教案--物质跨膜运输的方式

1、授课内容：物质跨膜运输的方式 授课班级：高一X班教 师：陈方媚 授课日期：2012年X月X日教 材：人教版高中生物必修一 分子与细胞1. 学情分析本节的授课对象是高一学生,在初中阶段,学生对物质交换有了很一定的了解,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。他们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。2. 教学内容分析本节着重介绍细

2、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.3. 学习动机的唤起和保持采用教师主导,学生自主,合作和交流讨论相结合的方法，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。4. 教学目标通过本节课的学习，学生应该能够达到以下目标。（1）知识目标：举例说明物质跨膜运输的类型及特点；说出被动运输与主动运输的异同点；阐述主动运输对细胞的意义；正确解读坐标数据图标。（2）

3、能力目标：逐渐形成运用类比和对比的方法进行学习的能力；逐渐形成运用表格的方式进行总结的能力。（3）情感态度与价值观目标：通过对生命现象的阐释，体会生命的物质性，培养合作学习的意识及严谨的科学态度。养成自主学习的意识与习惯。5. 教学重点和难点（1）重点：小分子和离子跨膜运输的方式：自由扩散、协助扩散、主动运输；大分子跨膜运输的方式：胞吞和胞吐（2）难点：主动运输6. 课前准备 多媒体课件。7. 课时安排1个课时（共40min）8. 教学过程教学流 程教师活动学生活动教学意图导入新 课(2)前面我们已经学习了细胞膜的镶嵌流动模型和物质跨膜运输的实例，但是，我们还没有了解到，物质究竟是进入细胞膜的

4、？通过什么样的方式进行跨膜运输？这些将是我们这节课学习的内容。大家先看屏幕上的这张图片，图片上表示的是几种不同物质，通过人工合成的脂双层膜的情况。大家仔细观察，他们的通过情况有何不同？什么样的物质可以通过？什么样的物质不能通过？ 我们待会儿请同学来回答。*同学，通过这个动画，你看到什么物质可以通过？那哪些物质不能通过呢？没错，葡萄糖不能通过无蛋白的脂双层，但是小肠上皮细胞却能大量吸收葡萄糖，这里边，存在着跨膜运输的什么原理、方式？这些，将是我们本节课将要解决的问题。快速回忆前边的内容，并联系到即将学习的内容上来；观察，思考问题；氧气，氮气，水，甘油等物质；氨基酸、葡萄糖和各种金属离子；设立问题

5、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.物理上的扩散(3)我们先来看一个初中大家做过的一个实验。这是两个被玻璃隔开的广口瓶，分别盛有空气和氮气，大家请看动画演示。我们可以看到，玻璃片拿开之后，氮气与空气互相进入对方的瓶中，但由于一开始双方的浓度并不一样，氮气的要高，所以现在氮气的扩散量比空气的要多，这种现象，我们从初中物理就开始将其称为扩散。假如往清水中滴一滴蓝墨水，清水很快就变成蓝色了，这就是液体的扩散。我们可以看到，它的扩散方向是顺着浓度梯度的，即从浓度高扩向浓度低的方向，我们把物质分子由高浓度区域往

6、低浓度区域移动，直到均匀分布的现象就叫扩散。观看动画回忆初中物理知识与物理知识联系起来，是学生更容易理解较为抽象的生物知识，体现了学科间的渗透和思维的迁移。自由扩散(6)那么，假如这种简单的扩散现象在细胞中发生，用于进行物质的输送，又会是怎样的一种情况？我们大家来看动画，并注意观察物质的运输方向。*同学，你来跟大家说下，动画里的物质是如何进行膜两侧的运输的？（教师引导）非常好！这位同学观察得非常仔细。我们上课前就已经了解到了，氧气、水、甘油等小分子的物质可以直接跨越细胞膜，不需要借助外界的力量。但他们有一个规律，就像刚才这位同学所说的，由膜外的高浓度向膜内的低浓度运输，即顺浓度梯度进行。我们把

7、细胞中这种类似物理上的扩散运动的运输方式称为扩散。因此，我们可以总结出自由扩散的概念和特点。那么，哪些物质能进行这种自由扩散呢？我们上课一开始的动画已经向大家展示出来了，由于自由扩散过程没有借助其他外界力量，仅仅简单地通过脂双层，根据相似相容的原理，能够进行这种运输的，应该是具有脂溶性的物质，或者是不带电的小分子物质。学生进行思维迁移学生观看动画膜两侧的物质类似物理上的扩散运动，互相进入对方的区域，但由于膜外的浓度高，因此整体表现为膜外向膜内运输。注意教师所强调的特点物质通过简单扩散作用进出细胞，叫做自由扩散。特点：高浓度到低浓度；不需要载体蛋白；不需要能量该部分内容简单,通过多媒体展示以及小

8、车下坡这一类比的方法,使抽象内容形象化,便于学生理解。协助扩散(6)那么，我们刚才介绍的这些物质里边，并没有葡萄糖，而上课一开始我们也已经了解到，葡萄糖并不能通过没有蛋白质的人工脂双层，那葡萄糖如何运输呢？我们先来看一个动画，然后请同学说下看到的现象。*同学，这个动画，跟你之前看的自由扩散的动画有何不同呢？没错，非常好，在这里我们看到，葡萄糖的跨膜运输，并不是简单地通过磷脂层，而是需要在蛋白质的辅助下，才能顺利通过，我们把这种蛋白质称为载体蛋白。除了需要载体蛋白，我们还发现，这种运输方式，与前边的自由扩散比较，有一个地方是相同的，是什么呢？大家回答。没错，这种方式同样也是顺浓度梯度进行的。由于

9、需要蛋白质的辅助，我们将它称为协助扩散，请大家对比自由扩散归纳出协助扩散的定义。学生大胆猜测应该存在其他的运输方式认真观看动画回答：需要借助蛋白质的辅助掌握协助扩散的特点从高浓度向低浓度运输进出细胞的物质借助载体蛋白质的扩散，叫做协助扩散。小结(2)OK，学习了自由扩散和协助扩散，请大家回忆一下刚才所观看的动画，有没有发现两者都是顺浓度梯度进行的？物质顺浓度梯度扩散进出细胞，统称为被动运输。现在大家思考一下，除了这点之外，他们还有事什么异同之处？我们待会儿请同学来小结。*同学，你来说一下，这两种运输方式有什么异同之处？很好，请坐。正如这位同学所说，自由扩散不需要载体蛋白的协助，而协助扩散需要载

10、体蛋白；但这两种方式都是顺浓度梯度进行的，不需要消耗能量，也正是这个原因，我们将其称为被动运输。掌握被动运输的概念学生归纳小结让学生对被动运输有更深入的理解，能区分接下来的主动运输主动主动运输(10)主动运输(10)从上边我们总结的被动运输的特点，我们可以看到，被动运输总是从浓度高的一侧向浓度低的一侧进行的，但新陈代谢过程中，不可能细胞内的物质浓度总是低于细胞外。我们再来看一个表格。（展示丽藻细胞内外离子浓度对比的表格）从这个表格我们可以看到，这些离子细胞内的浓度远远高于细胞外的，但仍然可以源源不断地向内运输来满足细胞新陈代谢所需。用物质跨膜运输的角度来解释，为什么会出现这种现象？可能大家现在

11、回答还是有点难度的，现在我们就把问题一层一层剖开一起来分析一下，首先大家想一下，在丽藻细胞液内这些高浓度的离子是怎么来的？我们都学过，植物里面的离子化合物是从哪里而来啊？环境而来，也就是问题探讨里的池水。这里又有一个问题，这些离子是如何从池水中运输到丽藻细胞内的呢？它是以何种方式吸收的呢？有没有可能是我们之前学习的被动运输呢？会不会存在这样的情况：比如说一开始池水的离子浓度是高于丽藻细胞内的，但是通过被动运输不断地吸收吸收，最终导致细胞内离子浓度高于池水。答案应该是否定的，如果是被动运输，那么离子将不断地从池水运输到丽藻细胞内，当两者浓度达到平衡时，被动运输还能继续进行吗？ 因为细胞膜两侧没有

12、了浓度差，被动运输是有赖于浓度差的。由此可见，如果是存在被动运输，细胞内离子浓度是不可能高于池水的，我们也就不可能看到刚才表格中的比值。那么细胞膜两侧的物质是不是只能从高浓度一侧运输到低浓度，相信大家从刚才的分析中已经找到问题的所在。丽藻吸收离子既然不是被动运输，就必然存在其它方式的运输，这就是我们要学习的新的运输方式主动运输。从刚才的案例我们可以看到，主动运输的运输方向是与被动运输恰好相反的，它是物质从浓度相对低的一侧运输到浓度高的一侧，也就是逆浓度梯度进行的。说到这里，同学们可能又产生了一个疑问，为什么它能够逆浓度梯度地运输呢？它需要什么条件呢？下面我们来看一下这个动画（分析动画内容），请

13、大家重点观察一下主动运输需要什么条件。为什么需要消耗能量呢？以木块上坡为例进行类比，木块上坡需要做功，也就是消耗能量，木块不可能不消耗能量就从低处运输到高处，同样道理，离子也不可能不消耗能量就从物质浓度较低一侧运输到较高一侧。好，这样我们就可以归纳出主动运输需要的条件，分别是载体蛋白和能量。现在我们已经总结出了主动运输的一些特点，同学们能不能根据这些特点来给主动运输下个定义呢？在生物体中，很多的物质运输都是通过主动运输进行的。比如Na+ 、K+、Ca2+等离子，小肠吸收葡萄糖、氨基酸。主动运输利用了能量，所以可以保证细胞根据自身的需要，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

14、质。这正是主动运输的意义所在。分析表中数据对比的情况思考教师所提出的问题学生回答问题学生通过已有知识否定是通过被动运输吸收。思考并回答教师所提出的问题不能仔细观察动画，并回答出需要载体蛋白和能量。通过老师进行的类比，充分理解主动运输为什么需要消耗能量。从低浓度一侧运输到高浓度一侧，需要载体蛋白的协助，同时也需要消耗细胞内化学反应所释放的能量，这种方式就叫做主动运输。掌握主动运输的例子与意义问题探讨主要展示的是老师的提问技能，通过问题的层层深入，进而得出矛盾对立的一面，从而否定假设，引出本节课的重难点主动运输。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,

15、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。通过类比，促进学生知识的迁移，做到理论联系实际。小结小结(2)OK，到这里，我们已经将小分子物质跨膜运输的方式学习完了，大家回顾一下，比较它们的异同，首先我们可以从哪些方面对这三种方式进行比较呢？下面请大家完成屏幕上的表格。现在，老师想请同学们做一下连线题，根据三种运输方式的特点进行连线。运输方向、载体蛋白、能量对三种运输方式进行比较根据刚学知识进行连线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

16、方式的异同,才能完成本环节教学任务。胞吞与胞吐(5)载体蛋白虽然能够帮助许多离子和小的分子通过细胞膜，但是对于像蛋白质这样的大分子的运输却无能为力。可是大部分细胞能够摄入和排出特定的大分子，这种过程又是如何实现的？引导学生边回忆分泌蛋白的分泌过程边看屏幕。（演示胞吐动画）当细胞需要向外排出异物时，也是首先形成囊泡，接着囊泡移动到细胞膜处，与细胞膜融合，从而将大分子物质运送出去。我们将其称为胞吐。那大家知道白细胞是如何吃掉病菌的吗？（演示胞吞动画）通过这个动画我们可以看到，当大分子物质要通过细胞膜进入细胞时，需要首先与膜接触，细胞膜内陷形成小囊，接着小囊分离形成囊泡，从而最终进入细胞内部，我们将这种运输方式称为胞吞。观看胞吞动画掌握胞吐过程、概念掌握胞吞的概念课堂总 结(2)OK，到这里为止，我们已经将本节内容学习完了