科学前沿　授予诺贝尔化学奖的通道蛋白研究教学设计第二课时

科学前沿

授予诺贝尔化学…

高中生物 人教2003课标版 1教学目标 1、知识目标

（1）举例说明物质跨膜运输方式的类型及特点；

（2）说出被动运输与主动运输的异同点。

2、能力目标：

（1）运用类比与对比的方法进行学习；

（2）运用表格的方式进行总结。

3、情感态度与价值观：

主要强调学生积极参与讨论、思考，主动自觉。

2学情分析

“物质跨膜运输的方式”中的“膜”指是生物膜（这里主要是指细胞膜），而在这之前的第三章第一节学生已了解了细胞膜的成分和功能，本节就是更详细的介绍其功能之一：控制物质进出细胞。功能与结构相关，本章的前两节已学习了生物膜的结构特点“流动镶嵌模型”，知道生物膜是一层选择透过性膜，但学生仍存许多疑问：各种小分子、离子进入细胞时又有什么不同？细胞产生一些大分子（如分泌蛋白）又是如何出细胞膜的？教师根据学生这样的知识背景很容易把学生带进课堂。

3重点难点

教学重点：

1、物质跨膜运输的方式：自由扩散、协助扩散、主动运输；

2、胞吞和胞吐。

教学难点：

三种运输方式的联系与区别。

4教学过程

4.1 第一学时

教学活动 活动1【导入】复习引入

师：展示图“水分进出哺乳动物红细胞的状况”，引导学生回忆红细胞在什么情况下吸水和在什么情况下失水。

生：水分子将从溶液浓度低到溶液浓度高运输

得出结论——水分子进出细胞取决于细胞内外溶液的浓度差。

师：细胞要正常生命活动，不仅吸收水，还吸收哪些营养物质？

生：氧气、葡萄糖、氨基酸、无机盐等

师：这些物质是不是都像水分子一样进出细胞取决于细胞内外溶液的浓度差呢？科学家对此进行了探究，并且已经弄清了许多物质的跨膜运输方式。本节课就让我们沿着科学家的思路去体验一次科学探究的过程吧。（引出课题——物质跨膜运输的方式）

活动2【讲授】自由扩散

师：多媒体展示：“人工合成的无蛋白质的脂双层膜对不同分子的通透性”图，这是科学家做的模拟实验，请同学们参照课本P70上的图观察——什么样的分子能够通过脂双层？什么样的分子不能通过？

生：观察结论——氧气、二氧化碳、氮气、苯、水、甘油、乙醇等能通过合成的脂双层；氨基酸、葡萄糖和离子等则不能通过合成的脂双层。

师：氧气、水等物质能自由通过合成的脂双层，水又能通过细胞膜，那么，氧气能否通过细胞膜而进出细胞呢？你是依据什么作出此判断的？

学生思考，作出回答。

展示“细胞膜的流动镶嵌模型图”，同学们观察细胞膜与脂双层结构相似的地方。

生：细胞膜具有磷脂双分子层，与合成的脂双层结构相似，因此也能让氧气等小分子或苯等脂溶性物质自由通过。

师：我们已经知道，水分子进出细胞取决于细胞内外溶液的浓度差。像氧气等这样的物质进入细胞需要什么条件？

展示——初中学过肺泡内气体的交换图

引导讨论：氧气进入细胞需要什么条件？

生：氧分子从相对高浓度的地方向低浓度的地方扩散。

结论：浓度差（细胞外高于细胞内氧气进入细胞）

师：水分子从溶液浓度低的地方向溶液浓度高的地方扩散，与氧分子从相对高浓度的地方向低浓度的地方扩散的实质一样吗？（教师提示水作为溶剂，溶液浓度越低，单位体积内的水分子数越多。）

生：一样，因为水作为溶剂，溶液浓度越高水的相对含量越低。

师：像这样，氧气、水、甘油、乙醇等物质，分子从溶液浓度低的地方向溶液浓度高的地方扩散，这样进出细胞的方式，叫做自由扩散。

活动3【讲授】协助扩散

师：我们知道氧气、水、甘油、乙醇等分子以自由扩散的方式进出细胞，但象葡萄糖分子不能自由通过人工合成的脂双层，我们知道细胞生命活动是离不开葡萄糖，葡萄糖是肯定可以通过细胞膜进入细胞内部。这应如何解释？如果你是科学家，你对此会作出什么大胆的推测呢？

展示：细胞膜的流动镶嵌模型图

引导讨论：葡萄糖分子怎样通过细胞膜进入细胞？（是不是通过自由扩散的方式进入细胞？）

生：因为人工脂双层中是没有蛋白质的，可能是蛋白质对葡萄糖的运输起了作用。

师：若证明你的推测，应对模拟实验作怎样的修改？

生：向合成的脂双层中加入蛋白质，观察葡萄糖能否穿过脂双层。

师：科学家用实验进行了证明（展示）

生：葡萄糖分子可借助细胞膜上的载体蛋白质扩散到细胞内

师：葡萄糖的运输顺浓度梯度进出细胞，借助载体蛋白质的扩散，叫做协助扩散

教师用多媒体展示：自由扩散、协助扩散的多媒体动画。

要求学生看完动画后说出：自由扩散与协助扩散的异同点？

生1：自由扩散与协助扩散的相同之处是物质顺浓度梯度进出细胞。

生2：不同之处是前者不需要载体蛋白的协助，后者必需有蛋白的协助才能实现。

师：自由扩散与协助扩散都称被动运输。

活动4【讲授】主动运输

师：被动运输使细胞膜两侧该物质的浓度差逐渐减小。但是水生植物丽藻，其细胞膜两侧物质的浓度差是不是这样，请看表。

教师展示：丽藻细胞液与池水的离子浓度比的表格（课本P71）

引导讨论：观察此表的数据, 你能得出什么结果？根据此结果，联系已有的知识，对此你能提出什么问题？（学生分组讨论）

观察结果：丽藻细胞液中一些离子浓度比它们生活的池水高很多。

生1：池水中的离子可能不断地进入丽藻细胞。

师：这些离子进入丽藻细胞的方式是不是被动运输？

生2：我认为不是被动运输，因为细胞液中离子浓度高于池水，他们逆浓度梯度运输。

师：逆浓度梯度运输，你认为细胞应该怎样完成呢？（如上坡和下坡）

生3：要消耗能量。

师：可能还需要其他条件？

生4：需要载体蛋白的协助。

师：同学们看一些离子运输是不是象我们讨论的一样。

展示：主动运输的多媒体课件

师：这种运输方式，对丽藻细胞有什么意义？

生5：按照生命活动的需要，主动地选择吸收所需要的营养物质，排出代谢废物。

结论：丽藻细胞主动地选择吸收池水中的离子。

师：物质从低浓度一侧向高浓度一侧，需要载体蛋白的协助，还消耗细胞代谢释放的能量，这种方式叫主动运输。

4、主动运输和被动运输的区别。

师：主动运输和被动运输的区别是什么？

生：主动运输消耗细胞代谢释放的能量，被动运输不消耗细胞代谢释放的能量。

师：主动运输和被动运输都是小分子或离子运输的方式，像蛋白质这样的大分子如何进出细胞，我们下节课将学习。

活动5【讲授】课堂小结

教师从浓度梯度，载体，能量并通过举例来比较三种跨膜运输方式的异同点。

活动6【练习】巩固练习

1.下列需要载体协助才能通过膜的一组物质是

（ ）

A．02、C02

B．H20、K+

C．葡萄糖、氨基酸

D．胆固醇、脂肪酸

2.当你连续嗑带盐的瓜子，你的口腔和唇的黏膜会有干涩的感觉。

其原因是（

）

A．口腔和唇的黏膜细胞质浓度大于细胞外液浓度，细胞失水

B．口腔和唇的黏膜细胞质浓度小于细胞外液浓度，细胞失水

C．口腔和唇的黏膜细胞质浓度大于细胞外液浓度，细胞吸水

D．口腔和唇的黏膜细胞质浓度小于细胞外液浓度，细胞吸水

3.下列跨膜运输的生理活动中，属于主动运输的是（

）

A．酒精进入胃黏膜细胞

B．二氧化碳由静脉血进人肺泡内

C．原尿中的葡萄糖进入肾小管上皮细胞

D．水分子出入细胞

4.吸收葡萄糖，却难吸收分子质量比葡萄糖小的木糖，原因是(

) A．细胞小肠绒毛上皮细胞易膜上无木糖载体

B．细胞膜的磷脂分子排列紧密

C．木糖的浓度太低

D．以上三项都正确

5.如图是胡萝卜在不同的含氧情况下从硝酸钾溶液中吸收K＋和NO3－的曲线。影响A、B两点和B、C两点吸收量不同的因素分别

是(

) A．载体数量、能量

B．能量、载体数量

C．载体数量、离子浓度

D．能量、离子浓度

6.新生儿小肠上皮细胞通过消耗能量，可以直接吸收母乳中的免疫球蛋白和半乳糖。这两种物质分别被吸收到血液中的方式是(

) A．主动运输、主动运输

B．胞吞、主动运输

C．主动运输、胞吞

D．被动运输、主动运输

活动7【作业】作业布置

完成本节课的课时训练。