物质跨膜运输的方式教案

1教案授课内容：物质跨膜运输的方式授课班级：高一（1）班教师：陈方方授课日期：年月日（一）教学目标1、知识目标（1）说明物质进入细胞的方式及特点（2）明确主动运输与被动运输的区别及对细胞生活的意义2、能力目标学会根据现象提出问题，分析原理，归纳概念的方法3、情感目标（1）能积极参与讨论，学会合作，踊跃发言，在交流中建立自信心（2）养成善于动脑和严密分析的习惯，在发现过程中提高思维品质（二）教学重点和难点1、教学重点物质进出细胞的方式：自由扩散、协助扩散、主动运输2、教学难点主动运输的特点、过程及意义（三）教学方法讲授法、讨论法（四）课时安排一个课时（40min）（五）教学过程（1）复习、提问（3min）师：同学们，上课！前面我们已经学习了细胞膜结构特点和功能特点，那它们分别是什么呢？生：结构特点是具有流动性，功能特点是具有选择透过性师：细胞膜具有这些特点，主要是由于与其组成细胞膜的成分和结构有关系，细胞膜主要由什么组成呢？生：主要由脂质和蛋白质组成师：主要由脂质和蛋白质组成的磷脂双分子层具有流动性，而且其功能在前面我们也学习了有主要有三点，那是哪三点呢？生：（1）控制物质进出细胞（2）进行细胞间的信息交流（3）将细胞与外界环境分隔开师：没错！细胞膜主要有这三点功能，那到目前为止我们只知道了细胞膜具有这些功能，我们还不知道细胞膜到底是怎样执行这些功能的？我们本节课就来详细介绍细胞膜的功能之一：“控制物质进出细胞”，好！同学们请打开课本第70页，我们来学习“第三节物质跨膜运输的方式”，下面同学们用2分钟的时间思考一下问题探讨。（2）新课引入（5min）师：我们首先看看这层膜与我们的生物膜即细胞膜有什么不同呢？生：中间没有蛋白质，只有两层的脂质师：讲述问题探讨1.从图上可以看出，气体分子（氧气、二氧化碳、氮气）、；水、脂溶性分子（甘油、乙醇、苯）等较小的分子也可以通过；氨基酸、葡萄糖等较大的有机分子和带电荷的离子则不能通过合成的脂双层。22.葡萄糖不能通过人工合成的无蛋白的脂双层，但小肠上皮细胞能大量吸收葡萄糖，推测小肠上皮细胞的细胞膜上有能够转运葡萄糖的蛋白质。3.通过观察此图还可联想并提出，细胞需要的离子是否也通过细胞膜上的蛋白质来运输等问题。刚才我们所看到的是物质通过脂质双层的情况，并且我们猜测了细胞膜上有能够转运葡萄糖和离子的蛋白质！那是不是这样的呢？下面请同学们翻到课本的第70页，用2分钟的时间预习第70到71页的内容，看看物质进出细胞可以分为哪些形式，这些形式有什么异同点？(3)讲授新课（27min）我们知道，将两种溶液连通时，溶质分子会从高浓度一侧向低浓度一侧扩散，那到底是怎样进行的呢？下面我们看个实验，同学们注意看墨水的运动方向（演示扩散实验）将一滴墨水滴入清水，墨水颜色渐渐淡了，我们把这样分子密度高的地方向分子密度低的地方的过程叫扩散，扩散是物理过程，在生物学上称为简单扩散，该物理过程使被动运输成为可能。那什么是被动运输呢？生：物质进出细胞，顺浓度梯度的扩散，统称为被动运输。师：有被动运输，那与被动运输相对的是主动运输，什么是主动运输呢？生：物质进出细胞，逆浓度梯度的扩散，统称为主动运输师：下面让我们来详细学习被动运输与主动运输。我们通过刚才的预习可以知道被动运输可以分为自由扩散和协助扩散，那什么是自由扩散呢？生：物质通过简单的扩散作用进出细胞，叫做自由扩散师：嗯！那进行自由扩散的例子有哪些呢？生：氧气、二氧化碳、水、甘油、乙醇、苯等师：没错。前面我们已经知道了水分子进出细胞取决于细胞内外溶液的浓度差。像氧和二氧化碳、水等这些物质的分子很小。很容易自由通过磷脂的双分子层。比如氧和二氧化碳进出肺泡内的细胞。当肺泡内的氧气大于肺泡细胞内部的氧的浓度时，氧便通过扩散作用进入肺泡细胞内部。细胞内由于呼吸作用使二氧化碳浓度升高时，二氧化碳便通过扩散作用排出细胞，进入体液。像这样浓度高的地方向浓度低的地方扩散的我们叫做自由扩散，而且自由扩散的发生只需要浓度差，因此很容易发生，不需要能量，也不需要载体。过度：可是像离子和一些较大的分子不能自由通过脂双层，如葡萄糖。可是葡萄糖又能够进入红细胞，那它是怎样通过细胞膜呢？细胞膜上有没有什么特殊的物质使葡萄糖能够进入红细胞？生：细胞膜上镶嵌有一些特殊的蛋白质师：就是因为细胞膜上镶嵌有这些特殊的蛋白质能够协助葡萄糖等一些物质顺浓度梯度跨膜运输，葡萄糖才能够进入红细胞，我们把这些特殊蛋白成为载体蛋白。因此我们可以总结出协助扩散是需要借助载体蛋白的参与下的扩散，不需要能量，扩散方向是从浓度高的地方向浓度低的地方过度：刚才我们所学的细胞通过被动运输吸收物质时，虽然不需要消耗能量，但是需要膜两侧的浓度差。而在一般情况下，植物根系所处的土壤溶液中并没有这样的浓度差，植物需要的很多矿质元素离子浓度总是低于细胞液的浓度。比如说丽藻，大家请看课本第71页右下角的表4——1丽藻细胞液与池水的多种离子浓度比。我们可以看到丽藻细胞液中钾离子浓度比它们生活的池水高1065倍，而其他离子的浓度也远比池水的浓度高的多。又比如轮藻细胞中的钾离子的浓度比周围水环境高63倍，人红细胞中的钾离子的浓度比血浆高30倍，钠离子的浓度却只有血浆的六分之一。像这些离子都不能够自由通过磷脂双分子成，为什么能够逆浓度梯度运输呢？他们是否跟协助扩散一样也存在一些特殊的蛋白质保证了这些离3子能够逆浓度梯度运输呢？生：存在师：跟协助扩散一样存在载体蛋白，载体蛋白的协助是这些离子逆浓度梯度成为可能。我们的协助扩散是顺浓度梯度不需要能量，可是我们的这些离子都是逆着被动运输的力量，需要消耗细胞代谢所产生的能量，因此我们的跨膜运输还需要有能量的提供。这也就是我们的主动运输，因此我们可以总结出主动运输是逆浓度梯度扩散的，需要载体，需要能量。像小肠绒毛上皮细胞对钾离子、钠离子、葡萄糖、氨基酸等营养物质的吸收，就是通过主动运输进行的。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，主动选择吸收所需要的营养物质，排出代谢废物和对细胞有害的物质。因此主动运输对于活细胞完成各项生命活动有重要的作用。既然主动运输具有这么重要的作用，那影响主动运输的因素有哪些呢？生1：载体蛋白的数量和种类师：嗯，载体蛋白的种类和数量决定着它所运输的物质种类和数量。还有其他因素吗？生2：能量师：没错！由于主动运输需要能量，所以凡是能够影响能量供应的因素都能够影响主动运输，如温度、氧气浓度等！那还有没有其它的因素呢？生3：与物质浓度有关师：还与物质浓度有关，那假如我们要用坐标图表示，那应该是怎样的呢？分别用温度、氧气浓度、物质浓度表示横坐标，运输速度表示纵坐标，下面同学们拿出你们的笔和纸尝试着写下！等下我请三位同学把你们所认为正确的画到黑板上来（2min）（教师讲述关系图）好！下面老师问个问题，我们知道被动运输的特点是物质分子进行顺浓度梯度移动，而与物质运输的有关膜或细胞并无能量消耗，按是不是就意味着被动运输完全与能量转换无关？生：（学生回答）师：被动运输并不是完全与能量转换无关，只不过是物质运输所需要的能量来自高浓度溶液本身所包含的势能而已，就像位于斜坡高处的物体可以靠势能自动下滑而不需要另外供给能量一样。主动运输是与被动运输相对而言的。主动运输是指通过细胞膜本身的某种耗能过程，将某种物质分子由膜的低浓度一侧移向高浓度一侧的过程。按照热力学基本定律，溶液中的分子由低浓度处向高浓度处移动，就像物体沿着斜坡上移一样，必须由外部供给能量。在细胞膜的主动运输中，能量由细胞呼吸来供给。再问个问题，对于物质的跨膜运输，不同的物质的跨膜运输方式是否相同呢？生：不相同！师：没错！是不相同的！即使是同种物质的跨膜运输也可能不同。如葡萄糖在动物和人体内，可以用协助扩散的方式通过细胞膜（葡萄糖进入红细胞的过程），也可以用主动运输的方式通过细胞膜（葡萄糖通过小肠绒毛的上皮细胞的过程）。过度：前面我们所学的都是物质运输的方式——被动运输和主动运输它们的运输物质都是小分子、离子，对于像蛋白质那样的大分子的运输却无能为力。可是我们的大部分细胞能够摄入和排除特定的大分子。那这些大分子是怎样进出细胞的呢？下面同学们用1min的时间看下课本第72页的小字部分的内容，并尝试回答小字旁栏的思考题细胞摄入和排出大分子物质的方式分别为吧胞吞和胞吐。那它们分别是怎样进行的呢？生：（学生回答胞吞和胞吐）师：（教师讲述胞吐、胞吐并板书，解决旁栏思考题）4胞吐、胞吐并不是跨膜运输，而是通过细胞膜的内陷，形成小囊泡而进入细胞的！我们已经学习了离子、小分子、大颗粒等物质的运输方式，那下面同学们看下本节聚焦，同学们现在能否回答那些问题呢？（讲述本节聚焦的题目）本节聚焦的第二个问题也就回答了我们第71页思考与讨论的第1、2题，那同学们想下思考与讨论的第3题，为什么自由扩散和协助扩散被称为被动运输？生：（学生回答）师：好！不错，就是这个原因。我们已经知道了主动运输对于生物完成各项生命活动有重要意义，那对于一些关于主动运输的例子我们能否很好的解决呢？下面同学们请翻到课本第72页的技能训练，训练一下我们的读图技能，同学们用1min的时间思考一下，（解决技能训练的问题）（4）课后训练（5min）好！现在我们已经学习了本节课的所有新的内容，下面让我们来实战一下！（练习讲完后），看来同学们都已经掌握的不错了！那我们本节课就学习到这，下课后请同学们及时复习并预习我们下节课的新课第五章的第一节降低化学反应活化能的酶！下课！（六）板书设计第3节物质跨膜运输的方式运输物质方式方向载体ATP举例离子、小分子自由扩散高低无不消耗H2O、O2、CO2\甘油、脂肪酸等协助扩散高低有不消耗红细胞吸收葡萄糖主动运输低高有消耗离子、氨基酸、葡萄糖进入小肠上皮细胞大颗粒胞吞：如细胞吞噬病菌、与溶酶体结合，将之分解胞吐：分泌是外排的一种，如胰岛素的分泌扩散：分子密度高的地方向分子密度低的地方被动运输：物质通过简单的扩散作用进出细胞主用运输：影响主动运输的因素：（1）载体的数量和种类（2）能量，凡是能影响能量的因素，如温度、氧浓度（3）物质浓度胞吞：接触凹陷包围分离胞吐：包围移动融合排出5