高中生物学物质跨膜运输的方式教案

第四章 细胞的物质输入和输出
第三节 物质跨膜运输的方式
授课内容：物质跨膜运输的方式 授课班级：高一（*）班
教师： 授课时间：2010年*月*日
教材：人教版普高课标实验教科书生物必修1
一、【学情分析】
本节课的授课对象是高一的学生。他们已经学习了初中生物学的内容，具备了一定的生物学基础。学生已经具备了细胞膜的结构、水跨膜运输的实例的基础，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。
物质的跨膜运输是学习细胞内环境平衡的基础，是本章的重点和难点，需要教师在这节课上提供给学生较多的直观材料，帮助其降低学习难度。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。可见本节所属的章节内容对学生理解细胞是基本的生命系统有着重要的意义。
二、【教学内容分析】
（1）本节课的知识结构
在物质的跨膜运输这一节课的教学中，我采用讲授和讨论相结合的方式，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。
（2）本节课的生物学概念
被动运输和主动运输的概念与区别，自由扩散和协助扩散的异同，胞吞和胞吐的概念。制作被动运输和主动运输的异同表。
三、【学习动机的唤起和保持】
课前让学生进行细胞的吸水和失水实验。可以激发学生对其原因的兴趣，从而对本节内容的学习。在授课过程中，老师提出学生感兴趣的问题，鼓励学生说出自己的认识，既能够使学生保持学习的兴趣，又可以帮助教师了解学生的知识现状，以便老师传授知识。
四、【落实课程标准】
本节课要实现的高中生物学课程内容标准是：
细胞的物质输入和输出
具体内容标准 活动建议
举例说出物质进入细胞的方式过程以及异同 进行细胞吸水和失水的实验
五、【教学目标】
（1）．知识目标
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
3.阐述主动运输对细胞生活的意义
（2）．能力目标
1．能够根据资料提出问题并获取知识，培养学生的探究归纳能力。
2．解读示意图 概念图 坐标图等图表。
（3）．情感和价值观目标：
1、参与讨论与交流，学会合作。
2、通过物质跨膜运输的方式的学习，培养科学的探究精神。
六、【教学重点和难点】
（1）重点：a.物质跨膜运输的三种主要方式（自由扩散，协助扩散，主动运输）
的定义及区别。
b.主动运输对细胞生活的意义
c. 图表数据的解读
(2)难点：a．主动运输
b.图表数据的解读
七、【课前准备】
（1）教师搜集与物质进出细胞相关的资料图片。
（2）教师提前布置学生在课前做细胞的吸水失水实验，并分析原因。
（3）教师准备一杯清水及蓝墨水并制作多媒体课件
八、【课时安排】
一个课时
九、【教学过程】
（1）复习旧知识
教师展示细胞膜模型，提问细胞膜的结构成分和细胞膜流动镶嵌模型的具体内
容，学生回顾细胞膜的结构成分，使新旧知识自然联系起来。
（2）创设情境，导入课题
教师现场演示向清水中滴一滴蓝墨水，学生说出这是物理上的扩散现象，教师
接着在大屏幕上展示教材水分进出哺乳动物红细胞的状况图片，学生通过讨论
比较二者的相同点与不同点。教师对学生的回答进行评价，针对二者的不同（是
否通过膜）进行引导，除了水之外，很多种物质都可以做跨膜运输，进入本节
课的问题讨论，引出本节课的课题——物质跨膜运输的方式。
（3）提出问题，引人入胜
在这节课的学习之前，我先提出几个问题，请你们带着问题来学习这节课的内
容。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，联系已有知识，你还能提出其他的问题吗？能不能对所提出
的问题作出尝试性的回答呢？
让学生在探究中学习新知识。
（4）新课程讲授
1、被动运输——自由扩散
由刚才的小实验中引出自由扩散的概念，物质通过简单的扩散作用进出细胞，
叫做自由扩散。接着展示自由扩散的动画，向学生提问“这里看到都是些什么
物质进入细胞呢？物质是顺浓度转运，还是逆浓度转运？大家再仔细观察，载
体蛋白在这里发挥作用了吗？”通过学生的讨论总结，老师说“对了，自由扩
散是不需要载体蛋白的，可以告诉大家它也不需要消耗细胞内的能量，自由扩
散的动力是物质从高浓度向低浓度的转移。例如CO2和O2进出红细胞，取决
于血液和肺泡中该气体的浓度差。那大家想一想，有哪些因素可以影响自由扩
散的速度呢？大家分小组讨论一下。下面我们用横坐标代表浓度差，纵坐标表
示运输速率。绘制一个自由扩散的坐标图，你们会发现什么问题？”学生自由讨
论，做出回答。学生答“分子的大小、溶解性、膜两侧的浓度差等。都可以影响
自由扩散的速度。膜两侧的浓度差越大，扩散速度越快。”
2、被动运输——协助扩散
老师提出问题:“离子和一些较大的分子如葡萄糖等，不能自由地通过细胞膜，
如何进入细胞膜镶嵌？”引出协助扩散。老师：“在被动运输方式中，除了有自
由扩散之外，还存在另外一种形式，就是协助扩散啦。现在给大家2min时间阅
读课本，待会找位同学上来试着填写这个表格，大家就在下面填写。”
项目 自由扩散 协助扩散
膜外、膜内浓度高低
是否需要载体蛋白
是否消耗ATP
实例
老师展示协助扩散的动画，学生通过看书和观看视频填写上述表格。老师安排学
生绘制协助扩散的坐标图，说出协助扩散的特点和影响其速度的因素。学生回答：
“协助扩散需要有载体蛋白。载体蛋白的数量、类型、膜两侧的浓度差、分子的
大小、溶解性等。”通过老师的引导学生得出协助扩散的概念：进出细胞的物质
借助载体蛋白的扩散叫做协助扩散。
3、主动运输
师：俗话说：人往高处走，水往低处流。那是不是水就不能往高处流呢？
有例子说明一下吗？
生：有，例如获取地下水时，采用的是用水泵抽
到地表。
师：很好，那么在生物体内物质可不可以逆浓度运输呢？下面我
们就来学习主动运输。例如，水生植物丽藻的细胞液中K+浓度比它们生活的池
水高1065倍，其他多种离子的浓度也比池水高得多。看P71页的表4-1，那这
些离子为什么能逆浓度运输呢？
生：离子进入细胞是通过主动运输的方式。
师：老师通过视频展示物质主动运输的过程，提出问题“主动运输的特点是什么？影响主动运输的因素是什么？耗氧量与主动运输的速率是什么关系？请
大家用坐标图的形式来表示。
生：主动运输需要消耗能量，影响主动运输的因素有：载体蛋白的数量和种类、细胞呼吸的速率（耗氧量）、浓度差等。”
学生作出坐标图。
师：现在我们就根据主动运输的特点来归纳出主动运输的概念。
生：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。
师：那么，主动运输与被动运输的最大区别在哪里？
生：是否消耗能量。
师：那主动运输在我们的实际生活中有什么意义呢？例如，当我们处于青春期时，
经常都会吃些富含蛋白质之类的物质，因为这类物质富含人体所必需的氨基酸，
这类物质通过什么方式吸收呢？它的作用是什么？
生：是主动运输，主动地吸收生物体所必需的物质。
师：下面我们来看一个资料：人们通常所说的“苯”实际上是一个系列物质，包括“苯”、“甲苯”“二甲苯”。苯化合物已经被世界卫生组织确定为强烈致癌物质，苯可以引起白血病和再生障碍性贫血也被医学界公认。人在短时间内吸入高浓度的甲苯或二甲苯，会出现中枢神经麻醉的症状。苯的运输是通过主动运输进出细胞的。那这里说明主动运输起到什么作用？
生：主动运输，主动地排出代谢废物和对细胞有毒害作用的物质。
小结：师：我们来归纳一下主动运输的意义：主动运输普遍存在于动植物
和微生物中，保证了活细胞能够按照生命活动的需要,主动地选择吸收需要的营
养物质,排出代谢废物和对细胞有害的物质。
4、胞吞、胞吐
师：胞吞和胞吐是大分子物质跨膜运输的方式，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，包围着大分子。
然后小囊从细胞膜上分离下来，形成囊泡，进入细胞内部，这种现象叫胞吞。
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。
今天我们就学习了3种主要的物质跨膜运输的方式，大家一起来回答是哪3种？它们的异同点是什么，代表例子又是什么，影响它们运输的因素又是什么，现在大家可以看看黑板的这个表格回忆一下，课后还要认真复习。”
列出关系表
项目 自由扩散 协助扩散 主动运输
细胞膜两侧浓度差 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
是否消耗能量 不消耗 不消耗 消耗
代表例子 水 氧气 甘油 乙醇等 葡萄糖通过红细胞膜 葡萄糖 氨基酸通过小肠上皮细胞
十、【板书设计】
项目 自由扩散 协助扩散 主动运输
细胞膜两侧浓度差 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
是否消耗能量 不消耗 不消耗 消耗
代表例子 水 氧气 甘油 乙醇等 葡萄糖通过红细胞膜 葡萄糖 氨基酸通过小肠上皮细胞
十一、【作业】
1、人体组织细胞从组织液中吸收甘油的量主要取决（ A ）
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、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颉氨霉素（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（ B ）
A自由扩散 B协助扩散
C主动运输 D胞饮作用
3、对细胞膜的选择性起主要作用的物质是（ C ）
A胆固醇 B多糖 C蛋白质 D磷脂
4、下列哪些物质进出细胞时与细胞中的核糖体和线粒体密切相关（ B ）
①尿素通过细胞膜
②人的红细胞从血浆中吸收葡萄糖
③肾小管上皮细胞吸收原尿中的Na+
④小肠绒毛上皮细胞吸收氨基酸
A ①② B ③④ C ②③ D ①②③④
5、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 （ C ）
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，细胞内碘的浓度不断降低
低温环境会影响物质的跨膜运输吗？为什么？
十二、【教学反思】