第4单元
第3课时
物质跨膜运输的方式
授课年级
高一
课题
第4单元
第3课时
物质跨膜运输的方式
课程类型
新授课
课程学习目标
目标解读
1．说明物质进出细胞的方式；2．进行图表数据的解读。
重点难点
重点：物质进出细胞的方式难点：主动运输
课程导学建议
课前准备
PPT演示：人工的无蛋白质的脂双层膜对不同分子的通透性示意图；自由扩散、协助扩散和主动运输示意图；自由扩散、协助扩散和主动运输特点比较表；物质运输速率与氧气浓度之间关系坐标图；胞吞、胞吐示意图；课堂教学中涉及到的问题及答案等。
教学建议
建议教师在教学过程中，采用讲授与讨论相结合的方法，展示物质跨膜运输的现象，分析特点，解释原理，总结概念。举例比较说明三种物质跨膜运输方式的异同，分析影响物质跨膜运输速率的因素，培养学生解读图表数据的能力，并联系生活实际，让学生理解研究物质跨膜运输的意义。
课
堂
教
学
过
程
设
计
程序
学习内容
教师行为
学生行为
媒体运用
导入新课
创设情境
1.介绍物理上的水分子的扩散现象，引导学生思考水分子进出细胞的跨膜方式，进一步提出问题：其他物质如CO2、O2、葡萄糖等进出细胞分别采用是怎样的跨膜运输方式？2.说出三种跨膜运输方式，结合PPT演示自由扩散、协助扩散和主动运输示意图，将学生带进新课的学习氛围中。
1.从物理上的水分子的扩散，到水分子的渗透作用，思考细胞完成物质交换和气体交换时，物质是通过什么方式进出细胞的？
2.观看物质跨膜运输示意图，了解物质的跨膜运输存在自由扩散、协助扩散和主动运输三种方式。明确课堂学习的任务。
PPT演示图片
第一层级学习过程
自主预习
1.布置学生先预习教材，然后补充完成[知识体系梳理]的内容。2.PPT演示问题：①物质跨膜运输有哪三种方式？除此之外，你还了解有哪二种物质进出细胞的方式？②三种跨膜运输方式中，需要消耗能量的是哪一种方式？③分析物质跨膜运输方式示意图，指出图中a、b、c、d、e代表的物质跨膜运输方式分别是什么？④影响主动运输的因素有哪些？
1.预习教材相关内容，并从教材中找寻问题答案。
2.独立填写[知识体系梳理]中所缺内容。
PPT演示问题
交流讨论
1.检查学生对[知识体系梳理]的完成情况。2.与学生一起对所提出的问题进行讨论，对各小组提出的问题及解释进行探讨和解答。3.PPT演示问题答案：①物质跨膜运输有自由扩散、协助扩散和主动运输三种方式；②主动运输。③图中a、b、c、d、e代表的物质跨膜运输方式分别是主动运输、自由扩散、协助扩散、协助扩散和主动运输；④影响主动运输的因素有温度、载体的种类和数量、氧气浓度等。
1.小组讨论交流预习过程中生的疑问，经教师引导，解决问题。2.师生交流PPT演示的问题，认真记好笔记，把握本节课学习的基础知识。
PT演示图片及问题的答案
第二层级学习过程
知识一：认识几种物质进出细胞的方式
1.PPT演示人工的无蛋白质的脂双层膜对不同分子的通透性示意图，引导学生对物质跨膜运输方式的思考。2.PPT演示自由扩散、协助扩散和主动运输示意图，引导学生结合图解分析判断物质跨膜运输的方式。如3.PPT演示自由扩散、协助扩散和主动运输比较表，引导学生从物质跨膜方向、是否需要载体和是否消耗能量三个方面分析三种方式的特点。
观看PPT演示的图片，掌握物质跨膜运输的三种方式及其特点，如：方式主动运输运输方向低浓度→高浓度是否需要载体需要是否消耗能量需要举例氨基酸、K+、Na+、Ca+等进出细胞、葡萄糖进入小肠上皮细胞
PPT演示图片
知识二：细胞膜的流动性与选择透过性的关系及影响物质进出细胞的因素
1.结合物质跨膜运输的实例，引导学生认识到物质进出细胞与细胞膜的选择透过性有关，得出细胞膜具有选择透过性的结论。2.PPT演示物质运输速率与氧气浓度之间关系坐标图，引导学生思考，理解掌握氧气浓度、载体的种类和数量等因素对物质跨膜运输速率影响的规律，如图：3.PPT演示胞吞、胞吐示意图，简述胞吞、胞吐的条件并举例说明。
观看PPT演示的图片。1.了解细胞膜是一种选择透过性膜，其功能特性是具有选择透过性。2.根据物质跨膜运输的特点，掌握物质运输速率与氧气浓度等因素之间关系，训练读图、识图能力。3.认识生物膜结构的特点（具有一定的流动性）在胞吞、胞吐方面原理的应用，理解凡是影响细胞膜流动性的因素如温度，以及影响能量供应的因素，都将影响到胞吞、胞吐的过程。
口述、PPT演示图片
第三层级学习过程
课堂巩固
布置学生完成[基础智能检测]
课堂独立完成[基础智能检测]中的题目
PPT演示答案
展示讲评
1.检查学生完成[基础智能检测]的情况。2.点名提问，就错误答案及学生对知识理解的误区作出解答和正确的指导。如①错误地认为凡是细胞吸收葡萄糖，葡萄糖进入细胞的方式都是主动运输（如红细胞吸收葡萄糖的方式是协助扩散）；②错误地认为胞吞、胞吐方式属于跨膜运输方式（不属于，跨膜层数为0）等。3.对课堂教学内容作必要的补充。如载体的化学本质是蛋白质，所以提醒学生在学习过程中要注意关于物质化学本质的考点，如抗体、受体等物质。
1.分组讨论，针对错误率较高的内容尽量找到解题的突破口，并提交给其他组和教师。3.师生交流，共同探讨解题思路，同时记好笔记，补充课堂学习内容。
口述，PPT演示
第四层级学习过程
反思感悟
1.随同学生一起回忆，思考这一堂课中学了什么内容，学到了什么内容。2.指导学生补充完成[思维导图构建]，将知识进行初步整理，使之条理化、清晰化。3.点明内容的深度，传输学习经验，引导学生把握所学知识的深度和广度，少走“弯路”、“错路”。
1.思考课堂上接触到的知识，把握主干。2.填写[思维导图构建]，加强知识间的联系，争取对所学内容有更进一步的理解3.对比自己和同学、教师的解题思路，取长补短，总结学习经验。
口述（教师、学生互动）
课堂小结
与学生共同回顾所学知识，抓住关键词如“跨膜运输”，对知识进行提纲式小结，突出重点。如：①主动运输和被动运输的方式与特点；②影响运输速率的因素等。2.讲述学习中需多加注意之处及知识之间的联系。3.完善板书，布置课外作业（如固学案）。
1.与教师共同梳理本课堂学到的基础知识，找出自己的不足，完善自己的知识结构。2.在巩固知识的过程中，密切注意理论联系实际，活学活用。3.完善笔记，合理安排作业时间。
口述、PPT演示板书
课外拓展
继续探究
细胞膜具有选择透过性，影响细胞膜通透性的因素如温度、酸、碱等会影响物质的跨膜运输。在正常情况下，是不是不被细胞选择吸收的物质就不能进入细胞呢？（不一定，如对细胞有害的物质及有些病菌、病毒有可能通过细胞膜进入细胞。）
口述、PPT演示问题物质跨膜运输的方式
一,教材分析
1.
教材的地位和作用
《物质跨膜运输的方式》是人教版必修一第四章第三节的内容,本模块第3章已经介绍了细胞膜的化学组成和细胞膜结构以及大致的功能,本节着重介绍细胞膜控制物质进出这一重要功能,包括小分子或离子进出细胞的方式和大分子物质进出细胞的方式,通过对几种跨膜运输方式的探究,并运用数学坐标图来表达三种方式的规律和特征,可以培养学生对图表数据的解读能力,即信息解读和知识迁移转化的能力.这部分内容和前面所学的"分泌蛋白的合成和运输"有关联的地方,同时又是对生物膜具有流动性的一个很好的佐证.对学生理解细胞是基本的生命系统有着重要的意义.
2.教学目标
根据教学大纲的要求和教材的具体内容,结合学生现有的知识水平,拟定了下列几个教学目标:
(1)知识与技能目标
a,能举例明物质跨膜运输方式的类型及特点.
b,通过学习,自己能理解并出被动运输与主动运输方式的异同点.
c,阐述主动运输对细胞生活的意义.
d,正确解读坐标数据图表
(2)能力目标
培养学生积极思考的学习习惯,参与集体讨论和合作勇于探索的科学态度
(3)情感目标
a,养成自主学习,合作学习的意识,培养严谨的科学精神
b,通过对生命现象的阐释,体会生命的伟大与神奇,培养尊重生命,
尊重生命科学的情感态度
3.教学重点,难点
教学重点
(1)物质进出细胞的方式
(2)图表数据的解读
教学难点:
(1)主动运输的特点,过程和意义
(2)图表数据的解读
4.
课时安排:一课时
二,学情分析
本节的授课对象是高一的学生,在初中阶段,学生对物质交换有了很肤浅的了解,通过前几章的学习,学生已经具备了细胞膜的结构,水分跨膜运输实例的基础,掌握了蛋白质多样性的知识,为新知识的学习奠定了认知基础.并且还具备了一定的认知能力,思维的目的性,连续性和逻辑性也已初步建立,能独立思考,对生活现象提出疑问,并通过多种途径找出解决的办法.同时经过前阶段的新课程学习,他们具备了群体讨论,并大胆出自己的想法和理论依据的能力.对事物的探究有激情,但往往对探究的目的性及过程,结论的形成缺乏理性的思考,需要教师的引导.
三,教学方法
根据上述对教材和学生情况的分析,本节采用以下的教法和学法突破教学重难点:
教法:本节课的教学采用教师主导,学生自主,合作和交流讨论相结合的方法,总体思路为:展示现象→
提出问题→
解释原理
→总结概念,使学生综合运用到课程标准所提到的"观察,描述,比较,概括,分析,解读图表"等技能,并配以多媒体辅助教学.
学法:主动运输是本节课的教学难点,要掌握好这点,必须运用对比的方式进行学习,通过观察讨论的方式让学生自己找出被动运输和主动运输的主要区别来掌握该难点.
四,教学过程:
(一)复习回顾
复习细胞膜的成分和结构,让学生对基础内容进行复习；回忆初中物理红墨水扩散现象，为本节课内容的学习做好铺垫.
(二)创设情景导入新课
利用"问题探讨",用多媒体展示,提出问题:⑴,这个脂双层膜模拟的是不是生物膜
⑵,什么样的分子能够通过
什么样的分子不能通过
⑶,葡萄糖不能通过该膜,但是小肠上皮细胞能大量吸收葡萄糖,如何解释
⑷,观察此图,联系已有知识,你还能提出其他问题吗
能不能对所提出的问题作出尝试性的回答
引导学生观察,并归纳出答案
教学明:设立问题情景,创设物质跨膜运输的思维平台,为学生的有效发散思维提供背景,培养学生的主动思维能力,为进一步突破难点做铺垫,激发学生学习激情.
(三)几种物质运输方式
1.小分子和离子的跨膜运输
(1)多媒体展示扩散现象,引出物质运输的两种方式被动运输和主动运输的概念,让学生分析水分子进入细胞的原因和方式,是不是和上述扩散相似,总结出自由扩散的概念,多媒体动画展示自由扩散的过程,组织学生讨论,得出自由扩散的特点.
教学明:该部分内容简单,通过多媒体展示,使抽象内容形象化,便于学生理解
(2)进一步提出问题:葡萄糖不能通过人工合成的脂质双分子层,但对于细胞来,葡萄糖又是必需的,它是怎样通过细胞膜进入细胞的
激发学生的学习兴趣和探索激情,让学生尝试作出解释,再指出载体蛋白的作用,总结出协助扩散的概念,多媒体动画展示协助扩散的过程,组织学生讨论,得出协助扩散的特点.
提出问题:①自由扩散与协助扩散需要消耗能量吗
②自由扩散与协助扩散有什么相同点
有什么不同点
③自由扩散与协助扩散为什么被称为被动运输
组织学生思考和讨论,得出答案.
(3)更进一步提出问题:如果只有被动运输能满足细胞生命活动的需要吗
多媒体展示相关资料,思考:以上资料明了什么
组织学生分析讨论物质逆浓度梯度跨摸运输的现象,提出问题:为什么这些物质可以逆浓度梯度运输
进行解释,总结主动运输的概念,多媒体动画展示主动运输的过程,组织学生讨论,得出主动运输的特点,
提出问题:主动运输与被动运输的区别是什么
主动运输对于生命现象有什么重要意义
学生总结.
为了使抽象内容具体化,模拟现实生活中的三个常见现象,通过三个动画的展示,运用类比的方法,使学生对三种运输方式的认识更加直观化.
教学明:该部分为本节课的重点内容,通过图形展示引出问题,并层层深入,展示出物质运输的几种方式,动画展示更加具体和形象化,同时,组织学生针对问题进行探讨,既极大的调动了学生的学习激情,深入开发了学生比较,概括和分析能力,又增进师生互动,活跃了课堂气氛.
(4)提出问题:三种运输方式有哪些异同
组织学生分析填表,反馈和纠正.
提出问题:影响自由扩散,协助扩散和主动运输速度的主要因素各是什么
画出细胞对某物的自由扩散,协助扩散和主动运输速度随细胞外浓度的改变而变化的曲线图
组织学生分组讨论,并作图,展示各组的成果.
教学明:本环节巩固理论知识是对课本知识扩展和对重点,难点内容的深入理解和总结,只有理解了三种运输方式的异同,才能完成本环节教学任务,既突显书本知识,又培养学生的团结协作的精神,提高学生制做图表的能力和抽象化思维能力的形成.
2.大分子的运输
引导学生回忆分泌蛋白的分泌过程,得出胞吐现象,提出问题:那大家知道白细胞是如何吃掉病菌的吗
显示有关图片.
强调:胞吞和胞吐作用都需要能量
提出问题:胞吞和胞吐体现了细胞膜结构的特点是什么
与书本前面知识相联系.
(四)技能训练
指导学生就《技能训练》部分进行讨论
五,反馈练习
教师小结几种运输方式,特别是自由扩散,协助扩散和主动运输的特点本部分习题,针对物质跨膜运输方式的特点和不同而设计,让学生思考完成具有针对性的练习,进行知识巩固和教学效果反馈,及时纠正错误的理解和片面的认识.
六,总结反思
本节课比较符合新课标的理念,改变了以往填鸭式的教法,体现了教师为主导,学生为主体的教学模式.这部分内容本身并不难,学生在学习的过程中相对轻松,但是如果不把新旧知识进行整合,在解题的时候还是存在一定困难.在分组讨论中,虽然学生的回答不一定完整,但还是从多角度对学生给予积极的肯定,从而增强了学生的自信心.在教学节奏的把握上,由于学生讨论和交流比较花费时间,容易出现前紧后松或是前松后紧的情况,因此在时间上应当注意控制
七，板书设计
物质跨膜运输的方式
被动运输
主动运输4.3
物质跨膜运输的方式
一、教材分析
“物质跨膜运输的方式”是普通高中课程标准实验教科书生物必修一“分子和细胞”中的内容。该内容属于细胞的功能之一：物质的输入和输出。整节内容除了介绍相关的理论知识外，重点还在于使学生认识生物科学的价值，理解细胞是基本的生命系统,理解任何一个生命系统都是开放的系统，都与外界有物质的交换。学生通过学习，会运用生物学知识来解决社会生活中的一些实际问题。
二、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。
三、教学重点、难点及解决方法
（1）教学重点及解决方法
[教学重点]
物质进出细胞的方式。
[解决方法]
1、介绍扩散现象，列举氧和二氧化碳进出细胞的现象，总结出自由扩散的概念。
2、葡萄糖不能通过无蛋白质的脂双层，却能通过细胞膜，总结协助扩散的概念。
3、列举逆浓度梯度跨膜运输现象，总结出主动运输的概念。
（2）教学难点及解决方法
[教学难点]
主动运输
[解决方法]
通过列举逆浓度梯度跨膜运输的现象，播放相关的多媒体动画，讲清主动运输的概念及特点。
四、课时安排
1课时
五、教学方法
直观教学法、讲授法、讨论法。
教具准备：课件
六、学生活动
1、指导学生，阅读教材，回答相关问题。
2、启发学生提出问题。
七、教学程序
[问题探讨]给学生呈现P70图，提出下列讨论题：
1、什么样的分子能够通过脂双层？什么样的分子不能通过？
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，对此
该如何解释？
3、观察此图，你还能提出其他问题吗？
学生讨论后回答。
教师播放自由扩散，协助扩散和主动运输三种跨膜运输的多媒体动画。设计下表让学生填写：
项目
自由扩散
协助扩散
主动运输
膜外、膜内浓度高低
是否需载体蛋白
是否消耗ATP
实例
讲述
（一）小分子或离子的跨膜运输
1、自由扩散
往清水中滴一滴蓝墨水，清水很快变为蓝色，这就是扩散。物质通过简单的扩散作用进出细胞，叫做自由扩散。不需要载体蛋白，也不需要消耗ATP，只能顺浓度梯度运输，如O2、CO2、甘油、乙醇等。
2、协助扩散
葡萄糖不能通过无蛋白质的脂双层，却能通过细胞膜，是因为镶嵌在膜上的一些特有的蛋白质，能协助葡萄糖等物质顺梯度跨膜运输，进出细胞的物质借助载体蛋白的扩散，叫做协助扩散。不需要消耗ATP。自由扩散和协助扩散统称为被动运输。
3、主动运输
从低浓度一侧运输到高浓度一侧，需要载体蛋白的协助，同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的能量，这种方式叫做主动运输。如Na＋、K＋、Ca2＋的吸收。
（二）胞吞和胞吐
结合P72图讲解。
1、胞吞：当细胞摄取大分子时，首先是大分子附着在细胞膜表面，这部分细胞膜内陷形成小囊泡进入细胞内部，这种现象叫胞吞。
2、胞吐：细胞需要外排的大分子，先在细胞内形成囊泡，囊泡移动到细胞膜处，与细胞膜融合，将大分子排出细胞，这种现象叫胞吐。
（三）总结
重点总结物质跨膜运输的方式，两种被动运输的方式有什么异同，主动运输与被动运输的区别及对细胞生活的意义。
（四）布置练习作业Ｐ73
（五）板书设计
第３节
物质跨膜运输的方式
一、小分子和离子的跨膜运输
项 目
自由扩散
协助扩散
主动运输
膜外、膜内浓度高低
膜外高，膜内低
膜外高，膜内低
膜外低、膜内高
是否需要载体蛋白
不需要
需要
需要
是否消耗ＡＴＰ
不需要
不需要
需要
实例
Ｏ２、ＣＯ２、甘油、乙醇、苯、水
Ｃ６Ｈ１２Ｏ６
Ｎa＋、K＋、Ca2＋、氨基酸
二、大分子的跨膜运输方式
1、胞吞
2、胞吐教学设计
教学主题
物质跨膜运输的方式
一、教材分析
本节是模块一第4章
第三节内容，第一节主要说明细胞膜是选择透过性膜，而这种功能与膜的结构有关，这样进入第二节内容，能进入膜的物质跨膜运输的方式是否相同，这正是本节课
要探讨的问题。任何一个生命系统都是开放的系统，都与外界有物质的交换，可见这节内容对学生理解细胞是基本的生命系统有着重要意义。
另外，本节内容又与本模块第五章的第2节《细胞的能量“通货”——ATP》以及前面所学的“分泌蛋白的合成和运输”有关联的地方，同时又是对生物膜具有流动性的一个很好的例证。
二、学生分析
学生已经具备了细胞膜的结构、水分跨膜运输实例的基础，掌握了蛋白质多样性的知
识，为本节的学习奠定了认知基础。同时，高一学生已具备了一定的观察、比较、分析、解决问题、表达能力，自主学习意识不断增强，对事物的探究有热情。基于
这样的学情，本节通过动画引导学生观察讨论，进行自主探究性学习。通过绘制坐标图、解读数据图、填写比较图、描述模式图、设计概念图等，帮助学生实现对细
胞膜控制物质进出方式感性认识到理性认识的上升，深刻领会膜结构与功能相适应的观点。培养学生的合作探究能力，正确解读图表数据的能力。
三、教学目标
知识目标
1）举例说明物质进入细胞的方式及特点
2）明确主动运输与被动运输的区别
3）理解主动运输的意义
能力目标
1）学会从现象提出问题，分析原理，归纳概念的方法
2）提高对图表数据的解读能力
情感态度与价值观目标
1）参与讨论与交流，学会合作
2）在发现过程中培养良好的探究性学习思维
四、教学环境
√简易多媒体教学环境
□交互式多媒体教学环境
□网络多媒体环境教学环境
√移动学习
□其他
五、信息技术应用思路（突出三个方面：使用哪些技术？在哪些教学环节如何使用这些技术？使用这些技术的预期效果是？）200字
导入新课--演示白细胞吞噬病菌的动画，提高兴趣引入课题。
新课学习--1、投放被动运输和主动运输多媒体动画，进行形象演示。
2、翻版游戏回答问题，引领合作探究。
3、投影展示表格规范答卷，鼓励性评价。
4、投放多媒体动画，演示胞吞胞吐散的过程。
知识升华—1、投影三种方式的坐标图，利于分析。2、展示当堂达标训练题。
六、教学流程设计（可加行）
教学环节
（如：导入、讲授、复习、训练、实验、研讨、探究、评价、建构）
教师活动
学生活动
信息技术支持（资源、方法、手段等）
导入
下面大家来看一个动画，模拟的是变形虫吞入异物，经消化后排出代谢废物的过程，
学生观看、
思考
多媒体播放，激发兴趣，导入新课
讲授
一、（被动运输—
自由扩散）
直接投放多媒体动画，演示自由扩散的过程，提问：
（1）物质运输方向
（2）是否需要载体？（3）是否消耗能量？
观察思考、
分组讨论、
总结展示结果
多媒体播放，
形象逼真
讲授
二、（被动运输—协助扩散）
直接投放多媒体动画，演示协助扩散的过程，提问：
（1）物质运输方向
（2）是否需要载体？
（3）是否消耗能量？
观察思考、
分组讨论、
总结展示结果
多媒体播放，
形象直观
讲授
三、(主动运输)
直接投放多媒体动画，演示协助扩散的过程，提问：
（1）物质运输方向
（2）是否需要载体？
（3）是否消耗能量？
观察思考、
分组讨论、
总结展示结果
多媒体播放，
形象直观
讲授
三种运输方式
的比较与概括
（总结出概念
回答问题
引领合作探究
翻版游戏
讲授
知识升华
投影三种方式的坐标图
观看分析思考，展示思考的结果
利用电子白板进行图像，巩固所学知识。
讲授
大分子和颗粒物质的转运方式
投放多媒体动画，演示胞吞胞吐散的过程，提问：
（1）物质跨膜的基础是？
（2）是否需要载体？
（3）是否消耗能量？
（4）跨膜层数是？
观看分析思考，抢答
多媒体播放，
形象直观
巩固竞答
直接抢答，不需要举手，答错了机会自动转入另一个小组，而且思考时间不能超过一分钟。
认真思考竞答
利用电子白板逐题展示
七、教学特色（如为个性化教学所做的调整，为自主学习所做的支持、对学生能力的培养的设计，教与学方式的创新等）200字左右
1、打破以往的教学模式，教法新颖，从认识事物发展的规律即：“想象—实质—规律”的过程，以对比现象——归纳概念的方式引导学生主动探究。
2、通过跨膜视频增加学生学习的积极性。
3、通过图表资料，引导学生自主分析。
4、总结解读图表的方法，从而升华知识。
5、锻炼学生协作能力，思维敏捷能力，提高学生的概括能力第3节
物质跨膜运输的方式
●从容说课
生物膜是一种选择透过性膜，它的选择性是与其结构密切相关的，那生物膜的这种选择性功能是如何实现的呢？则在这一节中来阐述。主要介绍两大块内容，一是小分子或离子进出细胞膜的方式，包括自由扩散、协助扩散、主动运输，要求学生理解这三种方式的相同点和不同点，主要从膜两侧的浓度差、是否需要载体、是否需要消耗能量、代表的例子等方面来进行对比。二是大分子物质进出细胞的方式，包括胞吞和胞吐，这部分内容和前面所学的“分泌蛋白的合成和运输”有关联的地方，同时这又是对生物膜具有流动性的一个很好的佐证，老师要引导学生将知识融会贯通。
本节教材中的“问题探讨”设置很好，有启发性和思考性，通过对比不同物质通过不含蛋白质的人工脂双层的实验结果，引导学生思考为什么葡萄糖不能通过脂双层，而小肠上皮细胞不仅能吸收水，还能大量吸收葡萄糖，很自然地引出后面的协助扩散和主动运输。值得注意的是，“问题探讨”并未将所有该提的问题和盘托出，而是鼓励学生自己提出问题。比如，学生可能会问：“钠离子、钾离子也不能通过脂双层，但是却能够被细胞吸收，这是为什么？”也为后面讲述主动运输埋下了伏笔，同时也培养了提出问题的能力。
本节内容属于原理性的内容，但学生并不难掌握，通过自学课本，结合老师的动画课件演示，学生还是能很容易比较出三种方式的异同的。但是学生应用这些基本知识解决实际问题习题时，可能会有一定难度。所以建议采用“先学后教，当堂训练”的教学方法能取得较好的教学效果，老师先引导学生自学并总结对比三种跨膜运输的方式之异同，然后老师稍做点拨，最后精选一些习题让学生当堂训练。在精选的习题中，可以突出一些对坐标图表分析的题型，因为新教材越来越强调解读数学坐标图表的能力，并要求学生能用坐标图表来表达一些结论。本节内容在对坐标图表分析上有较好教学价值。
●三维目标
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）正确解读坐标数据图表。
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）运用表格的方式进行总结，简洁明了。
3.情感态度与价值观
本节情感态度与价值观的教学价值方面不太明显，主要强调积极思考，主动自觉。
●教学重点
1.小分子和离子跨膜运输的方式：自由扩散、协助扩散和主动运输。
2.大分子跨膜运输的方式：胞吞和胞吐。
●教学难点
主动运输。
●教具准备
自由扩散、协助扩散、主动运输、胞吞、胞吐五种跨膜运输方式的多媒体演示课件
●课时安排
1课时
●教学过程
［课前准备］
（1）用于指导学生对比学习三种运输方式的表格。
（2）自由扩散、协助扩散、主动运输、胞吞、胞吐五种跨膜运输方式的多媒体演示课件。
（3）精选一些相关的习题，用于当堂训练。
［情境创设］
前面我们讲到生物膜是半透膜，有的分子可以通过而有的分子和离子则不能通过，下面我们看看图4－3－1：
图4－3－1
教师：首先大家仔细观察，这张图所反映的膜是不是生物膜？为什么？
学生：不是生物膜，它只有磷脂双分子层，中间没有镶嵌蛋白质。
教师：很好，观察很准确。这是人工合成的没有蛋白质的脂双层膜。研究它的通透性。大家看什么分子能通过人工合成的脂双层？什么分子不能通过人工合成的脂双层？
学生：氧气、二氧化碳、氮气、水等小分子很容易通过合成的脂双层；苯、甘油、乙醇等脂溶性的分子也可以通过；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。
教师：很好，大家发现葡萄糖分子不能自由通过人工合成的无蛋白质的脂双层，但我们又知道细胞生命活动中是离不开葡萄糖的，细胞需要不断补充葡萄糖以提供能量，也就是说葡萄糖肯定是可以通过细胞膜进到细胞内部的。那这又该如何解释呢？
学生：因为人工脂双层中是没有蛋白质的，会不会是蛋白质对葡萄糖等物质的运输起了作用呢？
教师：想得很好，大家看这个图还能发现什么问题？
学生：前面我们讲了水稻、番茄会有选择地吸收离子，而这个图中显示离子是不能通过脂双层的，会不会离子的吸收也与蛋白质有关？
教师：很好，大家开始具备一些分析问题的能力了。其实蛋白质在物质的跨膜运输中起了十分重要的作用。那下面我们就一起来学习物质跨膜运输的方式。
［师生互动］
1.小分子或离子的跨膜运输
教师：这部分内容不难，要求大家先进行自学，首先大家看物质的跨膜运输有几种方式？
学生：两大类三种：被动运输（自由扩散、协助扩散）和主动运输。
教师：那这几种方式有什么异同呢？我们如何来区分它们？希望大家能通过自学总结出来。大家可以结合这个表格来总结：
项
目
自由扩散
协助扩散
主动运输
细胞膜两侧物质浓度差
是否需要载体蛋白
是否消耗细胞内的能量
代表例子
学生活动：阅读课本按表格进行总结。（约给学生十分钟时间）
在老师的引导下完成表格。
老师展示自由扩散、协助扩散和主动运输三种跨膜运输的多媒体动画。（动画演示之前要交代清楚背景知识，如什么图形代表什么物质，哪边是细胞膜内侧，哪边是细胞膜外侧等，要注意引导学生有侧重地观察）请学生依次来填充表格：
项
目
自由扩散
协助扩散
主动运输
细胞膜两侧物质浓度差
由高浓度到低浓度
由高浓度到低浓度
由低浓度到高浓度
是否需要载体蛋白
不需要
需要
需要
是否消耗细胞内的能量
不消耗
不消耗
需要消耗
代表例子
氧气、水、二氧化碳、苯等通过细胞膜
葡萄糖通过红细胞膜
葡萄糖、氨基酸通过小肠上皮细胞膜；离子通过细胞膜
教师：自由扩散和协助扩散需要消耗能量吗？为什么？
学生：自由扩散和协助扩散都不需要消耗细胞代谢产生的能量。因为二者都是顺物质的浓度梯度进行的。
教师：自由扩散和协助扩散有什么异同？
学生：自由扩散与协助扩散的共同之处是都是顺着物质的浓度梯度进行的，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。因为有蛋白质的协助，协助扩散的速度远远比自由扩散快。
教师：为什么自由扩散和协助扩散被称为被动运输？
学生：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。
教师：主动运输与被动运输的区别是什么？这对于细胞的生活有什么意义？
学生：最大的区别是是否消耗能量。主动运输普遍存在于动植物和微生物细胞中，保证了活细胞能按照生命活动的需要，主动选择吸收所需要的营养物质，主动排出代谢废物和对细胞有害的物质。
2.大分子的跨膜运输
载体蛋白虽能帮助许多离子和小的分子通过细胞膜，但对于一些像蛋白质这样的大分子的运输是无能为力的，那这些特别大的分子是如何进出细胞的呢？
我们来回忆一下我们以前讲的分泌蛋白是如何运输的。
学生：通过高尔基体形成小囊泡将分泌蛋白包住，然后小囊泡移动到细胞膜处，与细胞膜融合，将蛋白质分泌出去。
教师：很好，其实大家已经知道了大分子的蛋白质是如何排出的，就是通过这种方式，叫做胞吐。那大家知道白细胞是如何吃掉病菌的吗？
学生：通过细胞膜内陷形成小囊泡包住细菌，然后囊泡从细胞膜上脱离出来，在细胞内杀死细菌。
教师：对了，这其实也就是大分子物质进入细胞膜的方式，叫胞吞。
［教师精讲］
1.小分子或离子的跨膜运输
（1）自由扩散
一滴蓝墨水滴到清水中，很快就会分散到清水中，使清水呈现蓝色，这就是扩散。
水分子和脂溶性的小分子物质按照一般扩散作用的原理从分子密度高的地方向分子密度低的地方运动，能够自由通过细胞膜，这种方式称为自由扩散。
前面我们所讲的渗透作用水分子的移动也就是自由扩散。脂溶性小分子和不带电的极性小分子顺浓度梯度扩散通过质膜的过程，不需要特殊的膜装置协助，也不直接消耗ATP，是自由扩散，属于被动运输。
扩散是有方向的，总是从高浓度向低浓度的方向发生物质的转移。自由扩散的动力是物质由高浓度流向低浓度的倾向。例如CO2、O2、N2进出红细胞，取决于血液和肺泡中该气体的浓度差。脂溶性的甾类小分子激素（性激素、肾上腺皮质激素）以及酰胺类、甘油、乙醇等出入细胞是自由扩散。自由扩散的速度基本上取决于分子的大小和油溶度，分子越小，油溶度越大，扩散速度越快。还与分子的大小、溶解性和电性有关。例如，由于膜的基本结构是脂类双分子层，所以疏水性分子较易扩散，而亲水性分子和离子主要是通过膜上小孔进行扩散，这种小孔的直径小于1.0
nm，因此只有不大于1.0
nm的分子才能穿膜扩散。
同种分子的扩散速度取决于膜两侧的分子浓度差，浓度差越大，扩散速度越快。用坐标图表示，如图4－3－2。
图4－3－2
（2）协助扩散
一些非脂溶性的物质或水溶性强的物质，依靠细胞膜上镶嵌在脂质双分子层中特殊蛋白质的“帮助”，顺着化学浓度梯度扩散的过程。即将本来不能或极难进行的跨膜扩散变得容易进行，所以叫做协助扩散。协助扩散也是顺着浓度梯度扩散，也不需要细胞提供代谢能量，但扩散速度确远远大于自由扩散。其物质的运输速度与其浓度差关系可用图4－3－3的坐标
图4－3－3
图表示。当细胞外侧浓度增加到一定的时候，运输速度不再增加，这是因为受到载体数量的限制。例如，存在于红细胞膜中的葡萄糖透过体已经分离纯化出来，并已查明是一种相对分子质量为45
000的蛋白质。将这种透过体嵌入人工制造的脂双层中，葡萄糖分子就能很快穿过脂双层。大体来说，葡萄糖首先结合到这一透过体的表面，使透过体在构象上发生变化，出现通道，葡萄糖分子就可从这一通道进入细胞之中。如图4－3－4：
图4－3－4
（3）主动运输
主动运输指细胞通过本身的某种耗能过程，将某种物质的分子或离子由膜的低浓度一侧移向高浓度一侧的过程。按照热力学定律，溶液中的分子由低浓度区域向高浓度区域移动，就像举起重物或推物体沿斜坡上移，或使电荷逆电场方向移动一样，必须由外界供给能量。在膜的主动转运中，能量只能由膜或膜所属的细胞来供给，这就是主动的含义。前述的单纯扩散和易化扩散都属于被动转运，其特点是在这样的物质转运过程中，物质分子只能作顺浓度差，即由膜的高浓度一侧向低浓度一侧的净移动，而它所通过的膜并未对该过程提供能量。被动转运时物质移动所需的能量来自高浓度所含的势能（图4－3－5示），因而不需要另外
图4－3－5
供能。被动转运最终可能达到的平衡点是膜两侧该物质的浓度差为零的情况；如果被动转运的是某种离子，则离子移动除受浓度差的影响外，还受当时电场力的影响，亦即当最终的平衡点达到时，膜两侧的电—化学势的差应为零。主动转运与此不同，由于膜以某种方式提供了能量，物质分子或离子可以逆浓度或逆电—化学势差而移动。体内某种物质分子或离子由膜的低浓度一侧向高浓度一侧移动，结果是高浓度一侧浓度进一步升高，而另一侧该物质愈来愈少，甚至可以全部被转运到另一侧。如小肠上皮细胞吸收某些已消化的营养物；肾小管上皮细胞对小管液中某些“有用”物质进行重吸收，均属此现象。由于此过程在热力学上为耗能过程，不可能在无供能的情况下自动进行，因此如果在生物体内出现这种情况，说明有主动的跨膜转运在进行，必定伴随了能源物质（常常是ATP）的消耗。
主动运输因要消耗能量，而能量的产生又与有氧呼吸的耗氧量有关，所以其运输速度与耗氧量有关，用坐标图表示为图4－3－6。图中出现一段平台期同样是因为载体的数量是有限的。
图4－3－6
2.胞吞和胞吐
一些大分子或物质团块的转运，是通过胞吞作用和胞吐作用来实现的。
①胞吞：胞吞是指物质通过细胞膜的运动，从细胞外进入细胞内的过程。如果进入的是固体物质，称为吞噬；如果是液态物质，称为吞饮。
胞吞过程进行时，首先是细胞膜“辨认”环境中的某物质。这一“辨认”过程可能与细胞膜表面存在的特殊受体以及被吞物质所带的电荷和其表面的粗糙程度有关。接着是膜和该物质接触，引起膜的形态和机能的变化。接触处的膜内陷。其周围的膜形成了突出的伪足并包围该物质，然后，伪足相互接触并发生膜的融合和断裂，于是异物和包围它的一部分细胞膜一起内陷而进入细胞内。在胞质内，吞噬物与溶酶体接触后，两膜融合成一体，溶酶体内的水解酶即可将进入的物质进行消化。
吞噬现象见于中性粒细胞与巨噬细胞对细菌、异物、组织碎片等的吞噬；吞饮现象见于人体毛细血管、肝、小肠上皮等细胞借以摄取外界蛋白质、脂肪等。
②胞吐：胞吐是指物质通过细胞膜的运动，从细胞内排出到细胞外的过程。它是细胞把代谢产物或腺细胞的分泌物排到细胞外的方式。以腺细胞分泌酶原的过程为例，当胞吐作用进行时，腺细胞内的酶原颗粒逐渐向细胞的顶端靠近。最后酶原颗粒外包裹的膜和细胞膜接触并融合，在融合处形成小孔，致使酶原颗粒内容物放出细胞外。胞吞和胞吐作用也都是耗能的主动转运过程。
［评价反馈］
1.人体组织细胞从组织液中吸收甘油的量主要取决于
A.组织液中甘油的浓度
B.细胞膜上甘油载体的数量
C.细胞的呼吸作用强度
D.细胞膜上载体的种类
2.海带细胞中碘的浓度比海水中碘的浓度高很多倍，但仍然能吸收碘，原因是
A.海带细胞能够通过自由扩散的方式吸收碘
B.海带细胞膜上运载碘的载体多，通过协助扩散的方式吸收
C.海带细胞膜上运载碘的载体多，通过主动运输方式吸收
D.海带细胞不断消耗碘元素，细胞内碘浓度不断降低
3.实验表明，K+不能通过磷脂双分子层的人工膜，但如在人工膜中加入少量缬氨霉素（含12个氨基酸的脂溶性抗菌素）时，K+则可以通过膜从高浓度处向低浓度处扩散。这种物质通过膜的方式是
A.自由扩散
B.协助扩散
C.主动运输
D.胞饮作用
4.下列物质中易通过细胞膜的是
A.淀粉
B.甘油
C.蛋白质
D.糖类
5.图4－3－7是胡萝卜在不同的含氧情况下从硝酸钾溶液中吸收K+和NO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
图4－3－7
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.对细胞膜的选择性起主要作用的物质是
A.胆固醇
B.多糖
C.蛋白质
D.磷脂
7.图4－3－8为物质出入细胞膜的示意图，请据图回答：
图4－3－8
①A代表________分子；B代表________；D代表________。
②细胞膜从功能上来说，它是一层___________膜。
③科学家发现，当温度升高到一定程度时，B的厚度变薄而面积增大，这说明B具有___________。
④在a～e的五种过程中，代表被动运输的是___________。
⑤可能代表氧气运输过程的是图中编号________；葡萄糖从肠腔进入小肠上皮细胞的过程是图中编号________。
⑥细胞膜上与细胞识别、信息传递有密切关系的化学物质是________。
8.图4－3－9中纵坐标表示物质通过心肌细胞细胞膜的运输速率。请据图回答：
图4－3－9
①心肌细胞吸收氧气和葡萄糖的方式依次为________（填序号）。
②图B中出现平区的主要原因是___________。
③若对心肌细胞施用某种毒素，结果钙离子吸收量明显减少，而钾离子、葡萄糖等物质的吸收量不受影响，其原因是___________。
④若用呼吸抑制剂处理心肌细胞，则钙离子、钾离子、葡萄糖等物质的吸收均受到明显影响，其原因是___________。
9.科学家在研究钠通过细胞膜的运输方式时，做了下述实验：先向枪乌贼神经纤维里注入微量的放射性同位素24Na。不久可测得神经纤维周围溶液中存在24Na。如果在神经纤维膜外溶液中先后加入某药物和ATP，测得神经纤维周围溶液中24Na的量如图4－3－10所示。
图4－3－10
由此可见，神经纤维排出24Na需要________，24Na通过细胞膜的方式是________。药物的作用机理是______________________。
参考答案：
1.A
2.C
3.B
4.B
5.B
6.C
7.蛋白质
磷脂分子
多糖/糖蛋白/糖被
②选择透过性
③流动性
④
b、
c、
d
⑤
b
a
⑥糖被/糖蛋白
8.①A图和B图
②载体蛋白的数量有限
③毒素只对钙离子的载体蛋白起抑制作用
④主动吸收需要的能量来不及提供
9.消耗能量
主动运输
抑制细胞呼吸从而抵制能量的产生
［课堂小结］
这节课主要学习了物质的跨膜运输方式，分为两大类：被动运输和主动运输。被动运输包括自由扩散和协助扩散，它们都是顺浓度梯度运输的过程，不需要消耗能量，但协助扩散需要载体蛋白协助。主动运输是逆浓度梯度运输的过程，需要消耗细胞的能量，还需要载体蛋白的协助。
［布置作业］
完成书本“技能训练”（P73）
［课后拓展］
细胞膜主动运输功能的实验
实验目的：
验证和认识细胞主动运输的基本原理，学会研究活细胞生理功能的操作方法。
实验原理：
细胞主动运输是一种耗能的活性功能。它的运输速度跟环境有关，运用高温明显抑制主动运输的进行，因此，也就能观察到主动运输现象。
材料器具：
活蝗虫，蟋蟀，蟑螂（蜚蠊）或其他大型昆虫；培养皿或小烧杯，镊子，解剖针，解剖蜡盘，剪刀，载玻片，酒精灯，显微镜；昆虫任氏液，酚红染液。
实验步骤：
（1）在解剖蜡盘内用大头针固定活蝗虫，腹面向上。剪开腹部，剪去蝗虫的足和翅，沿虫体背面左侧气门上方，由腹部末端向前剪至头部，再从右侧气门上方从腹部末端剪至头部。除去背部的外骨骼、体壁和肌肉，露出其内部器官，在中后肠交界处可以看到有数十条盲管游离在血腔内，这就是昆虫的排泄器官马氏管（见图4-3-11）。小心分离马氏管，沿根部剪断，立即投入不含酚红的任氏液中。
图4－3－11
（2）在干净载玻片上放上几条马氏管，滴上一滴含有酚红染料的任氏液，放在显微镜下观察，可以看到马氏管管腔内的红色染料逐步积累，并逐渐超过管外的浓度。
（3）取几根马氏管，放于60
℃以上水浴锅中水浴，使马氏管失去活性，再重复步骤2，观察有何不同。
（4）在0
℃、15
℃、30
℃等不同温度下水浴数分钟，重复步骤2，观察染料主动吸收的不同速度。
注意事项：
昆虫马氏管离体一段时间内仍保持活性，这跟环境、温度等条件有关，一般可保持活性一二小时。操作宜快速细心，环境温度以20
℃左右为宜。酚红染液宜淡，否则难以显示马氏管内浓度高出管外浓度。
分析和讨论：
活性马氏管有主动运输功能，能逆浓度吸收染料。失活马氏管已成为物理性渗透系统，不具主动运输功能。实验表明主动运输的速度跟环境温度有关。
●板书设计
第3节
物质跨膜运输的方式
一、小分子和离子的跨膜运输
项
目
自由扩散
协助扩散
主动运输
细胞膜两侧物质浓度差
由高浓度到低浓度
由高浓度到低浓度
由低浓度到高浓度
是否需要载体蛋白
不需要
需要
需要
是否消耗细胞内的能量
不消耗
不消耗
需要消耗
代表例子
氧气、水、二氧化碳、苯等通过细胞膜
葡萄糖通过红细胞膜
葡萄糖、氨基酸通过小肠上皮细胞膜；离子通过细胞膜
二、大分子的跨膜运输方式
1.胞吞
2.胞吐
