第一节 物质跨膜运输的实例(第二课时)

第一节  物质跨膜运输的实例(第二课时)

厦门六中生物组   叶聿坚

1 教学目标

1.1 知识方面：

（1）了解植物细胞发生细胞质壁分离和复原的基本过程情况；

（2）理解植物细胞发生渗透作用的原理。

(3) 跨膜运输的其他实例

1.2 技能方面：

（1）初步学会观察植物细胞质壁分离和复原的方法；

（2）培养“假设—实验—结论—应用”的基本科学探究能力。

1.3 态度情感方面：

（1）领悟科学探究思想方法，体会探究活动中的成功感，培养交往合作能力；

（2）培养尊重科学、事实求是的学风；

2 教学重难点

2.1重点：引导学生实施探究实验，确定实验的材料、试剂的种类与浓度，并进行应用创新。

2.2难点：在探究实验过程中培养学生的实践能力和创新能力。

3 课前准备

（1）实验课前，教师要求学生复习渗透作用原理及其发生条件，并做好预习，以小组为单位设好一份实验方案。

（2）材料器具：洋葱、黑藻；蔗糖、KNO₃、清水；天平、显微镜、秒表及其他实验器材等。

4 教学方法

合作式探究教学法；讲授法

5实验教学过程

（一）探究植物细胞的吸水和失水

教师检查学生的实验设计。

学生小组代表展示实验设计内容

师生共同归纳如下：

●提出问题

教师： 从生活中的现象，如凉伴黄瓜时有水出现，萎蔫的青菜浸泡在青水中变硬，从现象里，你可以提出什么问题?将问题写下来。

学生：①细胞会失水吗?(渗出的水是细胞内的水还是间隙的水)

②细胞在什么情况下会失水，什么情况下会吸水呢?

③水分是如何进出细胞的?

④植物细胞是不是一个渗透系统，哪些结构相当于半透膜？

⑤……

教师：大家一起来讨论一下提的问题哪些是有价值的，值得探究的。

学生：②、③和④三个问题提得好，可以探究。

教师：好，提出了一个有价值的问题以后，我们如何去研究它呢?这是高中生物第一个探究实验， 探究问题的一般方法和步骤我们上节课已学习了。本节主要是进行操作。

提出探究问题：植物细胞是不是一个渗透系统，哪些结构相当于半透膜？

●作出假设

（1）作出假设：

教师引导作出假设：原生质层相当于半透膜。

图片展示：成熟植物细胞结构图。

提供信息：①成熟植物细胞具有中央大液泡，占整个细胞很大比例，因此成熟植物细胞内的液体环境主要考虑液泡中的细胞液。

②细胞壁的特点：全透性。

③细胞膜、液泡膜都是半透膜。

④原生质层：包括细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质。

（2）预测实验结果：

当细胞液浓度 ﹥外界溶液浓度，细胞吸水，质壁分离；

当细胞液浓度 ﹤外界溶液浓度，细胞失水，质壁分离复原

在此处，教师可以适当补充：细胞液中的水分流失，使细胞壁和原生质层都出现一定程度的收缩，

但由于原生质层的伸缩性比细胞壁的伸缩性大，当细胞不断失水时，原生质就会与细胞壁分离开来，也就发生质壁分离。

教师追问：植物细胞会不会像动物细胞一样，不断的吸水最后涨破呢？

学生回答。

（3）设计实验

教师引导学生考虑这个实验设计上的一些细节问题，例如：

①实验材料、试剂、用具的选择

材料的选择：有颜色的还是没有颜色的，细胞小的还是相对比较大的，为什么？

教师补充：洋葱表皮细胞有紫色液泡，而且表皮容易撕取获得，我们可以考虑。

试剂的选择：糖水、盐水、海水、酒精？

[设计意图: 通过问题的设置，使学生在思考领悟到选择合适实验材料、试剂的重要性。]

实验用具的选择：植物细胞的吸水和失水是一个微观的过程，必须通过什么工具来观察？

学生:用显微镜观察。

②实验步骤

教师 ：实验材料、试剂、用具选好了，接下来我们要考虑整个实验具体的操作步骤。是先把洋葱泡在蔗糖溶液中，10 min后取出做成装片，显微镜下观察;还是先做好装片，再想办法往里加入试剂呢?

学生回答:先做装片再加试剂好，这样可以在显微镜下观察细胞失水的变化过程。

实验要点提示：

第一步：制作洋葱鳞片叶表皮的临时装片，先用低倍镜观察。

设问：如何使洋葱鳞片叶表皮细胞处于失水状态？

第二步：尝试用不同浓度梯度的蔗糖溶液（质量分数为10％、20％、30％、40%、50%、60％、）使洋葱表皮细胞发生质壁分离。

[设计意图:使学生认识到实验设计的科学性。]

设问：如何使它们复原？

第三步：使洋葱表皮细胞浸润于清水中，观察质壁分离的复原。

③设计结果记录表

预测了实验结果后，我们可以设计一个表格来记录实验结果。主要考虑实验前后可能发生变化的因素。

（4）学生进行实验

教师指导

教师：展示植物细胞质壁分离和复原的图片

（5）分析结果，得出结论

做完实验后，我们要对实验结果进行分析

教师：实验结果是否与预期相吻合?是否支持了我们最初的假设?当实验结果与预期不符时，我们要多思考，也不要急于认定假设不成立，要考虑会不会是因为实验操作的不正确导致不能达到预期结果的?会不会有什么干扰因素呢?例如这个实验中，如果开始使用了0.8 g/mL的蔗糖溶液，很快就观察到了质壁分离，但后来加清水怎么也不能使细胞发生质壁分离复原，能否断定当外界浓度低的时候细胞不能吸水呢?为什么？

学生回答：不能，因为蔗糖浓度过高了，导致细胞失水过快而死亡。

教师：所以无论实验成功也好，失败也好，都要认真分析。

[设计意图:从实验材料,方法的选择,实验过程.结果分析等一系列探究活动,使学生体验实验设计思路,提高学生的科学思维。]

（二）物质跨膜运输的其他实例

细胞的吸水和失水是水分子顺相对含量的梯度跨膜运输的过程。其他物质呢？

资料分析：P64

学生讨论

学生：细胞对于物质的输入和输出有选择性。

师生：细胞膜和其他生物膜都是选择透过性膜

 

（三）布置作业