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2019-2020年高一生物《物質(zhì)跨膜運輸?shù)姆绞健方虒W(xué)設(shè)計教案 教學(xué)目標(biāo) 1.說明物質(zhì)進出細胞的方式。 2.進行圖表數(shù)據(jù)的解讀。 教學(xué)重點物質(zhì)進出細胞的方式。 教學(xué)難點主動運輸。 教學(xué)過程 教學(xué)內(nèi)容 教師活動 學(xué)生活動 引入、問題探討 教師呈現(xiàn)“問題探討”中的實驗現(xiàn)象，組織學(xué)生討論三個問題。 問題1：什么樣的分子能通過脂雙層？什么樣的分子不能通過？ 問題2：葡萄糖不能通過無蛋白質(zhì)的脂雙層，但是，小腸上皮細胞能大量吸收葡萄糖，如何解釋？ 問題3：觀察此圖表，聯(lián)系已學(xué)過的知識，你還能提出其他問題嗎？ 教師積極鼓勵學(xué)生提出問題，如通過觀察此圖還可聯(lián)想第一節(jié)內(nèi)容提出，“細胞需要的離子是否也通過細胞膜上的蛋白質(zhì)來運輸？”等問題。 問題探討 1.從圖上可以看出，氧氣、二氧化碳、氮氣、苯等小分子（苯還是脂溶性的）很容易通過合成的脂雙層；水、甘油、乙醇等較小的分子也可以通過；氨基酸、葡萄糖等較大的有機分子和帶電荷的離子則不能通過合成的脂雙層。 2.提示：葡萄糖不能通過人工合成的無蛋白的脂雙層，但小腸上皮細胞能大量吸收葡萄糖，推測小腸上皮細胞的細胞膜上有能夠轉(zhuǎn)運葡萄糖的蛋白質(zhì)。 3.提示：通過觀察此圖還可聯(lián)想并提出，細胞需要的離子是否也通過細胞膜上的蛋白質(zhì)來運輸?shù)葐栴}。 觀察圖表，思考問題 學(xué)生分組討論，小組代表發(fā)表看法 被動運輸 教師引導(dǎo)：回顧“植物細胞吸水和失水”實驗，與這種擴散比較，讓學(xué)生分析水分子進出細胞是不是與上述擴散相似？ 再列舉氧和二氧化碳進出細胞的現(xiàn)象 自由擴散的概念。 特點：物質(zhì)由高濃度一邊擴散到低濃度一邊，既不需載體，也不消耗能量 接著教師設(shè)問：提出“水分子能夠通過脂雙層，葡萄糖不能通過無蛋白質(zhì)的脂雙層，卻能通過細胞膜，這是為什么？” 教師提示：載體蛋白的作用 師生總結(jié)：得出協(xié)助擴散的概念 特點：物質(zhì)由高濃度一邊擴散到低濃度一邊，需要載體，也不消耗能量 教師講述：自由擴散和協(xié)助擴散統(tǒng)稱被動運輸；展示“自由擴散和協(xié)助擴散示意圖” 并通過CAI展示下列情景：①木材（或竹捆）從河的上游隨水漂到下游；②船裝白糖（或食鹽、化肥）從河的上游漂到下游（不開發(fā)動機）；③船裝著貨物由下游開往上游，船尾冒著白煙且伴有發(fā)動機的聲音。 學(xué)生思考：①自由擴散和協(xié)助擴散需要能量嗎？為什么？ ②自由擴散和協(xié)助擴散有什么不同？ ③為什么自由擴散和協(xié)助擴散被稱為被動運輸？ 思考與討論 1.自由擴散和協(xié)助擴散都不需要消耗能量。因為二者都是順物質(zhì)的濃度梯度進行的。 2.自由擴散與協(xié)助擴散的共同之處是都不需要細胞消耗能量。不同之處是：前者不需要蛋白質(zhì)的協(xié)助，后者必須有蛋白質(zhì)的協(xié)助才能實現(xiàn)。 3.因為自由擴散和協(xié)助擴散都是順物質(zhì)的濃度梯度進行的，不需要細胞消耗能量，所以統(tǒng)稱為被動運輸。 學(xué)生總結(jié) 學(xué)生嘗試作出解釋 學(xué)生回答：（略） 主動運輸 教師繼續(xù)：上述③船裝著貨物由下游開往上游，船尾冒著白煙且伴有發(fā)動機的聲音。與前二種情形不同在哪兒？ 教師指導(dǎo)學(xué)生看課本圖表P71；P73；P63 背景資料：輪藻細胞中的K+濃度比它所生存的環(huán)境中K+ 多63倍，海帶細胞中的I- 比海水高出40倍，人的紅細胞中的K+比血漿高30倍，而紅細胞中的Na+ 濃度卻是血漿中Na+ 的濃度的1／6。 聯(lián)系第一節(jié)內(nèi)容并設(shè)問：這些離子為什么能逆濃度梯度運輸呢？ 師生得出：主動運輸?shù)母拍睿徽故尽爸鲃舆\輸?shù)氖疽鈭D” 特點：物質(zhì)從低濃度一邊被運輸?shù)礁邼舛纫贿?，不僅需要載體的協(xié)助，而且也需要消耗細胞活動產(chǎn)生的能量 再現(xiàn)CAI展示三種情景，提問學(xué)生：自由擴散、協(xié)助擴散和主動運輸各與哪一類情景相似？為什么？對于細胞生活有什么意義？ 請學(xué)生完成下表： 運輸方式 濃度梯度 載體 能量 自由擴散 由高到低（氧氣，水，甘油等小分子脂溶性物質(zhì)） 不需要 不需要 協(xié)助擴散 由高到低（葡萄糖入紅細胞） 需要 不需要 主動運輸 由低到高（小腸吸收葡萄糖，氨基酸，無機鹽） 需要 需要 教師巡回指導(dǎo)，學(xué)生完成后可稍作點評。 如何判斷主動運輸：一，物質(zhì)運輸是否消耗能量，第二，物質(zhì)從高濃度一側(cè)運輸?shù)降蜐舛纫粋?cè)。 教師歸納： 不同物質(zhì)通過細胞膜的方式是不同的，也就說明細胞膜對通過的物質(zhì)具有選擇性，它是一種選擇透過性膜。具體表現(xiàn)在：水分子可以自由通過，細胞要選擇吸收的離子和小分子也可以通過，而其他離子、小分子和大分子則不能通過。 　　教師提出一些問題啟發(fā)學(xué)生進行議論，以加深理解和鞏固所學(xué)知識。 ① 物質(zhì)通過細胞膜出入細胞的三種方式中，你認為哪種方式對于活細胞完成各項生命活動最重要，為什么？ 技能訓(xùn)練 1.K+和Mg2+是通過主動運輸進入細胞的。 2.Na+和Cl－是通過主動運輸排出細胞的。 3.提示：因為以上四種離子細胞膜內(nèi)外的濃度差較大，細胞只有通過主動運輸才能維持這種狀況。 學(xué)生答：（略） 學(xué)生回答（略） 學(xué)生答：（略） 學(xué)生回答：（略） 胞吞和胞吞 ②細胞膜是選擇透過性膜。即水分子等細胞要選擇吸收的離子和小分子可以通過，而其它的離子、小分子和大分子不能通過細胞膜。那么大分子如何出入細胞呢？例如水中的有機物顆粒是如何進入原生動物草履蟲體內(nèi)的，未被消化的食物殘渣又是如何排出體外的？ 教師指出，物質(zhì)出入細胞除上述三種方式外，還有其它特殊方式。大分子物質(zhì)不能直接通過細胞膜不等于大分子物質(zhì)不能出入細胞。一些大分子物質(zhì)是以一定方式出入細胞的，如細胞的內(nèi)吞作用和外排作用，白細胞對異物的吞噬作用，胰島細胞對胰島素的分泌作用等。 讓學(xué)生自己識圖P72 大分子物質(zhì)出入細胞的方式，需要能量，不需載體，同時證明了細胞膜的流動性。 原理：依靠細胞膜的流動性。白細胞的吞噬作用，變形蟲攝食，分泌蛋白的分泌。 旁欄思考題 提示：這是細胞的胞吞作用。這對于人體有防御功能，并有利于細胞新陳代謝的正常進行 學(xué)生自己識圖 水通道和離子通道 相當(dāng)于水龍頭，需要通道蛋白，通道開啟和關(guān)閉需要消耗能量。（如何證明水通道蛋白的存在。 教學(xué)反思： 練習(xí) 基礎(chǔ)題 1.D?！　?.A。 拓展題 提示：低溫環(huán)境肯定會影響物質(zhì)的跨膜運輸。溫度會影響分子運動的速率，影響化學(xué)反應(yīng)的速率，因此，組成細胞膜的分子的流動性也會相應(yīng)降低，呼吸作用釋放能量的過程也會因有關(guān)酶的活性降低而受到抑制。這些都會影響物質(zhì)跨膜運輸?shù)乃俾省? 自我檢測的答案和提示 一、概念檢測 判斷題 1.。 2.。 3.。 4.。 5.。 選擇題 1.D。 2.C。 畫概念圖 二、知識遷移 提示：小腸絨毛上皮細胞能夠從消化了的食物中吸收葡萄糖，卻很難吸收相對分子質(zhì)量比葡萄糖小的木糖。這一事實說明細胞膜對物質(zhì)進入細胞具有選擇透過性。這與細胞的生活關(guān)系密切，細胞膜的這一特性使細胞盡可能地只吸收自身需要的物質(zhì)，細胞不需要或?qū)毎泻Φ奈镔|(zhì)常被阻擋在細胞外。 三、技能應(yīng)用 提示：溫度高低會提高或降低水分子通過半透膜的擴散速率。在一定溫度范圍內(nèi)，提高溫度會加快水分子通過半透膜的速率；而降低溫度則減緩水分子通過半透膜的速率。 實驗方案設(shè)計如下： 按本章第1節(jié)滲透現(xiàn)象示意圖組裝好三組裝置。在第一組的燒杯外用酒精燈或水浴鍋加熱升溫；第二組燒杯外加冰塊降溫；第三組留作對照。三組裝置同時開始實驗，并記錄液面變化及時間。 四、思維拓展 提示：在順濃度梯度的情況下，葡萄糖、氨基酸等分子可以通過協(xié)助擴散進入細胞。當(dāng)細胞外葡萄糖或氨基酸的濃度低于細胞內(nèi)時，如果此時細胞的生命活動需要這些營養(yǎng)物質(zhì)，細胞還能吸收這些營養(yǎng)物質(zhì)，是通過主動運輸。