高中生物-第3节物质跨膜运输的方式教学设计学情分析教材分析课后反思

学情分析学生已经初步掌握了细胞膜的结构和功能，并学习了水跨膜运输的实例，为本节课的学习奠定了认知基础。高一学生具备了一定的观察、比较、分析、解决问题及表达的能力，但是很不完善，同时本节课听课的学生属于差基础类的学生，而这些学生却具有探究事物的热情。基于这种特殊的学情，本节课重新组合了教材内容，首先通过打比方、动手实验等逐步提升学生的学习兴趣，激发学生探讨问题的兴趣，然后以动画、图表等直观材料引导学生自主探究新知识，最后比较物质进出人工脂双层和细胞膜的差异，巩固所学知识。物质跨膜运输的方式探究案【学习目标】1．说明物质进出细胞的方式。2．进行图表数据的解读。3．区别主动运输与被动运输，说明其对细胞生活的意义。【温故知新】1.请你说出1-6的结构名称：①②③④⑤2.生物膜结构特征是，功能特性是。【合作探究一】物质进出细胞的运输方式比较物质出入细胞的方式被动运输主动运输自由扩散协助扩散运输方向高浓度→低浓度高浓度→低浓度_________是否需要载体蛋白不需要__________________是否消耗能量不消耗不消耗消耗图例举例O2、CO2、H2O、甘油、乙醇、苯等出入细胞_________吸收葡萄糖_________吸收葡萄糖、氨基酸、无机盐等【迁移应用】甲(○)乙(●)两种物质在细胞膜两侧的分布情况如下图所示(颗粒的多少表示浓度的高低)，在进行跨膜运输时，下列说法正确的是()A．乙进入细胞一定有载体蛋白的参与B．乙运出细胞一定有载体蛋白的参与C．甲进入细胞一定需要能量D．甲运出细胞一定不需要能量【合作探究二】影响物质跨膜运输速率的因素结合三种运输方式的影响因素分析下列曲线：(1)图甲表示的方式是____________，其影响因素是膜内外的____________。(2)图乙表示的方式是____________，O～a段主要受__________的影响，a～b段受到________________的限制，运输速率不能再上升。(3)图丙表示的是____________，O2浓度是通过影响____________的强度而影响能量的产生，A～B段曲线不再上升的主要原因是受到________________的限制。迁移应用：如图是胡萝卜在不同的含氧情况下从硝酸钾溶液中吸收K＋和NOeq\o\al(－,3)的曲线。影响A、B两点和B、C两点吸收量的因素分别是（） A．载体蛋白数量、能量B．能量、载体蛋白数量C．载体蛋白数量、离子浓度D．能量、离子浓度课堂小结：【当堂检测】1下列哪种情况与蛋白质的功能无关（）。A．Na＋由红细胞进入血浆中B．海带细胞从海水中富集碘C．葡萄糖从血浆进入红细胞D．O2和CO2在肺泡与血液间的气体交换2将紫色洋葱表皮细胞放入一定浓度的硝酸钾溶液中，在显微镜下观察，发现开始液泡颜色逐渐变深，后来又逐渐变浅，能够反映细胞液含水量随时间变化的图是（）。3（2009·广东卷）某物质从低浓度向高浓度跨膜运输，该过程（）。A．没有载体参与B．为自由扩散C．为协助扩散D．为主动运输4如下图甲、乙表示小肠绒毛上皮细胞中的细胞膜对不同物质的转运（每种转运的方向由箭头标明，黑点的数量代表每种物质的浓度），下列叙述正确的是（）。A．a物质可能是氧气，b物质可能是葡萄糖B．a物质可能是水，b物质可能是甘油C．a物质可能是胆固醇，b物质可能是氧气D．a物质可能是葡萄糖，b物质可能是氨基酸5.下图为物质出入细胞膜的示意图，请据图回答：(1)A代表______分子；B代表______________；C代表______。(2)细胞膜从功能上来说，它是一层__________膜。(3)动物细胞吸水膨胀时B的厚度变小，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)可能代表氧气转运过程的是图中编号______；葡萄糖从肠腔进入小肠上皮细胞的过程是图中编号______。物质的跨膜运输的方式教学反思高一生物组张明本节课我认为比较符合新课标的理念，整节课通过讨论人工合成磷脂双分子层对不同物质的通透性来贯穿始终，引导学生提出问题、解决问题、概括原理，层层递进的学习自由扩散、协助扩散、主动运输等跨膜运输方式，充分发挥学生的主动性，但在学习过程中，发现学生的数据分析及资料分析能力欠缺，文字表达能力有待加强。本节课的讨论比较多，这样课堂的节奏就很难控制，很容易出现前紧后松或前松后紧的情况，这需要教师在备课精心设计好教学程序。学生在做有关图标题或曲线题时还存在很多困难，毕竟这是高中生第一次真正运用数学思维进行的“探究”，所以这就要求教师在设计练习和作业时加强这方面的训练。本节课能按教学目标，学生的学习目标完成教学任务，思路比较清晰，但也存在不足，反思如下：一、学习目标的制定本节课制定的学习目标太繁琐，可将目标1、2、3点归纳为1点，即“说出物质跨膜运输的方式及特点，并比较它们的异同”，这样即节省板书的时间、空间，又简洁明了，使学生更明确学习目标，学习的目的性更强。二、教学设计本节课的教学设计总体性不是很好，主要体现在知识点的连贯性不强，上完后给人的感觉就是为了讲知识点而讲知识，知识点间的过度语缺乏，不利于学生对知识的总体认识。下节课尝试以“不同物质如何进出细胞”为主线，进行三种运输方式的过度。如“水、小的气体分子及脂溶性物质能透过人工无蛋白质的脂双层，它们是如何进出细胞的呢？”引入被动运输的学习。三、课堂处理1．练习的设计不当。本节课共设计了2道选择题做迁移应用，分别为本节导学案的练习题。迁移应用1为看图题，学生需结合图形对各选项进行判断，难度较大；迁移应用2是曲线题，学生需理解题目问什么才能结合本节内容得出答案；并且迁移应用2这道题目较长，描述的物质浓度不直接，但把文字转换为图形就很明了。在设计上应按难度顺序，把简单的放前面可让学生直接尝到本节课收获的甜头，又能消除学生对\o"高考"高考试题的恐惧感。，从而增加对生物学科学习的信心。2.本节内容的整个教学过程设计为一种“指导型探究”过程，倡导探究性学习。在自主探究的过程中对学生的能力提出了较高的要求，教师要及时帮助学生解决探究实验和探究性学习过程中遇到的问题。教师在课堂上要细致地关注学生的即时表现、学生的观点和发言，通过关注学生的兴奋和疑惑，再对自己何时参与指导、如何进行指导作出决策。3.新课改背景下，教师应灵活运用教材，充分开发和利用课程资源，合理设计，创造性地解决教学任务重而课时有限的矛盾。教学反思1．本节课以“探究—发现”为主线，经过教师精心设计，尽量为学生创造探究活动的机会，激发学习兴趣。利用多种教学形式引导学生自主学习，归纳总结不同物质的跨膜运输方式特点等，让学生在获得知识的同时，培养了探究能力、分析比较和表达能力等。突出的亮点是安排大量的与“图”有关的学生活动，提高学生图文转换能力、正确解读图表数据的能力。安排“绝对挑战、创关练习”环节，让学生在激烈的竞赛中积极踊跃回答问题，在知识输入的同时，强调知识输出，课堂气氛活跃，巩固与反馈及时。2．本节难点之一为主动运输的教学，它涉及能量和载体的利用，综合性较强，而学生在对蛋白质的多样性、能量的供应等知识点的横向联系上容易出现断层，因而很有必要花力气重点突破。本节课在此难点的突破上，没有采用“告诉”“让学生记住”的教学方法，而是让学生在解读实验结果数据后，提出假设，设计实验验证假设，再画出曲线图使认识升华。实践证明，这样的处理使难点成为学生学习的兴奋点，课堂上学生在思考中、在讨论交流中相互启迪，充分感受发现知识的快乐，学生们真正成为学习的主人，落实了新课程标准倡导的让学生进行自主、探究、合作学习的理念，有效实现三维目标，学生学得既灵活又实在。教材分析（一）内容与地位

本节课选自普通高中课程标准实验教科书生物必修一第四章第3节。学生已经了解了细胞膜具有控制细胞物质交换的功能，本章前两节也已经介绍了生物膜的结构特点(流动性)及功能特性(选择透过性)，在此基础上，本节课继续探究细胞膜控制物质进出功能的方式和原理。本节教材以问题探讨为引导，通过比较无蛋白质的脂双层膜与生物膜在控制物质进出上的差异，从而大胆对物质跨膜运输的方式提出猜想，然后通过学习去验证猜想，完善猜想，从而构建物质跨膜运输方式的模型。此外，本节的教学应注意培养学生探究问题的能力和解读图表数据的能力；由于内容较抽象，可通过直观的动画展示，增强学生的感性认识；还应注意与生活实际相联系，让学生理解研究物质跨膜运输的意义。（二）教学目标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特点不太明显，主要强调积极思考，主动自觉。（三）教学重点1.物质进出细胞膜的方式。2.图表数据的解读。确定的依据：重点1、2均是由本节所学内容的教学目标决定的。其中，重点2是根据课程标准提倡的“落实对学生科学探究能力的培养”和“利用数学方法处理、解释数据”的观点确定的，新教材比旧教材更强调解读数学坐标图的能力，要求学生能用坐标图表达一些结论，因此，本节内容在对坐标图的分析上有较好的教学价值，作为重点，使学生能应用这些基本知识解决实际问题或习题。（四）教学难点1.主动运输。2.图表数据的解读。确定的依据：难点1为逆浓度梯度、消耗能量的跨膜运输，学生容易受“自由扩散”和“协助扩散”的浓度差与它们运输速率的关系的定向思维影响，认为也是成正比关系，故为难点；另外，“主动运输”是物质跨膜的主要方式，它涉及能量和载体的利用。而能量的供应与第5章第3节影响呼吸作用的氧、温度、ATP等因素有关，载体则与蛋白质的种类和功能多样性有关。因此，主动运输是前后章节内容的一个综合知识点的基点之一，而学生在对蛋白质的多样性、能量的供应等知识点的横向联系上容易出现断层，因而很有必要在此加以强调，以埋下与第五章知识联系的伏笔。难点2“解读图表”是学生第一次真正运用数学思维进行的“探究”，切切实实地让学生感受到生物学习需要理科思维，生物学中的许多知识点是建立在严谨的实验数据基础上的。关于物质跨膜运输方式的考点分析摘要：“物质跨膜运输的方式”是近年来高考的重点和热点，其所涉及的概念很容易记住，但不容易理解，而且容易理解错误，属于高中生物中的易错点。此外，物质跨膜运输穿过细胞膜层数的分析判断也是近年来高考的难点，需要引起重视。本文通过对物质跨膜运输方式的考点分析，提出教学中应注意的问题。关键词：跨膜运输；考点一、物质跨膜运输的方式

1．被动运输：物质进出细胞是通过顺浓度梯度的扩散，此过程叫做被动运输，包括自由扩散和协助扩散。（1）自由扩散：物质通过简单的扩散作用进出细胞的方式。(如O2、CO2)（2）协助扩散：物质借助载体蛋白进出细胞的扩散方式。(蛙细胞中葡萄糖进入红细胞的方式)

2．主动运输：通常从低浓度一侧运输到高浓度一侧，需要载体蛋白的协助，同时还需要消耗能量，这种物质进出细胞的方式叫做主动运输。(如某些小分子物质、离子)

3．胞吞和胞吐：大分子物质进出细胞的方式。二、大分子物质和颗粒进出细胞的方式1．过程（1）胞吞：（2）胞吐：2．结构基础：细胞膜的流动性。3．条件：二者都需要消耗能量。三、易错点拨1．上述“高浓度”“低浓度”是指运输的离子或小分子本身的浓度，而不是它们所处溶液的浓度。2．被动运输的动力来自于细胞内外物质的浓度差，主动运输的动力来自ATP。3．胞吞和胞吐进行的结构基础是细胞膜的流动性。胞吞和胞吐与主动运输一样也需要能量供应，如果分泌细胞中的ATP合成受阻，则胞吐不能继续进行。4．载体是细胞膜上的一种蛋白质，不同物质分子的运输载体不同，即载体具有专一性，不同生物细胞膜上的载体的种类和数目不同。5．在低浓度时，物质利用协助扩散通过细胞膜的速度要比自由扩散快得多，这是由于细胞膜上有载体蛋白能与特定的物质结合。6．主动运输能够保证细胞按照生命活动的需要，主动地选择吸收所需要的物质，排出代谢所产生的废物和对细胞有害的物质，是一种对生命活动来说最重要的物质运输方式。7．抑制某载体蛋白活性，则只会导致以该蛋白为载体转运的物质运输停止，对其他物质运输不影响。8．若抑制呼吸作用，所有以主动运输跨膜的物质运输都会受到抑制。四、知识拓展影响物质跨膜运输的因素1．自由扩散中物质运输速率和浓度梯度的关系O

（1）甲图中物质从浓度高的一侧通过细胞膜向浓度低的一侧转运，不消耗能量也不需载体协助，所以此图是指物质通过细胞膜时的自由扩散过程。（2）可以预测，甲图中随着细胞膜外物质浓度的降低，自由扩散的速率会越来越慢。（3）甲图中箭头表示当细胞外物质的浓度高于细胞内时的物质转运方向。（4）乙图表示物质的运输速率与物质浓度差呈正比关系，说明自由扩散过程只受物质浓度差的影响。2．协助扩散中物质运输速率和浓度梯度的关系（1）A图代表协助扩散过程，物质从高浓度向低浓度转运，不消耗能量，但需要载体蛋白协助。（2）可以预测，A图中物质转运速率会受细胞膜上载体蛋白的制约，如B图ab段，细胞内外的物质浓度差达到a点后若继续增大，物质运输速率也不再增加。（3）B图Oa段随浓度的升高，物质运输速率逐渐加快，说明此段的限制因素是物质浓度梯度，而载体蛋白是充足的。3．主动运输中物质的运输速率与氧分压的关系（1）由A图可判断为主动运输，因为此物质的运输方向是由低浓度的一侧到高浓度的一侧，并且需要能量和载体蛋白。（2）B图中，a点表示氧气浓度为零时，也可发生主动运输（所需能量来自无氧呼吸）；ab段表示随氧分压的升高，物质运输速率逐渐增加，此时，限制物质运输速率的直接因素是能量；bc段随氧分压的升高，物质运输速率不再增加，此时限制物质运输速率的直接因素是细胞膜上载体蛋白的数量。五、物质跨膜运输层数的分析判断1．物质在细胞内不同细胞器之间的跨膜分析（1）线粒体与叶绿体之间的跨膜由产生场所到利用场所共跨4层膜。（2）分泌蛋白形成过程中的跨膜问题①内质网上核糖体合成肽链后，肽链直接进入内质网中加工，不跨膜。②蛋白质在内质网中完成初步加工后，经“出芽”形成囊泡与高尔基体融合，不跨膜③高尔基体对蛋白质进一步加工后，成熟蛋白也以囊泡形式分泌，并与细胞膜融合，以胞吐方式分泌出细胞，整个过程均不跨膜。2．血浆、组织液等内环境与细胞之间的跨膜分析（1）几种由单层细胞形成的结构人体中有很多由单层细胞构成的管状或泡状结构，如毛细血管、毛细淋巴管、小肠绒毛、肺泡、肾小球和肾小管等，这些非常薄的结构有利于物质交换，物质透过这些管壁或泡壁时，要经过两层细胞膜。（2）物质由血浆进入组织液的跨膜葡萄糖、氧气等物质从血浆进入组织液，至少要跨毛细血管壁（一层上皮细胞，共2层细胞膜）。（3）物质由组织液进入细胞并被利用的跨膜要分析该物质在细胞中被利用的具体场所，然后计算出跨膜层数。如葡萄糖利用的场所是细胞质基质，因此组织液中的葡萄糖只跨1层膜，进入细胞质基质即被利用。氧气利用的场所在线粒体内膜上，要跨3层膜进入线粒体中被利用。3．体外环境与血浆之间的跨膜分析（1）物质由体外环境（肺泡、小肠等）进入血浆，至少要跨1层上皮细胞和1层毛细血管壁细胞，即要跨4层膜，才能进入到血浆中。（2）物质进入血浆后，由循环系统转运到全身各处，该过程不跨膜。例：外界空气中氧气进入人体细胞中被利用，至少要穿过的生物膜层数是（）A．5层B．10层C．11层D．12层思路点拨：氧气经过肺泡壁细胞（2层膜）+肺部毛细血管壁细胞（2层膜）+红细胞进和出（2层膜）+组织处毛细血管壁细胞（2层膜）+组织细胞膜（1层膜）+线粒体（2层膜）=11层。答案：C教学启示：在《物质跨膜运输》这一节的教学中，教师应把握考点，注重基础，引导学生落实对基本概念的理解，掌握易错点。此外，培养学生掌握读图的能力，在做题过程中，从概念着手，提高解题效率。

4.3物质跨膜运输的方式练习题一、选择题1.胆固醇、甘油、氧气、二氧化碳等物质出入细胞的方式是（

）。A.渗透作用

B.自由扩散

C.主动运输

D.内吞和外排2.海带细胞中的碘比海水中的高许多倍，但仍可以从海水中吸收碘，这说明海带细胞吸收碘具有（

）。Ａ.独立性B..选择性Ｃ.专一性Ｄ.高效性3.红细胞吸收甘油与吸收葡萄糖相同的是（）。A.低浓度→高浓度B.高浓度→低浓度C．载体蛋白协助D.消耗能量4.物质进出细胞的过程中，需要消耗能量，但不需要载体的是（

）。A.根吸收矿质元素离子B.腺细胞分泌的酶排出细胞C.小肠对钙的吸收D.红细胞吸收钾离子，排出钠离子5.小肠绒毛上皮细胞易吸收葡萄糖，却难吸收相对分子量比葡萄糖小的木糖，原因是（

）。A.细胞膜上的磷脂排列紧密

B.细胞膜上无木糖载体C.木糖的浓度太低

D.木糖的相对分子量太小6.葡萄糖被人的红细胞吸收时，是从高浓度到低浓度且要依靠细胞膜上的一种成分携带，但不消耗能量，该物质跨膜运输方式是（

）。A.渗透作用

B.自由扩散

C.主动运输

D.协助扩散7.关于细胞膜的组成、结构、功能之间的关系，逻辑顺序正确的是（

）。①膜主要由磷脂和蛋白质分子组成

②膜具有流动性

③膜具有选择透过性④膜内蛋白质和磷脂分子大都是运动的

⑤协助扩散、主动运输得以正常进行A.①④②⑤③

B①②④⑤③.

C.①④②③⑤

D.①②④③⑤8下列各项中，对跨膜运输起主要作用的是（

）。A.水

B.糖类

C.

磷脂

D.蛋白质9.实验表明，K+不能通过磷脂双分子层的人工膜，但如果在人工膜中加入少量的缬氨霉素（含12个氨基酸的脂溶性抗生素）时，K+则可以通过膜从高浓度移向低浓度处，这种物质通过膜的方式是（

）。A.自由扩散B.胞吞作用C.协助扩散D.主动运输10.下列物质进出细胞的过程与线粒体密切相关的是（

）。①酒精被胃黏膜吸收

②细胞与内环境进行气体交换

③肾小管壁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.①②B.①②③④Ｃ.②③④Ｄ.③④二、非选择题11.物质出入细胞膜的方式如下图，请根据图回答下面的问题：（1）A代表______________分子；B代表_________________

；（2）从功能上来说，细胞膜是一层_____________膜；（3）动物细胞吸水膨胀时B的厚度变小，这说明B具有

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