生物必修1《分子与细胞》被动运输教学设计

这是一份生物必修1《分子与细胞》被动运输教学设计，共12页。教案主要包含了实验探究植物细胞的失水和吸水，物质跨膜运输的方式等内容，欢迎下载使用。
教材分析
物质跨膜运输的方式有多种,教材首先从水分子出入细胞的方式说起,让学生理解扩散、渗透作用的原理,进而理解什么是被动运输,在此基础上区分自由扩散和协助扩散,并为进一步学习主动运输打下基础。蛋白质或其他有机大分子颗粒无法直接穿过细胞膜,但可以通过胞吞、胞吐的方式进出细胞。这样的安排符合知识由易到难的逻辑,符合学生的认知规律。
按照上述思路,本章安排了两节。第1节是被动运输,第2节是主动运输与胞吞、胞吐。之所以将主动运输与胞吞、胞吐放在一起,是因为从需要消耗细胞代谢产生能量的角度来看,也可以将胞吞、胞吐看成是一种特殊的主动运输,而且胞吞、胞吐的内容相对较少,不足以单独成节。
学情分析
在初中阶段的学习中,学生已经对植物的吸水和失水有了感性的认识:知道当细胞内溶液浓度小于细胞外溶液浓度时,细胞就会失水;当细胞内溶液浓度大于细胞外溶液浓度时,细胞就会吸水;知道一次施肥过多会导致植物“烧苗”;知道可以利用食盐进行食品腌制,等等。在物理的学习中,学生对物质分子的扩散现象也有基本的认知。这些已有的知识和经验可以作为教师创设教学情境的理想素材,帮助学生更好理解物质跨膜运输的具体机制。
本章内容安排在第3章“细胞的基本结构”之后,显然是考虑到细胞膜的结构是学习本章内容的基础。同时第3章第2节“细胞器——系统内的分工合作”中的有关蛋白质的合成与分泌过程,最终蛋白质的分泌就是借助胞吐的方式进行的,因此,这部分内容对于学生学习理解本章中胞吞、胞吐的过程及其意义是很好的铺垫。
重点难点
教学重点
(1)被动运输的原理和特点。
(2)探究植物细胞的吸水和失水。
(3)主动运输的过程和特点。
(4)胞吞、胞吐的过程。
教学难点
(1)探究植物细胞的吸水和失水。
(2)转运蛋白的种类和作用。
(3)主动运输的过程和特点。
(4)胞吞、胞吐的过程。
课时安排
本章2节内容建议3课时完成。
第1节用多媒体课件展示渗透作用的过程,让学生对这个抽象的过程有个直观的认识。学生对渗透作用的过程熟悉后,让学生通过小组讨论动植物细胞的吸水和失水过程。多媒体课件展示被动运输的过程,并区分转运蛋白,帮助学生理解被动运输的过程。通过实验探究植物细胞的吸水和失水过程。
第2节运用多媒体课件展示主动运输和胞吞、胞吐的过程,让学生能直观认识主动运输和胞吞、胞吐的过程。以表格的形式帮助学生理解被动运输、主动运输和胞吞、胞吐的异同。
第4章 细胞的物质输入和输出
第1节 被动运输
教学分析
教学目标
1.科学探究:阐明细胞膜的选择透过性。
2.科学思维:阐明被动运输的原理和特点。
评价目标
让学生利用植物细胞的失水与吸水的原理解释农业生产方面的现象,明白为什么做到合理施肥,才能提高农作物的产量。
教学重难点
重点:1.被动运输的原理和特点。
2.探究植物细胞的吸水和失水。
难点:1.探究植物细胞的吸水和失水。
2.转运蛋白的种类和作用。
教学方法
1.这节课的知识点比较抽象,主要采取多媒体辅助教学,用动画的方式展示渗透作用过程、质壁分离和复原过程以及被动运输的过程,变抽象为直观。
2.学生通过实验,探究植物细胞吸水和失水过程,掌握发生质壁分离和复原的条件。
3.采用直观教学法、讲述法、启示法、讨论法等教学方法,准备PPT、实验材料等教学用具。
课时安排
2课时
教学准备
多媒体,白板,学案,PPT等。
教学设计
导入新课
演示实验:取一个红心萝卜,将其切成条。取两组萝卜条放入两个烧杯中。接下来,一个烧杯加入热水,另一个烧杯加入凉水,请学生注意观察两个烧杯中溶液颜色的变化。
学生回答出来溶液颜色的变化之后,教师进一步提出问题:为什么加入热水后溶液会变成紫色,而加入凉水没有发生变化呢?
学生回答加入热水后萝卜细胞死亡,紫色色素从细胞中出来了。
教师进一步提问:为什么活细胞中的色素出不来,而死细胞中的色素可以出来呢?本节课主要来探讨物质进出细胞的方式,即细胞膜的物质运输功能。
(设计意图:利用学生熟悉的“红心萝卜”做实验作为导入,真实的实验情境能迅速激发学生的学习兴趣,并且本实验为“细胞膜的选择透过性”这一难点的突破埋设伏笔。)
探究新知
探究一、实验探究植物细胞的失水和吸水
1.学生小组合作完成探究活动(实验的知识准备):
(1)如何制作洋葱鳞片叶表皮细胞的临时装片?
(2)如何使用显微镜观察细胞?
(3)假如为你提供洋葱鳞片叶外表皮细胞的临时装片,你将如何使其处于不同的外界溶液中?
学生小组合作讨论的过程中,教师巡视课堂,及时发现学生讨论中存在的问题,并把握讨论的进度。学生小组讨论结束后,由学生小组汇报合作探究的答案。
(设计意图:通过小组合作学习,先梳理好该实验的三项基本操作,从而利于接下来实验的顺利进行。)
2.小组合作分工进行实验探究。
本次实验的材料,除准备了该实验必备的材料和器具外,还提供了多种实验试剂:0.3 g/mL蔗糖溶液、0.5 g/mL蔗糖溶液、0.1 g/mL KNO3溶液和清水。让各小组自己选择实验试剂,设计自己的实验方案,小组成员分工协作、完成实验操作。让学生们通过做实验,探究植物细胞的失水和吸水。
(设计意图:让各小组自己选择实验试剂,来进行实验方案的设计并进行实验操作,是为了培养学生的发散思维和创新思维,并让学生体验设计实验和进行科学实验的乐趣。)
3.各小组进行探究活动的成果交流,在此基础上教师点拨。
各小组设计的实验方案如下:(有三种或四种方案)
方案一:
(1)将洋葱鳞片叶外表皮细胞浸润在清水中制成临时装片,用显微镜观察细胞。
(2)再使洋葱鳞片叶外表皮细胞浸润在0.3g/mL的蔗糖溶液中,用显微镜观察细胞的变化。
(3)再使洋葱鳞片叶外表皮细胞浸润在清水中,用显微镜观察细胞的变化。
实验结果:与第一次观察相比,第二次观察发现洋葱细胞的紫色液泡体积变小了、颜色变深了,细胞壁与细胞膜之间出现了空隙(此时教师点出这种现象称为质壁分离)。第三次观察发现洋葱细胞的紫色液泡体积又变大了、颜色又变浅了,细胞壁与细胞膜又贴在了一起(教师点出这种现象称为质壁分离复原)。
方案二:(1)同方案一。(2)选用0.5 g/mL的蔗糖溶液,其他同方案一。(3)同方案一。
实验结果:与第一次观察相比,第二次观察发现洋葱细胞的紫色液泡体积变小了、颜色变深了,细胞壁与细胞膜之间出现了空隙(即质壁分离)。第三次观察发现洋葱细胞与第二次相比没有什么变化。
方案三:(1)同方案一。(2)选用0.1 g/mL的KNO3溶液,其他同方案一。(3)同方案一。
实验结果:与第一次观察相比,第二次观察发现洋葱细胞的紫色液泡体积变小了、颜色变深了,细胞壁与细胞膜之间出现了空隙(即质壁分离)。第三次观察发现洋葱细胞的紫色液泡体积又变大了、颜色又变浅了,细胞壁与细胞膜又贴在了一起(即质壁分离复原)。
方案四:(1)同方案一。(2)选用0.1 g/mL的KNO3溶液,其他同方案一(学生中无此实验方案时,教师补充)。(3)一段时间后观察。
实验结果:与第一次观察相比,第二次观察发现洋葱细胞的紫色液泡体积变小了、颜色变深了,细胞壁与细胞膜之间出现了空隙(即质壁分离)。过一段时间后再次观察,发现洋葱细胞的紫色液泡体积又变大了、颜色又变浅了,细胞壁与细胞膜又贴在了一起(即质壁分离复原)。
肯定各小组的实验设计和实验结果。由于条件的限制,学生们无法看到其他小组的实验结果,教师课前用Flash制作出实验现象的动画,通过课件为学生展示(动画截图如下)。
(设计意图:这一阶段活动的设计培养了学生两个方面的能力:一是不同小组各自设计的实验方案通过小组间交流实现资源共享,培养学生的语言表达能力;二是不同实验方案呈现了不同的实验结果,教师又通过Flash动画为学生展示了多种实验方案结果的生成,这些活动的创设再次点燃了学生们思维的火花。通过不同实验方案结果的对比分析,让学生来体验植物细胞失水、吸水与其环境溶液浓度的关系,从而为自由扩散方式的学习作铺垫。两组使用0.1 g/mL的KNO3溶液实验方案的出现又为主动运输的学习奠定基础。)
探究二、物质跨膜运输的方式
1.组织学生根据“植物细胞失水、吸水与其环境溶液浓度的关系”,归纳水分子运输的特点。引出自由扩散的概念及其实例。
提出的问题:(1)植物细胞为什么会发生质壁分离?为什么会发生质壁分离复原?
(2)植物细胞在什么情况下失水?在什么情况下吸水?
归纳提升:外界溶液浓度>细胞液浓度→植物细胞通过渗透作用失水→质壁分离
外界溶液浓度细胞液浓度→植物细胞失水→质壁分离
外界溶液浓度