高中生物 41《物质跨膜运输的实例》教案13 新人教版必修1.docx
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高中生物41《物质跨膜运输的实例》教案13新人教版必修1
2019-2020年高中生物4.1《物质跨膜运输的实例》教案13新人教版必修1
一、教学目标:
知识方面:
举例说出细胞膜是选择透过性膜
能力方面:
1、尝试提出问题,做出假设,对探究活动进行设计
2、进行关于职务细胞吸水和失水的实验设计和操作
二、教学重点、难点及解决方法
1、教学重点:
举例说出细胞膜是选择透过性膜,相当于半透膜。
解决方法:
(1)通过渗透作用的演示实验,组织引导学生分析渗透现象。
归纳总结渗透作用的概念、条件、原理、结果,指出半透膜的特性。
(2)通过分析水分进出红细胞的状况,总结出细胞膜相当于半透膜。
2、教学难点:
尝试提出问题,作出假设。
解决方法:
(1)通过名人名言使学生认识到提出问题的重要性。
爱因斯坦曾说过,“提出一个问题比解决一个问题更重要。
”
(2)充分利用学生已有的知识和生活经验,引导学生对有关知识现象深入思考,提出相关问题,开展合作学习,利用小组活动讨论确定有价值的问题。
三、教学用具:
ppt、实验材料
四、课时安排:
2课时
五、教学方法:
直观教学法、讲述法、启示法、演示法自学讨论法
六、教学程序
引言:
细胞是一个开放的系统,每时每刻与环境进行着物质的交换,物质的进进出出都要细胞的边界——细胞膜。
这一节课我们共同来探究水分进出细胞的情况。
首先我们来探究渗透现象。
第1课时
(一)、渗透现象
[问题探讨]:
演示“渗透作用实验”——介绍实验装置,指导观察实验结果。
在屏幕上打出渗透现象示意图提问:
⑴漏斗管内的液面为什么会升高?
⑵如果用一层纱布代替玻璃纸,漏斗管内的液面还会升高吗?
⑶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?
学生讨论总结。
教师归纳讲述:
⑴半透膜的特性:
水分子等小分子可以通过,蔗糖等大分子则不能通过。
⑵渗透作用的概念:
渗透作用是指水分子或其它溶剂分子通过半透膜的扩散。
⑶发生渗透作用的条件:
一是具有半透膜,二是半透膜两侧的溶液有浓度差。
⑷原理:
当溶液浓度A>B时,水分子就通过半透膜由B流向A;当溶液浓度A
⑸渗透作用的结果:
水分子可以通过半透膜进行双向扩散。
从宏观观察,水分是由低浓度溶液流向高浓度溶液,直到达到动态平衡。
(二)、动物细胞的吸水和失水
1、请同学们回忆细胞膜制备的实验。
分析“水分进出哺乳动物红细胞”的实验现象。
在屏幕上打出“水分进出哺乳动物红细胞的状况”示意图。
2、请同学们思考并讨论
⑴红细胞内的血红蛋白等有机物能够透过细胞膜吗?
⑵红细胞的细胞膜是不是相当于“问题探讨”中所说的半透膜?
⑶当外界溶液的浓度低时,红细胞一定会由于吸水而涨破吗?
⑷红细胞吸水或失水的多少取决于什么条件?
3、学生讨论总结
4、教师归纳讲述
⑴动物细胞的吸水:
外界溶液浓度小于细胞的浓度。
动物细胞的失水:
外界溶液浓度大于细胞的浓度。
动物细胞既不吸水也不失水:
外界溶液浓度等于细胞的浓度。
⑵动物的细胞膜相当于半透膜
(三)、尝试提出问题,作出假设
1、请学生观察图P61成熟细胞模式图,并阅读图左有关内容概括出:
⑴成熟的植物细胞中央有大液泡。
⑵原生质层:
细胞膜和液泡膜以及两膜之间的细胞质。
2、教师讲述
进行科学探究的方式多种多样。
一般来说,探究一般方法和基本步骤是:
观察现象,提出问题→做出假设→设计实验→开展实验→分析结果,得出结论→表达与交流
3、组织引导学生观察现象,尝试提出问题,做出假设
屏幕上打出“爱因斯坦曾说过:
‘提出一个问题比解决一个问题更重要”
⑴观察现象:
让学生回忆日常生活的现象:
①白菜剁碎准备做馅时常常要放一些盐。
稍等一会儿可见有水分渗出。
(失水)②农作物施肥过多会造成烧苗。
(失水)③蔫了的青菜放入清水中浸泡一会儿,菜叶变得硬挺起来(吸水)
老师展示课前准备好的萝卜条吸水和失水实验。
介绍实验过程。
展示实验结果。
⑵提出问题:
请同学们结合一些吸水和失水现象,深入思考提出想探究的问题,并与本小组同学交流。
最终确定有探究价值的问题。
例:
一位同学提出:
“植物细胞会出现失水的情况吗?
”另一位同学提出:
“植物细胞在什么情况下会失水?
”通过讨论,大家认为植物细胞会不会失水,现象中很明显,第二个问题更有探究价值。
⑶作出假设
根据已有的知识和生活经验,对提出的问题作尝试性的回答,也就是作出假设。
例如,某小组提出的问题是“原生质层相当于一层半透膜吗?
”针对这一问题,他们作出的假设是:
“原生质层相当于一层半透膜。
”他们的理由是:
植物细胞膜和液泡膜都是生物膜,它们具有红细胞的细胞膜基本相同的化学组成和结构;做菜馅时因为放了盐,菜中的水分大量流出,这与红细胞失水很相似。
⑷设计实验:
你所作的假设即使是有依据的,也仅仅是一种推测。
这种推测是否正确,还需要实验来检测。
(见P62参考案例)
⑸进行实验:
按照实验方案认真操作,仔细观察,将每一步的观察结果记录下来。
例如,上面的实验方案结果如下:
中央液泡大小
原生质层的位置
细胞大小
蔗糖溶液
变小
原生质层脱离细胞壁
基本不变
清水
逐渐恢复原来大小
原生质层恢复原来位置
基本不变
⑹分析结果,得出结论
分析结果与你的预期是否吻合,是否支持你的假设,最后得到实验结论。
例如,上面的实验结果与预期基本是吻合的,由于植物细胞有细胞壁,且原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性,所以植物细胞不会有明显的缩小和膨胀,但出现了原生质层与细胞壁的分离和复原。
由此,我们可以获得结论,原生质层相当于一层半透膜。
⑺表达和交流
将本小组探究的问题、过程、结果和结论与其他小组交流,听取他们的质疑并进行解释。
如果有必要,对本小组的实验方案进行修改。
⑻进一步探究
植物细胞会由于过多吸水而涨破吗?
(不会,因为植物细胞有细胞壁)
(三)、总结
(四)、作业布置
1、判断下列表述是否正确
⑴水分进出细胞取决于细胞内外液体的浓度差 ( )
⑵小分子物质都能通过细胞膜,大分子物质则不能( )
2、盐碱地栽种植物,其出苗率和成活率均较低,原因是
A、土壤溶液的PH太小 B、土壤中缺少氮肥
C、土壤溶液的浓度高于细胞液的浓度D、土壤溶液的浓度低于细胞液的浓度
(五)、板书设计
第1节 物质跨膜运输的实例
一、渗透现象
1、半透膜的特性
2、渗透作用的概念
3、渗透作用的条件
4、渗透作用的原理
二、动物细胞的吸水和失水
1、动物细胞的吸水:
外界溶液浓度小于细胞的浓度
动物细胞的失水:
外界溶液浓度大于细胞的浓度
2、动物的细胞膜相当于半透膜
三、尝试提出问题,作出假设
1、成熟的植物细胞的特点
⑴成熟的植物细胞中央具有大液泡
⑵原生质层
2、探究的一般步骤 观察现象;提出问题;作出假设;设计实验;开展实验;记录结果;分析结果,得出结论;表达与交流。
第2课时
引言:
在上一节课中,我们学习了进行探究性实验的一般方法和基本步骤,并且一起分析了“细胞什么情况下会失水,什么情况下会吸水”的实验设计,那今天我们就来动手做这个探究实验。
(一)、探究植物细胞的吸水和失水
1、学生实验,教师指导
大家课前已经做了预习,实验器材已经发放到大家的桌面上了,下面可以开始动手
实验注意以下几点:
⑴加蔗糖溶液时不要污染了显微镜。
⑵如果你从盖玻片左侧加蔗糖溶液,接下来加清水时应从右侧加入。
⑶如实记录实验结果,并完成实验评价表(见评价方案)。
⑷实验时间为25分钟,实验结束后要清洗和整理实验用具。
学生进行实验,老师旁边指导,将实验效果特别好的装片拿到教师显微镜下并通过显微镜投影投放到大屏幕上展示出来。
2、分析实验结果,得出结论
下面我们看一组同学的实验结果记录,它能否证明我们最初的假设是正确的呢?
中央液泡的大小
原生质层的位置
细胞大小
0.3g/mL蔗糖溶液
变小
脱离细胞壁
基本不变
清水
逐渐恢复原来的大小
逐渐恢复原来的位置
基本不变
学生:
可以,很明显细胞在0.3g/mL蔗糖溶液下因失水发生了质壁分离,而在清水中因吸水发生了质壁分离的复原。
教师:
大家想想,假如没有细胞壁,实验结果会有什么不同,你会联系到之前我们讲的一个什么实验?
学生:
细胞会发生破裂,就像之前学的用哺乳动物的红细胞制备细胞膜的实验,红细胞没有细胞壁,吸水以后会发生破裂。
教师:
很好,其实动物细胞也会发生失水和吸水。
3、教师归纳讲述植物细胞的吸水和失水
细胞壁:
全透性
结构 细胞膜
原生质层:
细胞质 具选择透过性,相当于半透膜
液泡膜
条件:
成熟植物细胞具有中央液泡
验证
(1)当外界溶液的浓度大于细胞液浓度时,细胞通过渗透作用失水,发生质壁分离现象。
(2)将已发生质壁分离的植物细胞放入清水中,此时细胞液的浓度高于外界清水,植物细胞就吸水,发生质壁分离复原现象。
(二)、物质跨膜运输的其他实例
1、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。
其他物质的跨膜运输是怎样的呢?
[资料分析]看P63——P64相关内容讨论有关问题
讨论问题:
(1)、水稻培养液里的Ca2+和Mg2+浓度为什么会增高?
(2)、不同作物对无机盐的吸水有差异吗?
(3)、水分子跨膜运输是顺相对含量梯度的,其他物质的跨膜运输也是这样的吗?
(4)、细胞对物质的吸收有选择吗?
如果有,这种选择性有普遍性吗?
学生讨论回答。
2、教师归纳讲述
(1)从以上实例可以看出,物质跨膜运输并不都是顺相对含量梯度的,而且细胞对于物质的输入和输出有选择性。
可以说细胞膜和其他生物膜都是选择透过性膜,这种膜可以让水分子自由通过,一些离子和小分子也可以通过,而其他的离子、小分子和大分子则不能通过。
生物膜的这一特性,与细胞的生命活动密切相关,是活细胞的一个重要特征。
(2)成熟的植物细胞的吸水和失水
植物细胞的结构特点:
细胞壁:
全透性
细胞膜:
选择透过性
细胞质:
内有大液泡
大液泡:
里面的液体称细胞液
原生质层:
相当于一层半透膜
注意:
液泡形成以后,细胞主要靠渗透作用吸水。
植物细胞是一个渗透系统。
细胞液浓度>外界溶液浓度,吸水。
细胞液浓度<外界溶液浓度,失水。
(3)质壁分离及质壁分离复原实验的应用有哪些?
①说明原生质层是选择透过性膜,成熟的植物细胞处于一定浓度的溶液中构成了渗透系统。
②判断植物细胞的死活。
只有活细胞的原生质层才是半透膜,才有质壁分离现象,如细胞死亡,原生质层的结构破坏,半透膜性质消失,不能产生质壁分离现象。
③测定细胞液的浓度。
原生质层相当于一层半透膜,所以水分子可以自由通过,而蔗糖等大分子物质却不能通过。
将细胞放入具有浓度梯度的一系列蔗糖溶液中,观察细胞质壁分离的情况,即可测定该细胞的浓度范围。
④光镜下观察细胞膜。
正常植物细胞膜很薄,又紧贴细胞壁,不易看到,质壁分离后,原生质层的最外面即为细胞膜。
(三)、总结
(四)、作业布置:
P64二
(五)、板书设计
动物细胞的吸水与失水:
外界溶液浓度较高时:
失水皱缩
外界溶液浓度较低时:
吸水膨胀甚至涨破
相同时:
动态平衡
细胞壁:
全透性
结构 原生质层:
选择透过性
植物细胞的吸水和失水 细胞液:
具有一定浓度
条件:
同动物细胞
质壁分离和复原实验及结论
物质跨膜运输的其他实例:
植物细胞吸收矿质元素
1、现象:
细胞吸水和吸收无机盐离子速度不一样。
2、结论:
(1)细胞吸水与吸收无机盐是两个相对独立的过程。
(2)生物膜是一种选择透过性膜(功能特性)。
习题:
1.渗透作用的发生必须具备的两个条件:
①
②
2.细胞的吸水和失水
当外界溶液的浓度大于细胞质的浓度时,动物细胞 ,而植物细胞则 ,因为植物细胞有 。
当外界溶液的浓度小于细胞质的浓度时,动物细胞 ,植物细胞 。
植物细胞的结构与动物细胞有明显的区别,成熟的植物细胞由于有 占据了细胞的大部分空间,将细胞质挤成一薄层,所以细胞内的液体环境主要指的 。
原生质层包括 、 . 。
3.探究:
植物细胞的吸水和失水
探究实验的一般步骤:
提出问题→ → →
→ → 。
植物细胞的原生质层相当于一层 。
当 小于
的浓度时,细胞失水,由于原生质层比细胞壁的伸缩性 ,因而会出现 的现象,反之,则会出现 。
4.物质跨膜运输的其他实例
细胞的吸水和失水是水分子 运输的过程。
而物质跨膜运输并不都是 的,而且是细胞对于物质的输入和输出有 。
可以说细胞膜和其他生物膜都是 ,这种膜可以让 自由通过,一些 和 也可以通过,而其他的 、 和 则不能通过。
2019-2020年高中生物4.1《生物体内的化学反应》教案沪科版第一册
教学目标:
知识与技能:
理解新陈代谢的概念,合成代谢和分解代谢的概念。
理解酶的概念、反应条件和作用特点。
掌握ATP的结构简式、ATP与ADP的相互转化、ATP和生命活动能量供应的关系。
过程与方法:
通过演示实验引导学生观察并讨论得出结论,培养学生的实验分析能力和初步形成对实验的运用及设计能力。
通过对课本中图2—20、2-21、2-23分析,培养学生的识图能力。
情感态度与价值观:
从合成代谢和分解代谢之间的相互联系和制约,认识生命活动过程中的对立统一关系。
教学重点和难点:
重点:
(1)合成反应和分解分解反应是生物体内两类重要的化学反应。
(2)酶的特性。
(3)ATP的作用和特性
难点:
(1)水解反应和氧化分解反应都属于分解反应。
(2)酶的活性区域和影响酶活性的因素。
(3)ATP的作用特点。
教学课时:
1课时。
教学过程:
教学内容
教学建议
生命是物质运动的最高形式。
这种运动是有规律的,它的规律性集中表现在组成生物体物质的不断自我更新。
新陈代谢Metabolism的概念:
生物体与外界环境之间和生物体内部都不间断地进行着物质交换和能量转换,这样的变化过程称为新陈代谢。
新陈代谢是生物生存的基本条件,在此基础上生物才表现出其他各种生命现象。
新陈代谢过程也就是生物体的自我更新过程。
合成代谢(anabolism)(或同化作用Assimilation)的概念:
生物体从外界环境中吸取营养物质,将其转变为自身的物质,并储存能量的过程。
分解代谢(catabolism)(或异化作用Dissimilation)的概念:
生物体不断地将体内一部分复杂的物质进行分解,释放能量,以供生命活动的需要,并将产生的废物排出体外的过程。
合成代谢和分解代谢中都伴随着化学反应。
化学反应的类型可以分为两类:
合成(synthesis)反应和分解(depose)反应
引导学生进行人体新陈代谢的举例
1、
合成反应和分解反应
合成反应:
小分子物质 大分子物质
如:
分解反应:
大分子物质 小分子物质
如:
水解反应:
分解反应中需要水分子参与的反应
氧化分解反应:
分子降解过程中释放出H的分解反应
学生举例
2、 生物催化剂――酶(enzyme)
(提问式导入)“以人为例,为什么体内各种代谢活动在37摄氏度左右下始终进行得很顺利。
”
酶活性实验
试管底物催化剂气泡火焰
1(对照)5ml3%H2O20.5ml蒸馏水--
25ml3%H2O20.5ml新鲜猪肝++++++
35ml3%H2O20.5mlFeCl3+-
45ml3%H2O20.5ml熟猪肝--
55ml3%H2O20.5ml热FeCl3+-
分析:
1. 新鲜猪肝和FeCl3相比,哪个催化效率更高?
2. 熟猪肝为何没有催化作用?
3. 1号组起什么作用?
总结:
酶的催化特性:
1)高效性
2)专一性
生物体内化学反应速度的调节:
调节酶的活性――竞争性抑制
非竞争性抑制
启发式教学
学生分析实验结果
1、酶的命名:
种类极其繁多,已鉴定的有xx种以上。
“习惯命名法”——根据其来源极其所催化的底物
例:
唾液淀粉酶
胰蛋白酶
单纯蛋白酶:
分子组成全为蛋白质。
结合蛋白酶:
蛋白质+非蛋白成分(辅酶Coenzyme,如:
NAD、NADP)
3.生命活动的直接能源———ATP
ATP:
自由能的特殊载体
ATP的化学名称:
腺苷三磷酸
ATP每一符号所代表的意义:
A-腺苷;T-三;P-磷酸基
ATP的分子结构:
ATP与ADP的转化
酶
ATPADP+磷酸(Pi)+能量(30.5KJ)
指出:
(1)ATP与ADP相互转化与一般的化学可逆反应是有区别的。
(2)ATP与ADP相互转换的过程中包含着能量的释放和储藏。
ATP:
“能量货币”
同学举例
看图2-25和图2-26
课堂作业:
1、生物体进行生命活动的基础是――――――――( )
A.细胞分裂 B.新陈代谢 C.分解代谢 D.合成代谢
2、新陈代谢的过程是――――――――――――――( )
A.合成有机物,储藏能量 B.分解有机物,释放能量
C.既有物质变化,又有能量转换 D.同化作用与异化作用交替进行
3、酶的功能是―――――――――――――――――( )
A.在催化反应中提供能量 B.在催化反应中改变化学反应的速度
C.在催化反应中参与生成物的生成 D.在催化反应中被水解
4、20个腺甘和46个磷酸基,最多能形成ATP的数目是――( )
A.10个B.15个C.20个D.25个
5、某生物学家进行植物细胞杂交实验,首先要设法将贴在细胞膜外的细胞壁除去,但又不能破坏细胞的结构,选用的试剂中应该有的物质是—()
A.蛋白酶B.脂肪酶C.淀粉酶D.纤维素酶
附:
练习册P4-5页
学生回答
实验:
2.2探究影响酶活力的因素
实验目的:
探究在不同的温度和PH条件下,各种酶的活性
实验材料:
(略)
仪器试剂:
(略)
实验方法及结果记录:
试管
10%鸡蛋清溶液1ml
5mm*5mm毛边纸
35-380C
40C
清水1ml
胰蛋白酶1ml
纤维素酶1ml
PH5
PH9
加双缩尿试剂后液体颜色
观察毛边纸解体程度
1
+
+
+
2
+
+
+
+
3
+
+
+
+
4
+
+
+
+
5
+
+
+
+
6
+
+
+
+
7
+
+
+
+
8
+
+
+
+
分析与讨论:
1. 哪些因素影响酶的活性?
2. 两种酶显示活性的最佳PH和最佳温度范围一样?
3. 分析1、5号试管实验结果,指出安排该两试管实验内容的目的。
实验:
2.3探究酶的化学成分
实验目的:
利用特定的化学试剂探究酶的化学成分
实验原理:
蛋白质+双缩尿试剂 紫色
淀粉+碘 蓝色
还原性糖+班氏试剂,加热 红黄色
脂肪+苏丹Ⅲ溶液 桔红色
材料选择:
1%胃蛋白酶溶液
仪器和试剂:
实验方法与结果记录:
试管
1%胃蛋白酶溶液
加入试剂
现象
1
+
双缩尿试剂
2
+
班氏试剂,加热
3
+
苏丹Ⅲ溶液
4
+
碘液
分析和讨论
通过上述实验,你的结论是什么?
进一步探究:
探究“嫩肉粉”的化学成分
实验原理:
同上
材料选择:
1%胃蛋白酶溶液
仪器和试剂:
实验方法与结果记录:
试管
1%“嫩肉粉”溶液
加入试剂
现象
1
+
双缩尿试剂
2
+
班氏试剂,加热
3
+
苏丹Ⅲ溶液
4
+
碘液
分析和讨论:
- 配套讲稿:
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- 特殊限制:
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