人教版高一年级生物必修一第四章第三节《物质跨膜运输的方式》教学设计

第3节物质跨膜运输的方式
一、学习目标：
说出物质进出细胞的方式
进行图表的解读。

二、学习重点和难点：
重点：物质进出细胞的方式
难点：主动运输
三、课前准备
制作多媒体课件、学案制作、学案批改、道具制作。

四、教学流程
环节一：课程导入
运用中央新闻联播里的一科技新闻视频导入。

该科技新闻内容为“我国生命科学领域取得世界级成果——首次揭示葡萄糖转运蛋白结构”，视频结束后。

请一位学生起来说一下他看到了什么？并提出问题：“想一想葡萄糖借助转运蛋白通过细胞膜这个“门”的方式是什么呢? 那么像H20、02 等其他物质又是怎样通过的呢? ”让学生进行问题思考。

由此导入“物质跨膜运输的方式”的学习。

环节二：知识梳理
通过知识梳理环节，对学生预习出现的问题进行处理。

这部分内容学生已经在课前完成，所以该环节用时2分钟。

（一）、物质跨膜运输的方式
1、被动运输
(1)水分子、氧气、二氧化碳等进出细胞取决于细胞内外溶液的浓度差。

这些小分子很容易自由地通过细胞膜的磷脂双分子层。

物质通过简单的扩散作用进出细胞的方式，叫作自由扩散。

(2)离子和一些较大的分子如葡萄糖等，不能自由通过细胞膜。

镶嵌在膜上的一些特殊的蛋白质，能够协助葡萄糖等物质顺浓度梯度跨膜运输。

进出细胞的物质借助载体蛋白的扩散，叫作协助扩散。

(3)自由扩散和协助扩散统称为被动运输。

物质通过此方式进出细胞是顺浓度梯度的，不需
要消耗能量，但需要两侧有浓度差。

2、主动运输
(1)K+、Na+和Ca2+等离子，都不能自由地通过磷脂双分子层，它们从低浓度一侧运输到高浓度一侧，需要载体蛋白的协助，同时还需要消耗能量，这种方式叫作主动运输。

(2)主动运输普遍存在于动植物和微生物细胞中，保证了活细胞能够按照营养的需要，主动选择吸收所需要的生命活动物质，排出代谢废物和对细胞有害的物质。

（二）、蛋白质等大分子物质进出细胞的方式
1、当细胞摄取大分子物质时，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，包围着大分子。

然后小囊从细胞膜上分离下来，形成囊泡，进入细胞内部，这种现象叫作胞吞。

2、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，这种现象叫作胞吐。

环节三：问题探讨
问题探讨环节的难度不大，学生可以通过观察图片，即可获得有效信息，完成后面4个问题。

本环节重要目的让学生掌握人工合成的脂双层膜与生物膜的区别，重点让学生意识到蛋白质在物质进出细胞膜的作用，为之后掌握载体蛋白的作用做好铺垫。

用人工合成的脂双层膜模拟生物膜，观察它对不同物质的通透性，参考课本P70，讨论回答下列问题：
1、哪些分子可以通过脂双层膜？
答案水、O2、CO2、N2、苯、乙醇、甘油等物质可以通过脂双层膜。

2、哪些分子不可以通过脂双层膜？
答案氨基酸、葡萄糖、核苷酸及各种离子不能通过脂双层膜。

3、细胞膜和人工脂双层膜有何不同？
答案氨基酸、葡萄糖、核苷酸及各种离子不能通过脂双层膜。

4、不能通过脂双层膜的物质，细胞需要吗？如果需要它怎样才能进入细胞呢？
答案不能通过脂双层膜的物质，细胞也需要。

推测这些物质进入细胞可能与蛋白质有关。

环节四：合作探究
在问题探讨环节，细胞需要的物质不能通过人工合成脂双层膜，但是这些物质是怎样通过细胞膜的？下一个环节任务自然就是探究这些物质通过什么方式通过细胞膜的。

合作探究环节通过观察动画和老师的讲解，采用任务单形式，让各个小组来完成物质进出细胞方式的总结。

通过任务单的展示，提高学生发现问题，解决问题的能力，进而提高学生的学习兴趣。

每组发放任务单，按照任务的要求完成相应的任务，然后按组展示任务单。

环节五：合作探究
物质进出细胞方式的要点掌握之后，这些运输方式受到那些因素的影响呢？所以合作探究应当进一步探究运输方式的影响因素。

通过曲线和讲解，让学生掌握基本的识别和分析曲线的能力和方法。

1、自由扩散：
请同学们根据下表（氧气跨红细胞时的运输速率）绘制曲线图：
结论：
物质运输速率与浓度差成正比关系。

影响因素：
自由扩散的扩散速率只受浓度差
的限制。

2、协助扩散：
请同学们根据自由扩散与协助扩散的异同绘制协助扩散关系曲线图：
结论：
一定范围内，物质运输速率与浓度差正比
关系；到达最大值后，扩散速率由于载体
蛋白数量有限而不再增加。

影响因素：协助扩散的扩散速度受浓度差和载体蛋白的限制。

3、主动运输：
请同学们根据自由扩散与协助扩散来分析主动运输的关系曲线图：
结论：一定范围内，物质运输速率与能量成正比关系；达最大值后，物质运输速率由
于载体蛋白数量有限而不再增加；
影响因素：物质运输速率与能量和载体蛋白有关。

环节六：角色扮演
通过角色扮演让学生亲自去体验物质进出细胞的方式，印象会更深刻，让学生学得轻松愉
快，在动手动脑的过程中不知不觉就学到了知识，同时可以锻炼学生的团队合作意识。

找6位学生到讲台前来，自动组成一个脂双层膜。

6位同学站成两排，伸出双臂，相对站立。

找5位学生，一人发一张课前准备好的道具：K+载体、葡萄糖载体、02、K+、葡萄糖。

“02”
直接通过脂双层进入细胞；“K+”’走到“葡萄糖载体”前面，“葡萄糖载体”不让进；
“K+”走到“K+载体”前，顺利进入；“葡萄糖”走到“葡萄糖载体”前，“葡萄糖载体”不让进。

环节七：课堂小结，建立知识网络
环节八：当堂检测，检测学生对知识的应用能力，并对知识巩固和提高。

1、(2016·全国课标卷Ⅰ，2)离子泵是一种具有ATP水解酶活性的载体蛋白，能利用水解ATP释放的能量跨膜运输离子。

下列叙述正确的是(C)
A.离子通过离子泵的跨膜运输属于协助扩散
B.离子通过离子泵的跨膜运输是顺着浓度梯度进行的
C.动物一氧化碳中毒会降低离子泵跨膜运输离子的速率
D.加入蛋白质变性剂会提高离子泵跨膜运输离子的速率
2、(2016·海南卷，5)下列属于主动运输的是(D)
A.动物肺泡细胞释放CO2
B.蔗糖通过植物细胞的细胞壁
C.苯分子进入人的皮肤细胞
4的过程
D.丽藻细胞吸收SO2－
3.根据下图，完成下列3小题。

(1)红细胞吸收K+和O2的方式分别属于 3 和 1 。

(2)物质出入细胞能够消耗能量的是 3 ,称为主动运输。

(3)物质出入细胞需要载体但不需要能量的是 2 ,称为协助。

五、本书设计
一、物质跨膜运输的方式（小分子和离子）
1、
2、
3、
二、物质跨膜运输的方式（大分子物质）
1、
2、
六、教学反思
本节课以问题驱动学习，引导学生进行自主、探究和合作性学习。

教学内容并不难，学生在学习过程中相对轻松。

在小组合作中的讨论与表达是比较花费时间，尤其是对那些具有挑战性的问题。

在教学节奏的把握上，由于学生讨论和交流比较花费时间，容易出现前紧后松或是前松后紧的情况，因此时间的控制还是不比较困难。