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2019-2020年高中生物 4.3《物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞健方贪? 新人教版必修1 一、對課程標(biāo)準(zhǔn)的理解 1、 課程標(biāo)準(zhǔn)：說出物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的方式；進(jìn)行圖表數(shù)據(jù)解讀。 2、我的理解：物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的方式包括三種跨膜運(yùn)輸和胞吞胞吐方式，這與細(xì)胞膜系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能密切相關(guān)。要求學(xué)生能夠舉例說明并描述這些運(yùn)輸方式的基本特征，并且與之前所學(xué)知識融會貫通。同時(shí)訓(xùn)練學(xué)生解讀圖表數(shù)據(jù)的能力，學(xué)會分析資料及數(shù)據(jù)并得出相關(guān)結(jié)論。 二、學(xué)習(xí)目標(biāo)的編寫 1、分析學(xué)生起點(diǎn)學(xué)習(xí)能力：本節(jié)內(nèi)容是《細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出》一章的第三節(jié)。在前面的學(xué)習(xí)中學(xué)生已經(jīng)了解了一些物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的實(shí)例，并且重點(diǎn)學(xué)習(xí)了水進(jìn)出細(xì)胞的方式。對于細(xì)胞的邊界—細(xì)胞膜，學(xué)生也已經(jīng)了解了細(xì)胞膜的流動鑲嵌模型及其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)流動性和功能特點(diǎn)選擇透過性，這些內(nèi)容為本節(jié)的學(xué)習(xí)奠定了良好的基礎(chǔ)。 2、三維目標(biāo) 知識與技能：（1）舉例說明物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)念愋图疤攸c(diǎn) （2）說出被動運(yùn)輸與主動運(yùn)輸?shù)漠愅c(diǎn) （3）闡述主動運(yùn)輸對細(xì)胞的意義 （4）正確解讀坐標(biāo)數(shù)據(jù)圖標(biāo) 過程與方法：（1）運(yùn)用類比和對比地方法進(jìn)行學(xué)習(xí)，抓住關(guān)鍵，掌握本質(zhì) （2）運(yùn)用表格的方式進(jìn)行總結(jié)，簡潔明了 情感態(tài)度與價(jià)值觀： （1）物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的方式反映了細(xì)胞膜的功能，這是在細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步的學(xué)習(xí)，樹立生物膜結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的生物學(xué)觀點(diǎn) （2）參與課堂討論與交流，同時(shí)培養(yǎng)積極思考的學(xué)習(xí)習(xí)慣。 三、對教學(xué)內(nèi)容的分析 本節(jié)課主要介紹兩大塊內(nèi)容，一是小分子或離子進(jìn)出細(xì)胞膜的方式，包括自由擴(kuò)散、 協(xié)助擴(kuò)散和主動運(yùn)輸，要求學(xué)生理解這三種方式的相同點(diǎn)和不同點(diǎn)，主要從膜兩側(cè)的濃度差、是否需要載體、是否消耗能量、代表的例子等方面來進(jìn)行對比，其中主動運(yùn)輸很好的體現(xiàn)了細(xì)胞膜選擇透過性的功能特點(diǎn)。二是大分子物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的方式，包括胞吞和胞吐，這部分內(nèi)容是對生物膜具有流動性的很好的佐證，引導(dǎo)學(xué)生將知識融會貫通。 教學(xué)重點(diǎn)：1.小分子和離子跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞剑鹤杂蓴U(kuò)散、協(xié)助擴(kuò)散、主動運(yùn)輸 2.大分子跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞剑喊毯桶? 教學(xué)難點(diǎn)：主動運(yùn)輸 補(bǔ)充材料：跨膜運(yùn)輸方式、變形蟲攝食消化的動畫，物質(zhì)主動運(yùn)輸?shù)南嚓P(guān)資料。 課堂教學(xué)學(xué)案等（附后） 四、教學(xué)策略安排 1、 學(xué)習(xí)方式、教學(xué)組織方式的確定： 采用的是教師引導(dǎo)教學(xué)與學(xué)生分析討論相結(jié)合的方法，基本思路為：展示現(xiàn)象-提出問題-討論分析以解決問題-解釋原理-總結(jié)概念，最后列表小結(jié)。 2、教學(xué)方法的編寫 運(yùn)用啟發(fā)教學(xué)法及多媒體課件輔助教學(xué)。 3、教學(xué)過程及活動的設(shè)計(jì) 課前分發(fā)給學(xué)生《物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞健穼W(xué)案 【情境創(chuàng)設(shè)】 演示實(shí)驗(yàn)：向一杯清水中加入某種棕色液體，觀察到什么實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 學(xué)生：整杯清水顏色變成棕色 教師：這是什么現(xiàn)象？ 學(xué)生：擴(kuò)散 教師：擴(kuò)散是物質(zhì)從高濃度向低濃度移動的現(xiàn)象。通過擴(kuò)散整杯清水中都有了棕色物質(zhì)分子的存在。我們怎樣判斷出這是什么物質(zhì)呢？ 學(xué)生：可以聞氣味，鑒定化學(xué)性質(zhì)等。（前面同學(xué)已經(jīng)聞到氣味，請一位后排同學(xué)驗(yàn)證） 教師：我們可以聞出這是醋的味道。說明醋分子除了在水中擴(kuò)散，還進(jìn)入了我們的肺泡，進(jìn)入我們的嗅覺細(xì)胞。 那么這些分子是怎樣進(jìn)入我們的人體細(xì)胞的？會遇到什么障礙嗎？ 學(xué)生：物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞需要通過細(xì)胞的邊界—細(xì)胞膜。 【回顧舊知】 復(fù)習(xí)：生物膜流動鑲嵌模型:（磷脂雙分子層）構(gòu)成膜的基本支架；（蛋白質(zhì)）分子 鑲在磷脂雙分子層表面，有的嵌入或橫跨磷脂雙分子層。 磷脂與蛋白質(zhì)可以（運(yùn)動），故膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是具有（流動性）。 教師：生物學(xué)基本的觀點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)，這節(jié)課我們要探究的問題就是：物質(zhì)怎樣進(jìn)行跨膜運(yùn)輸來出入細(xì)胞？ 【師生互動】 教師：細(xì)胞一般用肉眼是看不到的，需要借助顯微鏡來觀察。在實(shí)際的探究中，顯微鏡的操作比較復(fù)雜。所以我們可以嘗試用模型來探究。 出示人工合成脂雙層膜對不同的物質(zhì)的通透性 學(xué)生活動：用人工合成的磷脂雙層膜模擬生物膜,觀察它對不同物質(zhì)的通透性，討論回答下列問題： 1.哪些分子可以通過脂雙層膜，他們有什么特點(diǎn)？ 2.哪些分子不可以通過脂雙層膜，他們有什么特點(diǎn)？ 3.不能通過脂雙層膜的物質(zhì)，細(xì)胞需要嗎？如果需要他怎樣才能進(jìn)入細(xì)胞呢？ 學(xué)生回答：1.水、O2、CO2、甘油、尿素等物質(zhì)可以通過脂雙層膜；這是一些小分子和 氣體物質(zhì)等。 2.氨基酸、核苷酸、葡萄糖、各種離子不能通過脂雙層膜。這些物質(zhì)分子量 比較大，離子帶有電荷。 3.不能通過脂雙層膜的物質(zhì)，細(xì)胞也需要。比如葡萄糖可以提供能量，缺鈣 會容易骨折等。推測這些物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞可能與蛋白質(zhì)有關(guān)。 （一）自由擴(kuò)散： 教師：能夠通過脂雙層膜的物質(zhì)中，我們已知水進(jìn)入細(xì)胞的方式是滲透作用，是順相對濃度梯度的。其他物質(zhì)也都是以這種簡單的擴(kuò)散作用進(jìn)入細(xì)胞膜的，把這種方式叫做自由擴(kuò)散。 出示動畫，學(xué)生觀察，總結(jié)自由擴(kuò)散特點(diǎn)。 師生：自由擴(kuò)散中，物質(zhì)的運(yùn)輸方向是從濃度高的向濃度低的運(yùn)輸。物質(zhì)運(yùn)輸?shù)膭恿κ菨舛炔?。以自由擴(kuò)散進(jìn)出細(xì)胞的物質(zhì)，通常是一些小分子物質(zhì)，氣體或是脂溶性物質(zhì)。 教師：通過前面的分析，不能通過脂雙層膜，但細(xì)胞又需要的物質(zhì)，比如葡萄糖怎樣進(jìn)入細(xì)胞？ 學(xué)生活動：根據(jù)前面的推測，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究葡萄糖等物質(zhì)怎樣進(jìn)入細(xì)胞。 （二）協(xié)助擴(kuò)散 出示資料：實(shí)驗(yàn)表明,葡萄糖不能通過磷脂雙分子層的人工膜,但如果在人工膜中加入某種蛋白質(zhì)，葡萄糖則可以通過膜從高濃度處向低濃度擴(kuò)散。 該實(shí)驗(yàn)說明什么? 學(xué)生分析資料，得出結(jié)論：說明葡萄糖可以借助載體通過脂雙層。 出示動畫，學(xué)生觀察，總結(jié)自由擴(kuò)散概念及特點(diǎn)。 師生：進(jìn)出細(xì)胞的物質(zhì)借助載體的擴(kuò)散，叫做協(xié)助擴(kuò)散。物質(zhì)的運(yùn)輸方向是從濃度高的向濃度低，需要載體協(xié)助。如葡萄糖進(jìn)入紅細(xì)胞。 教師：自由擴(kuò)散與協(xié)助擴(kuò)散都是物質(zhì)從低濃度向高濃度運(yùn)輸，濃度差是運(yùn)輸動力，物質(zhì)總是順濃度梯度運(yùn)輸嗎？ （三）主動運(yùn)輸 出示資料： 1、人紅細(xì)胞中K+的濃度比血漿高30倍，Na+的濃度卻只有血漿的1/6，細(xì)胞卻仍在“吸K+排Na+”。 2、人體甲狀腺濾泡上皮細(xì)胞具有很強(qiáng)的攝取碘的能力。血液中碘的質(zhì)量濃度為250mg/L，而甲狀腺濾泡上皮細(xì)胞內(nèi)碘的濃度比血液高20—25倍。 3、麗藻的細(xì)胞液與池水的多種離子濃度比(表格出示數(shù)據(jù)), 分析表中數(shù)據(jù)，可得出什么結(jié)論？由麗藻仍然可以從池水中獲得各種離子的現(xiàn)象，有何疑問？ 學(xué)生分析資料，提出問題 學(xué)生：物質(zhì)并不總是順濃度梯度進(jìn)入細(xì)胞的，有時(shí)可以逆濃度運(yùn)輸，那么物質(zhì)怎樣逆濃度運(yùn)輸呢？ 學(xué)生活動：設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究物質(zhì)逆濃度梯度運(yùn)輸需要的條件（能量及載體） 出示資料：實(shí)驗(yàn)表明,K+不能通過磷脂雙分子層的人工膜,但如果在人工膜中加入少量的纈氨酸霉素(一種蛋白類抗生素)，以及可以提供能量的物質(zhì)后，K+則可以通過膜從低濃度處向高濃度擴(kuò)散. 該實(shí)驗(yàn)說明什么? 學(xué)生分析資料，得出結(jié)論：物質(zhì)逆濃度梯度運(yùn)輸需要載體及能量。 出示動畫，學(xué)生觀察，總結(jié)主動運(yùn)輸概念及特點(diǎn)。 師生：物質(zhì)從低濃度一側(cè)運(yùn)輸?shù)礁邼舛纫粋?cè)，需要載體蛋白的協(xié)助，同時(shí)還需要消耗細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)所釋放的能量，這種方式叫做主動運(yùn)輸。如葡萄糖、氨基酸、核苷酸及各種離子出入細(xì)胞。 教師：主動運(yùn)輸?shù)膭恿κ羌?xì)胞提供的能量，相對而言，自由擴(kuò)散與協(xié)助擴(kuò)散需要借助濃度差來運(yùn)輸，把它們叫做被動運(yùn)輸。 主動運(yùn)輸與被動運(yùn)輸哪種方式對細(xì)胞的生命活動意義更為重要？ 學(xué)生：主動運(yùn)輸更有意義，因?yàn)樗梢员ＷC活細(xì)胞按照生命活動的需要，主動選擇吸收所需要的營養(yǎng)物質(zhì)，排出代謝廢物和對細(xì)胞有害的物質(zhì)。體現(xiàn)了細(xì)胞膜的功能特點(diǎn)，即選擇透過性。 技能訓(xùn)練：分析柱狀圖（即教材73頁） 教師：以上我們探究了小分子物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的方式，對于一些高分子物質(zhì)，如蛋白質(zhì)，怎樣來進(jìn)出細(xì)胞呢？ 出示動畫：變形蟲攝取食物，排出代謝廢物的方式。學(xué)生觀察并總結(jié)特點(diǎn)。 （四）大分子物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的方式 教師：當(dāng)細(xì)胞攝取大分子時(shí)，首先是大分子附著在細(xì)胞膜表面，這部分細(xì)胞膜內(nèi)陷形成小囊，包圍著大分子。然后小囊從細(xì)胞膜上分離下來，形成囊泡，進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部，這種現(xiàn)象叫做胞吞。 細(xì)胞需要外排的大分子，先在細(xì)胞內(nèi)形成囊泡，囊泡移動到細(xì)胞膜處，與細(xì)胞膜 融合，將大分子排出細(xì)胞，這種現(xiàn)象叫做胞吐。 【課堂小結(jié)】 小分子物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的方式：自有擴(kuò)散、協(xié)助擴(kuò)散、主動運(yùn)輸?shù)漠愅c(diǎn)。 物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞襟w現(xiàn)了生物膜選擇透過性的特點(diǎn)，大分子物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞體現(xiàn)了細(xì)胞膜具有流動性的特點(diǎn)?？梢姡Y(jié)構(gòu)與功能總是相適應(yīng)的。 【課堂訓(xùn)練】 1. 人體組織細(xì)胞從組織液中吸收甘油的量主要取決 A組織液中甘油的濃度 B細(xì)胞膜上甘油載體的數(shù)量 C細(xì)胞的呼吸作用強(qiáng)度 D細(xì)胞膜上載體的種類 2.研究發(fā)現(xiàn)，人體通過代謝產(chǎn)生極少ＮＯ，ＮＯ是一種脂溶性小分子物質(zhì)，它能使平滑肌細(xì)胞舒張，有擴(kuò)張血管的作用，試分析ＮＯ進(jìn)出平滑肌的方式 A.自由擴(kuò)散 B. 協(xié)助擴(kuò)散 C.主動運(yùn)輸 D. 胞吞作用 3．下列物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的過程與線粒體密切相關(guān)的是 ①酒精被胃黏膜吸收 ②細(xì)胞與內(nèi)環(huán)境進(jìn)行氣體交換 ③腎小管壁上皮細(xì)胞吸收原尿中的葡萄糖 ④小腸絨毛上皮細(xì)胞吸收氨基酸 A．①② B．③④ C．②③④ D．①②③④ ４.新生兒小腸上皮細(xì)胞通過消耗能量，可以直接吸收母乳中的免疫球蛋白和半乳糖，這兩種物質(zhì)分別被吸收到細(xì)胞中的方式是 A.主動運(yùn)輸，主動運(yùn)輸 B.胞吞，主動運(yùn)輸 C.主動運(yùn)輸，胞吞 D.被動運(yùn)輸，主動運(yùn)輸 第3節(jié) 物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞? （一）小分子和離子的跨膜運(yùn)輸 物質(zhì)運(yùn)輸方向 載體蛋白 能量 代表例子 自由擴(kuò)散 高濃度到低濃度 不需要 不需要 CO2、O2、甘油、乙醇、苯、脂肪酸、水等 協(xié)助擴(kuò)散 高濃度到低濃度 需要 不需要 葡萄糖通過紅細(xì)胞膜 主動運(yùn)輸 低濃度到高濃度 需要 需要 無機(jī)鹽離子、氨基酸、葡萄糖等 （二）大分子物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞：胞吞、胞吐 五、教學(xué)實(shí)施的反思與評價(jià) 這節(jié)課用醋的擴(kuò)散實(shí)驗(yàn)做引入，聯(lián)系學(xué)生生活，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。整節(jié)課通過討論人工合成磷脂雙分子層對不同物質(zhì)的通透性來貫穿始終，引導(dǎo)學(xué)生提出問題、解決問題、概括原理，層層遞進(jìn)的學(xué)習(xí)自由擴(kuò)散、協(xié)助擴(kuò)散、主動運(yùn)輸?shù)瓤缒み\(yùn)輸方式，充分發(fā)揮學(xué)生的主動性，最后通過當(dāng)堂訓(xùn)練來檢測學(xué)生的知識掌握情況。課堂中學(xué)生學(xué)習(xí)較積極，知識掌握情況較好。但在學(xué)習(xí)過程中，發(fā)現(xiàn)學(xué)生的數(shù)據(jù)分析及資料分析能力仍有所欠缺，文字表達(dá)能力也應(yīng)在今后的教學(xué)中逐步強(qiáng)化。 附學(xué)案： 第3節(jié) 物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞? 1、探究： 通過研究人工合成的無蛋白質(zhì)的磷脂雙分子層膜對不同物質(zhì)的通透性，來探究物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞? 問題探討： ①哪些分子能夠通過脂雙層，它們有什么特點(diǎn)？ ②哪些分子不能夠通過脂雙層，它們有什么特點(diǎn)？ ③不能通過脂雙層的物質(zhì)是細(xì)胞生命活動需要的嗎？如果是，它們怎樣進(jìn)入細(xì)胞呢？ 做出假設(shè)： 設(shè)計(jì)并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)： 分析結(jié)果，得出結(jié)論： 提出新問題：物質(zhì)逆濃度時(shí)怎樣才能進(jìn)入細(xì)胞呢？ 做出假設(shè)： 設(shè)計(jì)并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)： 分析結(jié)果，得出結(jié)論： 2、物質(zhì)跨膜運(yùn)輸方式列表比較 跨膜方式 濃度梯度 是否需載體 是否耗能 舉例 自由擴(kuò)散 協(xié)助擴(kuò)散 主動運(yùn)輸