《物质跨膜运输的方式》教学设计解析

《物质跨膜运输的方式》教学设计一、教学内容分析：《物质跨膜运输的方式》是新课标人教版高中生物教科书必修I中第四章第三节的内容，本章内容属于细胞的基本功能之一──物质的输入和输出。学习内容主要有物质跨膜运输的方式，自由扩散、协助扩散、主动运输、胞吞及胞吐的主要特征和各自的区别。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。所以本节的内容对学生理解细胞是基本的生命系统有着重要的意义，也为以后进一步的生物学习奠定基础知识。二、学习者特征分析：1、知识基础：在本章前两节中，学生已经学习了细胞膜的组成、功能以及物质跨膜运输的一些实例，但还未对物质跨膜运输的原理进行学习。本节内容就是系统的学习物质跨膜运输的方式，学生对其中涉及的知识已经有一些了解，所以本节内容对于高中学生并不难理解，因此可以用引导的方式让学生进行学习，以此提高学生的分析总结能力。2、认知能力：高中生已达到一定分析处理问题的水平。三、教学目标：1、知识目标：（1）举例说明物质跨膜运输的类型及特点。（2）阐述主动运输对细胞的意义。（3）说出被动运输与主动运输的异同点。（4）正确解读坐标图与表格。2、技能目标：(1)逐渐形成打破定势思维，实际问题实际解决的能力。（2）逐渐形成运用类比和对比的方法进行学习的能力。（3）逐渐形成运用表格的方式进行总结归纳知识的能力。3、情感态度价值观：树立生物膜结构与功能相适应的生物学观点。四、教学重点：1.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2.大分子跨膜运输的方式：胞吞和胞吐五、教学难点：三种跨膜运输方式的概念及区别；通过已知跨膜运输的特征推出跨膜运输的方式。六、教学媒体：教科书、板书、PPT课件（包含flash动画）等。七、教学方法：直观教学法、讲授法、引导法。八、课时安排：1课时九、教学流程图图片以提问方式回顾镶嵌流动模型学生答问，思考自由扩散特征及定义由葡萄糖跨膜运输讲到协作扩散Flash协助扩散学生回答问题讨论学生积极讨论引导进入本节内容，回忆初中扩散实验，提问Flash/movie自由扩散/扩散试验Flash总结协助扩散特征得出协助扩散定义，引导学生归纳总结被动运输定义学生归纳被动运输定义主动运输实例---丽藻及搬物体的物理原理引入主动运输引导学生总结主动运输的特征及定义试着总结特征定义图片主动运输、协助扩散和自由扩散通过所学及图片，填写PPT上的表格，进一步巩固三种运输方式的区别讲授胞吞胞吐，带领大家复习梳理本节知识，并深化和拓展知识学生做PPT上的题目进行指导分析十、教学流程教学流程教师活动学生活动设计意图知识回顾上节课学习了镶嵌流动模型，那么我想请同学们回顾下：1、膜主要由什么构成，其基本支架是什么？2、组成膜的糖蛋白质和脂质具有哪些功能？蛋白质在磷脂双分子层上分布怎样的?3、细胞膜和其他的生物膜不仅是_______，还是______________。（膜的特点）回顾上节课知识，回答：1、脂质和蛋白质，磷脂双分子层2、糖蛋白具有识别功能，脂质具有流动性；不均一性3、半透膜、选择透过性膜联系上节课知识，温故知新，导出本节课知识。问题讨论导入本节课接下来大家观察PPT图片，总结什么样的分子能够通过脂双层？什么样的分子不能通过？你还能提出其他问题，并尝试回答？我们每天吃饭，饭是糖类，最终降解为葡萄糖，被小肠上皮细胞能大量吸收，而从图中看的出葡萄糖不能通过无蛋白质的脂双通过PPT图，总结某些小分子和脂溶性物质可通过。如需要的离子是否也通过细胞膜上的蛋白质来运输。培养学生的观察能力和发散性思维。布置作业及评价层，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。刚才又通过对细胞膜的镶嵌流动模型的复习，我们知道细胞膜有选择透过性，因而使得不同的分子跨膜运输方式不同，下面我们就来具体学习跨膜运输方式吧。物理上的扩散我们先来看一个初中大家做过的一个物理实验视频。在一个盛有清水的烧杯中滴一滴红墨水后会怎么样呢？变成浅红色的了吧！它是从高浓度到低浓度运动吧！大家一定很清楚这就是初中物理中的扩散试验，那么它具有什么特点呢？下面请同学们回答我几个问题:1.这个过程需要借助外界帮助吗？2.这个过程需要能量吗？3.这个过程能从低浓度到高浓度吗？回忆初中物理知识理解自由扩散的特点回答：1.不需要2.不需要3.不能通过熟知的知识转移到要学的知识上，用类比的方法学习便于学生理解。引导学生发现扩散的特点，为后面讲自由扩散做好铺垫。自由扩散那么，这种物质运动的方式会不会出现在细胞的跨膜运输上呢？答案是肯定的！上节课我们了解到像水、氧气、二氧化碳、甘油等小分子物质可以不需要外界力量的帮助就能直接跨越细胞膜，进入细胞。这种跨膜运输方式这就是我们今天讲的第一个跨膜运输方式———自由扩散。我们把细胞中这种类似物理上的扩散运动的运输方式称为自由扩散。因此，我们可以总结出自由扩散的概念。自由扩散：像水、二氧化碳、甘油等小分子能够直接由高浓度到低浓度进行跨膜运输类似于物理上的扩散现象，这种跨膜运输的方式叫做自由扩散。下面我们来看一个动画，加深我们的理解。你们看自由扩散是不是如“飞流直下三千尺”一学生进行思维迁移由物理扩散联想到物质跨膜运输。引发思考：自由扩散类似于物理上的扩散运。具有不耗能，从高浓度到低浓度扩散的特性。注意教师所强调的特点思考并总结自由扩散的概念及特点。1、顺浓度梯度，激起学生疑问，提高学生学习兴趣。提高学生总结能力。培养学生观察总结能力样啊。从动画中我们能总结出他有哪些特征呢？那么，哪些物质能进行这种自由扩散呢？我们上课学已经学了一些自由扩散的例子。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。即从高浓度到低浓度；2、不需要载体蛋白的协助3、不消耗能量。思考，并认真听老师讲解。根据已学知识进行分析问题，提高学生分析问题能力。协助扩散协助扩刚才介绍的自由扩散的例子中并没有葡萄糖，而在问题讨论中我们也已经了解到，葡萄糖并不能通过没有蛋白质的人工脂双层，那么葡萄糖是如何跨膜运输的呢？这就是我们今天要讲的第二种跨膜运输方式——协助扩散。我给大家展示一下协助扩散的flash动画，大家仔细看，然后总结一下跨膜运输的特点。葡萄糖的跨膜运输，并不是学生大胆猜测应该存在其他的运输方式认真观看老师展示的PPT并总结协助扩散的特点。1、都不需要。因为二者都是顺物提出疑问，提高学习兴趣。散简单地通过磷脂层，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。下面我让大家看看这张图片，思考下列问题：1.自由扩散和协助扩散需要消耗能量吗？为什么？2.自由扩散与协助扩散有什么异同？3.为什么自由扩散和协助扩散被称为被动运输？很好！这种方式同样也是顺浓度梯度进行的。由于需要蛋白质的辅助，我们将它称为协助扩散，请大家归纳一下协助扩散的定义。协助扩散的定义：从高浓度向低浓度运输，进出细胞的物质需要借助载体蛋白质的扩散，叫做协助扩散。质的浓度梯度进行的。2、相同点：都是顺浓度的梯度跨膜运输，不需要消耗能量不同点：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。总结协助扩散的定义及特点提高学生总结能力小结请大家回忆一下刚才讲过的自由扩散和协助扩散的概念及异同。它们的共同的特征是都从高浓度到低浓度扩散，都不需要消耗能学生归纳小结自由扩散不需要量，针对这一点，我们可以把它们归为一类------被动运输。好！哪位同学能概括一下被动运输的概念?自由扩散和协助扩散这两种物质跨膜运输方式都是顺浓度梯度进行的，不需要消耗能量，我们将其称为被动运输。载体蛋白的协助，而协助扩散需要载体蛋白但都是从高浓度到低浓度，都不需要消耗能量所以被称为被动运输。掌握被动运输的概念让学生自己总结，提高学生总结概括能力。主动运输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。如果物质从细胞膜低浓度的一侧向高浓度的一侧运输又该采取怎样的运输方式呢?这就是我们今天讲的第三个物质跨膜运输的方式——主动运输我们来比较下丽藻细胞液也池水中多种离子浓度，可以看出，丽藻细胞液比池水中的离子浓度要大，那这些离子为什么能一浓度梯度呢？这就是主动运输该出力的时候了。大家想一下如果把物质的跨思考教师所提出的问题提出疑问，激发学生学习兴趣。实例引起学生求知欲膜运输比喻成我们在搬东西，刚才的被动运输就好像从高处往低处搬，我们可以把东西扔下去，而不消耗自身能量。那么主动运输就好比把东西从低处搬到高处去。是不是我们必须得费点劲儿才能把它搬上去啊?那究竟主动运输是什么回事？它又和意义呢？不妨先来看一看flash动画。从动画中，我们可以看到，某些离子的运输，都是从低浓度向高浓度进行，因此他们在需要载体蛋白的辅助的同时，还接受了来自ATP的能量，从而顺利地进行物质运输。这就是主动运输的特征。结合动画和它的特征，下面我请同学来定义主动运输。在生物体中，很多的物质运输都是通过主动运输进行的。比如各种离子，以及氨基酸等各种物质。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由物体向上运输联想到细胞物质逆浓度跨膜运输也应该需要能量。总结主动运输的概念：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的运输方式。认真思考并掌握主动运输的例子与意义用类比的方式讲解较难理解的问题，便于学生理解。提高总结能力提高比较、总结能力。质。这正是主动运输的意义所在。下面你们想想通过主动运输进出细胞的物质一定是从低浓度到达高浓度吗？为什么？我们假设，通过主动运输的物质在细胞外浓度大于细胞内，那它是不是就不运输进细胞呢？认真思考，回答：不一定，主动运输是一个主动选择吸收的过程，物质的进出取决于细胞生命活动的需要，而非浓度差。提高学生实际情况实际处理的能力。小结好的，到这里，我们已经将小分子物质运输需要能量与不需要能量、需要载体与不需要载体都学习完了，大家回顾一下，主动运输和被动运输的区别,比较它们的异同，完成PPT上的填空。（引导学生完成三种运输方式的比较）完成三种运输方式的比较提高学生用图表法总结概括知识点的能力。胞吞与胞吐那么，我们刚才所讲的都是小分子物质的运输，但我们在初中学习过，生物体的免疫系统可以将外来的大分子异物吞噬，这种过程又是如何实现的？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。掌握胞吞过程、概念同样的道理，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。掌握胞吐的概念课堂复习好，到这里为止，我们已经将本节内容学习完了，请大家梳理一下本节主要内容，我们一起复习一下。与教师一起复习本节内容复习知识，提高学生学习效率，为后面做题做铺垫。规律总结及注意之处复习后，我们总结判断物质运输的方式的方法，见PPT。注意理解细枝末节，延伸知识，拓宽知识面。随教师看PPT，在教师指导下，理解记忆深入理解，培养反向推理能力。随堂练习学习完本节内容后，大家来做一做PPT上的题目，思考并回答问题，并作好分析。题目：1、上面几幅坐标图中所表示的分别是哪种物质运输方式？为什么？图见PPT2、解读图表右图表示的是一个动物细胞作随堂练习题并作好题目分析、解释。用习题巩固知识，并熟悉考题的考法。内外不同离子的相对浓度。分析图表提供的信息，结合本章所学知识，回答问题。()离子通过主动运输进入细胞；()离子通过主动运输排出细胞.图见PPT3、下列物质以不同运输方式通过细胞膜的是（）。A苯、二氧化碳B钾离子、水C氨基酸、钾离子D葡萄糖、糖原4、人红细胞