高中生物人教版 (2019)必修1《分子与细胞》第4章 细胞的物质输入和输出第2节 主动运输与胞吞、胞吐教案

第四章  细胞的物质输入和输出

第二节  主动运输与胞吞、胞吐

一、学习目标\教学目标

1.说出主动运输的特点。

2.说明胞吞、胞吐的特点。

3.通过对物质跨膜运输进出细胞多种方式的比较，总结概括细胞膜具有选择透过性、物质跨膜运输有各种方式的结构基础。

二、教学重难点

教学重点

1.主动运输的过程和特点。

2.胞吞与胞吐的过程。

教学难点

1.主动运输的过程和特点。

2.胞吞与胞吐的过程。

三、教学方法

讲授、演示、视频播放、小组讨论。

四、教学过程

【新课导入：情景设置，导入新课】

观看视频《主动运输和胞吞胞吐——千与千寻》，通过视频播放，让学生初步了解主动运输和胞吞胞吞，引起思考，激发学生的学习兴趣。

【新课讲授】

小组讨论，问题探究：通过问题探究，小组讨论调动学生的积极性和主动性，情境分析，构建新知识。

人体甲状腺分泌的甲状腺激素，在生命活动中起着重要作用。碘是合成甲状腺激素的重要原料。甲状腺滤泡上皮细胞内碘浓度比血液中的高20-25倍。

1.甲状腺滤泡上皮细胞吸收碘是通过被动运输吗？

提示：不是。被动运输条件高浓度向低浓度运输，甲状腺滤泡上皮细胞吸收碘是低浓度向高浓度运输。

2.联想逆水行舟的情形，甲状腺滤泡上皮细胞吸收碘是否需要细胞提供能量？

提示：需要细胞提供能量。

3.这在各种物质的跨膜运输中是特例还是有一定的普遍性？

提示：具有普遍性。

材料分析，小组讨论

（1）红细胞从血浆中吸收K+，排出Na+是____逆_____浓度梯度运输。

（2）小肠上皮细胞从小肠液吸收葡萄糖、氨基酸是____逆_____浓度梯度运输。

胡萝卜植株对磷酸盐的吸收可以从低浓度到高浓度，为探究胡萝卜对磷酸盐的吸收是否需要能量，研究人员做了以下实验：

结论：细胞完成逆浓度梯度运输需要___能量____，____有氧呼吸__提供能量 ，有氧呼吸的主要场所是___线粒体___。

为探究细胞吸收磷酸盐是否需要载体蛋白

①研究人员合成人工膜将其置于磷酸盐溶液中，并提供能量，一段时间后发现实验前后磷酸盐浓度几乎没有发生改变。

②随后研究人员又在人工合成的脂双层膜中镶嵌入某种蛋白质，将新合成的人工膜其置于磷酸盐溶液中，并提供能量，一段时间后发现实验前后磷酸盐浓度降低了

结论：细胞完成逆浓度梯度运输需要转运蛋白

一、主动运输

 1.定义 ：

物质_________________跨膜运输，需要________________的协助，同时消耗细胞内化学反应所释放的______________。

播放视频《被动运输和主动运输的过程》，对比被动运输与主动运输的过程，引起思考，情境分析本节主要内容主动运输过程。

2.特点：

①逆浓度梯度运输。

②消耗细胞内的能量。

③需载体蛋白协助（一种载体蛋白只适合与一种或一类离子、分子结合）。

载体蛋白的特点：

（1）具有特异性（或专一性）；

（2）与被转运的离子或分子结合；

（3）转运过程中空间结构发生变化；

（4）可重复利用。

阅读教材，根据以上视频内容，小组讨论，完成下列表格。

知识点梳理：

（1）影响主动运输速率的因素：                                  

（2）与主动运输有关的细胞器：                     。

（3）分布和意义：

分布：主动运输普遍存在于________________中； 

意义：通过主动运输__________，排出__________和对___________，从而保证细胞和个体生命活动的需要。

例：

（1）植物根部细胞吸收无机盐离子。

（2）小肠上皮细胞和肾小管上皮细胞吸收葡萄糖、氨基酸等。

（3）海鸥的盐腺排出多余的盐分。

（4）桐花树的泌盐现象。

【案例分析：囊性纤维病】

患者肺部支气管上皮细胞表面转运氯离子的载体蛋白的功能发生异常，导致患者支气管中黏液增多。（图片分析）

【知识拓展：两类主动运输】

第一类：直接消耗ATP的主动运输。

通常称为泵（ATP驱动泵）。

①Na+-K+泵（图片分析）

②H+泵（图片分析）

ATP驱动泵既是载体同时也是催化ATP水解的酶。

第二类：间接消耗ATP的主动运输。

如图：小肠上皮细胞逆浓度吸收葡萄糖时，没有直接消耗ATP，而是利用Na+浓度差的能量。但是Na+浓度差的建立是依靠Na+-K+泵的，而Na+-K+需要消耗ATP。

肾小管上皮细胞吸收葡萄糖同上。

小分子物质：

大分子物质：

大分子物质如何进出细胞？

视频播放《显微镜下变形虫捕食草履虫》，通过视频播放，分析胞吞案例，引发思考，激发学习兴趣，引入并构建新知识。

二、胞吞、胞吐

小组讨论，问题探究

1.胞吞、胞吐的作用是什么？

提示：完成大分子与颗粒性物质的跨膜运输。

2.细胞为什么要进行胞吞、胞吐？

提示：转运蛋白虽然能够帮助许多离子和小的分子通过细胞膜，但是，对于像蛋白质和多糖这样的生物大分子的运输却无能为力。

乳腺细胞合成的蛋白质、内分泌腺分泌细胞合成的蛋白质类激素、消化腺细胞分泌的消化酶，都需要排出细胞外。

视频播放《胞吞》，动态分析胞吞过程。

（一）胞吞

1.定义：

大分子与膜上的_______，这部分细胞膜内陷形成小囊，包围着大分子。小囊从________上分离下来，形成__________，进入_____________，这种现象叫___________。

2.作用：

单细胞真核生物：通过胞吞作用将胞外的__________摄取到细胞内，最后在____________中消化降解成_____________________供细胞利用。

高等多细胞生物：主要发生在______________中，其作用不仅仅是____________________，主要是清除______________________及________________________。

注意：一些病毒借助胞吞侵入机体。

播放视频《物质跨膜运输的方式——胞吐》，动态分析胞吐过程。

（二）胞吐

1.定义：

细胞需要_________的大分子物质，先在细胞内形成囊泡，囊泡移动到细胞膜处，与细胞膜融合，将大分子物质___________细胞。

例：乳腺细胞合成的蛋白质、内分泌腺分泌细胞合成的蛋白质类激素、消化腺细胞分泌的消化酶等排出。

阅读教材，小组讨论，完成下列表格。

归纳总结：如何判断物质出入细胞的方式。

注意：

1.神经递质大部分是小分子物质，但释放的方式也是胞吐。

2.通过核孔运输的大分子物质有mRNA、蛋白质等。

3.需要膜上蛋白质的参与，离不开膜上磷脂双分子层的流动性。

影响物质跨膜运输的因素及曲线分析

【课堂练习】

1.Na+的跨膜运输会使细胞内pH发生改变，引起洋葱表皮细胞花青素颜色由浅紫色逐渐变为深蓝色。加入细胞呼吸抑制剂（减少细胞内能量供应）后，颜色的改变过程减缓。据此推测，Na+的跨膜运输方式是（　   ）

A.自由扩散　       B.渗透作用　       C.协助扩散　     D.主动运输

提示：根据题干信息可知，Na+跨膜运输需要消耗能量。自由扩散、协助扩散、渗透作用均不消耗能量，主动运输的运输方向是由低浓度一侧运输到高浓度一侧，需要载体蛋白协助且消耗能量，D正确。

2.下列与胞吞和胞吐有关的叙述，错误的是（　 ）

A.细胞对大分子的胞吞没有选择性

B.胞吞和胞吐过程涉及细胞膜成分的更新

C.胞吞和胞吐的物质可以是大分子，也可以是小分子

D.能进行胞吞和胞吐的生物可以是细胞生物，但不可以是病毒

提示：细胞对大分子的胞吞有选择性，A错误；胞吞和胞吐过程涉及细胞膜成分的更新，B正确；胞吞和胞吐的物质可以是大分子，也可以是小分子，C正确；病毒无细胞结构，不能进行胞吞和胞吐，D正确。

3.将刚萎蔫的菜叶放入清水中，菜叶细胞含水量能够得到恢复的主要原因是（　  ）

A.自由扩散和协助扩散　　B.主动运输和胞吞

C.自由扩散和主动运输　　D.协助扩散和主动运输

提示：水的运输方式是自由扩散和协助扩散，运输动力是浓度差，不需要载体蛋白和能量。因此，将刚萎蔫的菜叶放入清水中，水可通过自由扩散进入细胞，也可以通过细胞膜上的通道蛋白以协助扩散的方式进入细胞内，使菜叶细胞中的水分得到恢复，故选A。

五、板书设计：

第二节  主动运输与胞吞胞吐

一、主动运输

1.定义

2.特点

3.条件

二、胞吞胞吐

1.胞吞的定义

2.胞吞的案例分析

3.胞吐的定义

2.胞吐的案例分析