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八、教学过程

教学流程

教师活动

学生活动

教学意图

[复习回顾]

前面我们已经学习了细胞膜的镶嵌流动模型和物质跨膜运输的实例,我们了解了:

流动镶嵌模型的内容:

1、膜主要由脂质和蛋白质构成,其基本支架是磷脂双分子层。

2、组成膜的蛋白质和脂质具有流动性,蛋白质在磷脂双分子层上分布是不均匀的。

3、细胞膜对对物质进出细胞具有选择透过性。

(膜的功能特点)

但是,我们还没有了解到,物质究竟是怎么进入细胞膜的?

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。

快速回忆前边的内容,并联系到即将学习的内容上来

[问题探讨]呈现教材P70页人工合成的脂双层图

大家先看屏幕上的这幅图,这个图表示的是几种不同物质,通过人工合成的脂双层膜的情况。

大家仔细观察,他们的通过情况有何不同?

什么样的物质可以通过?

什么样的物质不能通过?

我们待会儿请同学来回答。

***同学,通过这个动画,你看到什么物质可以通过?

那哪些物质不能通过呢?

很好。

大家再看我们之前学过的天然的细胞膜结构图,跟人工合成的脂双层图的结构对比,这里多了什么物质?

没错,葡萄糖不能通过无蛋白质的磷脂双分子层,但却可以通过细胞膜,在小肠上皮细胞上被大量吸收,为什么?

[还有什么问题吗?

]

非常好!

这个同学观察能力很好,提了一个很重要的问题,这个问题涉及这节课很重要的内容。

希望这位同学能在这堂课学完后知道答案是什么。

细胞在生命活动过程中要不断从外界摄取细胞所需要的营养物质,把产生的废物排出去,以维持细胞正常的生命活动。

那么,物质是怎样通过细胞膜出入细胞的呢?

观察,思考讨论后回答(略)

 

学生回答:

蛋白质

根据细胞膜的结构,推测细胞膜上的蛋白质能够转运葡萄糖。

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?

给学生造成认知冲突,为下面讲述协助扩散打基础。

鼓励学生自己提出问题。

物理上的扩散

[演示扩散试验]

我们先来看一个初中大家做过的一个实验。

这是两个被玻璃隔开的广口瓶,分别盛有空气和氮气,大家请看动画演示。

我们可以看到,玻璃片拿开之后,氮气与空气互相进入对方的瓶中,但由于一开始双方的浓度并不一样,氮气的要高,所以现在氮气的扩散量比空气的要多,这种现象,我们从初中物理就开始将其称为扩散,我们可以看到,它的扩散方向是顺着浓度梯度的,即从浓度高扩向浓度低的方向。

整个过程不需要借助外界的力量。

观看动画

回忆初中物理知识

自由扩散

那么,假如这种简单的扩散现象在细胞中发生,如我们在本章第一节提到的“植物细胞吸水和失水”实验是不是与上述提到的扩散相似?

细胞进行其他物质的输送,又会是怎样的一种情况?

[演示氧和二氧化碳进出细胞的动画]

我们大家来看,并注意观察物质的运输方向。

***同学,你来跟大家说下,动画里的物质是如何进行膜两侧的运输的?

这位同学观察得非常仔细。

我们刚才就已经了解到了,氧气、水、甘油等小分子的物质可以直接跨越细胞膜,不需要借助外界的力量。

他们有一个规律,就像刚才这位同学所说的,由膜外的高浓度向膜内的低浓度运输,即顺浓度梯度进行。

我们把细胞中这种类似物理上的扩散运动的运输方式称为自由扩散。

因此,我们可以总结出自由扩散的概念:

物质通过简单的扩散作用进出细胞。

那么,哪些物质能进行这种自由扩散呢?

我们上课一开始的图片已经向大家展示出来了,由于自由扩散过程没有借助其他外界力量,仅仅简单地通过脂双层,根据相似相容的原理,能够进行这种运输的,应该是具有脂溶性的物质,或者是不带电的小分子物质。

如:

水、氧气、二氧化碳、甘油、乙醇、苯等。

学生进行思维迁移

学生观看动画

膜两侧的物质类似物理上的扩散运动

注意教师所强调的特点

掌握自由扩散的概念

协助扩散

[回忆问题探讨现象][演示:

葡萄糖进入红细胞的动画]

那么,我们刚才介绍的这些物质里边,并没有葡萄糖,而上课一开始我们也已经了解到,葡萄糖并不能通过没有蛋白质的人工脂双层,那葡萄糖如何运输呢?

我们先来看一个动画,然后请同学说下看到的现象。

***同学,这个动画,跟你之前看的自由扩散的动画有何不同呢?

没错,非常好,在这里我们看到,葡萄糖的跨膜运输,并不是简单地通过磷脂层,而是需要一个载体,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。

除了需要载体蛋白,我们还发现,这种运输方式,与前边的自由扩散比较,有一个地方是相同的,是什么呢?

大家回答。

没错,这种方式同样也是顺浓度梯度进行的。

由于需要蛋白质的辅助,我们将它称为协助扩散,请大家归纳出协助扩散的定义:

进出细胞的物质借助载体蛋白质的扩散,叫做协助扩散。

采用这种方式的例子有:

葡萄糖进入红细胞、氨基酸、核苷酸及细胞代谢物等。

认真观看动画

回答:

需要蛋白质的辅助

掌握协助扩散的特点

顺浓度梯度进行

掌握协助扩散的概念

前后联系

小结

[展示教材P71图4-7][P71讨论与思考1-2题]

OK,学习了自由扩散和协助扩散,请大家看这幅图,回忆一下刚才所观看的动画,回忆他们的概念,思考一下,他们需要能量吗?

有何异同?

我们待会儿请同学来小结。

***同学,你来说一下,这两种运输方式存在着什么联系和区别?

很好,请坐。

正如这位同学所说,自由扩散不需要载体蛋白的协助,而协助扩散需要载体蛋白;

但这两种方式都是顺浓度梯度进行的,不需要消耗能量,也正是这个原因,我们将其称为被动运输。

学生归纳小结

掌握被动运输的概念

小结巩固

[列举物质逆浓度跨膜运输的现象][展示教材P71表4-1]

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。

例如植物细胞液质中的矿质元素镁离子、铁离子等都要比土壤溶液高,但细胞还是不断从土壤溶液中吸收这些无机盐;

又例如人的红细胞中钾离子的浓度比血浆高30倍,钠离子的浓度却只有血浆的1/6,细胞却仍在“吸钾排钠”,这是为什么呢?

我们再来看一个表格。

(展示丽藻细胞内外离子浓度对比的表格)

从这个表格我们可以看到,这些离子细胞内的浓度远远高于细胞外的,但仍然可以源源不断地向内运输来满足细胞新陈代谢所需。

这种逆浓度梯度的运输时如何进行的?

[举出日常生活例子]

我们再来看几张图片,这里表示上下坡运东西的情况,我们知道,如图所示,向下运输,我们可以借助重力势能的降低转化,而不需要施加外力;

但向上运输的话,由于重力势能是升高的,所以我们需要施加外力。

同样的道理,如果物质从细胞膜低浓度的一侧向高浓度的一侧运输,需要借助外界的能量。

那么这个过程是如何实现的呢?

大家注意看动画。

[演示主动运输的动画]

我们可以看到,在这里,葡萄糖和离子的运输,都是从低浓度向高浓度进行,因此他们在需要载体蛋白的辅助的同时,还接受了来自ATP的能量,从而顺利地进行物质运输。

我们把这种方式称为主动运输,大家一起归纳一下它的概念:

从低浓度一侧运输到高浓度一侧,需要载体蛋白的协助,同时也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。

***同学上课一开始时提到的那个离子的问题,就可以在这里得到解释。

[展示教材P72图4-8主动运输示意图]

从这个概念以及刚才的动画,我们可以看出,主动运输具有什么特征?

主动运输有三个特征:

逆浓度梯度运输;

需要载体;

需要消耗能量。

那同学们再来思考一个问题:

这些物质进出死细胞还能进行主动运输吗?

物质通过细胞膜进出细胞的三种方式中,哪种方式对于活细胞完成各项生命活动最重要?

为什么?

没错。

主动运输是活细胞的特性,它证明细胞能选择地透过一些物质;

而死细胞的细胞膜没有选择透过性,失去了主动运输的能力。

[说明主动运输的意义]

在生物体中,很多的物质运输都是通过主动运输进行的。

比如各种离子,以及葡萄糖、氨基酸等各种物质。

主动运输利用了能量,所以可以保证细胞根据自身的需要,主动地选择吸收需要的营养物质,排出代谢废物和对细胞有害的物质。

这正是主动运输的意义所在。

思考教师提出的问题

分析表中数据对比的情况

由物体向上运输联想到细胞物质逆浓度跨膜运输亦需要能量

仔细观察动画;

学生集体归纳主动运的三个特征:

.逆浓度梯度运输

2.需要载体

3.需要消耗能量

掌握主动运输的与意义

前后联系,对比理解主动运输的过程和特点

技能训练

我们来完成练习1:

[如何判断主动运输:

1.物质运输是否消耗能量;

2.物质是否从低浓度运输到高浓度]

〖练习1〗右图为物质出入细胞膜的示意图,请据图回答:

(1)A代表蛋白质分子;

B代表磷脂双分子层。

(2)细胞膜从功能上来说,它是一层_选择透过性_膜。

(3)在a~e的五种过程中,代表被动运输的是_b、c、d_。

[如何判断运输方式]

我们再来看看这几幅坐标图,分别代表的是哪种物质运输方式?

〖练习2〗几幅坐标图中所表示的分别是哪种物质运输方式?

观察图表,思考问题

根据曲线进行讨论,并分析

达到能解读图表数据意义的教学目标

[引导学生完成三种运输方式的比较]

OK,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,完成屏幕上的表格。

运输方式

方向

载体

能量

举例

被动运输

顺浓度梯度

不需要

CO2、O2、水、甘油

需要

葡萄糖进入红细胞

逆浓度梯度

小肠吸收葡萄糖、氨基酸

完成三种运输方式的比较

胞吞与胞吐

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。

[演示胞吞胞吐动画]

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。

大分子物质进出细胞的方式,需要能量,不需载体,同时也证明了细胞膜的流动性。

[旁栏思考题]人体的白细胞能吞噬入侵的细菌、细胞碎片及衰老的红细胞,这是细胞的胞吞作用。

这对于人体有防御功能,并有利于细胞新陈代谢的正常进行。

观看胞吞胞吐动画

掌握胞吞过程、概念

掌握胞吐的概念

课堂总结

OK,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。

与教师一起归纳本节内容

课堂练习

[教师巡回指导,学生完成后可稍作点评]

[展示P73技能训练的图表]

大家翻开书本73页,回答一下以下三个问题。

〖例1〗P73,观察技能训练的图表,回答一下问题:

1.哪些离子通过主动运输进入细胞?

(K+和Mg2+)

2.哪些离子通过主动运输排出细胞?

(Na+和Cl-)

3.你是怎么判断的?

(因为以上四种离子细胞膜内外的浓度差较大,细胞只有通过主动运输才能维持这种状况)

好,学习完本节内容后,大家来做一下这些练习,思考这里的问题,并作好分析。

〖例2〗实验证明,餐后肠腔中葡萄糖浓度高于血糖浓度时,葡萄糖可以顺浓度梯度被吸收;

当肠腔中葡萄糖浓度下降至显著低于血糖浓度时,葡萄糖仍能被迅速地吸收。

绒毛上皮细胞主要以下列哪种方式吸收葡萄糖(C)

A.自由扩散B.协助扩散C.主动运输D.胞吞

[变式训练]

〖例3〗下列跨膜运输的生理活动中,需要消耗ATP的是(C)

A.酒精进入胃黏膜细胞

B.CO2由静脉血进入肺泡内

C.原尿中的葡萄糖进入肾小管上皮细胞

D.水分子进入细胞

〖例4〗红细胞吸收无机盐和葡萄糖的共同点是(C)

A.都可以从低浓度到高浓度一边B.都需要供给ATP

C.都需要载体协助D.即需要载体协助又需要消耗能量

解析:

此题考察物质出入细胞的三种方式,其中红细胞吸收无机盐是主动运输,既需要能量又需要载体,而红细胞吸收葡萄糖是协助扩散,只需载体协助不消耗能量。

观察图表,回答问题

做课堂练习题并作好题目分析、解释。

九、板书设计

第3节物质跨膜运输的方式

一、被动运输

1、自由扩散

2、协助扩散

3、自由扩散与协助扩散的异同

二、主动运输

1、主动运输的概念

2、主动运输的意义

三、被动运输与主动运输的异同(列表)

四、胞吞和胞吐

一十、布置作业

书P73页一、二题。

一十一、教学后记

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