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視頻標簽：物質跨膜,運輸的方式
所屬欄目：高中生物優質課視頻
視頻課題：高中生物必修一第4章第3節《物質跨膜運輸的方式》福建省
教學設計、課堂實錄及教案：高中生物必修一第4章第3節《物質跨膜運輸的方式》福建省 - 泉州
《物質跨膜運輸的方式》教學設計 泉州外國語中學 高一生物備課組
一、 對課程標準的理解
1、課程標準：說出物質進出細胞的方式；進行圖表數據解讀。 2、我的理解：物質進出細胞的方式包括三種跨膜運輸方式和胞吞胞吐方式，
這與細胞膜系統的結構和功能密切相關。要求學生能夠舉例說明并描述這些運輸方式的基本特征，比較它們的異同點，并且與之前分泌蛋白及細胞膜的知識融會貫通。同時訓練學生解讀圖表數據的能力，學會分析資料及數據并得出相關結論。
二、學習目標的編寫
1、分析學生起點學習能力：本節內容是必修一第三章《細胞的物質輸入和輸出》的第三節。在前面的學習中學生已經掌握了物質進出細胞的實例，尤其是水進出細胞的方式；掌握了生物膜的流動鑲嵌模型及其結構特點和功能特點，這些內容為本節課的學習奠定了良好的基礎。 2、三維目標 知識與技能：（1）舉例說明物質跨膜運輸的類型及特點 （2）說出被動運輸與主動運輸的異同點 （3）闡述主動運輸對細胞的意義 （4）正確解讀坐標數據圖標 過程與方法：（1）運用模型和對比的方法進行學習，抓住關鍵，掌握本質 （2）運用表格的方式進行總結，簡潔明了 情感態度與價值觀：
（1）物質進出細胞的方式反映了細胞膜的功能，這是在細胞
膜結構的基礎上進行的進一步學習，樹立生物膜結構與功能相適應的生物學觀點。
（2）參與課堂學生活動，討論與交流，培養主動學習和積極
思考的學習習慣。
三、對教學內容的分析
本節課主要介紹兩大塊內容，一是小分子或離子進出細胞膜的方式，包括自由擴散、協助擴散和主動運輸，要求學生理解這三種方式的相同點和不同點，主要從膜兩側的濃度差、是否需要載體、是否消耗能量、代表的例子等方面來進行對比，其中主動運輸很好的體現了細胞膜選擇透過性的功能特點。二是大分子物質進出細胞的方式，包括胞吞和胞吐，這部分內容是對生物膜具有流動性的很好的佐證，引導學生將知識融會貫通。 教學重點：
1.小分子和離子跨膜運輸的方式：自由擴散、協助擴散、主動運輸 2.大分子跨膜運輸的方式：胞吞和胞吐 教學難點：主動運輸
教具準備：自由擴散、協助擴散、主動運輸、胞吞、胞吐五種跨膜運輸方
式的多媒體演示課件
生物膜結構模型自制教具 四、 教學策略安排
1、學習方式、教學組織方式的確定：
采用的是教師引導教學與學生分析討論相結合的方法，基本思路為：展示現象-提出問題-討論分析以解決問題-解釋原理-總結概念，最后列表小結。
2、教學方法的編寫
情境教學法、直觀教學法、探究式教學法、小組討論法、模型建構法等。
五、教學過程設計
課前給學生分發《物質跨膜運輸的方式》學案 【情境創設】
【設計意圖：聯系學生生活實際引入新課，激發學習興趣。】
演示實驗：向一杯清水中加入某種棕色液體，學生觀察實驗現象。 學生：觀察到整杯清水顏色變成棕色，并且聞到香味。
教師：我們觀察到液體變色并且聞到氣味，請問這是什么現象？ 學生：擴散。
教師：我們知道，將兩種溶液連通時，溶質分子會從高濃度一側向低濃
度一側移動。這種物質分子從高濃度區域向低濃度區域轉移，直到均勻分布的現象就是擴散現象。通過擴散整杯清水中都有了棕色物質分子的存在，并且我們還聞到了香味，這說明有香味的揮發性物質不僅擴散到空氣中，而且還進入了我們鼻腔上的感受細胞，從而刺激我們的神經系統產生了嗅覺。
那么這些氣味分子是怎樣進入我們的體細胞的？我們已經知道
細胞作為一個開放的系統，時刻要與其生活環境之間進行物質的交換，獲得養料排出代謝廢物等，那么這些物質都是如何進出細胞的呢？與哪一個細胞結構密切相關？ 學生：物質進出細胞需要通過細胞膜。 【新課教學】
【設計意圖：結合學生已掌握的知識和經驗，由學生先小組分析不同物
質能否通過磷脂雙分子層，從而激發學生進一步探究物質進出細胞方式的學習熱情。】
教師：我們需要借助電子顯微鏡來觀察細胞膜。在實踐中，我們可以嘗
試利用模型展開研究。資料一：出示人工合成脂雙層膜對不同的物質的通透性
學生活動一：觀察人工的無蛋白質的磷脂雙層膜對不同物質的通透性，
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？ 2.哪些分子不可以通過脂雙層膜，他們有什么特點？
3.不能通過脂雙層膜的物質，細胞需要嗎？如果葡萄糖等可以進入細胞，可能與細胞膜上的什么結構有關呢？
資料二：實驗表明,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，葡萄糖則可以通過膜從高濃度處向低濃度擴散.該實驗說明什么?
學生回答：1.水、O2、CO2、甘油、尿素等物質可以通過脂雙層膜；這
是一些氣體分子和小分子有機物等。
2.氨基酸、核苷酸、葡萄糖、各種離子不能通過脂雙層膜。
這些物質分子量比較大，離子帶有電荷。
3.不能通過脂雙層膜的物質，細胞也需要。比如葡萄糖需要
進入細胞氧化分解提供能量，植物需要從土壤中吸收各種 礦質元素參與細胞的生命活動。推測這些物質進入細胞可能與細胞膜上的蛋白質有關。
教師黑板展示細胞膜的結構模型。
學生回顧：生物膜流動鑲嵌模型:磷脂雙分子層構成膜的基本支架；蛋
白質分子鑲在磷脂雙分子層表面，有的部分或全部嵌入磷脂雙分子層，甚至貫穿整個磷脂雙分子層。磷脂與大部分蛋白質是可以運動的，故細胞膜具有流動性的結構特點。
【設計意圖：學生先自學三種跨膜運輸的方式，再小組總結并列表比較各種方式的特點，突出學生的主體地位，訓練其小組合作能力，在匯報小組成果時提高其語言表達能力。】
學生活動二：請閱讀教材P70-71，被動運輸和主動運輸部分，并以小組
為單位小結三種跨膜運輸方式的特點。
（一）自由擴散：
學生：小結自由擴散及其特點。（自由擴散中，物質的運輸方向是從
濃度高的向濃度低的運輸。物質運輸的動力是濃度差。以自由擴散進出細胞的物質，通常是一些小分子物質，氣體或是脂溶性物氧氣、二氧化碳、氮氣、水，苯、甘油、乙醇等）
教師：同時演示動畫。 （二）協助擴散
學生：小結協助擴散及其特點。（進出細胞的物質借助載體的擴散，叫
做協助擴散。物質的運輸方向是從濃度高的向濃度低的運輸，需要載體協助。如葡萄糖進入紅細胞。）
教師：同時演示動畫。
教師：自由擴散和協助擴散有什么異同呢？
學生：二者都是物質的順濃度梯度運輸，都不需要消耗能量，動力來源
都是物質的濃度差，故都屬于被動運輸。但是協助擴散需要細胞膜上的載體蛋白運載，故運輸速率會受到載體蛋白的限制。 教師：物質總是順濃度梯度運輸來進出細胞的嗎？ （三）主動運輸
資料三：1、麗藻的細胞液與池水的多種離子濃度比(表格出示數據),
分析表中數據，可得出什么結論？對麗藻仍然可以從池水中獲得各種離子的現象，作何解釋呢？
2、人紅細胞中K+的濃度比血漿高30倍，Na+的濃度卻只有血
漿的1/6，細胞卻仍在“吸K+排Na+”。
學生：小結主動運輸及其特點。（物質從低濃度一側運輸到高濃度一側，
需要載體蛋白的協助，同時還需要消耗細胞內化學反應所釋放的能量，這種方式叫做主動運輸。如小腸上皮細胞吸收葡萄糖、氨基酸、核苷酸等及各種離子進出細胞。能量是由細胞呼吸提供的，主要由線粒體的有氧呼吸提供，故氧氣的濃度也會影響主動運輸的速率）。 教師：同時演示動畫
教師：主動運輸與被動運輸哪種方式對細胞的生命活動意義更為重要？ 學生：主動運輸更有意義，因為它可以保證活細胞按照生命活動的需
要，主動選擇吸收所需要的營養物質，排出代謝廢物和對細胞有害的物質。體現了細胞膜的功能特點，即選擇透過性。
教師：出示哺乳動物紅細胞細胞膜結構模型，學生演示氧氣、葡萄糖、
鈉離子進出細胞的過程。
（四）影響物質跨膜運輸的因素
【設計意圖：學習三種跨膜運輸方式后，進一步讓學生以小組為單位討論分析不同因素對跨膜運輸速率的影響，鍛煉學生的思維能力，訓練坐標圖解的解讀能力，并且學生可以在后續的小組匯報過程中產生思維的碰撞，加深對知識的理解。】
學生活動三：分組分析以下曲線圖，判斷每個曲線圖對應的跨膜運輸方
式，并且做出解釋。
學生：圖1表示細胞外溶液濃度對自由擴散運輸速率的影響，該方式
只受膜內外物質濃度差的影響，濃度差越大，自由擴散的速率越快。 學生：圖2表示細胞外溶液濃度對協助擴散和主動運輸方式運輸速率
的影響，這兩種方式都受細胞外溶液濃度載體蛋白數量的影響。圖中P點之后，物質運輸速率不再增加的原因是載體蛋白的數量有限（載體蛋白達到飽和）。
學生：圖3表示主動運輸。該運輸方式受到數量和細胞能量供應的限
制，能夠逆濃度梯度運輸。
學生：圖4表示能量對自由擴散和協助擴散沒有影響。
學生：圖5表示能量對主動運輸的影響，圖中P點之后，物質運輸速率
不再增加的原因是載體蛋白的數量有限（載體蛋白達到飽和）。
（五）大分子物質進出細胞的方式
【設計意圖：引導學生結合分泌蛋白得出大分子進出細胞的方式，再通過視頻幫助學生能夠更直觀的理解胞吞胞吐的過程。】
教師：以上我們探究了小分子和離子進出細胞的方式，但是對于蛋白質
這樣的大分子卻無法以跨膜運輸的方式進出細胞，那么他們如何 進出細胞呢？
演示動畫：細胞胞吞胞吐過程。學生觀察并總結特點。
教師：當細胞攝取大分子時，首先是大分子附著在細胞膜表面，這部分
細胞膜內陷形成小囊，包圍著大分子。然后小囊從細胞膜上分離下來，形成囊泡，進入細胞內部，這種現象叫做胞吞。
細胞需要外排的大分子，先在細胞內形成囊泡，囊泡移動到細胞膜處，與細胞膜融合，將大分子排出細胞，這種現象叫做胞吐。 胞吞胞吐都需要消耗能量，與細胞膜的結構特點——流動性有關。
【課堂小結】
【設計意圖：構建知識概念圖，提高學生對本節課內容的學習效果。】 物質進出細胞的方式：
大分子物質以胞吞和胞吐進出細胞，需要消耗能量，與細胞膜的結構特
點（流動性）有關。
小分子和離子以跨膜運輸的方式進出細胞：包括自由擴散、協助擴散、主動運輸，物質跨膜運輸體現了生物膜的功能特點（選擇透過性）。
視頻來源：優質課網 www.jixiangsibao.com
