《物质跨膜运输的方式》教学设计方案
广州市育才中学 蔡保华
课题名称 科 目 教学时间 学习者分析 物质跨膜运输的方式 生物 1课时 学生在初中做过或见过这样的实验：泡在盐水中的萝卜条会软缩，泡在清水中的萝卜条会更加硬挺。学生也有这样的生活经验：做菜馅时加入一些盐，蔬菜中的水会大量浸出；很多学生知道对农作物施肥过多，会造成“烧苗”现象，等等。 一、情感态度与价值观 1. 通过设置丰富的问题情境，鼓励学生从多角度思考、探索、交流，激发学生的好奇心和主动学习的欲望； 2. 通过学生自己的思考理解三种物质跨膜运输的形式。 二、过程与方法 1. 学习被动运输及其例子 2. 学习主动运输及其例子 3．总结三种运输方式的相同点及不同点 三、知识与技能 1. 说明物质进出细胞的方式 2. 进行图表数据的解读 教学重点、1. 物质进出细胞的方式。 难点 2. 主动运输。 教学资源 （1）板书； （2）教师自制的多媒体课件以及网上下载到的跨膜运输的Flash； （3）上课环境为多媒体大屏幕环境。 教学过程 年级 高一 教学目标 引入新课 前面两节我们学习了生物膜的结构和功能的特点，那么，首先同学们教学活动1 先回忆一下生物膜在结构和功能上具有什么特点？（流动性和选择透过性） 细胞膜是细胞的边界，它的主要功能之一是控制物质进出细胞，那么它具体是怎样控制物质进出的呢？同学们先看一下“问题探讨”：哪些物质能够直接通过人工合成的脂双层？哪些物质不能通过？不能通过的这些物质对于生命活动来说是不是必须的呢？这就是这节课我们要研究的主题。 教学活动2 讲述被动运输的过程 上节课我们举过两个例子：①厨房里做菜在客厅中就可以闻到香味。 ②滴一滴红墨水在清水中红墨水扩散开。这些都是由密度大的一侧向密度小的一侧运动，这种现象称为扩散。对于细胞来说，有些物质进出细胞时也是由密度大（相对含量高）的一侧向相对含量低的一侧运输，如上节课我们讲的水分子的跨膜运输，这种现象统称为被动运输；但也有些物质是逆着浓度梯度运输的被称为主动运输。（展示幻灯片） 前面我们讨论过水分子进出细胞，水分子进出细胞的多少取决于什 1
么因素呢？（水分子相对含量的梯度） 由问题探讨我们可以看出，O2，CO2，N2，苯，水，甘油和乙醇都可以进入合成的脂双层，这些物质进入细胞时都是从高浓度到低浓度，属于被动运输。其中，O2，CO2，N2，水因其分子非常小，可以自由地穿过磷脂双分子层，而甘油、乙醇、苯等因其脂溶性，可以溶于磷脂双分子层，所以也可以自由地出入细胞。这些物质进出细胞有一个共同的特点，就是物质都是通过简单的扩散作用进出细胞，所以叫做自由扩散。 由“问题探讨”可看出葡萄糖不能通过人工合成的脂质双分子层，但是对于细胞来说，这些物质又是必需的。那么它是怎样通过细胞膜进入细胞的呢？大家先想一下，生物膜主要是由哪些物质组成的？（脂质和蛋白质），那么，葡萄糖不能直接通过脂质，能不能借助于蛋白质呢？葡萄糖属于小分子，而蛋白质是大分子，比葡萄糖大得多，就像一条船与一个人的差距，而蛋白质在膜上又是可以流动的，可以由膜的一侧向另一侧运动，在这个过程中可以起到“船”的运输作用，膜上的这样的蛋白质很多，我们把它们称为“载体蛋白”。像葡萄糖这样就可以借助载体蛋白进出细胞，如血浆中的葡萄糖比红细胞里的葡萄糖浓度高，这样就可以通过细胞膜上的载体蛋白顺着相对含量梯度跨膜进入细胞，像这种要借助载体蛋白协助的进出细胞的方式称为协助扩散。（注意协助扩散属于被动运输，即它为顺相对含量梯度的） （提问）自由扩散和协助扩散有哪些相同点和不同点？ 相同点：都属于被动运输，都为顺相对含量梯度 不同点：协助扩散要靠载体蛋白的协助，自由扩散不同。 （提问）顺浓度梯度跨膜运输需要额外能量吗？（不需要） 教学活动3 讲述主动运输的过程 那么，大家想一想，仅仅靠被动运输能满足细胞生命活动的需要吗？大家想一想，植物细胞液中的矿质元素，如Fe3+，Mg2+与土壤溶液中相比哪一个更高一些？那么如果只有被动运输，这些元素要外流，但事实上，细胞还要从土壤溶液中吸收这些无机盐，以满足生命活动的需要。 因此，物质跨膜运输一定还有其他的方式。 （提问）1 无机盐能否直接通过细胞膜的磷脂双分子层？ 2 这些无机盐应该怎样才能进出细胞膜？ 3 由于是逆浓度梯度，需要额外的能量吗？（以斜坡推车作比喻，帮助学生理解物质逆浓度梯度运输时要消耗能量） 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，同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的能量，这种方式叫做主动运输。 举例：小肠绒毛在吸收葡萄糖时，因肠腔内葡萄糖浓度低于小肠上皮细胞的浓度，因此也为主动运输。 2
教学活动4 比较几种跨膜运输方式的区别 跨膜运输方式 方向 载体 自由扩散 顺相对含量梯度 不需要 协助扩散 主动运输 顺相对含量梯度 需要 逆相对含量梯度 需要 能量 不消耗 不消耗 消耗 通过学习，我们了解了细胞的一些小分子或离子可通过被动运输和主动运输进出细胞，那么，细胞和外界是否存在一些大分子的交换呢？ 象前面我们讲的分泌蛋白合成以后分泌到细胞外，以及变形虫也需要直接从外界直接获得大分子，大颗粒物质，白细胞吞噬细菌等时，这些大分子物质进出细胞时能直接通过细胞膜吗？能借助载体蛋白运输吗？（不能） 引导学生阅读课本材料，简单介绍胞吞和胞吐的过程。 讲述细胞膜为什么为选择性透过膜，强调与载体蛋白的关系。 板书 一、被动运输（高—>低）不需消耗能量 自由扩散：水，O2，CO2，N2，苯，甘油和乙醇 协助运输：葡萄糖进入红细胞 二、主动运输（低—>高） 需要消耗能量 Na+，K+，Ca2+等离子进入细胞 小肠上皮细胞吸收葡萄糖分子 3
人教版高中生物必修一第四章第3节《物质跨膜运输方式》表格教案
