《物質跨膜運輸的方式》教學設計

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1、《物質跨膜運輸的方式》教學設計 一、教學內容分析： 《物質跨膜運輸的方式》是新課標人教版高中生物教科書必修I中第四章第三節(jié)的內容，本章內容屬于細胞的基本功能之一──物質的輸入和輸出。學習內容主要有物質跨膜運輸的方式，自由擴散、協(xié)助擴散、主動運輸、胞吞及胞吐的主要特征和各自的區(qū)別。任何一個生命系統(tǒng)都是開放的系統(tǒng)，都與外界有物質的交換。所以本節(jié)的內容對學生理解細胞是基本的生命系統(tǒng)有著重要的意義，也為以后進一步的生物學習奠定基礎知識。 二、學習者特征分析： 1、知識基礎：在本章前兩節(jié)中，學生已經學習了細胞膜的組成、功能以及物質跨膜運輸的一些實例，但還未對物質跨膜運輸的原理進行學習。本節(jié)內容就

2、是系統(tǒng)的學習物質跨膜運輸的方式，學生對其中涉及的知識已經有一些了解，所以本節(jié)內容對于高中學生并不難理解，因此可以用引導的方式讓學生進行學習，以此提高學生的分析總結能力。 2、認知能力：高中生已達到一定分析處理問題的水平。 三、教學目標： 1、知識目標： （1）舉例說明物質跨膜運輸的類型及特點。 （2）闡述主動運輸對細胞的意義。 （3）說出被動運輸與主動運輸的異同點。 （4）正確解讀坐標圖與表格。 2、技能目標： (1)逐漸形成打破定勢思維，實際問題實際解決的能力。 （2）逐漸形成運用類比和對比的方法進行學習的能力。 （3）逐漸形成運用表格的方式進行總結歸納知識的能力。

3、3、情感態(tài)度價值觀： 樹立生物膜結構與功能相適應的生物學觀點。 四、教學重點： 1.小分子和離子跨膜運輸的方式：自由擴散、協(xié)助擴散、主動運輸 2.大分子跨膜運輸的方式：胞吞和胞吐 五、教學難點： 三種跨膜運輸方式的概念及區(qū)別；通過已知跨膜運輸的特征推出跨膜運輸的方式。 六、教學媒體： 教科書、板書、PPT課件（包含flash動畫）等。 七、教學方法： 直觀教學法、講授法、引導法。 八、課時安排： 1課時 九、教學流程圖 以提問方式回顧鑲嵌流動模型 學生回答 圖片 問題討論 學生積極討論 Flash/movie 自由擴散

4、/擴散試驗 引導進入本節(jié)內容，回憶初中擴散實驗，提問 學生答問，思考自由擴散特征及定義 由葡萄糖跨膜運輸講到協(xié)作擴散 Flash 協(xié)助擴散 總結協(xié)助擴散特征 得出協(xié)助擴散定義，引導學生歸納總結被動運輸定義 學生歸納被動運輸定義 實例---麗藻及搬物體的物理原理引入主動運輸 Flash 主動運輸 引導學生總結主動運輸的特征及定義 試著總結特征定義 圖片 主動運輸、協(xié)助擴散和自由擴散 通過所學及圖片，填寫PPT上的表格，進一步鞏固三種運輸方式的區(qū)別

5、 講授胞吞胞吐，帶領大家復習梳理本節(jié)知識，并深化和拓展知識 學生做PPT上的題目 進行指導分析 布置作業(yè)及評價 十、教學流程 教學流 程 教師活動 學生活動 設計意圖 知識回顧 上節(jié)課學習了鑲嵌流動模型，那么我想請同學們回顧下：1、膜主要由什么構成，其基本支架是什么？ 2、組成膜的糖蛋白質和脂質具有哪些功能？蛋白質在磷脂雙分子層上分布怎樣的? 3、細胞膜和其他的生物膜不僅是_______，還是______________。（膜的特點） 回顧上節(jié)課知識，回答： 1、脂質和蛋白質，磷脂雙分子層 2、糖蛋白具有識別功能，脂質

6、具有流動性；不均一性 3、半透膜、選擇透過性膜 聯(lián)系上節(jié)課知識，溫故知新，導出本節(jié)課知識。 問題討論 導入本節(jié)課 接下來大家觀察PPT圖片，總結什么樣的分子能夠通過脂雙層？什么樣的分子不能通過？ 你還能提出其他問題，并嘗試回答？ 我們每天吃飯，飯是糖類，最終降解為葡萄糖，被小腸上皮細胞能大量吸收，而從圖中看的出葡萄糖不能通過無蛋白質的脂雙層，這里邊，存在著跨膜運輸的什么原理、方式？這些，將是我們本節(jié)課將要解決的問題。 剛才又通過對細胞膜的鑲嵌流動模型的復習，我們知道細胞膜有選擇透過性，因而使得不同的分子跨膜運輸方式不同，下面我們就來具體學習跨膜運輸方式吧。 通過P

7、PT圖，總結某些小分子和脂溶性物質可通過。 如需要的離子是否也通過細胞膜上的蛋白質來運輸。 培養(yǎng)學生的觀察能力和發(fā)散性思維。 物 理 上 的 擴 散 我們先來看一個初中大家做過的一個物理實驗視頻。在一個盛有清水的燒杯中滴一滴紅墨水后會怎么樣呢？變成淺紅色的了吧！它是從高濃度到低濃度運動吧！大家一定很清楚這就是初中物理中的擴散試驗，那么它具有什么特點呢？ 下面請同學們回答我?guī)讉€問題: 1.這個過程需要借助外界幫助嗎？ 2.這個過程需要能量嗎？ 3.這個過程能從低濃度到高濃度嗎？ 回憶初中物

8、理知識 理解自由擴散的特點 回答：1.不需要 2.不需要 3.不能 通過熟知的知識轉移到要學的知識上，用類比的方法學習便于學生理解。 引導學生發(fā)現(xiàn)擴散的特點，為后面講自由擴散做好鋪墊。 自 由 擴 散 那么，這種物質運動的方式會不會出現(xiàn)在細胞的跨膜運輸上呢？答案是肯定的！上節(jié)課我們了解到像水、氧氣、二氧化碳、甘油等小分子物質可以不需要外界力量的幫助就能直接跨越細胞膜，進入細胞。這種跨膜運輸方式這就是我們今天講的第一個跨膜運輸方式———自由擴散。

9、 我們把細胞中這種類似物理上的擴散運動的運輸方式稱為自由擴散。因此，我們可以總結出自由擴散的概念。 自由擴散：像水、二氧化碳、甘油等小分子能夠直接由高濃度到低濃度進行跨膜運輸類似于物理上的擴散現(xiàn)象，這種跨膜運輸的方式叫做自由擴散。 下面我們來看一個動畫，加深我們的理解。你們看自由擴散是不是如“飛流直下三千尺”一樣啊。從動畫中我們能總結出他有哪些特征呢？ 那么，哪些物質能進行這種自由擴散呢？我們上課學已經學了一些自由擴散的例子。由于自由擴散過程沒有借助其他外界力量，僅僅簡單地通過脂雙層，根據相似相容的原理，能夠進行這種運輸的，應該是具有脂溶性的物質，

10、或者是不帶電的小分子物質。 學生進行思維遷移由物理擴散聯(lián)想到物質跨膜運輸。 引發(fā)思考： 自由擴散類似于物理上的擴散運。具有不耗能，從高濃度到低濃度擴散的特性。 注意教師所強調的特點 思考并總結自由擴散的概念及特點。 1、順濃度梯度，即從高濃度到低濃度； 2、不需要載體蛋白的協(xié)助 3、不消耗能量。 思考，并認真聽老師講解。 激起學生疑問，提高學生學習興趣。 提高學生總結能力。 培養(yǎng)學生觀察總結能力

11、 根據已學知識進行分析問題，提高學生分析問題能力。 協(xié) 助 擴 散 協(xié) 助 擴 散 剛才介紹的自由擴散的例子中并沒有葡萄糖，而在問題討論中我們也已經了解到，葡萄糖并不能通過沒有蛋白質的人工脂雙層，那么葡萄糖是如何跨膜運輸的呢？這就是我們今天要講的第二種跨膜運輸方式——協(xié)助擴散。我給大家展示一下協(xié)助擴散的flash動畫，大家仔細看，然后總結一下跨膜運輸的特點。 葡萄糖的跨膜運輸，并不是簡單地通過磷脂層，而是需要在蛋白質的輔助下，才能順利通過，我們把這種蛋白質稱為載體蛋白。 下面我讓大家看看這張圖片，思考下列問題

12、： 1.自由擴散和協(xié)助擴散需要消耗能量嗎？為什么？ 2.自由擴散與協(xié)助擴散有什么異同？ 3.為什么自由擴散和協(xié)助擴散被稱為被動運輸？ 很好！這種方式同樣也是順濃度梯度進行的。由于需要蛋白質的輔助，我們將它稱為協(xié)助擴散，請大家歸納一下協(xié)助擴散的定義。 協(xié)助擴散的定義： 從高濃度向低濃度運輸，進出細胞的物質需要借助載體蛋白質的擴散，叫做協(xié)助擴散。 學生大膽猜測應該存在其他的運輸方式 認真觀看老師展示的PPT并總結協(xié)助擴散的特點。 1、都不需要。因為二者都是順物質的濃度梯度進行的。 2、相同點：都是順濃度的梯度跨膜運輸，不需要消耗能量 不同點

13、：前者不需要蛋白質的協(xié)助，后者必須有蛋白質的協(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。 總結協(xié)助擴散的定義及特點 提出疑問，提高學習興趣。 提高學生總結能力 小 結 請大家回憶一下剛才講過的自由擴散和協(xié)助擴散的概念及異同。 它們的共同的特征是都從高濃度到低濃度擴散，都不需要消耗能量，針對這一點，我們可以把它們歸為一類------被動運輸。 好！哪位同學能

14、概括一下被動運輸的概念? 自由擴散和協(xié)助擴散這兩種物質跨膜運輸方式都是順濃度梯度進行的，不需要消耗能量，我們將其稱為被動運輸。 學生歸納小結 自由擴散不需要載體蛋白的協(xié)助，而協(xié)助擴散需要載體蛋白但都是從高濃度到低濃度，都不需要消耗能量所以被稱為被動運輸。 掌握被動運輸的概念 讓學生自己總結，提高學生總結概括能力。 主 動 運 輸 從上邊我們總結的被動運輸的特點，我們可以看到，被動運輸總是從濃度高的一側向濃度低的一側進行的，但新陳代謝過程中，不可能細胞內的物質濃度總是低于細胞外。如果物質從細胞

15、膜低濃度的一側向高濃度的一側運輸又該采取怎樣的運輸方式呢?這就是我們今天講的第三個物質跨膜運輸的方式——主動運輸 我們來比較下麗藻細胞液也池水中多種離子濃度，可以看出，麗藻細胞液比池水中的離子濃度要大，那這些離子為什么能一濃度梯度呢？這就是主動運輸該出力的時候了。 大家想一下如果把物質的跨膜運輸比喻成我們在搬東西，剛才的被動運輸就好像從高處往低處搬，我們可以把東西扔下去，而不消耗自身能量。那么主動運輸就好比把東西從低處搬到高處去。是不是我們必須得費點勁兒才能把它搬上去啊? 那究竟主動運輸是什么回事？它又和意義呢？不妨先來看一看flash動畫。 從動畫中，我們可

16、以看到，某些離子的運輸，都是從低濃度向高濃度進行，因此他們在需要載體蛋白的輔助的同時，還接受了來自ATP的能量，從而順利地進行物質運輸。這就是主動運輸的特征。結合動畫和它的特征，下面我請同學來定義主動運輸。 在生物體中，很多的物質運輸都是通過主動運輸進行的。比如各種離子，以及氨基酸等各種物質。主動運輸利用了能量，所以可以保證細胞根據自身的需要，主動地選擇吸收需要的營養(yǎng)物質，排出代謝廢物和對細胞有害的物質。這正是主動運輸的意義所在。 下面你們想想通過主動運輸進出細胞的物質一定是從低濃度到達高濃度嗎？為什么？我們假設，通過主動運輸的物質在細胞外濃度大于細胞內，那它是不是就不運輸進細

17、胞呢？ 思考教師所提出的問題 由物體向上運輸聯(lián)想到細胞物質逆濃度跨膜運輸也應該需要能量。 總結主動運輸的概念： 從低濃度一側運輸到高濃度一側，需要載體蛋白的協(xié)助，同時也需要消耗細胞內化學反應所釋放的能量的運輸方式。 認真思考并掌握主動運輸的例子與意義 認真思考，回答：不一定，主動運輸是一個主動選擇吸收的過程，物質的進出取決于細胞生命活動的需要，而非濃度差。 提出疑問，激發(fā)學生學習興趣。 實例引起學生求知欲

18、 用類比的方式講解較難理解的問題，便于學生理解。 提高總結能力 提高比較、總結能力。 提高學生實際情況實際處理的能力。 小 結 好的，到這里，我們已經將小分子物質運輸需要能量與不需要能量、需要載體與不需要載體都學習完了，大家回顧一下，主動運輸和被動運輸的區(qū)別,比較它們的異同，完成PPT上的填空。（引導學生完成三種運輸方式的比較） 完成三種運輸方式的比較 提高學生用圖表法總結概括知識點的能力。 胞 吞 與 胞

19、 吐 那么，我們剛才所講的都是小分子物質的運輸，但我們在初中學習過，生物體的免疫系統(tǒng)可以將外來的大分子異物吞噬，這種過程又是如何實現(xiàn)的？ 當大分子物質要通過細胞膜進入細胞時，需要首先與膜接觸，細胞膜內陷形成小囊，接著小囊分離形成囊泡，從而最終進入細胞內部，我們將這種運輸方式稱為胞吞。 同樣的道理，當細胞需要向外排出異物時，也是首先形成囊泡，接著囊泡移動到細胞膜處，與細胞膜融合，從而將大分子物質運送出去。我們將其稱為胞吐。 掌握胞吞過程、概念 掌握胞吐的概念 課堂復習 好，到這里為止，我們已經將本節(jié)內容學習完了，請大家梳理一下本

20、節(jié)主要內容，我們一起復習一下。 與教師一起復習本節(jié)內容 復習知識，提高學生學習效率，為后面做題做鋪墊。 規(guī)律總結及注意之處 復習后，我們總結判斷物質運輸的方式的方法，見PPT。 注意理解細枝末節(jié)，延伸知識，拓寬知識面。 隨教師看PPT，在教師指導下，理解記憶 深入理解，培養(yǎng)反向推理能力。 隨堂練 習 學習完本節(jié)內容后，大家來做一做PPT上的題目，思考并回答問題，并作好分析。題目： 1、上面幾幅坐標圖中所表示的分別是哪種物質運輸方式？為什么？ 圖見PPT 2、解讀圖表 右圖表示的是一個動物細胞內外不同離子的相對濃度。分析圖表提供的信息，結合本章所學知識，回答問

21、題。 ( )離子通過主動運輸進入細胞 ； ( )離子通過主動運輸排出細胞. 圖見PPT 3、下列物質以不同運輸方式通過細胞膜的是（ ）。 A 苯、二氧化碳 B 鉀離子、水 C 氨基酸、鉀離子 D 葡萄糖、糖原 4、人紅細胞中的K+濃度比血漿中高30倍，而Na+濃度卻只有血漿的1/6，合理的解釋是（ ）。 A 細胞膜對K+、Na+的特異性吸收 B 人體對K+、Na+需求不同 C 細胞膜的主動選擇吸收 D 紅細胞中無細胞核

22、 5、甜菜塊根細胞中的液泡中有花青素，能使塊根呈現(xiàn)紅色。將塊根切成小塊，放入蒸餾水中，蒸餾水顏色無明顯的變化。但用鹽酸處理塊根后，則使蒸餾水變紅。其原因是（ ）。 A 細胞壁被鹽酸破壞 B 花青素不溶于水而溶于鹽酸 C 鹽酸破壞了細胞的選擇透過性 D 鹽酸破壞了原生質層的選擇 透過性 作隨堂練習題并作好題目分析、解釋。 思考，運用所學知識分析并完成習題并解釋。 用習題鞏固知識，并熟悉考題的考法。 進一步鞏固知識和運用知識及檢查學生是否

23、掌握知識 十一、布置作業(yè): 本節(jié)課后習題及補充習題 十二、板書設計： 第3節(jié) 物質跨膜運輸的方式 1、 自由擴散 定義 特征 2、 協(xié)助擴散 定義 特征 3、主動運輸 定義 特征 4、物質運輸類型 被動運輸 主動運輸 其他運輸方式 自由擴散 協(xié)助擴散 5、三種運輸方式的區(qū)別（表格） 項　　目 自由擴散 協(xié)助擴散 主動運輸 濃度 膜外高，膜內低 膜外高，膜內低 膜外低、膜內高 是否需要載體蛋白 不需要 需要 需要 是否消耗細胞內的能量 不需要 不需要 需要 舉例 Ｏ２、ＣＯ２、甘油、乙醇、苯、水 紅細胞吸收Ｃ６Ｈ１２Ｏ６ Ｎa＋、K＋、Ca2＋、氨基酸 十三、課后評價: 課后對本堂課通過提問引導的方式講解物質的跨膜運輸方式的效果，學生學習興趣,課堂氛圍,學生理解程度作評價。