生物必修1《分子与细胞》第3节 物质跨膜运输的方式教学设计
展开第四章 细胞的物质输入与输出
第3节 物质跨膜运输的方式（2课时）
教学目标
1.说明物质进出细胞的方式。
2.进行图表数据的解读。
教学重点物质进出细胞的方式。
教学难点主动运输。
教学过程
教学内容 | 教师活动 | 学生活动 | ||||||||||||||||
引入、问题探讨 | 教师呈现“问题探讨”中的实验现象，组织学生讨论三个问题。 问题1：什么样的分子能通过脂双层？什么样的分子不能通过？ 问题2：葡萄糖不能通过无蛋白质的脂双层，但是，小肠上皮细胞能大量吸收葡萄糖，如何解释？ 问题3：观察此图表，联系已学过的知识，你还能提出其他问题吗？ 教师积极鼓励学生提出问题，如通过观察此图还可联想第一节内容提出，“细胞需要的离子是否也通过细胞膜上的蛋白质来运输？”等问题。 问题探讨 1.从图上可以看出，氧气、二氧化碳、氮气、苯等小分子（苯还是脂溶性的）很容易通过合成的脂双层；水、甘油、乙醇等较小的分子也可以通过；氨基酸、葡萄糖等较大的有机分子和带电荷的离子则不能通过合成的脂双层。 2.提示：葡萄糖不能通过人工合成的无蛋白的脂双层，但小肠上皮细胞能大量吸收葡萄糖，推测小肠上皮细胞的细胞膜上有能够转运葡萄糖的蛋白质。 3.提示：通过观察此图还可联想并提出，细胞需要的离子是否也通过细胞膜上的蛋白质来运输等问题。 |
观察图表，思考问题 学生分组讨论，小组代表发表看法
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被动运输 | 教师引导：回顾“植物细胞吸水和失水”实验，与这种扩散比较，让学生分析水分子进出细胞是不是与上述扩散相似？ 再列举氧和二氧化碳进出细胞的现象 自由扩散的概念。 特点：物质由高浓度一边扩散到低浓度一边，既不需载体，也不消耗能量 接着教师设问：提出“水分子能够通过脂双层，葡萄糖不能通过无蛋白质的脂双层，却能通过细胞膜，这是为什么？” 教师提示：载体蛋白的作用 师生总结：得出协助扩散的概念 特点：物质由高浓度一边扩散到低浓度一边，需要载体，也不消耗能量 教师讲述：自由扩散和协助扩散统称被动运输；展示“自由扩散和协助扩散示意图” 并通过CAI展示下列情景：①木材（或竹捆）从河的上游随水漂到下游；②船装白糖（或食盐、化肥）从河的上游漂到下游（不开发动机）；③船装着货物由下游开往上游，船尾冒着白烟且伴有发动机的声音。 学生思考：①自由扩散和协助扩散需要能量吗？为什么？ ②自由扩散和协助扩散有什么不同？ ③为什么自由扩散和协助扩散被称为被动运输？ 思考与讨论 1.自由扩散和协助扩散都不需要消耗能量。因为二者都是顺物质的浓度梯度进行的。 2.自由扩散与协助扩散的共同之处是都不需要细胞消耗能量。不同之处是：前者不需要蛋白质的协助，后者必须有蛋白质的协助才能实现。 3.因为自由扩散和协助扩散都是顺物质的浓度梯度进行的，不需要细胞消耗能量，所以统称为被动运输。 | 学生总结
学生尝试作出解释
学生回答：（略） | ||||||||||||||||
主动运输 | 教师继续：上述③船装着货物由下游开往上游，船尾冒着白烟且伴有发动机的声音。与前二种情形不同在哪儿？ 教师指导学生看课本图表P71；P73；P63 背景资料：轮藻细胞中的K+浓度比它所生存的环境中K+ 多63倍，海带细胞中的I- 比海水高出40倍，人的红细胞中的K+比血浆高30倍，而红细胞中的Na+ 浓度却是血浆中Na+ 的浓度的1／6。 联系第一节内容并设问：这些离子为什么能逆浓度梯度运输呢？ 师生得出：主动运输的概念；展示“主动运输的示意图” 特点：物质从低浓度一边被运输到高浓度一边，不仅需要载体的协助，而且也需要消耗细胞活动产生的能量 再现CAI展示三种情景，提问学生：自由扩散、协助扩散和主动运输各与哪一类情景相似？为什么？对于细胞生活有什么意义？ 请学生完成下表：
教师巡回指导，学生完成后可稍作点评。
教师归纳： 不同物质通过细胞膜的方式是不同的，也就说明细胞膜对通过的物质具有选择性，它是一种选择透过性膜。具体表现在：水分子可以自由通过，细胞要选择吸收的离子和小分子也可以通过，而其他离子、小分子和大分子则不能通过。 教师提出一些问题启发学生进行议论，以加深理解和巩固所学知识。 ① 物质通过细胞膜出入细胞的三种方式中，你认为哪种方式对于活细胞完成各项生命活动最重要，为什么？
1.K+和Mg2+是通过主动运输进入细胞的。 2.Na+和Cl－是通过主动运输排出细胞的。 3.提示：因为以上四种离子细胞膜内外的浓度差较大，细胞只有通过主动运输才能维持这种状况。 |
学生答：（略）
学生回答（略）
学生答：（略）
学生回答：（略）
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胞吞和胞吞 | ②细胞膜是选择透过性膜。即水分子等细胞要选择吸收的离子和小分子可以通过，而其它的离子、小分子和大分子不能通过细胞膜。那么大分子如何出入细胞呢？例如水中的有机物颗粒是如何进入原生动物草履虫体内的，未被消化的食物残渣又是如何排出体外的？ 教师指出，物质出入细胞除上述三种方式外，还有其它特殊方式。大分子物质不能直接通过细胞膜不等于大分子物质不能出入细胞。一些大分子物质是以一定方式出入细胞的，如细胞的内吞作用和外排作用，白细胞对异物的吞噬作用，胰岛细胞对胰岛素的分泌作用等。 让学生自己识图P72 大分子物质出入细胞的方式，需要能量，不需载体，同时证明了细胞膜的流动性。 原理：依靠细胞膜的流动性。白细胞的吞噬作用，变形虫摄食，分泌蛋白的分泌。 旁栏思考题 提示：这是细胞的胞吞作用。这对于人体有防御功能，并有利于细胞新陈代谢的正常进行 |
学生自己识图 | ||||||||||||||||
水通道和离子通道 | 相当于水龙头，需要通道蛋白，通道开启和关闭需要消耗能量。（如何证明水通道蛋白的存在。 |
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教学反思：
练习
基础题
1.D。 2.A。
拓展题
提示：低温环境肯定会影响物质的跨膜运输。温度会影响分子运动的速率，影响化学反应的速率，因此，组成细胞膜的分子的流动性也会相应降低，呼吸作用释放能量的过程也会因有关酶的活性降低而受到抑制。这些都会影响物质跨膜运输的速率。
自我检测的答案和提示
一、概念检测
判断题
1.×。 2.×。 3.×。 4.×。 5.×。
选择题
1.D。 2.C。
画概念图
二、知识迁移
提示：小肠绒毛上皮细胞能够从消化了的食物中吸收葡萄糖，却很难吸收相对分子质量比葡萄糖小的木糖。这一事实说明细胞膜对物质进入细胞具有选择透过性。这与细胞的生活关系密切，细胞膜的这一特性使细胞尽可能地只吸收自身需要的物质，细胞不需要或对细胞有害的物质常被阻挡在细胞外。
三、技能应用
提示：温度高低会提高或降低水分子通过半透膜的扩散速率。在一定温度范围内，提高温度会加快水分子通过半透膜的速率；而降低温度则减缓水分子通过半透膜的速率。
实验方案设计如下：
按本章第1节渗透现象示意图组装好三组装置。在第一组的烧杯外用酒精灯或水浴锅加热升温；第二组烧杯外加冰块降温；第三组留作对照。三组装置同时开始实验，并记录液面变化及时间。
四、思维拓展
提示：在顺浓度梯度的情况下，葡萄糖、氨基酸等分子可以通过协助扩散进入细胞。当细胞外葡萄糖或氨基酸的浓度低于细胞内时，如果此时细胞的生命活动需要这些营养物质，细胞还能吸收这些营养物质，是通过主动运输。
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