高一上册生物学《主动运输与胞吞、胞吐》 教学设计

1、“主动运输与胞吞、胞吐”教学设计说明：教师通过视频课程教学设计，明确本节课所教授的知识体系或技能方法,并通过一定的教学环节提升学生学科素养，体现教学评一致性。一、（教学目标）学习目标与重难点1 .学习目标（教学目标）（1）通过小分子物质逆浓度梯度运输实例的分析，说明主动运输的特点和意义。（2）通过对大分子物质进出细胞过程的学习，说明胞吞、胞吐的特点。（3）通过绘图，利用细胞膜的流动镶嵌结构模型解释各种物质跨膜运输的方式。2.学习重难点（教学重难点）（1）学习重点（教学重点） 主动运输的过程和特点。 胞吞、胞吐的过程。（2）学习难点（教学难点） 主动运输的过程和特点。 胞吞、胞吐的过程。二、教学

2、过程教学环节师生活动设计意图课程导入同学们，大家好！在上一节中，我们学 习了细胞膜控制物质进出细胞的方式一一 被动运输，包括自由扩散和协助扩散两类。 你还记得被动运输特点是什么吗（图4-4）?从图中我们可以看到这两种被动运输 的方式，共同的特点就是从高浓度到低浓度 运输，这种顺浓度梯度运输，是不需要消耗 细胞内化学反应所释放的能量的。回顾被动运 输特点，为学习 主动运输作铺 垫。一、概念建构创设情境, 引发认知冲突。通过认知冲 突，建构主动运 输概念，初步了 解其意义。通过类比联 想建构主动运输 概念。通过其他实 例，强化主动运 输特点，了解主 动运输普遍性。通过动画观 察，进一步了解 主动运

3、输的过 程，建构主动运 输概念。一、主动运输那么，是不是所有物质都是通过被动运 输进出细胞的呢？我们来看几个生活中的 实例，分析一下。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 比血液的高2025倍。那么甲状腺滤泡上 皮细胞是不是通过被动运输吸收碘的呢？ 你是依据什么作出判断的？我们发现,碘元素进入细胞是从低浓度 到高浓度，也称为逆浓度梯度，而被动运输 是从高浓度到低浓度，顺浓度梯度。所以碘 元素进入细胞不是通过被动运输。甲状腺滤泡上皮细胞逆浓度梯度吸收 碘是否需要细胞提供能量呢？我们可以联 想一下逆水行舟和上楼时的感觉。

4、感觉很费 力，细胞逆浓度梯度运输物质时也是类似, 需要消耗细胞呼吸所释放的能量。这种逆浓度梯度运输的情况是不是特 例呢？小肠液中的氨基酸、葡萄糖的浓度远 远低于它们在小肠上皮细胞中的浓度，但它 们仍然能被小肠上皮细胞吸收；人红细胞中 k+的浓度比血浆高30倍；轮藻细胞中k十 的浓度比周围水环境高63倍。除此之外， na ca2+也可以逆浓度梯度跨膜运输。通 过这些实例，我们可以发现物质逆浓度梯度 跨膜运输并非特例，具有一定的普遍性。无 论是动植细胞还是微生物细胞都可以进行。那么，细胞逆浓度梯度运输这些物质的 时候，具体由哪种物质来提供能量，又是如 何完成物质的跨膜运输呢？播放动画主动运输：na

5、 k+和ca2+等离子和其他物质在逆 浓度梯度跨膜运输时，首先要与膜上载体蛋 白的特定部位结合。由于不同离子或分子的 大小和性质不同，不同蛋白质的空间结构差 别也很大，所以一种载体蛋白通常只适合与 一种或一类离子或分子结合。离子或分子与 载体蛋白结合后，在细胞内化学反应释放的 能量推动下，载体蛋白的空间结构发生变 化，就将它结合的离子或分子从细胞膜一侧 转运到另一侧并释放出来，载体蛋白随后又 恢复原状，又可以去转运同种物质的其他离子或分子。通过分析实例和观察动画，你现在能归 纳一下这种运输方式的特点吗？1.逆浓度梯度运输（低浓度到高浓度）2 .需要载体蛋白协助3 .需要消耗能量 形成概念：物质

6、逆浓度梯度进行跨膜跨膜运输方式主动运输特点运输方向逆浓度梯度（低浓度-*高浓度）是否需要转运蛋白需要载体蛋白是否需要能量需要能量举例氨基酸、葡匐糖进入小肠上皮细 胞；na ca2+> k+等离子逆浓度 梯度运输下面我们用表格梳理一下主动运输特 点和实例。通过归纳梳 理主动运输的特 点和实例，形成 主动运输的概 念。运输，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 方式叫作主动运输。二、概念对比或应用三、概念迁移通过应用主 动运输的特点， 分析影响其运输 过程的因素，再 进一步通过实例 分析，理解主动 运输中载体蛋白 的种类和数量以 及空间结构的变 化对物质运输起

7、 着决定性作用， 为阐明细胞膜具 有选择透过性做 铺垫。通过实例分 析，主动运输与 被动运输的比 较，说明主动运 输的意义。通过回顾分 泌蛋白排出细胞 的过程，推测变 形虫摄取有机物 颗粒，排出代谢 废物的过程，初 步了解胞吞和胞 吐过程。请大家根据主动运输的特点，分析哪些 因素会影响细胞进行某种物质的主动运 输？同学们可能已经想到了，就是载体蛋白 和能量供应。我们知道人体甲状腺滤泡上皮细胞内 碘的浓度比血液的高2025倍，而人红细 胞中则是k+的浓度比血浆高30倍。请同学 们想一想，这跟不同的细胞的载体蛋白的种 类和数量有什么关系？载体蛋白的种类和 数量，对许多物质的跨膜运输起着决定性的 作

8、用。囊性纤维化发生的一种主要原因是，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 中粘液增多，造成细菌感染。这一发现给囊 性纤维化的治疗带来了新的希望。在这个实例中，支气管上皮细胞转运氯 离子异常的原因是什么？氯离子的载体蛋 白的功能发生异常。我们知道蛋白质的功能 是由什么来决定的？对，就是空间结构。载 体蛋白的空间结构变化对许多物质的跨膜 运输起着决定性的作用。通过主动运输和被动运输比较，以及前 面的实例，你能说一说主动运输对细胞和个 体有什么意义呢？细胞通过主动运输来选择吸收所需要 的物质，排出代谢废物和对细胞有害的物 质，从而保证细胞和个体生命活动的需

9、要。二、胞吞和胞吐转运蛋白虽然能够帮助许多离子和小 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。同学们还记得分泌蛋白的合成过程吗, 分泌蛋白最后是如何被运输到细胞外的？ 这个过程是否需要能量（图3-8） ?这里我们看到高尔基体形成的囊泡包 裹着分泌蛋白移动到细胞膜处，与细胞膜融 合，将分泌蛋白排出细胞，需要细胞呼吸提 供能量。变形虫是一种单细胞生物，可以摄取水 中的有机物颗粒并排出废物（图4-7）你 能从分泌蛋白排出细胞的过程，推测说明变 形虫是如何从水中摄取有机物颗粒，又将代谢废物排出细胞的吗？当细胞摄取大分子时，如何保证一些特 定的大分子能被运输到细胞内呢？

10、我们一 起来看一个实例。胆固醇主要以低密度脂蛋 白（ldl）的形式在血液中循环。左图是 ldl进入细胞的图示，你能根据图示，找 出ldl而不是其他分子能进入细胞的关键 原因吗？对，就是借助细胞膜上的ldl受 体（一种蛋白质）。这种机制可以防止血液 中胆固醇水平过高。让我们一起来通过动画看看细胞如何 摄取和排出大分子物质（动画胞吞胞吐）。 当细胞摄取大分子时，首先是大分子与膜上 的蛋白质结合，从而引起这部分细胞膜内陷 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

11、大分子排出细胞，这 种现象叫胞吐。细胞通过胞吞和胞吐运输特 定的大分子物质过程中，像主动运输选择吸 收物质一样也需要消耗细胞呼吸所释放的 能量。在这里我们看到胞吞和胞吐过程都要 通过形成囊泡来运输物质，这需要依赖生物 膜的什么特性呢？没错，就是生物膜的结构 特性一一具有一定的流动性。现在，你能归纳总结一下胞吞和胞吐的 特点，说一说具体的实例吗？跨膜运输方式胞吞、胞吐特点形成囊泡，依赖生物膜的流动性： 需要能量举例乳腺细胞合成的蛋白质、内分泌腺分泌的蛋 白类激素、消化腺分泌的消化酶、多糖等大部分细胞都能够通过胞吞和胞吐的 方式，摄入和排出特定的大分子有机物。在 物质的跨膜运输过程中，胞吞、胞吐是

12、普遍 存在的。通过观察 ldl （低密度脂 蛋白）进入细胞 图示，进一步明 确特定大分子进 入细胞需要蛋白 质参与。通过观看动 画和听教师讲 解，明确胞吞和 胞吐过程。通过细胞在 主动运输选择吸 收物质时的特 点，说明胞吞和 胞吐运输特定的 大分子物质过程 中也需要能量。根据囊泡形 成过程说明其依 赖细胞膜的流动 性。通过表格归 纳，明确胞吞、 胞吐的特点和实 例。通过绘图建 构物质跨膜运输通过本章的学习，我们发现物质在进行 跨膜运输时，都与细胞膜的结构和特性息息 相关。请你在一张纸上画出细胞膜的流动镶 嵌结构模型，标出细胞膜外和膜内。利用不同的形状代表不同物质，形状的数量代表浓 度，并用箭头

13、标明运输的方向，画出自由扩 散、协助扩散、主动运输、胞吞和胞吐，你 可以参考教材上的画法。画完后，你可以尝 试利用细胞膜的流动镶嵌结构模型解释每 一种跨膜运输的方式。教师示例并说明要 点。下面我们把上节和本节内容一起做一 个总结和比较。在这里，我们发现，被动运 输都是顺浓度梯度运输，不需要能量。需要 能量的运输方式是主动运输和胞吞、胞吐。 需要细胞膜上蛋白质参与的是协助扩散、主 动运输和胞吞、胞吐。的物理模型，利 用细胞膜的结构 和特性解释物质 跨膜运输的方 式。明确物质跨 膜运输的结构基 础，与细胞膜具 有选择透过性的 关系。总结：除了一些不带电荷的小分子可以 自由扩散的方式进出细胞外，离子

14、和较小的 有机分子（如葡萄糖和氨基酸等）的跨膜运 输必须借助转运蛋白，这又一次体现了蛋白 质是生命活动的承担者。一种转运蛋白往往 只适合转运特定的物质，因此，细胞膜上转 运蛋白的种类和数量，或转运蛋白空间结构 的变化，对许多物质的跨膜运输起着决定性 的作用,这也是细胞膜的功能特性一一具有 选择透过性的结构基础。像蛋白质这样的生 物大分子，通过胞吞或胞吐进出细胞，其过 程也需要膜上的蛋白质的参与，更离不开膜 上磷脂双分子层的流动性。四、评价与反馈1 .一种物质进行跨膜运输的方式与该物质 的分子大小等性质有关。判断下列有关物质 跨膜运输的相关表述是否正确。（1）相对分子质量小的物质或离子都可以通过

15、自由扩散进入细胞内。（）（2）大分子有机物要通过转运蛋白的作 用才能进入细胞内，并且要消耗能量。（ ）（3）被动运输都是顺浓度梯度进行的,既不需要消耗能量，也不需要借助膜上的转 运蛋白。（）（4）主动运输都是逆浓度梯度进行的,既要消耗细胞的能量，也需要借助膜上的载 体蛋白。（）2 .下列有关物质跨膜运输的叙述，错误的是 （ ）a. 果脯在腌制过程中慢慢变甜，是细胞主 动运输吸收糖分的结果b. 脂溶性物质较易通过自由扩散进出细胞c. 葡萄糖进入红细胞需要借助转运蛋白， 但不消耗能量，属于协助扩散d. 大肠杆菌吸收k+既消耗能量，又需要 借助膜上的载体蛋白，属于主动运输3. 细胞内的生物大分子（如胃蛋白酶原）运出细胞的方式是（）a.胞吐 b.自由扩散c.协助扩散d.被动运输4. 下图表示的是一个动物细胞内外不同离 子的相对浓度。据图回答问题。二oulm)、««m15010050n细胞内 细胞外° na4