全章复习与测试教案推荐

第4章

细胞的物质输入和输出

第3节 物质跨膜运输的方式

教材分析

人教版必修1第4章《细胞的物质输入和输出》共3节内容，第1节《物质跨膜运输的实例》，第2节《生物膜的流动镶嵌模型》，第3节《物质跨膜运输的方式》。第1节主要说明细胞膜是选择透过性膜，膜为什么具有选择透过性？这与第2节膜结构有关，第3节在细胞膜的亚显微结构基础之后，带领学生继续探究细胞膜控制物质进出功能的方式和原理。这3节内容的内在联系是：功能—结构—功能原理。这样的编排符合认识的规律，有助于帮助学生建立结构与功能相适应的观点。本节教材以问题探讨为引导，先让同学通过比较脂双层与细胞膜在控制物质进出上的差异，从而大胆对物质跨膜运输需要的条件提出猜想。接着通过简单明了的文字逐个介绍了物质跨膜运输方式的特点条件及实例。最后通过事例说明本节内容与社会的联系。当然，新课程要求我们“用教材教”，而不是教教材，教学中必须对教材内容进行加工、活化处理，引导学生去发现、去探究，还原知识发生的过程，凸现生命科学的魅力。

学情分析

本节内容是在细胞膜的亚显微结构基础之后让学生继续探究细胞膜控制物质进出功能的方式和原理，本章节的学习有助于学生建立结构与功能相适应的观点，由于学生基础较差，学习自觉性不高，所以要提前做好学前导案，课堂结合多媒体教学，用具体的图文阐述抽象的课本内容，课后及时巩固练习，并分析，做到及时巩固。

教学目标

1．知识与技能

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方式的异同点。

③阐述主动运输对细胞生活的意义。

④正确解读图表数据。

2．过程与方法

①运用类比和对比的方法进行学习，抓住关键，掌握本质。

②培养学生提出问题，解决问题的能力。

3．情感态度与价值观

①审视细胞结构与功能的统一美！

②培养学生的生物科学素养。

教学重点

物质进出细胞的方式

教学难点

主动运输；图表数据的解读。

教学方法

谈话法、探究法

教具准备

多媒体课件

教学过程

一

复习导入

师：同学们，我一起来回忆一下植物细胞吸水和失水的探究实验，实验材料是洋葱鳞片叶外表皮，那么洋葱鳞片叶外表皮细胞在什么情况下吸水，有在什么情况下失水呢？哪位同学来回答一下？

生：当洋葱细胞的细胞液浓度高于外界浓度时，细胞吸水；小于外界浓度时，细胞失水。

师：这位同学回答的很正确。看来这位同学是认真复习了的。那么水分子进出细胞取决于什么条件呢？

生：取决于细胞内外溶液的浓度差。

师：诶，对。水分子进出细胞取决于细胞内外溶液的浓度差。细胞要进行正常的生命活动，不仅要吸收水，还要吸收许多其他的营养物质，比如说。。。。。。。

生：氧，葡萄糖，氨基酸，无机盐例子等等。

师: 这些物质进出细胞是不是也像水一样取决于细胞内外溶液的浓度差呢？

恩，有的同学说是，有的同学说不是。其实呀，科学家对此已经进行了大量的研究，并已经弄清了许多物质的跨膜方式。今天呢。我们就来共同学习——物质跨膜运输的方式。

板书： 4.3 物质跨膜运输的方式

二

课堂教学

师:

大家来看“人工合成的无蛋白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，在这里脂双层膜相当于生物膜，只是这里的脂双层膜上没有蛋白质分子。请同学们观察这幅图。回答老师的问题——什么样的分子能够通过脂双层，什么样的分子不能通过？

生：氧气、二氧化碳、氮气、苯、水、甘油、乙醇能通过脂双层；氨基酸、葡萄糖、核苷酸和离子等不能通过。

师：氧气和二氧化碳等物质和水一样，也能自由的通过合成的脂双层。其实在生物体内也是这样。大家来看这图，它表示的是细胞的细胞膜，内外分别表示细胞内和细胞外。当细胞外氧的浓度高于细胞内氧浓度时，氧便通过扩散作用进入到细胞内部；同样，由于呼吸作用的进行，细胞内二氧化碳的浓度高于细胞外浓度，二氧化碳则通过扩散作用排除细胞。

师：科学家将这种，物质通过简单的扩散作用进出细胞的方式叫做自由扩散。

板书：1 自由扩散

师：根据水分子、氧和二氧化碳的扩散过程，大家总结一下，自由扩散的方向是什么?条件是什么？

生：方向是从高浓度到低浓度，条件是要存在浓度差。

板书：方向: 高浓度→低浓度

条件：存在浓度差

师：那么，这个浓度差其实就是自由扩散的动力。浓度差越大，扩散的就越快。

通过自由扩散进行跨膜的物质除了水、氧气、二氧化碳外，还有氮气、苯、甘油、乙醇等。

板书：例子：水、氧气、二氧化碳、氮气、苯、甘油、乙醇等。

师:

在科学家做的模拟实验中我们看到，氧气、水、二氧化碳、氮气、苯、甘油、乙醇分子通过自由扩散进出细胞，但是像葡萄糖这样稍大的分子却不能通过人工合成的脂双层，而我们大家都知道细胞生命活动是离不开葡萄糖的，葡萄糖肯定可以通过细胞膜进入细胞内部。这应该怎样解释呢？

师：提示一下，同学们可以结合细胞膜的流动镶嵌模型，从结构方面里思考。为什么科学家的模拟实验中葡萄糖不能通过人工合成的无蛋白的脂双层呢？葡萄糖是不是通过自由扩散进出细胞呢？好，有那位同学来解释一下。

生：因为人工脂双层中无蛋白质，可能是蛋白质对葡萄糖起到了运输作用。

师：若要证明你的推测，我们应该对模拟实验进行怎样的修改呢？

生：向合成的脂双层中加蛋白质，观察葡萄糖能否穿过脂双层。

师：对，同学们的思维很灵活。那么，科学家通过实验证明了葡萄糖在载体蛋白的协助下扩散到细胞内，他这种扩散方式称作协助扩散。

板书：2 协助扩散

师：葡萄糖协助扩散的过程是这样发生的。当细胞外葡萄糖浓度高于细胞内浓度时，葡萄糖分子便在载体蛋白的协助下从细胞外进入到细胞内。有哪位同学能够用自己的话说一说协助扩散的定义。

生：

师：协助扩散的方向是怎样的？

生：

板书：方向：高浓度→低浓度

师：协助扩散的条件呢？

生：

板书：条件：存在浓度差、载体蛋白

师：自由扩散中，浓度差越大，扩散速度越大。但是协助扩散并不完全是这样，因为载体蛋白有特异性和饱和性，就是说载体蛋白有不同的种类和数量，特定的种类只能协助特定的物质，而数量的大小也决定携带物质的多少。

师：通常在一定的范围内，浓度差越大，协助扩散的速度越快，但是随着载体蛋白逐渐达到饱和，不管浓度差有多大，扩散的速度都不会在增加。

师：那其实呢，葡萄糖只有在进入红细胞和肝细胞时，才用协助扩散的方式。

其他的例子，还有氨基酸进入红细胞。

板书：葡萄糖进红细胞、肝细胞；氨基酸进红细胞

师：好，我们一起来比较一下自由扩散和自由扩散的异同点。

共同点是。。。。。。

区别是。。。。。。

师：其实自由扩散和协助扩散这两种跨膜方式又统属于一种跨膜方式——被动运输。

板书：（一）被动运输

师：哪位同学能说一说被动运输的定义，可以结合刚才总结的自由扩散和协助扩散的共同点来说。

板书：（一）被动运输：物质顺浓度梯度进出细胞

师：随着被动运输的进行，细胞内外的浓度差逐渐的减小，直到为0，达到平衡状态。但是并不是什么情况下，细胞胞所需的营养物质在细胞外的浓度都高于细胞内的浓度。例如，一中叫做丽藻的水生植物，其细胞两侧物质的浓度是这样的。大家看表4-1 丽藻细胞液与池水的离子浓度比表格。

师：通过观察表格，我们能得出怎样的结论？

生：丽藻细胞液中一些离子浓度比生活的池水中高很多。

师：尽管如此，丽藻仍然能够吸收这些离子，这些离子进入细胞的方式是不是被动运输? 生1：

生2：

师：很明显，这种情况下的跨膜运输是逆浓度梯度的。那么应该是怎样完成的呢？举个例子，划船，假如前进的方向是顺着水流的，那么我们完全可以什么都不做，直接坐在船上顺水而下；要是目标方向是逆水的，我们就必须划船，划船就会消耗能量。这些例子的运输同样也要消耗能量。

师：那仅仅有能量还是不够的，同样还需要载体蛋白的帮助。我们来共同看一下运输过程。

师：首先，细胞外的离子浓度低于细胞内的浓度，这种情况下，离子就会在载体蛋白的协助下，消耗细胞释放的能量，进入到细胞内。这种运输方式叫做主动运输。

板书：（二）主动运输

师：主动运输的方向是？条件是？

板书：方向：低浓度→高浓度

条件：载体蛋白、消耗能量

例子：纳离子、钾离子、钙离子等通过细胞膜

师：有同学会有疑问吗？（假如学生不提，老师自己提出，为什么主动运输的条件没有写浓度差的问题？原因在于主动运输既可以顺浓度梯度也可以逆浓度梯

度。

师：主动运输和被动运输的区别是什么？

生: 师：既然主动运输要消耗生物体能量，当然就会对生物体有一定的意义，使生物体按照生物体的需要，主动的选择吸收自身所以需的营养物质，排出代谢废物和有害物质。

师：主动运输和被动运输都是小分子或离子物质的运输方式，像蛋白质这样的大分子并不能通过主动运输或被动运输的方式进入细胞，他们是如何进出细胞的呢，接下来我们来学***分子物质的跨膜运输。

板书：二、大分子物质的跨膜运输

补充

一、小分子物质或离子的跨膜运输

师：大分子物质分别通过胞吞和胞吐的方式完成吸收和外排。首先看一下胞吞。师：大分子物质先附着在细胞膜表面，这部分细胞膜内陷形成小囊，包围着大分子，然后小囊分离下来形成囊泡，进入细胞内部。

板书：胞吞：附着在细胞膜上→内陷形成小囊→分离下来形成囊泡→进入细胞。

师：细胞需要外排的大分子首先在细胞内形成囊泡，囊泡移动到细胞胞膜，与细胞膜融合，将大分子排出细胞。

板书：胞吐：大分子在细胞内形成囊泡→移到细胞膜→融合→排出细胞.

教后反思

本节课以“探究—发现”为主线，经过教师精心设计，尽量为学生创造探究活动的机会，激发学习兴趣。利用多种教学形式引导学生自主学习，归纳总结不同物质的跨膜运输方式特点等，让学生在获得知识的同时，培养了探究能力、分析比较和表达能力等。

本节难点之一为主动运输的教学，而学生在对蛋白质的多样性、能量的供应等知识点的横向联系上容易出现断层，因而很有必要花力气重点突破。本节课在此难点的突破上采用让学生在解读实验结果数据后，提出假设，设计实验验证假设，再画出曲线图使认识升华。实践证明，这样的处理使难点成为学生学习的兴奋点，课堂上学生在思考中、在讨论交流中相互启迪，充分感受发现知识的快乐，学生们真正成为学习的主人，落实了新课程标准倡导的让学生进行自主、探究、合作学习的理念，有效实现三维目标，学生学得既灵活又实在。