第4章 细胞的物质输入和输出
第1节 被动运输(第二课时)
一、教学目标
1、通过进一步探究植物细胞的吸水和失水,说明水分子进出植物细胞的原理,阐释原生质层的选择透过性与质壁分离及其复原的关系。
2、通过水分进出细胞方式的探索学习,初步建构被动运输的概念,能比较自由扩散和协助扩散的异同点。
3、通过对被动运输的具体实例的讨论,分析细胞膜的成分、结构与物质跨膜运输功能之间的关系,尝试运用物质跨膜运输的知识解决有关实际问题。
二、教学重难点
1.理解植物细胞的失水与吸水
2.说明自由扩散和协助扩散的异同
三、教学过程
学习任务 | 教师活动 | 学生活动 | 设计意图 |
情境创设 | 复习导入:渗透作用的条件、科学探究的一般步骤、动植物细胞的吸水和失水,整理出学生的问题,交流分组实验的结果 | 复习已有知识,进一步理解渗透作用的条件和动植物细胞的吸水和失水原理 | 通过复习,加强学生对科学探究步骤的理解,引导学生对实验进行进一步的探究 |
讨论交流 | 1、什么样的植物细胞适合做质壁分离的材料? 2、探究不同浓度的蔗糖溶液对洋葱鳞片叶外表皮细胞质壁分离和复原的影响 3、溶质种类不同对质壁分离和复原结果有影响吗? | 学生代表上台展示交流汇报,并且由学生自由提问,师生共同讨论交流。 过渡:学生提出疑问,为什么加入甘油等物质后,紫色洋葱鳞片叶外表皮会发生质壁分离自动复原? | 通过课前实验,课上交流,引导学生加深对植物细胞质壁分离和复原实验的理解。 |
深度思考 | 由学生提出的问题展开深度思考问题1:为什么紫色洋葱鳞片叶会发生自动复原呢?温故知新:溶于脂质的物质比不溶于脂质的物质更容易通过细胞膜 从而引出自由扩散的概念 | 学生回答1:甘油是脂溶性物质,很容易通过细胞膜进入细胞内,增大细胞内浓度,使细胞吸水。 | 通过实验,感受科学探究的过程,由实验中的现象进一步思考,通过对细胞膜的成分的分析,加深对细胞结构与功能相适应的理解。 |
建构概念 | 概念:物质通过简单的扩散作用进出细胞的方式,叫做自由扩散(简单扩散) | 阅读教材,掌握自由扩散的概念 | 通过实例,引导学生归纳总结概念。 |
深度思考 | 问题2:红细胞具有运输O2和一部分CO2的作用,那么O2和CO2是如何进出红细胞的呢? 问题3:水分子都是通过自由扩散进出细胞吗?引出人类对通道蛋白的探索历程。 问题4:水分子为什么更多的借助水通道蛋白进行跨膜运输? 问题5:红细胞如何吸收葡萄糖的呢? 提供资料1:红细胞吸收葡萄糖的速率随着胞外葡萄糖浓度的提高而提高,但葡萄糖浓度超过一定的阈值后,吸收速率不再提高。 资料2:科学家从红细胞膜中分离出膜蛋白,将其插入人工脂双层后,葡萄糖跨膜运输的速率大大提高,而且总是从高浓度一侧转移到低浓度一侧。 | 学生回答问题2:O2和CO2是顺浓度梯度进行跨膜运输 学生阅读教材,感受科学家前赴后继的探索的艰辛和坚持。讨论回答教师提出的问题。 学生回答问题4:细胞膜的磷脂分子内部是疏水的,水分子虽然可以以自由扩散的方式通过磷脂分子的间隙,但是速度非常缓慢,远远不能满足生命活动的需要。 学生分析资料,得出红细胞吸收葡萄糖需要蛋白质,并且顺浓度梯度进行。从而建构概念。 | 结合科学史资料和相关问题,引导学生分析得出被动运输的特点。 帮助学生感知科学探究过程,培养学生的科学思维和分析问题的能力。 |
建构概念 | 概念:借助膜上的转运蛋白进出细胞的物质扩散方式,叫做协助扩散(易化扩散),播放协助扩散的相关视频,引导学生观察两种转运蛋白的种类和区别。 | 观看视频,加深对协助扩散及影响因素的理解。 | 通过实例,引导学生归纳总结概念。 |
与生活的联系 | 播放视频,介绍水通道蛋白在净水领域的应用,引导学生努力学习,用知识改变未来的生活。 | 观看视频,理解科技改变生活。 | 通过与生活的联系,加深学生对理论知识的理解。 |
总结归纳 | 通过平板推送思维导图,总结被动运输的相关知识。 | 形成被动运输的知识网络。 | 通过思维导图,总结归纳被动运输的概念,特点及影响因素。 |
四、课堂练习
1.下列细胞能用于质壁分离实验材料的是
A.人的口腔上皮细胞 B. 洋葱根尖分生区细胞 C.菠菜叶肉细胞D. 哺乳动物成熟的红细胞
2.某同学在实验室中做“植物细胞的吸水和失水”实验时,在实验室老师的帮助下,进行了一系列的创新实验,实验步骤和现象如表:
实验组 | 5min的现象 | 再过5min | 滴加清水5min | |
① | 0.3g/ml的蔗糖溶液 | X | 无变化 | 质壁分离复原 |
② | 0.5g/ml的蔗糖溶液 | 质壁分离 | y | 无变化 |
③ | 1mol/l的KNO3溶液 | 质壁分离 | 质壁分离复原 | z |
④ | 1mol/l的醋酸溶液 | 无变化 | 细胞大小无变化 | 细胞大小无变化 |
对上表的推断或解释不正确的是
A.x为质壁分离,因为细胞壁伸缩性弱于原生质层
B.z为细胞稍增大,细胞液颜色逐渐变浅
C.y为质壁分离,可能导致细胞失水过多而死亡
D.④组无变化是因为细胞吸水量等于失水量
3.水通道蛋白对水有专一性,能使水分子顺浓度梯度进出细胞。下列有关说法,错误的是
A.水通道不能协助氨基酸进入细胞
B.水分子通过水通道的过程不消耗能量
C.一种物质可能有多种跨膜运输方式
D.加入蛋白质抑制剂会提高水通道跨膜运输水分子的速率
4.在物质出入细胞的方式中,自由扩散区别于协助扩散的是
A.由高浓度向低浓度扩散 B.需要转运蛋白 C.由低浓度向高浓度扩散 D.不需要转运蛋白
五、教学反思
本节课,充分发挥教材中蕴含的创新、探究的素材,把教材中的“现成结论”,通过多处“设障”、“布惑”,将教材进行活化和优化处理,使之真正成为学生的“学材”,具体操作表现:一是展示动画、引导问题并不是要求探讨些什么,其主要目的是为了引起学生的注意和激发学生的兴趣,形成感性认识;二是通过学生实验,展示交流,锻炼学生的科学探究能力和语言表达能力;三是通过问题串的设置,一步步引导学生思维,有利于学生生物学学科核心素养的形成。