4.3示范教案(物质跨膜运输的方式)
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物质跨膜运输的方式高中生物教学中,物质跨膜运输是一个非常重要的主题。
这个主题涉及到细胞膜的结构、物质在细胞膜上的运动方式等多个方面。
本教案将突出讲解物质在细胞膜上跨膜运输过程中的各种方式。
1. 被动扩散被动扩散是物质跨膜运输中最简单的方式。
它是指物质在不需要输入能量的情况下,仅靠浓度梯度或电化学梯度而实现跨膜传输。
被动扩散的速度受到很多因素的影响,包括浓度梯度、温度、物质分子的大小和极性等。
被动扩散的例子有很多,比如氧气、二氧化碳等小分子物质可以通过细胞膜自由扩散。
但是,比较大的分子,如葡萄糖、氨基酸等,就不能轻易地通过细胞膜。
细胞需要提供一些特殊的途径来实现这些物质的跨膜传输。
2. 运载蛋白运载蛋白是细胞膜上的一种非常重要的结构,它可以通过与特定的物质结合,使之跨过细胞膜。
这种跨膜方式又可以分为两类:主动运载和被动运载。
在主动运载中,运载蛋白需要消耗ATP等能量分子才能运作。
例如,细胞内外的离子浓度差异可以通过主动运载来维持。
这种运载方式可以将离子从低浓度区运输到高浓度区,从而使离子的浓度倒转。
被动运载则是指运载蛋白在与物质结合后,不需要消耗额外的能量就可以进行传输。
水通道蛋白就是一种非常典型的被动运载蛋白。
它可以在细胞内、外的水分子浓度差异驱动下,将水分子从高浓度区转移到低浓度区。
3. 膜通道膜通道也是细胞膜上一种常见的跨膜运输方式。
跟运载蛋白相似,膜通道可以筛选特定的物质进行跨膜传输。
但是,与运载蛋白不同的是,膜通道不与物质直接结合,而是提供一个开放的通道,使物质自由地通过。
这种通道类似于细胞膜上的特定空洞,物质可以通过这些通道快速地跨越细胞膜。
膜通道在细胞代谢中具有至关重要的作用。
例如,细胞膜上的钾通道可以控制胞内外离子浓度差的平衡,而钙通道则可以促进细胞的应激反应。
由于膜通道能够快速地实现物质跨膜,也经常被应用于生物技术领域中。
总结:以上介绍了物质跨膜运输的三种主要方式:被动扩散、运载蛋白和膜通道。
《物质跨膜运输的方式》的教学设计亳州三中金叶丽课程标准倡导探究性学习,培养学生收集和处理科学信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力以及交流与合作的能力等。
基于课程标准的这种理念,我引导学生以探究性学习的方式学习“物质的跨膜运输的方式”一课,使学生初步学会生物科学探究的一般方法,培养利用数学方法处理、解释数据的能力,这是过去义务教育生物课程没有涉及的能力目标。
一、教材分析(一)内容与地位本节课选自普通高中课程标准实验教科书生物必修一第四章第3节。
学生已经了解了细胞膜具有控制细胞物质交换的功能,本章前两节也已经介绍了生物膜的结构特点(流动性)及功能特性(选择透过性),在此基础上,本节课继续探究细胞膜控制物质进出功能的方式和原理。
本节教材以问题探讨为引导,通过比较无蛋白质的脂双层膜与生物膜在控制物质进出上的差异,从而大胆对物质跨膜运输的方式提出猜想,然后通过学习去验证猜想,完善猜想,从而构建物质跨膜运输方式的模型。
此外,本节的教学应注意培养学生探究问题的能力和解读图表数据的能力;由于内容较抽象,可通过直观的动画展示,增强学生的感性认识;还应注意与生活实际相联系,让学生理解研究物质跨膜运输的意义。
(二)教学目标知识与能力目标(1)通过观看图像、图表,能够举例说明物质跨膜运输方式的类型及特点。
(2)通过观看图像、师生交流,能够说出被动运输与主动运输方式的异同点。
(3)通过资料分析、阅读文本,能够阐述主动运输对细胞生活的意义。
(4)通过师生交流、观看图像,能够正确解读坐标数据图表。
学科素养(1)基础知识(生物膜的流动镶嵌模型、生物膜的流动性);(2)基本技能(运用类比和对比的方法进行学习,抓住关键,掌握本质);(3)基本思想(通过对图表的分析,培养学生类比分析的理性思维);(4)基本活动经验(学习运用表格的方式进行总结,简洁明了)。
(三)教学重点1.物质进出细胞膜的方式。
2.图表数据的解读。
确定的依据:重点1、2均是由本节所学内容的教学目标决定的。
物质跨膜运输的方式1.通过预学说出物质跨膜运输的方式的种类2.通过课堂探究能准确说出自由扩散、协助扩散和主动运输的特点3.能够在教师的引导下举例每种运输方式所对应运输对象的实例4. 能够说出细胞对大分子物质的转运方式及特点【学生活动一】小组合作对比归纳并记忆三种跨膜运输方式的特点以及实例。
(讨论时间9分钟)1、物质跨膜运输的方式有哪几种?2、两种被动运输的方式有什么异同?3、主动运输与被动运输的区别是什么?【学生展示】一、小分子或离子的跨膜运输(一)被动运输1、自由扩散往清水中滴一滴蓝墨水,清水很快变为蓝色,这就是扩散。
物质通过简单的扩散作用进出细胞,叫做自由扩散。
不需要载体蛋白,也不需要消耗ATP,只能顺浓度梯度运输,如O2、CO2、甘油、乙醇等。
2、协助扩散葡萄糖不能通过无蛋白质的脂双层,却能通过细胞膜,是因为镶嵌在膜上的一些特有的蛋白质,能协助葡萄糖等物质顺梯度跨膜运输,进出细胞的物质借助载体蛋白的扩散,叫做协助扩散。
不需要消耗A TP。
自由扩散和协助扩散统称为被动运输。
(二)主动运输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。
如Na+、K+、Ca2+的吸收。
二、大分子的跨膜运输方式胞吞和胞吐1、胞吞:当细胞摄取大分子时,首先是大分子附着在细胞膜表面,这部分细胞膜内陷形成小囊泡进入细胞内部,这种现象叫胞吞。
2、胞吐:细胞需要外排的大分子,先在细胞内形成囊泡,囊泡移动到细胞膜处,与细胞膜融合,将大分子排出细胞,这种现象叫胞吐。
【学生活动二】运用表格归纳总结小分子物质跨膜运输的三种方式。
【精讲】下面几幅坐标图中所表示的分别是哪种物质运输方式?为什么?。
《物质跨膜运输的方式》教学设计教学设计:物质跨膜运输的方式一、教学目标1.知识与能力目标:了解物质跨膜运输的方式,包括主动转运和被动转运的原理和特点。
2.过程与方法目标:培养学生观察、归纳、分析和实验设计的能力。
3.情感态度价值观目标:培养学生对生命现象的好奇心和求知欲,培养科学探究精神。
二、教学内容物质跨膜运输的方式,包括主动转运和被动转运的原理和特点。
三、教学过程1.导入(10分钟)通过展示一些消化道、呼吸道、血液循环等跨膜运输的生理现象的图片,引导学生思考物质是如何跨越细胞膜的。
提出问题,为什么有些物质能够穿过细胞膜,而有些物质却不能穿过?2.概念讲解(15分钟)通过讲解,引导学生了解物质跨膜运输的基本概念和方式。
包括主动转运和被动转运的原理和特点。
3.案例分析(15分钟)以胆固醇跨越细胞膜为例,通过分析胆固醇在细胞膜中的转运过程,引导学生了解主动转运和被动转运的具体过程和区别。
同时,让学生思考为什么细胞需要通过跨膜运输来获取所需物质。
4.实验设计(30分钟)分为主动转运和被动转运两个实验环节。
a.主动转运实验设计:学生将在两个容器中分别放入含有不同浓度的溶液,通过选择适当的实验条件、时间和浓度的变化,设计实验验证物质跨膜运输是需要能量的,并观察主动转运的动态过程。
b.被动转运实验设计:学生通过将不同大小颗粒溶质放入不同大小孔的膜中,观察溶质在膜中的穿透过程,设计实验验证溶质的跨膜运输是否受到被动力的驱动。
让学生思考为什么有些溶质可以通过膜穿透,有些溶质却不能通过。
5.实验结果分析(15分钟)学生对实验结果进行观察、记录和分析,总结实验中观察到的现象,并归纳主动转运和被动转运的特点。
6.拓展应用(10分钟)通过给出一些生活中物质跨膜运输的例子,让学生思考细胞膜在生活中的作用。
鼓励学生运用所学知识,探究解释其他相关现象。
7.课堂小结(5分钟)复习本节课的核心内容,提出问题,让学生对所学知识进行回顾和巩固。
第4章第3节物质跨膜运输的方式授课内容:物质跨膜运输的方式授课教师:苏会宁一、教材分析:“物质跨膜运输的方式”是人教版高中生物教科书必修I中第四章第三节的内容,本章内容属于细胞的基本功能之一──物质的输入和输出。
任何一个生命系统都是开放的系统,都与外界有物质的交换。
所以本节的内容对学生理解细胞是基本的生命系统有着重要的意义,也为以后进一步的生物学习奠定基础知识。
二、学情分析:在本章前两节中,学生已经学习了细胞膜的组成、功能以及物质跨膜运输的一些实例,但还未对物质跨膜运输的原理进行学习。
本节内容就是系统的学习物质跨膜运输的方式,学生对其中涉及的知识已经有一些了解,所以本节内容对于高中学生并不难理解,因此可以用引导的方式让学生进行探究学习,以此提高学生的分析总结能力。
三、教学目标:知识目标:(1)举例说明物质跨膜运输的类型及特点。
(2)说出被动运输与主动运输的异同点。
(3)阐述主动运输对细胞的意义。
(4)正确解读坐标图与表格。
技能目标:(1)逐渐形成运用类比和对比的方法进行学习的能力。
(2)逐渐形成运用表格的方式进行总结归纳知识的能力。
情感目标:树立生物膜结构与功能相适应的生物学观点。
四、教学重难点:教学重点:1.小分子和离子跨膜运输的方式:自由扩散、协助扩散、主动运输2.大分子跨膜运输的方式:胞吞和胞吐教学难点:三种跨膜运输方式的概念及区别。
五、教学方法:讲授法,引导法。
六、教学媒体:教科书、板书等七、教学过程:导言:前几节课我们已经学习了细胞膜的结构组成,以及细胞内含有的水,糖类等物质跨膜运输的实例。
作为生命体的基本组成单位,细胞无时无刻不在进行着一系列的生化反应,那么反应的原料如何运进细胞?代谢废物又如何运出细胞呢?让我们带着这些问题进行今天的学习。
教学教师活动学生活动设计意图流程物理上的扩散我们先来回忆一个初中大家做过的一个物理实验。
在一个盛有清水的烧杯中滴一滴红墨水后会怎么样呢?变成浅红色的了吧!它是从高浓度到低浓度运动吧!大家一定很清楚这就是初中物理中的扩散试验,那么它具有什么特点呢?下面请同学们回答我几个问题:1.这个过程需要借助外界帮助吗?2.这个过程需要能量吗?3.这个过程能从低浓度到高浓度吗?回忆初中物理知识理解自由扩散的特点回答:1.不需要2.不需要3.不能通过熟知的知识转移到要学的知识上,用类比的方法学习便于学生理解。
物质跨膜运输的方式一、指导思想与理论依据1.指导思想以生物学学科核心素养为指导思想。
生物学学科核心素养是学生在生物学课程学习过程中逐渐发展起来的,在解决真实情景中的实际问题所表现出来的必备品格和关键能力。
主要包括生命观念、理性思维、科学探究和社会责任。
2.理论依据(1)《普通高中生物学课程标准》“倡导探究性学习”的课程理念。
探究性学习引导学生主动学习,乐于探究,提高学生获取新知识的主动意识,同时提高学生分析和解决问题的能力。
本节课的概念性内容相对较多,可在教学中通过引导学生分析事实掌握归纳总结概念的能力。
(2)建构主义学习理论。
建构主义学习观强调学生的自主性和能动性,强调在学习过程中学生要能够主动发现问题,分析、搜集资料,学生要由被动接受灌输知识的角色变为信息加工的主体、知识意义的主动建构者。
教师成为学生学习过程的理解者和学生学习的合作者。
二、教材分析《物质跨膜运输的方式》这一节内容选自于人教版高中生物必修1《分子与细胞》第4章第3节,主要包括2个部分内容,小分子物质进出细胞的方式——被动运输、主动运输和大分子物质进出细胞的方式——胞吞、胞吐,其中被动运输又分为自由扩散和协助扩散。
其知识结构如下图1所示:在本节之前学生学习了前2节《物质跨膜运输的实例》、《生物膜的流动镶嵌模型》,第1节主要说明了细胞膜是选择透过性膜,第二节阐明了膜的结构,解释了生物膜为什么具有选择透过性,得出了生物膜的结构特性和功能特性,而本节在前两节的基础上继续探究物质是如何进出细胞的,既是对前2节知识的小结,又是对生物膜的选择性和流动性两个特点的应用。
本节的学习对学生理解细胞是基本的生命系统有着重要的意义,同时也是学习后面课程细胞代谢相关知识的基础。
三、学情分析1.学生心理分析本课的授课对象是高一学生,从学生的思维水平上看,其认知水平已处于形式运算阶段,思维方式从具象思维转向抽象思维,具备了一定的逻辑思维能力和一定的观察、比较、分析、解决问题、表达能力,自主学习意识不断增强,对事物的探究有热情,能够在教师的引导下进行自主学习和合作学习。
第3节物质跨膜运输的方式●从容说课生物膜是一种选择透过性膜,它的选择性是与其结构密切相关的,那生物膜的这种选择性功能是如何实现的呢?则在这一节中来阐述。
主要介绍两大块内容,一是小分子或离子进出细胞膜的方式,包括自由扩散、协助扩散、主动运输,要求学生理解这三种方式的相同点和不同点,主要从膜两侧的浓度差、是否需要载体、是否需要消耗能量、代表的例子等方面来进行对比。
二是大分子物质进出细胞的方式,包括胞吞和胞吐,这部分内容和前面所学的“分泌蛋白的合成和运输”有关联的地方,同时这又是对生物膜具有流动性的一个很好的佐证,老师要引导学生将知识融会贯通。
本节教材中的“问题探讨”设置很好,有启发性和思考性,通过对比不同物质通过不含蛋白质的人工脂双层的实验结果,引导学生思考为什么葡萄糖不能通过脂双层,而小肠上皮细胞不仅能吸收水,还能大量吸收葡萄糖,很自然地引出后面的协助扩散和主动运输。
值得注意的是,“问题探讨”并未将所有该提的问题和盘托出,而是鼓励学生自己提出问题。
比如,学生可能会问:“钠离子、钾离子也不能通过脂双层,但是却能够被细胞吸收,这是为什么?”也为后面讲述主动运输埋下了伏笔,同时也培养了提出问题的能力。
本节内容属于原理性的内容,但学生并不难掌握,通过自学课本,结合老师的动画课件演示,学生还是能很容易比较出三种方式的异同的。
但是学生应用这些基本知识解决实际问题习题时,可能会有一定难度。
所以建议采用“先学后教,当堂训练”的教学方法能取得较好的教学效果,老师先引导学生自学并总结对比三种跨膜运输的方式之异同,然后老师稍做点拨,最后精选一些习题让学生当堂训练。
在精选的习题中,可以突出一些对坐标图表分析的题型,因为新教材越来越强调解读数学坐标图表的能力,并要求学生能用坐标图表来表达一些结论。
本节内容在对坐标图表分析上有较好教学价值。
●三维目标1.知识与技能(1)举例说明物质跨膜运输方式的类型及特点。
(2)说出被动运输与主动运输方式的异同点。
教学设计一、复习回顾复习细胞膜的成分和结构,让学生对基础内容进行复习,为本节课内容的学习做好铺垫。
二、创设情景导入新课利用多媒体展示“问题探讨”,提出问题:1、什么样的分子能够通过脂双层?什么样的分子不能通过?2、葡萄糖不能通过无蛋白质的脂双层,但小肠上皮细胞能大量吸收葡萄糖,为什么?引导学生观察,并归纳出答案。
教学说明:设立问题情景,先将复杂的生物膜中磷脂双分子层单独抽离出来,单一去进行研究,培养学生的科学思考能力,为进一步突破难点做铺垫,激发学生学习激情。
三、物质运输的方式(一)、被动运输和主动运输1、概念知识:多媒体展示扩散现象,引出物质运输的两种方式被动运输和主动运输的概念,让学生分析水分子进入细胞的原因和方式,是不是和上述扩散相似,总结出自由扩散的概念,让学生阅读课本,结合学案思考被动运输和主动运输的运输方向、是否需要载体蛋白、是否需要消耗细胞内的能量,并举例说明。
然后让学生回答并总结自由扩散、协助扩散的概念。
教学说明:该部分内容简单,通过学生自学完成,教师再通过播放三种运输方式的flash动画更加直观的帮助学生理解。
2、比较分析:比较分析自由扩散、协助扩散、主动运输的区别。
组织学生分析填表,反馈和纠正,并让一名学生上黑板填写。
教学说明:三种运输方式的区别是本节课的重点,通过爬黑板让学生加深印象,并及时发现问题,明确用词的准确性。
3、讨论分析:进一步提出问题影响物质跨膜运输速度的因素有哪些?组织学生讨论并绘制曲线(横坐标为影响因素,纵坐标为物质跨膜运输的速度)。
组织学生分组讨论,并作图,展示各组的成果。
教学说明:本环节巩固理论知识是对课本知识扩展和对重点、难点内容的深入理解和总结,只有理解了三种运输方式的异同,才能完成本环节教学任务,既突显书本知识,又培养学生的团结协作的精神,提高学生制做图表的能力和抽象化思维能力的形成。
(二)胞吞、胞吐通过播放变形虫摄食的flash动画,帮助学生理解胞吞、胞吐的过程,并引导学生回忆分泌蛋白的分泌过程并提问:分泌蛋白从内质网开始到分泌出细胞外一共穿过了几层膜?让学生加深认识。
人教版教学教案物质跨膜运输的方式教案第一章:引言【教学目标】1. 理解物质跨膜运输的概念和重要性。
2. 掌握物质跨膜运输的几种方式。
【教学内容】1. 物质跨膜运输的定义。
2. 物质跨膜运输的重要性。
3. 物质跨膜运输的几种方式。
【教学活动】1. 引导学生思考物质跨膜运输的概念。
2. 通过实例讲解物质跨膜运输的重要性。
3. 介绍物质跨膜运输的几种方式。
【作业布置】1. 复习物质跨膜运输的概念和重要性。
2. 预习后续章节,了解各种物质跨膜运输的方式。
第二章:扩散【教学目标】1. 理解扩散的概念和特点。
2. 掌握扩散的计算方法。
【教学内容】1. 扩散的概念。
2. 扩散的特点。
3. 扩散的计算方法。
【教学活动】1. 引导学生思考扩散的概念。
2. 通过实验或动画演示扩散的特点。
3. 讲解扩散的计算方法。
【作业布置】1. 复习扩散的概念和特点。
2. 练习扩散的计算方法。
第三章:渗透【教学目标】1. 理解渗透的概念和条件。
2. 掌握渗透的计算方法。
【教学内容】1. 渗透的概念。
2. 渗透的条件。
3. 渗透的计算方法。
【教学活动】1. 引导学生思考渗透的概念。
2. 通过实验或动画演示渗透的条件。
3. 讲解渗透的计算方法。
【作业布置】1. 复习渗透的概念和条件。
2. 练习渗透的计算方法。
第四章:主动运输【教学目标】1. 理解主动运输的概念和机制。
2. 掌握主动运输的计算方法。
【教学内容】1. 主动运输的概念。
2. 主动运输的机制。
3. 主动运输的计算方法。
【教学活动】1. 引导学生思考主动运输的概念。
2. 通过实验或动画演示主动运输的机制。
3. 讲解主动运输的计算方法。
【作业布置】1. 复习主动运输的概念和机制。
2. 练习主动运输的计算方法。
第五章:总结与展望【教学目标】1. 总结物质跨膜运输的几种方式。
2. 展望物质跨膜运输的研究方向。
【教学内容】1. 总结物质跨膜运输的几种方式。
2. 展望物质跨膜运输的研究方向。
物质跨膜运输的方式一、教材分析:“物质跨膜运输的方式”是人教版高中生物教科书必修1中第四章第三节的内容,本章内容属于细胞的基本功能之一──物质的输入和输出。
只有正常的和外界交换所需的物质,才能保证生命活动的正常进行。
本节内容物质跨膜运输的方式,介绍了不同物质进入细胞的方式不同,所受的限制也不同。
了解这些知识后才能让学生更好的理解细胞的其它生命活动中物质的进出过程和受那些因素的影响。
二、学情分析:在本章前两节学习后,学生已经了解了细胞膜的组成、功能(结构基础)以及物质跨膜运输的一些实例(现象分析)。
在这节中学生对物质跨膜运输的方式的理解会比较容易。
因此可以用引导的方式让学生进行探究学习,以此提高学生的分析总结能力。
三、教学目标:知识目标:(1)举例说明物质跨膜运输的类型及特点。
(2)说出被动运输与主动运输的异同点。
(3)阐述主动运输对细胞的意义。
(4)正确解读坐标图与表格。
技能目标:(1)逐渐形成运用类比和对比的方法进行学习的能力。
(2)逐渐形成运用表格的方式进行总结归纳知识的能力。
情感目标:树立生物膜结构与功能相适应的生物学观点。
四、教学重难点:教学重点:1.小分子和离子跨膜运输的方式:自由扩散、协助扩散、主动运输。
2.大分子跨膜运输的方式:胞吞和胞吐。
教学难点:三种跨膜运输方式的概念及区别。
五、教学方法:观察法、讲授法,引导法。
六、教学媒体:多媒体、教科书、板书等。
七、教学过程:引导学生回顾细胞膜的组成和结构。
“功能越复杂的细胞膜,蛋白质的种类和数量越多,哪蛋白质的作用是什么呢?”出示图:引导学生据图思考:蛋白质的作用,与某些物质的跨膜运输有关。
不同的物质跨膜运输的方式不同。
“我们今天的任务就是学习物质跨膜运输的方式及比较这些方式的异同。
”思考1. 什么样的分子能够通过脂双层?什么样的分子不能通过?2. 葡萄糖不能通过无蛋白质的脂双层,但是,小肠上皮细胞能大量吸收葡萄糖,对此该如何解释?3. 观察此图,联系已有知识,你还能提出哪些问题吗?能不能对所提出的问题作出尝试性的回答?4.能透过膜的物质进行跨膜运输的方式一样吗?新的问题,能帮助学生更好的建立知识构架。
第三节物质跨膜运输的方式一、课前准备:本节课充分利用网络资源,从一些教育的网站收集与本节课有关的文字和图片资料,制作出课件;引导学生回顾前两节课学习的相关知识,在前两节内容的基础上,对物质跨模运输方式有一个全面的了解,理解不同类型的运输方式各有其不同的特点。
二、教学理念和策略:本节课教学采用教师主导,学生自主、合作和交流讨论相结合的方法,最后通过概念图进行课堂小结。
基本思路可以确定为:展示现象→提出问题→合作讨论→教师解释→总结概念→举例说明。
1.采用自主学习的方式,让学生自学课本P70-71内容,回答课件上展示的三个问题;2.通过学生分工合作,交流讨论,对比分析各种运输方式的异同点,学生寻找问题,教师进行解释,总结跨膜运输的类型、特点,举例说明主动运输的意义;3.由生物膜和人工膜功能的比较,培养学生对结构和功能相适应的辨证观点的认识;4.启发学生通过概念图的形式对本节内容进行课堂小结以及练习,达到加深印象,巩固知识点的目的。
三、学情分析:学生已经具备了细胞膜的结构、水跨膜运输的实例的基础,掌握了蛋白质多样性的知识,为新知识的学习奠定了认知基础。
同时,高中学生还具备了一定的认知能力,思维的目的性、连续性和逻辑性也已初步建立。
但还很不完善,对事物的探究有激情,但往往对探究的目的性及过程,结论的形成缺乏理性的思考,需要结合教师的正确引导四、本节聚焦:要解决和完成的问题:1、物质跨模运输的方式有几种;2、两种被动运输方式有什么异同;3、主动运输与被动运输的区别是什么?这对于细胞的生活有什么意义?五、学习目标1.通过阅读教材,观看物质跨膜运输的动画,能够举例说明物质跨膜运输方式的类型及特点。
2.通过对比讨论分析,能够说出被动运输与主动运输方式的异同点。
3.结合主动运输的特点,阐述主动运输对细胞生活的意义。
六、教学重点和难点重点:物质进出细胞的方式。
难点:主动运输;图表数据的解读。
七、教学方法探究法、讲述法、演示法。
§4.3 物质跨膜运输的方式【教材分析】“物质跨膜运输的方式”是人教版高中生物教科书必修I中第四章第三节的内容,本章内容属于细胞的基本功能之一──物质的输入和输出。
任何一个生命系统都是开放的系统,都与外界有物质的交换。
所以本节的内容对学生理解细胞是基本的生命系统有着重要的意义,也为以后进一步的生物学习奠定基础知识。
【学情分析】在本章前两节中,学生已经学习了细胞膜的组成、功能以及物质跨膜运输的一些实例,但还未对物质跨膜运输的原理进行学习。
本节内容就是系统的学习物质跨膜运输的方式,学生对其中涉及的知识已经有一些了解,所以本节内容对于高中学生并不难理解,因此可以用引导的方式让学生进行探究学习,以此提高学生的分析总结能力。
【教学目标】1、知识目标①举例说明物质跨膜运输方式的种类和特点。
②比较两种被动运输的异同点。
③比较被动运输和主动运输方式的异同点。
④阐明主动运输对细胞生活的意义。
⑤正确解读坐标图与表格。
2、能力目标①逐渐形成运用类比和对比的方法进行学习的能力。
②逐渐形成运用表格的方式进行总结归纳知识的能力。
3、情感态度与价值观树立生物膜结构与功能相适应的生物学观点。
【教学重难点】1、教学重点:①举例、比较说明物质跨膜运输方式的种类、特点。
②让学生知道胞吞和胞吐不是跨膜运输,是大分子、颗粒性物质进出细胞的方式。
2、教学难点:主动运输的特点、过程和意义。
【教学策略】物质跨膜运输方式:有的方式不需要膜上载体蛋白的协助,有的方式需要膜上载体蛋白的协助。
利用模拟实验法,通过观察模拟实验结果图片动画,让学习小组进行讨论,解决学案上设置的问题,得出结论。
被动运输与主动运输:被动运输和主动运输的概念,特点,常见例子是本节课的重点。
利用对比法以及多媒体辅助教学,让学生观察、讨论、比较并总结相关的基础知识,从而掌握不同方式的过程、特点。
胞吞和胞吐:学生通过阅读资料,明确胞吞和胞吐的适用物质、基本过程、原理、特点等。
物质跨膜运输的方式
一、教学目标
(一)知识目标
1、举例说明物质跨膜运输方式的类型特点;
2、说出被动运输与主动运输方式的异同;
3、阐述主动运输对细胞生活的意义。
(二)能力目标
1、学会根据现象提出问题、分析原理、归纳概念的方法;
2、学会联系生活实际进行类比;
3、培养解读图表数据的能力,探索使用图表描述生理活动的方法。
(三)情感和价值观目标
1、参与讨论与交流,学会合作;
2、培养科学的探究精神。
二、教学重难点
(一)教学重点
1、物质跨膜运输的三种主要方式(自由扩散,协助扩散,主动运输)的定义及区别;
2、主动运输对细胞生活的意义。
(二)教学难点
主动运输及其对细胞生活的意义。
三、教学媒体
多媒体PPT
四、教学策略
探究法、讲述法、自主归纳法
五、教学课时
一课时
六、教学过程。
《物质的跨膜运输》教案(精选7篇)《物质的跨膜运输》教案 1教学目标本节课内容是普通高中课程标准实验教科书《必修1》第四章第三节内容。
(物质跨膜运输的方式)课程标准中与本节内容相关的具体内容标准是:“说明物质进出细胞的方式”。
我理解这项要求包括以下几方面的含义:1、知识目标(1)举例说明物质跨膜运输方式的类型及特点;(2)说出被动运输与主动运输方式的异同点;(3)阐述主动运输对细胞生活的意义。
2、另外根据本节课的具体内容分析,本节课制定的技能方面的目标是:能够正确解读坐标数据图表。
3、情感态度与价值观(1)强调积极思考,大胆提出问题、回答问题;(2)参与讨论与交流,学会合作;(3)培养科学的探究精神。
教材分析1、教学内容在教材中的地位与作用本模块的第2章和第3章的内容分别是细胞的物质组成和结构,本章和第5章的内容都属于细胞的功能。
第3章介绍了细胞膜的化学组成和细胞膜大致的功能,本章着重介绍细胞膜的控制物质进出这一重要功能,其中第一节主要说明细胞膜是选择通过性膜,而这种功能与膜的结构有关,这样进入本章的第二节内容,能进入膜的物质跨膜运输的方式是否相同,这正是本节课要探讨的问题。
任何一个生命系统都是开放的系统,都与外界有物质的交换,可见这节内容对学生理解细胞是基本的生命系统有着重要意义。
另外,本节内容又与本模块第五章的第2节《细胞的能量“通货”——ATP》以及前面所学的“分泌蛋白的合成和运输”有关联的地方,同时又是对生物膜具有流动性的一个很好的例证。
2、教学重点(1)物质进出细胞膜的方式(2)图表数据的解读确定的依据:该重点是由本节所学内容的教学目标所决定的。
本节课的内容就是围绕物质进出细胞膜的几种方式展开的,因此应该将其确定为教学的重点。
另外根据《标准》所提倡的“落实对学生科学探究能力的培养,”和“利用数学方法处理、解释数据”的观点,本节内容在对坐标图表分析上有较好的教学价值,因此我将“图表数据的解读”也作为了本节课的一项重点内容。
二、讲授新课:
扩散作用
出示气体扩散的FLASH,学生观察并得出结论:不同的物质互相接触时彼
此进入对方的现象叫做扩散。
由此引出液体和固体也是如此。
教师:请同学们回顾墨水滴入清水中所存在的扩散作用。
当两种溶液连通时,溶质分子会从高浓度一侧向低浓度一侧扩散。
那么,水分子进出细胞是否也是一种扩散呢?(出示渗透作用的FLASH)
除水外,氧气、二氧化碳、甘油、乙醇、苯等物质,由于分子很小,也可以通过扩散自由地进出细胞膜。
学生阅读书相关内容,总结自由扩散和协助扩散。
1、自由扩散:物质通过简单的扩散作用进出细胞。
2、协助扩散:进出细胞的物质借助载体蛋白的扩散。
运输方式自由扩散协助运输
跨膜方向高→低高→低
载体协助不需要需要
消耗能量不用不用
物质举例氧气、二氧化碳、氮气、苯
等小分子(苯还是脂溶性
的)水、甘油、乙醇等较小氨基酸、葡萄糖等较大的有机分子
学生阅读小字部分,教师举例说明何为胞吞和胞吐。
例:分泌蛋白、白细胞吞噬细菌等。
三、课堂小结:
刚才我们学习了自由扩散、协助扩散和主动运输,有相同点,也有不同点。
两两设计一个表格,比较一下这三种跨膜运输方式。
找出两个学生的作品展示一下,给予鼓励。
再展示老师准备的表格,学生认为哪个好就选用哪个。
运输方式自由扩散协助运输主动运输
跨膜方向高→低高→低一般:低→高
载体协助不需要需要需要。
第3节物质跨膜运输的方式●从容说课生物膜是一种选择透过性膜,它的选择性是与其结构密切相关的,那生物膜的这种选择性功能是如何实现的呢?则在这一节中来阐述。
主要介绍两大块内容,一是小分子或离子进出细胞膜的方式,包括自由扩散、协助扩散、主动运输,要求学生理解这三种方式的相同点和不同点,主要从膜两侧的浓度差、是否需要载体、是否需要消耗能量、代表的例子等方面来进行对比。
二是大分子物质进出细胞的方式,包括胞吞和胞吐,这部分内容和前面所学的“分泌蛋白的合成和运输”有关联的地方,同时这又是对生物膜具有流动性的一个很好的佐证,老师要引导学生将知识融会贯通。
本节教材中的“问题探讨”设置很好,有启发性和思考性,通过对比不同物质通过不含蛋白质的人工脂双层的实验结果,引导学生思考为什么葡萄糖不能通过脂双层,而小肠上皮细胞不仅能吸收水,还能大量吸收葡萄糖,很自然地引出后面的协助扩散和主动运输。
值得注意的是,“问题探讨”并未将所有该提的问题和盘托出,而是鼓励学生自己提出问题。
比如,学生可能会问:“钠离子、钾离子也不能通过脂双层,但是却能够被细胞吸收,这是为什么?”也为后面讲述主动运输埋下了伏笔,同时也培养了提出问题的能力。
本节内容属于原理性的内容,但学生并不难掌握,通过自学课本,结合老师的动画课件演示,学生还是能很容易比较出三种方式的异同的。
但是学生应用这些基本知识解决实际问题习题时,可能会有一定难度。
所以建议采用“先学后教,当堂训练”的教学方法能取得较好的教学效果,老师先引导学生自学并总结对比三种跨膜运输的方式之异同,然后老师稍做点拨,最后精选一些习题让学生当堂训练。
在精选的习题中,可以突出一些对坐标图表分析的题型,因为新教材越来越强调解读数学坐标图表的能力,并要求学生能用坐标图表来表达一些结论。
本节内容在对坐标图表分析上有较好教学价值。
●三维目标1.知识与技能(1)举例说明物质跨膜运输方式的类型及特点。
(2)说出被动运输与主动运输方式的异同点。
(3)阐述主动运输对细胞生活的意义。
(4)正确解读坐标数据图表。
2.过程与方法(1)运用类比和对比的方法进行学习,抓住关键,掌握本质。
(2)运用表格的方式进行总结,简洁明了。
3.情感态度与价值观本节情感态度与价值观的教学价值方面不太明显,主要强调积极思考,主动自觉。
●教学重点1.小分子和离子跨膜运输的方式:自由扩散、协助扩散和主动运输。
2.大分子跨膜运输的方式:胞吞和胞吐。
●教学难点主动运输。
●教具准备自由扩散、协助扩散、主动运输、胞吞、胞吐五种跨膜运输方式的多媒体演示课件●课时安排1课时●教学过程[课前准备](1)用于指导学生对比学习三种运输方式的表格。
(2)自由扩散、协助扩散、主动运输、胞吞、胞吐五种跨膜运输方式的多媒体演示课件。
(3)精选一些相关的习题,用于当堂训练。
[情境创设]前面我们讲到生物膜是半透膜,有的分子可以通过而有的分子和离子则不能通过,下面我们看看图4-3-1:图4-3-1教师:首先大家仔细观察,这张图所反映的膜是不是生物膜?为什么?学生:不是生物膜,它只有磷脂双分子层,中间没有镶嵌蛋白质。
教师:很好,观察很准确。
这是人工合成的没有蛋白质的脂双层膜。
研究它的通透性。
大家看什么分子能通过人工合成的脂双层?什么分子不能通过人工合成的脂双层?学生:氧气、二氧化碳、氮气、水等小分子很容易通过合成的脂双层;苯、甘油、乙醇等脂溶性的分子也可以通过;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。
教师:很好,大家发现葡萄糖分子不能自由通过人工合成的无蛋白质的脂双层,但我们又知道细胞生命活动中是离不开葡萄糖的,细胞需要不断补充葡萄糖以提供能量,也就是说葡萄糖肯定是可以通过细胞膜进到细胞内部的。
那这又该如何解释呢?学生:因为人工脂双层中是没有蛋白质的,会不会是蛋白质对葡萄糖等物质的运输起了作用呢?教师:想得很好,大家看这个图还能发现什么问题?学生:前面我们讲了水稻、番茄会有选择地吸收离子,而这个图中显示离子是不能通过脂双层的,会不会离子的吸收也与蛋白质有关?教师:很好,大家开始具备一些分析问题的能力了。
其实蛋白质在物质的跨膜运输中起了十分重要的作用。
那下面我们就一起来学习物质跨膜运输的方式。
[师生互动]1.小分子或离子的跨膜运输教师:这部分内容不难,要求大家先进行自学,首先大家看物质的跨膜运输有几种方式?学生:两大类三种:被动运输(自由扩散、协助扩散)和主动运输。
教师:那这几种方式有什么异同呢?我们如何来区分它们?希望大家能通过自学总结出来。
大家可以结合这个表格来总结:学生活动:阅读课本按表格进行总结。
(约给学生十分钟时间)在老师的引导下完成表格。
老师展示自由扩散、协助扩散和主动运输三种跨膜运输的多媒体动画。
(动画演示之前要交代清楚背景知识,如什么图形代表什么物质,哪边是细胞膜内侧,哪边是细胞膜外侧等,教师:自由扩散和协助扩散需要消耗能量吗?为什么?学生:自由扩散和协助扩散都不需要消耗细胞代谢产生的能量。
因为二者都是顺物质的浓度梯度进行的。
教师:自由扩散和协助扩散有什么异同?学生:自由扩散与协助扩散的共同之处是都是顺着物质的浓度梯度进行的,都不需要细胞消耗能量。
不同之处是:前者不需要蛋白质的协助,后者必须有蛋白质的协助才能实现。
因为有蛋白质的协助,协助扩散的速度远远比自由扩散快。
教师:为什么自由扩散和协助扩散被称为被动运输?学生:因为自由扩散和协助扩散都是顺物质的浓度梯度进行的,不需要细胞消耗能量,所以统称为被动运输。
教师:主动运输与被动运输的区别是什么?这对于细胞的生活有什么意义?学生:最大的区别是是否消耗能量。
主动运输普遍存在于动植物和微生物细胞中,保证了活细胞能按照生命活动的需要,主动选择吸收所需要的营养物质,主动排出代谢废物和对细胞有害的物质。
2.大分子的跨膜运输载体蛋白虽能帮助许多离子和小的分子通过细胞膜,但对于一些像蛋白质这样的大分子的运输是无能为力的,那这些特别大的分子是如何进出细胞的呢?我们来回忆一下我们以前讲的分泌蛋白是如何运输的。
学生:通过高尔基体形成小囊泡将分泌蛋白包住,然后小囊泡移动到细胞膜处,与细胞膜融合,将蛋白质分泌出去。
教师:很好,其实大家已经知道了大分子的蛋白质是如何排出的,就是通过这种方式,叫做胞吐。
那大家知道白细胞是如何吃掉病菌的吗?学生:通过细胞膜内陷形成小囊泡包住细菌,然后囊泡从细胞膜上脱离出来,在细胞内杀死细菌。
教师:对了,这其实也就是大分子物质进入细胞膜的方式,叫胞吞。
[教师精讲]1.小分子或离子的跨膜运输(1)自由扩散一滴蓝墨水滴到清水中,很快就会分散到清水中,使清水呈现蓝色,这就是扩散。
水分子和脂溶性的小分子物质按照一般扩散作用的原理从分子密度高的地方向分子密度低的地方运动,能够自由通过细胞膜,这种方式称为自由扩散。
前面我们所讲的渗透作用水分子的移动也就是自由扩散。
脂溶性小分子和不带电的极性小分子顺浓度梯度扩散通过质膜的过程,不需要特殊的膜装置协助,也不直接消耗A TP,是自由扩散,属于被动运输。
扩散是有方向的,总是从高浓度向低浓度的方向发生物质的转移。
自由扩散的动力是物质由高浓度流向低浓度的倾向。
例如CO2、O2、N2进出红细胞,取决于血液和肺泡中该气体的浓度差。
脂溶性的甾类小分子激素(性激素、肾上腺皮质激素)以及酰胺类、甘油、乙醇等出入细胞是自由扩散。
自由扩散的速度基本上取决于分子的大小和油溶度,分子越小,油溶度越大,扩散速度越快。
还与分子的大小、溶解性和电性有关。
例如,由于膜的基本结构是脂类双分子层,所以疏水性分子较易扩散,而亲水性分子和离子主要是通过膜上小孔进行扩散,这种小孔的直径小于1.0 nm,因此只有不大于1.0 nm的分子才能穿膜扩散。
同种分子的扩散速度取决于膜两侧的分子浓度差,浓度差越大,扩散速度越快。
用坐标图表示,如图4-3-2。
图4-3-2(2)协助扩散一些非脂溶性的物质或水溶性强的物质,依靠细胞膜上镶嵌在脂质双分子层中特殊蛋白质的“帮助”,顺着化学浓度梯度扩散的过程。
即将本来不能或极难进行的跨膜扩散变得容易进行,所以叫做协助扩散。
协助扩散也是顺着浓度梯度扩散,也不需要细胞提供代谢能量,但扩散速度确远远大于自由扩散。
其物质的运输速度与其浓度差关系可用图4-3-3的坐标图4-3-3图表示。
当细胞外侧浓度增加到一定的时候,运输速度不再增加,这是因为受到载体数量的限制。
例如,存在于红细胞膜中的葡萄糖透过体已经分离纯化出来,并已查明是一种相对分子质量为45 000的蛋白质。
将这种透过体嵌入人工制造的脂双层中,葡萄糖分子就能很快穿过脂双层。
大体来说,葡萄糖首先结合到这一透过体的表面,使透过体在构象上发生变化,出现通道,葡萄糖分子就可从这一通道进入细胞之中。
如图4-3-4:图4-3-4(3)主动运输主动运输指细胞通过本身的某种耗能过程,将某种物质的分子或离子由膜的低浓度一侧移向高浓度一侧的过程。
按照热力学定律,溶液中的分子由低浓度区域向高浓度区域移动,就像举起重物或推物体沿斜坡上移,或使电荷逆电场方向移动一样,必须由外界供给能量。
在膜的主动转运中,能量只能由膜或膜所属的细胞来供给,这就是主动的含义。
前述的单纯扩散和易化扩散都属于被动转运,其特点是在这样的物质转运过程中,物质分子只能作顺浓度差,即由膜的高浓度一侧向低浓度一侧的净移动,而它所通过的膜并未对该过程提供能量。
被动转运时物质移动所需的能量来自高浓度所含的势能(图4-3-5示),因而不需要另外图4-3-5供能。
被动转运最终可能达到的平衡点是膜两侧该物质的浓度差为零的情况;如果被动转运的是某种离子,则离子移动除受浓度差的影响外,还受当时电场力的影响,亦即当最终的平衡点达到时,膜两侧的电—化学势的差应为零。
主动转运与此不同,由于膜以某种方式提供了能量,物质分子或离子可以逆浓度或逆电—化学势差而移动。
体内某种物质分子或离子由膜的低浓度一侧向高浓度一侧移动,结果是高浓度一侧浓度进一步升高,而另一侧该物质愈来愈少,甚至可以全部被转运到另一侧。
如小肠上皮细胞吸收某些已消化的营养物;肾小管上皮细胞对小管液中某些“有用”物质进行重吸收,均属此现象。
由于此过程在热力学上为耗能过程,不可能在无供能的情况下自动进行,因此如果在生物体内出现这种情况,说明有主动的跨膜转运在进行,必定伴随了能源物质(常常是ATP)的消耗。
主动运输因要消耗能量,而能量的产生又与有氧呼吸的耗氧量有关,所以其运输速度与耗氧量有关,用坐标图表示为图4-3-6。
图中出现一段平台期同样是因为载体的数量是有限的。
图4-3-62.胞吞和胞吐一些大分子或物质团块的转运,是通过胞吞作用和胞吐作用来实现的。
①胞吞:胞吞是指物质通过细胞膜的运动,从细胞外进入细胞内的过程。