物质跨膜运输实例教学案例分析

物质跨膜运输实例教学案例分析

【教材分析】《物质跨膜运输的实例》是在第三章《细胞的基本结构》基础上对细胞功能的认识，主要涉及生物膜系统中的细胞膜、液泡膜和液泡，本节还涉及实验探究过程，即如何验证水进出细胞，这也为本章第三节《物质跨膜运输的方式》作了铺垫。《物质跨膜运输的实例》主要通过以水和某些无机盐的跨膜运输的实例，来说明膜的选择透过性。考虑到实验探究的操作难度，本节分两课时完成，第一课时，主要完成植物细胞吸水和失水是否经过液泡的问题探究；第二课时，具体实施实验步骤和认识其他物质跨膜实例。

【教学内容】本课时内主要内容是用问题探究的方式认识细胞的吸水和失水，并了解半透膜、原生质层的概念及成熟植物细胞的结构

【教材设想】由于研究对象的细胞属于微观水平，因此要让学生在以往实验的基础上，联系实际，发挥想象，并在老师的指导下完成教学内容。通过对植物细胞吸水和失水的研究，培养学生利用知识和思考的能力，并掌握问题探究的一般步骤。

【教学目标】

1.知识方面：⑴说出细胞吸水和失水的条件。

⑵简述原生质层及其选择透过性

⑶设计实验验证细胞吸水和失水是否经过液泡。

2.能力方面：尝试探究细胞吸水和失水过程。

3.情感态度与价值观：参与分组讨论与交流。

【教学过程】上一章我们学习的是细胞的基本结构，知道了细胞是生物体结构的基本单位，也是生物体代谢和遗传的基本单位，而细胞膜的存在可以使细胞成为相对独立的系统，保障了细胞内部环境的相对稳定，但我们知道细胞作为一个系统，每时每刻都与环境进行物质交换，也就是说它又是一个相对开放的系统。那么，物质是如何进出细胞的呢？

老师：大家回忆一下，新鲜的蔬菜买回来，放置一段时间，将会出现什么现象？然后放在清水中一段时间后，又会出现什么现象？结合我们刚才复习的知识，你能否对此现象作出解释？

学生：放置一段时间蔬菜就不新鲜了。

放置一段时间蔬菜就不直生了。

放置一段时间蔬菜就叶蔫（yan）了。

……………

老师：同学们说得都不错，可是如果用规范点的词语应该怎么说？比如东北人说人不精神叫打蔫（nian），刚才有个同学说叶蔫（yan），你从中想到一个什么词可以表达此时蔬菜的状态。

学生：萎蔫（yan）

老师：很好，不过后一个字应该念nian，要注意字的正确读音。萎蔫的软软的蔬菜放置到清水中，又会怎样呢？

学生：蔬菜又重新硬挺起来

………

老师：对了，那对此你如何解释呢？

学生：放置一段时间后，蔬菜中的水分失去，所以萎蔫；置于清水中后蔬菜吸水，所以硬挺。

老师：很有想象力。这实际上是一种渗透系统（课件中呈现渗透现象示意图）。大家考虑此装置会出现什么现象？

学生：漏斗中的液柱会升高。

老师：什么原因？

学生：由于蔗糖溶液浓度高，水会通过半透膜进入漏斗，所以漏斗中的液柱升高。

老师：漏斗中的水分子能否进入烧杯中的清水中呢？

学生：也能，不过总体上进入漏斗的水分子更多。

老师：这就是渗透作用（课件展示渗透作用的概念及实例）

大家再考虑，能使该装置出现此现象需要什么条件？

学生：需要一定浓度的蔗糖溶液和清水。

老师：你说的是本实验，就一般性实验而言应该需要什么条件？

学生：需要两种不同浓度的溶液。

老师：对，也就是需要半透膜两侧存在浓度差，这是第一点；还有其他需要吗？

没有该条件，就不会出现渗透现象，或出现渗透现象也会消失呢？

学生：半透膜的存在。

老师：对，这就是一个典型渗透装置所必须的两个条件。

刚才，我们讨论了蔬菜吸水和失水现象，那么，植物细胞是否就像刚才我们看到的渗透现象呢？或者说植物细胞是否具备构成渗透装置的条件呢？（课件中展示成熟的植物细胞模式图）

原生质层中因有膜的存在相当于一层半透膜，而植物体内的植物细胞都生活在液体的环境中，生活在可能存在浓度差的环境中，植物细胞可以表现出吸水或失水。

再让我们回到刚才提到的蔬菜问题上，当我们知道植物细胞是可以吸水或失水后，我们可以提出什么问题来加以研究呢？或者说结合课前复习和提到的蔬菜问题，对植物细胞的吸水和失水你有兴趣研究什么问题？同桌讨论一下。（学生讨论）

学生：植物吸水和失水的原因是什么？

植物吸水和失水条件是什么？

在什么条件下植物吸水和失水？

植物吸水和失水是否经过液泡？

植物萎蔫和硬挺是否与吸水和失水有关？

老师：大家讨论还是很有成果的，提出的问题也很好。现在问题提出来了，比如用刚才同学提出的“植物吸水和失水是否经过液泡”这一问题我们如何作出尝试性的解释呢？

学生：因为细胞液有一定浓度，而原生质层相当于半透膜，因此可以在有外界溶液的条件下，发生如渗透装置一样的吸水或失水。

老师：这些都对，可我们研究的是吸水和失水是否经过液泡，所以解释的落脚点也要放在液泡上，究其原因呢，因为液泡是水盐的代谢库。

好了，对于问题的探讨仅凭理论是不够的，下面还需我们开动脑筋用实验来证明一下，前后桌四个同学讨论一下，如何设计实验来验证植物细胞的吸水和失水是经过液泡的，说出你们的大体设计思路。（学生讨论）

学生：我们让植物细胞处于不同的蔗糖溶液中，看看液泡大小的变化

我们去一个植物细胞放在清水和蔗糖溶液中，观察其变化。

老师：基本思路都可以，大家比较一下，这些设计有没有不足

学生：……

老师：取一个植物细胞这种操作加大了实验的复杂性，不符合简单性原则，所以我们一般取植物一定部位的一片组织来做实验。

有了基本思路，我们再考虑一下实验的内容，首先是选用什么材料和用具呢（课件给出几种材料），你选择什么材料？

学生：紫色洋葱和紫鸭趾草

老师：为什么？

学生：因为他们都紫色液泡

老师：因为我们要看液泡的失水和吸水变化，因此我们还需要什么用具？

学生：显微镜、载玻片、盖玻片、蔗糖溶液、清水。

老师：怎样制作临时装片呢？

学生：先在载玻片上滴一滴清水，撕取一片洋葱表皮，盖上盖玻片

老师：我们一般撕取的是洋葱鳞片叶的外表皮，而且要把它在清水中展平，不要重叠。

为什么不直接在载玻片上滴加蔗糖溶液？

学生：应该先观察正常的植物细胞，以便与失水的细胞比较。

老师：那我们在显微镜下能看到什么结果？

学生：会看到液泡缩小了

会看到液泡颜色加深了

老师：由此我们可以得出的结论是什么？

学生：当外界溶液的浓度大于细胞液浓度时，液泡中的水会通过原生质层出细胞。

老师：吸水呢？

学生：把这时的装片上再滴清水，又会观察到细胞又会恢复到原来的状态。

老师：结论是什么？

学生：当外界溶液的浓度小于细胞液浓度时，液泡中的水会通过原生质层进入细胞。

老师：刚才我们设计的实验中出现两种现象，即在蔗糖溶液中出现的现象和再滴加清水后出现的现象（课件展示植物的质壁分离和质壁分离复原）

好，同学们很动脑筋，我们对以上探讨做一个总结（课件展示探究实验的一般过程）

同学们，实际中很多的科学发现就是沿着这样一个思路来完成的，希望同学们也能在掌握这种方法后，勤于发现、敢于思索，并能通过实验，不断探索出自然的奥秘。

【教学反思】这是一节比较典型的探讨式教学课，需要老师借助生活观察，学生已有的知识，并结合课件展示来设计完成教学内容。我在教学过程中，以学生可见的蔬菜萎蔫和硬挺现象入手，逐渐过度到细胞再到液泡，并联系以前的实验方法，在老师的引导下，完成对实验的设计和对实验探究一般步骤的了解，达到了教学的目的。如果把渗透装置的课件展示改用演示实验的形式，可能更直观和感性，也更能提高学生的积极性和兴趣。

这节课较好地体现了布鲁纳的发现法，即能使学生在由教师创设的新情景下，能主动思考，提出问题，并通过分析，提出解决问题的设想，最后达到发现和掌握知识的目的；同时这节课也十分符合新课程标准提倡的合作学习、自主学习和探究学习理念，充分体现学生的主体性地位。在教学活动中，老师是指导者、组织者，为学生提供信息，引导思路，补充知识，介绍方法和线索，引导学生质疑和归纳，师生共同经历了发展变化过程。通过积极发言，调动了大多数学生的参与性，师生共同构建和谐、向上的教室生态。

探究式教学，对老师提出了更高的要求，需要老师更多的知识储备和课堂驾驭能力,但同时这也开拓了学生的思路，我在教学中也借鉴了一些老师的经验，找到了比较适合课堂教学的教学方式。在教学过程中，学生思路开阔，发言积极。从以前基本是灌注式教学中走