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《物质跨膜运输的方式》教学设计
一、教材分析
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。
二、教学目标
1、通过阅读课本,能够运用类比和对比的方法,认识小分子物质跨膜运输方式的类型及特点。
2、通过资料分析,能够阐述主动运输对细胞生活的意义。
3、通过分析物质跨膜运输的特点,能够归纳总结出影响物质运输速率的因素,并画出相应的曲线图。
三、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
四、课时安排:1课时
五、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
【知识回顾】
【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。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也是不能通过脂双层的,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、离子等物质的运输起了作用呢?
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,要注意引导学生有侧重地观察)请学生依次来填充表格:
教师:自由扩散和协助扩散有什么异同?
学生: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。
教师:为什么自由扩散和协助扩散被称为被动运输?
学生: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。
教师:看看大家能否学以致用,思考以下两个问题。
学生:胆固醇的本质是固醇,为脂溶性的物质,所以为自由扩散
学生:钾离子外流、钠离子内流属于协助扩散,因为钾离子或钠离子都是从高浓度一侧向低浓度一侧移动,是顺浓度梯度的运输,为被动运输,又因为离子的运输需要载体蛋白的协助,所以为协助扩散。
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。
【课堂小结】
教师:非跨膜运输(胞吞、胞吐)体现了生物膜的什么特性?跨膜运输(自由扩散、协助扩散、主动运输)体现了生物膜的什么特性?
学生:非跨膜运输体现了生物膜具有一定的流动性;跨膜运输体现了生物膜具有选择透过性
【评价反馈】
【板书设计】
第3节 物质跨膜运输的方式
一、小分子和离子的跨膜运输
项 目
自由扩散
协助扩散
主动运输
细胞膜两侧物质浓度差
由高浓度到低浓度
由高浓度到低浓度
由低浓度到高浓度
是否需要载体蛋白
不需要
需要
需要
是否消耗细胞内的能量
不消耗
不消耗
需要消耗
代表例子
氧气、水、二氧化碳、苯等通过细胞膜
葡萄糖通过红细胞膜
葡萄糖、氨基酸通过小肠上皮细胞膜;离子通过细胞膜
二、大分子的跨膜运输方式
1.胞吞
2.胞吐
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