被动运输第1课时教学设计高一上学期生物人教版必修1

第四章细胞的物质输入和输出第一节被动运输（第1课时）教学设计一、教材分析被动运输是生物新人教版必修1第4章“细胞的物质输入和输出”第一节的内容。本节课的教学内容是在学习了细胞结构的基础上进行的，主要包括动物细胞的吸水和失水、植物细胞的吸水和失水、质壁分离及其复原实验、自由扩散和协助扩散等内容，这既有利于学生巩固前面所学的知识，又能为学生学习后面的主动运输作好铺垫，在教材中起着承上启下的桥梁作用。二、学情分析1.知识基础：在本节之前的三章中，学生已经学习了组成细胞的元素和化合物，细胞的各种结构及功能。2.认知能力：学生通过初中的生物学习和一个月的高中生物学习，已经具有了一定的生物学科常识的认知能力。三、核心素养1.生命观念：本节内容主要体现结构与功能观，可引导学生理解细胞吸水不需要额外提供能量，体会生物进化过程中能量的节约。2.科学思维：从“水的渗透现象”、“水进出哺乳动物红细胞”和“探究植物细胞的吸水和失水”中训练学生利用归纳法获取规律，并对结果作出预测的素养。四、教学重难点1.观察渗透系统模式图，说出渗透作用发生的条件。(重点)2．结合植物细胞的失水和吸水，描述质壁分离与复原的过程。(难点)五、教学设计理念根据新课程理念的要求，本着“课堂教学要促进课程向生活中的回归”，充分发挥师生的积极性、主动性和创造性的原则，在教学中要注重对学生进行探究性学习的培养，引导学生积极思考、主动探究。同时，引进课堂过程性评价的手段，提高学生在学习中自我监控、自我评价、自我发展的能力。六、教学过程（一）导入：小活动：喷空气清新剂。引出扩散：物质分子从高浓度一侧向低浓度一侧运动，称为扩散。（二）渗透作用及原理分析1.展示并介绍渗透装置：在一个长颈漏斗的漏斗口外密封上一层玻璃纸，往漏斗内注入蔗糖溶液，然后将漏斗浸入盛有清水的烧杯中，使漏斗管内外的液面高度相等。过一段时间后，会出现如图所示现象。玻璃纸（又叫赛璐玢）是一种半透膜，水分子可以自由透过它，而蔗糖分子则不能。半透膜：一些物质能透过，而另一些物质不能透过的多孔性薄膜。设计意图：这样利用动画演示，增强直观感受；设计“问题串”是为了以问题驱动学习,引导学生自主探究、合作最终完成对知识的主动建构,为进一步学习“细胞的吸水和失水”打下基础。2.思考并回答以下问题：①漏斗管内的液面为什么会升高？学生回答教师引导：水分子从含水量高的一侧向含水量低的一侧运动。进入漏斗的水分子数＞漏斗渗出的水分子数。注意：渗透作用强调的是水分子（溶剂分子）从含水量高的一侧向含水量低的一侧，通过半透膜的扩散。②如果漏斗管足够长，漏斗管内的页面会无限升高吗？学生回答教师引导：为什么不会？刚刚我们解释，漏斗管内液面升高，是因为单位时间内，进入漏斗管的水分子水＞漏斗渗出的水分子数。当它们相等时，漏斗管内的液面还会不会升高？学生回答③如果用一层纱布代替玻璃纸，还会出现原来的现象吗？学生回答发生渗透作用的条件之一：具有半透膜。④如果烧杯中不是清水，而是同样浓度的蔗糖溶液，结果会怎样？学生回答发生渗透作用的条件之二：半透膜两侧具有浓度差。师生总结：渗透作用：水分子（其他溶剂分子）通过半透膜的扩散。发生条件：①具有半透膜②半透膜两侧溶液具有浓度差3.水分子的渗透方向：顺浓度梯度的跨膜运输设计意图：这样利用动画演示，增强直观感；设计“问题串”是为了以问题驱动学习,引导学生自主探究、合作,最终完成对知识的主动建构,为进一步学习“水进出细胞的原理”打下基础。（三）水进出细胞的原理1.探究水进出动物细胞的原理哺乳动物红细胞细胞膜相当于一层膜，结合教材P63渗水进出哺乳动物红细胞示意图分析并回答下列问题：分析结果，水进出动物细胞的情况：半透膜浓度差细胞状态细胞膜相当于一层半透膜外界溶液浓度＞细胞质浓度膨胀＝形态不变＜皱缩总结：所以水分子通过细胞膜进出细胞，也是渗透作用。红细胞与外界溶液构成了一个渗透系统，红细胞的细胞膜相当于一层半透膜，水分子通过渗透作用进出红细胞。小组讨论并回答以下问题：1.红细胞内的血红蛋白等有机物能够透过细胞膜吗？这些有机物相当于“问题探讨”所示装置中的什么物质？学生回答2.红细胞的细胞膜是否相当于一层半透膜？学生回答3.当外界溶液的浓度低时，红细胞一定会由于吸水而涨破吗？学生回答4.红细胞吸水或失水取决于什么条件？学生回答5.想一想临床上输液为什么要用生理盐水？学生回答设计意图：通过引导学生怎样把无生命的物理装置与有生命的动物细胞联系在一起，并利用新旧知识的结合点，培养学生知识的迁移能力，学会大胆猜想，同时培养学生观察、比较和分析、总结，进而得出科学结论的能力。2.探究水进出植物细胞的原理（学生实验）成熟植物细胞有一个占据细胞绝大部分体积的中央大液泡，原生质层相当于一层半透膜，结合教材P65成熟的植物细胞模式图分析并回答下列问题：原生质层细胞膜原生质层细胞膜细胞质液泡膜分析质壁分离发生的原因：半透膜：植物细胞的细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质，称为原生质层，具有选择透过性，相当于一层半透膜。浓度差：细胞内的液体环境主要是指植物液泡内部的细胞液，当它和外界溶液有浓度差时，发生吸水或失水。⑴原理：①一个处于外界溶液中的成熟植物细胞和外界溶液构成一个渗透体系，原生质层相当于半透膜；②细胞壁与原生质层具有一定的伸缩性，原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性；③外界溶液浓度>细胞液浓度→细胞渗透失水，发生质壁分离；外界溶液浓度<细胞液浓度→细胞渗透吸水，发生质壁分离复原。⑵选材：色洋葱鳞片叶表皮细胞（液泡呈紫色，便于观察）⑶方法步骤：制作洋葱鳞片叶表皮细胞↓有一个紫色的中央大液泡低倍镜观察↓原生质层紧贴细胞壁在载玻片一侧滴加蔗糖溶液，另一侧用吸水纸吸引，重复几次↓中央液泡逐渐变小，紫色加深低倍镜观察↓原生质层与细胞壁逐渐分离在载玻片一侧滴加清水，另一侧用吸水纸吸引，重复几次↓中央液泡逐渐变大，紫色变浅低倍镜观察原生质层逐渐贴近细胞壁⑷质壁分离：原生质层与细胞壁相分离的现象思考：能发生质壁分离的细胞的条件是什么？A.内因：细胞壁的伸缩性<原生质层的伸缩性⑸质壁分离的原因B.外因：外界溶液浓度>细胞液浓度⑹结果实验展示、得出结论成熟植物细胞能与外界溶液形成渗透系统，发生渗透作用；当细胞外溶液浓度细胞液浓度时，细胞失水，发生质壁分离；当细胞外溶液浓度细胞液浓度时，细胞吸水，发生质壁分离复原。组织学生进行实验结果的展示与交流：每组推荐代表，简要介绍本组的“植物细胞的吸水和失水”探究实验结果，师生共同点评。设计意图：通过实验操作，联系生活实例，有利于提高学生的科学素养和运用生物学知识的能力，同时可以引导学生善于从生活实例中发现问题、提出问题、作出假设。课堂小结渗透作用模型动物细胞与外界溶液之间形成渗透系统植物细胞与外界溶液之间形成渗透系统基本组成或条件半透膜、膜两侧具有浓度差细胞膜选择透过性膜浓度差细胞质与外界溶液之间原生质层选择透过性膜浓度差细胞液与外界溶液之间原理水分子（或其他溶剂分子）以扩散作用通过半透膜细胞质通过细胞膜与外界溶液之间发生渗透作用细