细胞内外的物质交换图文稿Word文件下载.docx

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2.探讨建立生物膜模型的过程如何体现结构与功能相适应的观点

3.强调积极参与讨论，主动思考

法制渗透

教学方法

讲授法、直观教具法、讨论法、启发式

课时安排

教学内容

教学过程

个人教学札记

一、细胞是一个开放的生命系统

第一课时

导入：

（图片）人以及其他动物植物的生命活动离不开物质。

除病毒外，生物的生命活动需要与外界环境不断进行物质交换。

那么，生物是怎样与外界环境进行物质交换的呢？

（出题）第三章第一节细胞内外的物质交换

生物体的一切生命活动都是通过细胞进行的。

细胞不仅是生物体的结构单位，而且是一个充满生命活动的开放系统。

一方面，生活的细胞能不断地与外界环境进行物质交换，将所需的营养物质运进来，代谢废物排除出；

另一方面，细胞有能不断地与外界环境进行信息交流。

其中，细胞壁和细胞膜的结构和功能决定了细胞是一个充满生命活动的开放系统。

（板书）一细胞是一个开放的生命系统

<

一>

细胞壁的全透性

1.细胞壁的成分

纤维素和果胶（主要）—细胞壁的基本骨架

纤维素和果胶都具有很强的亲水性。

溶于水中的任何物质都能随水透过细胞壁。

细胞壁是一个全透性的结构。

木质素——支持、维护细胞形态、防止细胞过度吸水而破裂

2.细胞壁的功能

——支持保护、参与代谢

3.功能特性——全透性

4.应用

对了解植物细胞的生命活动具有重要意义

在工业生产上具有重要的价值

二>

细胞膜的选择通过性

细胞是一个开放的系统，每时每刻与环境进行着物质交换。

物质的进出都要经过细胞的边界——细胞膜。

接下来我们共同来模拟细胞膜的通透性。

演示“模拟细胞膜的通透性实验”，先介绍实验装置，再指导观察实验现象，并将观察到的结果填入P37的表格。

分析实验结果：

1.A烧杯中水变蓝

说明长颈漏斗中的Cu2+透过玻璃纸进入了烧杯

物质从浓度高的地方向浓度低的地方移动的过程，叫做扩散。

2.B烧杯中的水没有变红

说明红墨水的染料分子不能透过玻璃纸

某些物质可以透过，另一些物质不能透过的多孔性膜，叫半透膜。

3.B漏斗中的液面上升

说明水分子可以通过玻璃纸向漏斗内扩散

这种水分子（或其他溶剂分子）通过半透膜的扩散，叫做渗透作用。

渗透作用产生的条件：

①具有半透膜；

②半透膜两侧的溶液具有浓度差。

渗透作用的原理：

当溶液浓度A>

B时，水分子就通过半透膜由B流向A；

当溶液浓度A<

B时，水分子就通过半透膜由A流向B；

当溶液浓度A＝B时，则处于动态平衡。

小结

细胞壁的结构及功能，扩散、渗透作用等概念

二、细胞膜的结构

第二课时

细胞膜的探索历程

师：

科学家对生物膜结构的探索经历了漫长的岁月，让我们重温这段历程。

1855年，瑞典科学家奈利做了一个实验，他用微细的探针向细胞内刺入时，在显微镜下看见细胞出现皱褶，同时还感受到阻力；

一旦针尖刺破细胞，进入到细胞内部，阻力就消失了。

这表明，细胞表明有一层薄的膜，即细胞膜。

那么，细胞膜的结构是怎样的由哪些物质组成科学家又做了如下实验。

（介绍奥弗顿的实验）

设问1：

奥弗顿的实验说明细胞膜中含有什么物质（脂质）

组成细胞膜的脂质是磷脂。

一个磷脂分子有两条疏水性的“尾巴”，和一个亲水性的“头部”。

练习：

判断单个磷脂分子在空气-水界面上的存在形式？

（介绍戈特和格伦德尔的实验）

设问2：

本实验能得出什么结论（细胞膜中磷脂是双层的）

设问3：

细胞膜中出了磷脂外，还有没有其他物质？

（介绍丹尼利和戴维森的实验）

结论：

蛋白质也是构成细胞膜的成分

总结：

细胞膜主要由磷脂和蛋白质构成，并且磷脂是双层的。

那么，蛋白质和磷脂是如何组合的呢？

为了合理地解释细胞膜的各种生物学特性，科学家先后提出了几十种不同的细胞膜分子结构模型。

1972年，辛格和尼克尔森总结了当时有关细胞膜结构的模型及各种新的技术研究成果，提出最有代表性的细胞膜液态镶嵌模型。

（展示模型）

请观察细胞膜液态镶嵌模型，归纳细胞膜的特点

细胞膜的结构特点

1.细胞膜由磷脂分子和蛋白质分子构成。

磷脂双分子层构成膜的基本骨架

磷脂分子的状态：

亲水性的头部排在外侧，疏水的尾部排在内侧

2.蛋白质分子的分布不对称，有的排列在磷脂双分子层表面；

有的嵌入或贯穿磷脂双分子层

膜的功能主要由蛋白质承担，功能越复杂的细胞膜，其蛋白质含量越高，种类越多

3.构成细胞膜的磷脂分子和蛋白质分子大多是可以流动的

生物膜结构性特点是：

流动性

4.细胞膜外表面糖类分布，有的与蛋白质结合成糖蛋白，有的与脂质结合成糖脂，称为糖被

糖被的作用：

保护、润滑、细胞识别、细胞间的信息传递。

注意：

糖被一侧为细胞外侧

三>

细胞膜的功能

1.将细胞与外界环境分隔开

2.控制物质进出细胞

3.进行细胞间的信息交流

生物膜功能性特点：

选择透过性

重点回顾生物膜的液态镶嵌模型的基本内容

三、物质进出细胞的方式

第三课时

（复习）前面我们已经学习了细胞壁的结构和细胞膜的镶嵌流动模型，知道水和一些物质可以通过细胞膜进入细胞。

但是，我们还没有了解到，物质究竟是进入细胞膜的通过什么样的方式进行跨膜运输这些将是我们这节课学习的内容。

自由扩散

原生质层：

细胞膜和液泡膜以及这两层膜之间的细胞质。

特性：

①具有选择透过性，相当于半透膜；

②伸缩性大。

[让学生回忆日常生活的现象]

当你把白菜剁碎准备做馅时，常常放一些盐，过一段时间后就可见有水分渗出。

（失水）

萎蔫的青菜放入水中一段时间后会变硬挺。

（吸水）

[引导学生提出有关问题]用白菜做馅时水分从哪里来为什么会有水分渗出萎蔫的青菜放入水中为什么会变硬挺水分是如何进出细胞的

用较高浓度的蔗糖溶液处理植物细胞时，细胞中的水分会向外渗透。

细胞失水后，原生质层会发生收缩，与细胞壁分离，这就是质壁分离现象，如果用水代替蔗糖，发生质壁分离的细胞又会恢复正常。

（播放flash）

细胞质壁分离和复原与外界溶液浓度有什么关系？

1.外界溶液浓度＞细胞液的浓度，细胞失水。

即细胞发生了质壁分离

2.外界溶液浓度＜细胞液的浓度，细胞吸水。

即细胞发生了质壁分离复原

质壁分离及复原的运用：

1.判断细胞生活状态

①发生质壁分离和复原——活细胞

②不发生质壁分离和复原——死细胞

2.在农业生产中，为什么会由于施肥不当而产生“烧苗”现象为什么干旱情况下作物会发生枯萎现象，浇水后有时会恢复正常生长，有时候不能恢复正常生长

过多施肥导致土壤溶液浓度过大，细胞不能吸水甚至失水，从而产生烧苗现象。

干旱情况下有的植物已经死亡，浇水仍不能恢复正常。

通过上面的实验可以证明，水分子可以渗透作用进出细胞，而蔗糖分子等其他物质则不能自由地进出细胞，且水分子是从单位体积水分子数量多的一侧向少的一侧转运，这种物质通过简单的扩散作用进出细胞的方式叫做自由扩散。

H2O、O2、CO2、甘油、乙醇、苯等小分子物质，都可以通过自由扩散进出细胞。

观看自由扩散动画，归纳自由扩散的特点。

（从高浓度的一侧向低浓度的一侧，不需要载体，也不需要能量）

协助扩散

我给大家展示一下跨膜运输的示意图大家仔细看，然后总结一下跨膜运输的特点。

葡萄糖的跨膜运输，并不是简单地通过磷脂层，而是需要在蛋白质的辅助下，才能顺利通过，我们把这种蛋白质称为载体蛋白。

进出细胞的物质借助载体蛋白的扩散，叫做协助扩散。

葡萄糖由血浆进入红细胞。

特点：

从高浓度的一侧向低浓度的一侧，借助载体蛋白的扩散，不消耗能量。

[思考和讨论]

自由扩散和协助扩散有哪些不同点又有哪些共同点

共同点：

两者都是顺物质的浓度梯度进行运输；

都不需要细胞消耗能量。

不同点：

后者需要蛋白质的协助才能实现。

自由扩散和协助扩散共同的特征是都从高浓度到低浓度扩散，都不需要消耗能量，针对这一点，我们可以把它们归为一类------被动运输。

哪位同学能概括一下被动运输的概念

自由扩散和协助扩散这两种物质跨膜运输方式都是顺浓度梯度进行的，不需要消耗能量，我们将其称为被动运输。

〖过渡〗从上边我们总结的被动运输的特点，我们可以看到，被动运输总是从浓度高的一侧向浓度低的一侧进行的，但新陈代谢过程中，不可能细胞内的物质浓度总是低于细胞外。

如果物质从细胞膜低浓度的一侧向高浓度的一侧运输又该采取怎样的运输方式呢这就是我们今天讲的第三个物质跨膜运输的方式——主动运输

主动运输

大家想一下如果把物质的跨膜运输比喻成我们在搬东西，刚才的被动运输就好像从高处往低处搬，我们可以把东西扔下去，而不消耗自身能量。

那么被动运输就好比把东西从低处搬到高处去。

是不是我们必须得费点劲儿才能把它搬上去啊

大家看黑板,我们一起总结一下主动运输的概念。

物质通过细胞膜从浓度低的一侧向浓度高的一侧运输时，需要消耗细胞内新陈代谢所释放出的能量，并且需要载体蛋白的协助，这种方式叫主动运输。

如I-、Na+等物质的跨膜运输。

从浓度低的一侧向浓度高的一侧，需要载体蛋白的协助，同时需要能量。

主动运输的意义：

使得活细胞能够按照生命活动的需要，主动地吸收所需要的营养物质，排出新陈代谢产生的废物和对细胞有害的物质。

小结：

到这里，我们已经将小分子物质运输需要能量与不需要能量、需要载体与不需要载体都学习完了，大家回顾一下，比较它们的异同，完成黑板上的填空。

三种物质跨膜运输方式的异同

运输方向

是否需要载体

是否需要能量

常见实例

自由扩散

协助扩散

主动运输

四>

胞吞和胞吐

〖过渡〗那么，我们刚才所讲的都是小分子物质的运输，但我们在初中学习过，生物体的免疫系统可以将外来的大分子异物吞噬，这种过程又是如何实现的？

大家请看屏幕。

（演示胞吞动画）

通过这个动画我们可以看到，当大分子物质要通过细胞膜进入细胞时，需要首先与膜接触，细胞膜内陷形成小囊，接着小囊分离形成囊泡，从而最终进入细胞内部，我们将这种运输方式称为胞吞。

同样的道理，当细胞需要向外排出异物时，也是首先形成囊泡，接着囊泡移动到细胞膜处，与细胞膜融合，从而将大分子物质运送出去。

我们将其称为胞吐。

五>

人工膜的研制与应用（选学）

人工膜研制的理论基础：

细胞膜的选择透过性

1.对海水淡化处理或对污水进行处理，还可以制成人工肾进行透析。

2.利用细胞膜含有脂质成分，人工合成人工膜来包裹药物降低药物对正常组织细胞的毒害作用。

3.研究农作物的抗性机理，培育和改良农作物的品质。

到这里为止，我们已经将本节内容学习完了，请大家梳理出本节主要内容，我们一起归纳。

练习

1.细胞跨膜运输方式分为和两种类型；

被动运输分为和。

自由扩散的特点：

、和。

协助扩散的特点：

、和。

主动运输的特点：

2．小肠上皮细胞含有大量的线粒体，与这一结构特征相适应的细胞膜功能是（）

A．自由扩散B．协助扩散

C．主动运输D．渗透作用

3．下列物质中以相同方