的探究活動奠定基礎。
（二）、學情分析
通過初中階段以及前幾章節的學習，學生對于細胞的分子組成、基本結構和探究的基本步驟已有了一定的認識，能理解細胞膜是系統的邊界，在此基礎上進一步探究物質是怎樣進出細胞的，有哪些方式等有關細胞功能方面的知識符合學生認知規律。本節的內容從知識上來看有一定的抽象性，但教學中可以多結合學生的知識基礎和實踐經驗，注重與前面章節的聯系，注重理論聯系實際，使新知識有效地整合進學生原有的知識網絡中，使學生的知識體系得到豐富和發展，從而使學生在學習中做到融會貫通。
（三）、教學設計思路
由“問題探討”引入，通過滲透現象的分析，學生自主構建滲透作用的概念及條件；將漏斗置換為紅細胞，而引出 “水分進出紅細胞的情況”，識到紅細胞的細胞膜相當于半透膜，吸水或失水取決于細胞內外的濃度差；進而引導學生其他動物細胞與紅細胞是相同的，在動物細胞的吸水和失水問題上，植物細胞和動物細胞相似嗎？如果相似，植物細胞又有什么與動物細胞不同之處呢？引出探究活動。探究植物細胞的吸水和失水，重在做好引導，訓練學生提出問題、作出假設和實驗設計的能力，歸納出科學探究的一般步驟，進一步通過動手實驗，鍛煉學生的操作能力。
通過動植物細胞吸水和失水問題的分析，學生認識到水分子是可以自由進出細胞膜的，并且是順相對含量的梯度進行的。
（四）、教學過程： 一、教學目標： 1、知識與技能：
(1)理解發生滲透作用的條件；
(2)掌握細胞吸水和失水的條件，提高運用生物學知識解釋生活實際現象的能力。
(3)學會探究性實驗“植物細胞吸水和失水”的實驗設計并學會具體操作。 2、過程與方法：
(1)嘗試從生活現象中提出問題，作出假設； (2)學習科學探究的一般方法和步驟。 3、情感態度與價值觀：
(1)領悟科學探究的思想方法，培養學生質疑、求實、創新以及勇于實踐的科學態度和精神；
(2) 體驗探究的一般過程，培養良好的探究性學習思維方法 二、教學重點和難點：
重點：細胞吸水和失水的原理；探究問題的一般方法和基本步驟
難點：細胞吸水和失水的原理；如何發現問題提出問題和設計實驗的過程。 三、課前準備：
1、回顧動植物細胞結構的異同、植物細胞中央的大液泡有什么作用。 2、回顧制備細胞膜的方法。 3、回顧原生質的概念。
4、做一道涼菜（糖腌西紅柿、涼調黃瓜、涼調白蘿卜、涼調菠菜等），或腌制一種蔬菜，與家人共享，與此同時對做菜過程出現的現象嘗試做出解釋。 四、具體教學過程
【創設情境、導入新課】 引入：{出示荷花圖片}
教師：同學們看，這是一池荷花，個個亭亭玉立，清凈高雅，回憶一下，宋代有位哲學家周敦頤是如何贊美蓮藕的？ 學生：“出淤泥而不染，濯青蓮而不妖”。 教師：蓮藕生長在污濁的泥土中卻能從環境中獲取蓮藕細胞生命活動需要的營養物質，如水、氧氣、礦物質等，而蓮藕不需要的物質則被拒之門外不能進入。
提問：到底是什么控制物質進出細胞？（細胞膜）細胞膜為什么能控制物質的進出細胞呢？它是怎樣控制物質進出細胞呢？今天我們從細胞層次上來研究第四章 細胞的物質輸入與輸出。
[板書]第四章 細胞的物質輸入和輸出
提問：進出細胞的物質很多比如水等（問學生），不同的物質進出的方式一樣嗎？今天以水為例，來學習物質跨膜運輸的奧秘。 [板書]第一節 物質跨膜運輸的實例 【出示學習目標】
1、掌握細胞吸水和失水的條件，提高運用生物學知識解釋生活實際現象的能力。
2、獨立學習合作探究，學會從生活現象中提出問題，作出假設并進行探究的方法。
3、養成良好的發現問題探究問題的習慣，激情高效做學習的主人。 設計意圖：
讓學生明確本節課應學習的知識點及達到的目標。 【演示滲透現象、構建知識】
提問：一滴紅墨水滴入到清水中，出現什么現象？ 學生回答：擴散
提出探究問題：如果兩種不同的溶液被一層半透膜隔開,結果又會怎樣？ 教師說明半透膜的特性。
在此基礎上，由興趣小組學生展示滲透作用實驗成果，其中一位同學代表匯報實驗裝置及實驗結果，其他同學邊觀看邊聽匯報：（實驗裝置）燒杯中是清水，漏斗內是飽和的蔗糖溶液，兩種不同的溶液被一層雞蛋殼膜（半透膜）隔
開，實驗開始時，漏斗內外的液面在同一水平面上，靜置幾分鐘后，漏斗內的液面上升。（實驗改進）鐵架臺較沉重，可以用試管架夾住玻璃管，直接放在燒杯上，這樣搬動非常方便。 提問：
（1）漏斗的液面會無限上升嗎？為什么？
師生總結：水分子從數量多的一側向水分子數量少的一側擴散，也就是說：水分子（或其他溶劑分子）透過半透膜的擴散，這種現象稱為滲透作用。 (2)如果用一紗布代替半透膜，結果會怎樣？原因？ (3)如果燒杯中不是清水，而是同樣濃度的蔗糖溶液，結果又會怎樣？原因？ 啟發學生自主構建滲透作用的概念和條件并總結：
【板書】(1)滲透作用：水分子或其他溶劑分子通過半透膜的擴散。 (2)條件：①要有半透膜；②半透膜兩側的溶液存在濃度差。
(3)方向：低濃度 低濃度
【針對訓練】：
1、如果將燒杯中的溶液與漏斗中的溶液互換，液面怎么變化？原因？ 2．有兩瓶蔗糖溶液，一瓶10%，一瓶20%，可是標簽掉了，請用上述裝置，
設計實驗將它們區分？ 設計意圖：
1、培養學生的實驗能力，激發學生的學習興趣。
2、利用動畫演示，增強直觀感；設計“問題串”是為了以問題驅動學習,引導學生自主、探究、合作,最終完成對知識的主動建構,為進一步學習“細胞的吸水和失水”打下基礎。
3、通過試題訓練，使學生進一步理解滲透現象，訓練學生的思維能力。 【演示、討論、分析動物細胞的吸水和失水】
提問：同學們設想一下：若把漏斗換成活的紅細胞，將會出現什么結果呢？在我們的日常的生活及所學的知識中，有類似的情景嗎？ 把紅細胞放在濃鹽水、清水或生理鹽水中，會怎樣？
學生：外界溶液濃度大于細胞質濃度，細胞皺縮；外界溶液濃度小于細胞質濃度，細胞吸水膨脹：外界溶液濃度大于細胞質濃度，細胞保持原狀態。
[課件演示]：“水分進出哺乳動物紅細胞的狀況”圖， 創設問題，組織討論分析：
1、紅細胞內的血紅蛋白等有機物能透過細胞膜嗎？
2、紅細胞的細胞膜是不是相當于“問題探討”中所說的半透膜？ 3、當外界溶液的濃度低時，紅細胞一定會由于吸 水而漲破嗎？ 4、紅細胞吸水或失水的多少取決于什么條件？ 5、由此得出什么結論？
6:當船員在海上遇到海難時,常常會因為缺失淡水而危及生命,在這種情況下,海員能通過飲用海水來補充水分嗎？為什么？ 7、能舉出類似的例子嗎？
學生:吃瓜子、喝飲料。其他答案略 提問：其他動物細胞和紅細胞一樣嗎？
[總結并展示板書]:1、其他的動物細胞吸水和失水的原理和紅細胞相同。
2、[外界溶液]>[細胞質],細胞失水
[外界溶液]<[細胞質],細胞吸水
3、動物細胞發生了滲透作用，會通過滲透作用吸水和失水。
設計意圖：
1、 引導學生怎樣把無生命的物理裝置與有生命的動細胞聯系在一起， 并利用新舊知識的結合點，培養學生知識的遷移能力，學會大膽猜想，同時培養學生觀察、比較和分析、總結，進而得出科學結論的能力。
2、通過試題訓練，使學生進一步鞏固所學知識，培養學生的解決問題的能力。
【植物細胞的失水和吸水】
教師：課前要求同學們每人做一道涼菜（糖腌西紅柿、涼調黃瓜、涼調白蘿卜、涼調菠菜等），或腌制一種蔬菜，與家人共享，與此同時對做菜過程出現的現象嘗試做出解釋。發現同學們幾乎都做了，誰能談一下自己做的情況。 學生：展示自己做的涼菜，并解釋菠菜出水的現象及與家人品嘗時家人的感受。
【演示圖片】
（1）番茄在蔗糖溶液中滲出水分的現象 （2）灑水后的菠菜。
提問：生活中還有這樣的例子嗎？這些實例都說明了什么？ 設計意圖：
1、培養學生搜索資料、結合生活實際，運用生物學知識解決實際問題的科學素養，同時引導學生善于從生活的實例中發現問題、提出問題、作出假設。
2、要求學生每人做一道涼菜，一方面培養學生善于觀察善于思考的良好品質，另一方面理解滲透作用。
提問：根據這些實例，你能進一步提出你想探究的問題，并作出對應的假設嗎？你能通過實驗進一步驗證你的假設嗎？現在請四人一組進行討論，并陳述你組的觀點。
學生活動：四人一組進行討論。（5分鐘）
學生展示本組提出的問題，做出的假設，以及設計的實驗。 【演示圖片】成熟植物細胞結構圖 學生通過動植物細胞結構的不同。 得出結論：
1、植物細胞有大液泡、細胞壁。 2、原生質層相當于半透膜
預測實驗結果：細胞液濃度大于外界溶液濃度，細胞吸水，反之失水。
提問，細胞失水時，細胞壁與原生質層都出現一定程度的收縮，它們的收縮程度一樣嗎？為什么？
學生：原生質層的伸縮性更大,故原生質層會與細胞壁發生分離 【演示圖片】質壁分離及復原現象。
結論：成熟的植物細胞可通過滲透作用吸收水分。
提問：如果要觀察到這樣的現象，應該選擇什么材料？你想到什么材料了？
學生：成熟的(有中央大液泡)；
活細胞（原生質層相當于半透膜）植物細胞(有細胞壁），用洋蔥 提問：1、只有洋蔥嗎？還有沒有別的材料？
2、應選擇什么試劑？標準是什么？
教師提示：試劑的濃度必須是好控制的，試劑是容易獲得的，對細胞是沒有傷害的
【圖片展示】質壁分離及復原現象實驗操作過程。 學生活動：實驗 設計意圖：
1、通過探究案例的親身設計、成果交流、師生點評、案例展示、自我修正，以引導學生逐步領悟探究過程的一般方法與基本思想，培養學生實驗設計、語言表達、分析歸納的能力；
2、通過問題的具體討論，引導學生發散思維，加深對知識的理解和應用，培養學生的求實、質疑、探索的精神
3、通過小組合作，培養學生的合作意識。 4、 培養學生實驗操作能力。 教師巡視，了解學生實驗情況。 學生總結實驗。
師生總結：1、滲透作用的概念
2、科學探究的一般步驟 3、細胞吸水失水的原理 [鞏固練習]
1、以下可以發生滲透作用的是____. A.煮熟的馬鈴薯條放入水中 B.把干種子放在清水中 C.烈日下菠菜葉子下垂 D.放在鹽水中的蘿卜變軟 2、田間一次施肥過多，作物變得枯萎發黃，俗稱“燒苗”。其原因是（ ） A、根細胞從土壤中吸收的養分過多 B、根細胞不能從土壤中吸水 C、根系不能將水向上運輸
D、根系被肥料分解釋放的熱能燒毀 3、原生質層是指（ ）
A、細胞膜和液泡膜以及兩膜之間的細胞質 B、細胞膜和液泡膜以及液泡中的細胞液 C、液泡膜和細胞壁之間的細胞質 D、由液泡的細胞液構成的液體環境 設計意圖：
1、回顧總結，使知識系統化，及時引導自我反饋與評價，促進學生積極主動地參與探究活動。
2、檢測學生對本節課掌握情況。
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