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
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：
运输方式
浓度梯度
载体
能量
自由扩散
由高到低（氧气，水，甘油等小分子脂溶性物质）
不需要
不需要
协助扩散
由高到低（葡萄糖入红细胞）
需要
不需要
主动运输
由低到高（小肠吸收葡萄糖，氨基酸，无机盐）
需要
需要
教师巡回指导，学生完成后可稍作点评。
如何判断主动运输：一，物质运输是否消耗能量，第二，物质从高浓度一侧运输到低浓度一侧。
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。
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？
技能训练
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）
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。
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。
第四章 细胞的物质输入与输出
第三节 物质跨膜运输方式
一、 教学目标
1．知识目标
⑴说明物质进出细胞的方式。
⑵进行图表数据的解读。
2.技能目标 培养学生提出问题的能力；培养学生解读图表数据的能力
3.情感目标 联系生活实际，让学生理解研究物质跨膜运输的意义
二、教学重点和难点
1.教学重点 物质进出细胞的方式，说出被动运输与主动运输的异同点
2.教学难点 主动运输，正确解读坐标数据图表
三、教学方法策略
本节教学宜采用讲授与讨论相结合的方法，基本思路可以确定为：展示现象→提出问题→解释原理→总结概念。并适时运用多媒体辅助教学
四 教学过程
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？
学生分组讨论
小组代表发表看法
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。
教师：细胞在生命活动过程中要不断从外界摄取细胞所需要的营养物质，产生的废物排出去，以维持细胞正常的生命活动。那么，物质是怎样通过细胞膜出入细胞的呢？
演示：清水中滴一滴红墨水，清水很快就变成红色，为什么？
学生小组交流得出：扩散的概念
（一）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
学生总结：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？”
学生尝试作出解释
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？
学生回答：（略）
（二）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？
学生答：（略）
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？
学生回答（略）
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？
学生答：（略）
幻灯片展示，请学生完成下表：
出入细胞的物质举例
物质出入细胞的方式
细胞膜内外物质的浓度
是否需要载体蛋白质
是否需要消耗细胞内的能量
出入细胞的物质类型
甘油
进入红细胞的葡萄糖
进入细胞的K+
（答案略）
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？
学生回答：（略）
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
