第2节：细胞内外的物质交换
细胞内外物质交换的生理学机制
细胞内外物质交换的生理学机制细胞内外物质交换是细胞活动的基础，对维持细胞内环境稳定和生命活动的正常进行至关重要。
本文将探讨细胞内外物质交换的生理学机制，从细胞膜的特性、被膜运输、分子对称性以及小分子运输等方面进行讨论。
一、细胞膜的特性细胞膜是细胞内、外环境之间的物质交换的主要屏障，其特性对物质交换起着重要的作用。
细胞膜由磷脂双分子层构成，具有高度的选择性通透性。
这种通透性受到细胞膜的蛋白质组成和脂质组成的调控。
膜蛋白质包括通道蛋白和载体蛋白，它们通过改变自身的构象或形成特定的通道来调控物质的进出。
二、被膜运输被膜运输是指通过被膜的融合和分离实现细胞内外物质的交换。
被膜运输包括内吞作用和胞吐作用。
内吞作用是细胞将外界物质包裹入被膜形成内吞体，然后与溶酶体融合，最终实现物质的降解或重利用。
胞吐作用是细胞将细胞内物质包裹在被膜内，形成胞吐体，然后与细胞膜融合，将物质释放到细胞外。
三、分子对称性与物质交换分子的对称性也影响着物质在细胞膜上的交换速率。
分子的对称性越高，其在细胞膜上的扩散速率越快。
例如，氧气和二氧化碳这两种具有线性分子结构的气体，由于其分子间的对称性较高，因此在细胞膜上的扩散速率相对较快，能够快速地通过细胞膜进出细胞。
四、小分子运输小分子物质的运输可以通过多种方式实现。
其中，主要包括主动转运和被动扩散。
主动转运是指通过细胞膜上的载体蛋白，以ATP为能源，将物质从低浓度处转运至高浓度处。
被动扩散则是指物质沿着浓度梯度自由扩散，不需要能量的参与。
此外，小分子物质还可以通过离子通道和跨膜蛋白复合物的形式进行运输，其中离子通道负责离子的运输，而跨膜蛋白复合物则通过自身的构象改变来实现物质的转运。
综上所述，细胞内外物质交换是维持细胞正常功能的基础，其生理学机制涉及细胞膜的特性、被膜运输、分子对称性和小分子运输等多个方面。
通过了解和研究这些机制，有助于深入探索细胞活动的本质，进而为治疗和预防相关疾病提供理论基础和实践指导。
2019-2020学年北师大版高中生物必修1课件：第4章 第2节 细胞膜的选择透过性、细胞的质壁分离和复原
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2．验证渗透作用发生的条件 (1)具有半透膜
(2)具有浓度差
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3．动植物细胞都是渗透系统
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4．知识归纳 (1)渗透系统适用于比较溶质不能透过半透膜的溶液的浓度大小。 (2)两溶液间的水分子进行双向运动，我们只能观测出由水分子双向运动的差所 导致的液面改变。 (3)溶液浓度指物质的量浓度而非质量浓度，如10%的葡萄糖溶液和10%的蔗糖 溶液的质量浓度相同，但10%的葡萄糖溶液的物质的量浓度比10%的蔗糖溶液 的大，故水由蔗糖溶液向葡萄糖溶液移动。
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3.在保持细胞存活的条件下，蔗糖溶液浓度与萝卜条质量变化的关系如图所 示，若将处于b浓度溶液中的萝卜条移入a浓度溶液中，则该萝卜条的质量将 ()
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A．不变 B．增大 C．减小 D．先增后减 解析：在b浓度的溶液中，萝卜条的质量下降是由于细胞失水发生质壁分离，若 将处于b浓度溶液中的萝卜条移入等渗的a浓度溶液中，会发生质壁分离复原， 质量将增加。 答案：B
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第2节 细胞内外的物质交换 第3节 细胞内的物质代谢
第1课时 细胞膜的选择透过性、细胞的质壁分离和复原
北师生物习目标] 1.观察渗透系统模式图，说出渗透作用发生的条件。2.结合植物细 胞的结构，描述质壁分离与复原的过程。
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2.如图所示，U型管底部中央放置一半透膜(不允许溶质分子透过)。A液和B液原 先体积相同，由于浓度不同，后来产生一个高度差ΔH。请问ΔH主要取决于 ( )
生物：3.2《物质出入细胞的方式》教案
《物质出入细胞的方式》授导型教案一、设计思想《普通高中生物课程标准》倡导探究性学习，力图改变学生传统的学习方式，引导学生主动参与、乐于研究、勤于动手，逐步培养学生收集和处理科学信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力，以及交流合作的能力，突出创新精神和实践能力的培养。
基于《标准》的这种理念，在开展此次教学中，我将采用授导型教学方式，中间穿插自辅式教学方式相结合方式，着重培养学生的分析和解决问题的能力。
二、教材分析细胞是生物体结构和功能的基本单位，它不仅与周围的环境之间发生物质交换，而且与周围的其他细胞之间也要发生物质交换。
因此这一节内容的学习就显得非常重要，它不仅与第二章中质膜的结构和功能有着密切的联系，也是学好其他章节有关内容的基础。
三、学情分析高一学生已经具备了细胞膜的结构的基础，了解了细胞由一层具有选择透过性的质膜包被着，这为这节课的学习打下了认知基础。
同时，高一学生还具备了一定的思维和认知能力，比较、分析和解决问题的能力，能比较好的完成此次教学任务，但还不是很完善，这还需要老师的引导。
四、教学目标【知识目标】1．简述扩散的特点。
2．阐明渗透的概念及原理。
3．观察质壁分离和复原的现象并概述原理。
4．概述被动转运和主动转运的概念；区别被动转运和主动转运两种不同的方式。
5．概述胞吞和胞吐两种方式。
【能力目标】1．通过分析扩散作用和渗透作用的过程，训练学生分析问题的能力，培养他们良好的思维品质。
2．通过分析细胞的吸水原理和探索细胞吸水的过程，初步学会探索细胞吸水原理的科学方法，训练学生科学的思维。
培养学生研究问题的能力。
3．通过区别物质进出细胞的不同方式，训练学生的分析能力。
【情感态度与价值观】1．通过分析扩散和渗透作用的过程，渗透生命活动不断发展变化以及适应的特性。
使学生逐步学会自觉地用发展变化的观点，认识生命。
2．通过联系生产、生活等实际，激发学生学习生物学的兴趣，培养学生关心科学技术的发展，关心社会生活的意识和进行生命科学价值观的教育。
第四章 细胞的物质输入和输出第2节 细胞膜的流动镶嵌模型
第四章细胞的物质输入和输出第2节生物膜的流动镶嵌模型教学案例设计思路：任何一个生命系统都是开放的系统，都与外界有物质的交换，细胞作为最基本的生命系统，在进行各种活动时，也要与外界环境不断地进行物质交换，细胞膜是物质交换的直接参与者，它有选择地允许或阻止一些物质通过细胞膜。
细胞膜为什么能够控制物质的进出？这与生物膜的结构有什么关系？科学家是怎样发现细胞膜并建立细胞膜模型的？通过这些问题引导学生进入本节课的学习，让学生始终处于积极的思维过程中。
由于学生在学习第1节的内容时已经对植物细胞的吸水和失水的过程进行了探究，了解了科学探究的一般方法，因此在本节生物膜的流动镶嵌模型的探究过程中可以运用上一节所学的科学探究的方法来探究本节的内容。
本节课在呈现科学家研究细胞膜结构和成分的几个代表性实验时，设计了一连串的问题，引导学生通过这些实验现象，推测出细胞膜的基本组成和结构，使学生切身感受科学的魅力，始终保持高昂的兴趣，自然而然地接受细胞膜的流动镶嵌模型理论，从中体验科学研究的逻辑性和严密性，并加深对科学过程和方法的理解。
本节课的重点是细胞的流动镶嵌模型的建立，用多媒体课件动画演示人——鼠细胞杂交实验，再演示变形虫运动的画面，表现细胞膜的流动性，使学生更直观地理解细胞膜上分子的相对运动。
教学目标知识目标1．简述生物膜的结构2．举例说明生物膜具有流动性特点。
3．通过分析科学家建立生物膜模型的过程，阐述科学发现的一般规律。
能力目标1．通过分析科学家建立生物膜模型的过程，尝试提出问题，作出假设。
2．通过生物膜模型建立过程的一系列实验过程，培养学生根据实验现象进行分析推理的能力情感态度与价值观目标1．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2．探讨在建立生物膜模型的过程中，实验技术的进步所起的作用教学方法结合多媒体课件的实验探究教学法教学重难点教学重点1．科学家对生物膜结构的探索历程。
2．生物膜的流动镶嵌模型学说的基本内容。
高中生物必修三第一章第2节《内环境稳态的重要性》
消化系统
营养物质
呼吸系统 排泄系统
O2
循 环
CO2 系
代谢产物 统
内环境
细胞
体液、神经系统的调控
细胞通过呼吸、循环、泌尿、消化四 大系统间接与外界进行物质交换
1、渗透压（人37度时，血浆:770KPa)
（1）渗透压的概念:是指溶液中溶质微粒对水的吸引力.
（2）渗透压的大小:取决于溶液中溶质微粒数目的多 少.
有变化，1℃左右
★ 不同的人（年龄、 性别不同）体温有没有 有微小差异
变化？
★人体温会不会随着外 界环境气温变化有微小 有微小差异
差异？
小结1
健康人体温约为 3℃7 ，处于 动态平中衡。
（一）内环境的动态变化
问题探讨3 体温的变化特点
（1）同一个人在一天24小时内体温变化有何 特点？
讨论题（2）人体体温始终在37℃左右吗？
小结
神经—体液—免疫调节
内环境
成 理化 分 性质
机制
生理 基础
稳态
（动态平衡）
意义
失调 表现 及其 原因
细胞正常代谢；器官 系统正常运行和协调
感恩的心
平稳而富饶 我生活在你温暖的怀抱 是你 为我平添物质和能量 是你 吸纳我无尽的烦恼 是你 默默地搭起流通之桥
没有你— 内环境 我—— 一个小小的细胞 生命会怎样飘摇。。。。。。
（三）内环境保持相对稳定的调节机制
现
代 观 美点
神经—体液—免疫 调节网络
国
坎 依赖神经和体液的调节
法农
国 主要依赖神经系统的调节
贝
尔
纳
一、稳态的概念
正常机体通过神经-体液-免疫调节 网络的调节作用，使各个器官、系统 协调活动，共同维持内环境的相对稳 定状态叫做稳态。
新课标高一生物必修二教案(5篇)
新课标高一生物必修二教案（5篇）新课标高一生物必修二教案篇1本学期，我担任高一710班的生物教学工作，为适应新课程改革下教学工作的要求，我从各方面严格要求自己，积极向老教师请教，结合本校的实际条件和所教班级的学生实际情况，勤勤恳恳，兢兢业业，使教学工作有计划，有组织，有步骤地开展。
并注重学科渗透，课堂教学能够联系学生的实际生活，创设民主、平等、和谐、融洽的氛围，体现自己幽默、诙谐的教学风格，使学生乐学、善学。
关注学生，关注学生的全面发展。
作业批改及时，并做好复批工作。
为使今后的工作取得更大的进步，现对本学期教学工作作出总结，希望能发扬优点，克服不足，总结检验教训，继往开来，以促进教学工作更上一层楼。
首先，我常常利用网络资源、各类相关专业的书报杂志了解现代生物科学的动向，搜集一些新的生物学成果介绍给学生，以激发学生的学习兴趣，也开拓自己的教学视野和思维。
在公开课的课件里，我就采用了《侏罗纪公园》的短片教学，提起学生上课的兴趣，引导学生提出问题、探索问题并解决问题的实验操作能力。
我在教学中，同时也鼓励学生收集身边有关生物的问题，在课堂上开辟一片互相交流、互相讨论关注问题的天地。
通过这样的资料互动形式把课堂教学与社会生活联系起来，体现生物学科的社会性一面。
同时认真备课，不但备学生而且备教材备教法，根据教材内容及学生的实际，设计课的类型，拟定采用的教学方法，课后及时对该课作出总结，写好教学反思，并认真按搜集每课书的知识要点，归纳成集。
其次，为增强上课技能，提高教学质量，使讲解清晰化，条理化，准确化，条理化，准确化，情感化，生动化，做到线索清晰，层次分明，言简意赅，深入浅出。
课堂上，我习惯通过媒体影片、实物观察、实验操作、挂图演示、事例说明、角色扮演等手段把复杂的问题简单化处理后呈现在学生面前，让学生学得更轻松也让学生能够更多的参与到课堂之中得到更多的操作技巧。
例如在校科技艺术文化节上，我要求每个同学制作DNA模型，通过模型制作，使学生对生物的兴趣提高。
物质进出细胞的方式
例1 根据下图，完成下列3小题。
(1)红细胞吸收K+和O2进入红细胞的方式分别属于 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不需要的能量是( 2 )称为 协助 扩散。
例2 从同一个新鲜洋葱上取鳞片叶(细胞液浓度相同)放 入不同浓度的溶液中，结果如图甲所示，请据图回答：
解析：据图可知，葡萄糖进入细胞需要载体，而不需要能 量，故该跨膜方式为协助扩散，只能从高浓度运输到低浓 度。跨膜运输中的载体具有专一性，运输葡萄糖的载体不 能运输蔗糖；碘进入细胞的方式为主动运输而不是协助扩 散；由于膜上运输相应物质的载体数量是有限的，故运输 会达到饱和。
【例2】［2010年山东高考题］右图中曲线a、b表示物质跨(穿)
(1)图甲中各细胞所处溶液的浓度从大到小依次是_C_、_A_、_。B (2)将A细胞放在蒸馏水中，会发生__质__壁_分__离__复_原____。 (3)图甲②中的水分子要渗出细胞壁需穿过__4_层磷脂分子。 (4)图乙是图甲C中___①_____(填序号)的部分亚显微模式图， 该结构的结构特点是______具_有__一__定_的__流_动_。性 (5)如果图乙表示的是人的小肠上皮细胞的一部分，消化 道中的葡萄糖进入小肠上皮细胞是从___E____(填字母)侧 到___D___(填字母)侧。这种运输方式要正常进行，除了图 上所示结构外，还需要____能_量_____。
膜运输的两种方式，下列表述正确的是 ( C )
A．脂溶性小分子物质不能通过方式a运输 B．与方式a有关的载体蛋白覆盖于细胞膜表面 C．方式b的最大转运速率与载体蛋白数量有关 D．抑制细胞呼吸对方式a和b的转运速率均有影响
解析：由图可知，曲线a表示物质的转运速率与被转运分子的浓度成正 比，因此曲线a表示的是自由扩散；曲线b表示在一定范围内物质的转 运速率与被转运分子的浓度成正比，而超过一定的范围，物质的转运 速率与被转运分子的浓度无关，这时候主要受细胞膜上载体数量的限 制，因此曲线b表示的是主动运输或协助扩散。脂溶性小分子物质以自 由扩散的方式进出细胞；方式a表示的是自由扩散，如果需要载体蛋白 的参与，那么与之有关的载体蛋白应贯穿于细胞膜中构成蛋白质通道； 抑制细胞呼吸对方式b的转运速率有影响，而对方式a的转运速率无影 响。
细胞膜的物质转运功能、转运对象与特点
细胞膜的物质转运功能、转运对象与特点细胞膜是细胞内外物质交换的关键结构之一，它通过物质转运功能调节细胞内外营养物质的平衡。
细胞膜上的转运蛋白质是实现物质转运功能的关键分子，它们可以选择性地将特定物质从细胞内向外排放，或从外部环境转运进细胞内。
这些转运蛋白质还可以根据物质的输送方向进行分类，包括主动转运和被动转运两种类型。
细胞膜的物质转运对象包括各种有机小分子、离子和水分子等，可以通过不同类型的转运蛋白质实现其转运。
其中，氨基酸、糖类和核苷酸等有机小分子的转运常常由运载体蛋白质实现，而离子如钠、钾、钙、镁等则由离子通道蛋白质或离子泵蛋白质实现转运。
各种转运蛋白质在转运过程中具有一些共同的特点，如具有高度的选择性、灵敏性和饱和性等。
同时，它们的功能受到多种因素的影响，如温度、pH、化学物质等，这些因素可能会影响转运蛋白质的构象和活性，从而影响物质的转运效率。
总之，细胞膜的物质转运功能是维持细胞正常生理活动的一个重要组成部分，不同类型的转运蛋白质在其中发挥着不可替代的作用。
对于转运过程的深入研究，有利于我们更好地理解细胞的物质代谢和调控机制，为疾病的治疗研究提供更多的思路和途径。
- 1 -。
细胞的细胞膜与细胞内外物质交换
细胞的细胞膜与细胞内外物质交换细胞是生命的基本单位，而细胞内外物质交换则是维持细胞生命活动进行的基本过程之一。
细胞膜作为细胞的保护壁，不仅能够控制细胞内外物质交换的通道，还能够通过选择性渗透、主动运输等方式维持细胞内外物质的平衡。
本文将深入探讨细胞的细胞膜与细胞内外物质交换的原理和机制。
一、细胞膜的结构与功能细胞膜是一种由磷脂双分子层和蛋白质组成的结构，其主要功能是控制细胞内外物质的交换。
磷脂双分子层能够形成一个半透膜，具有选择性渗透性，保证细胞内外环境的稳定。
蛋白质则在细胞膜上扮演着不同的角色，例如通道蛋白、载体蛋白和酶等，它们协助细胞膜对各种物质的运输和识别，确保物质的正确进出。
二、细胞内外物质交换的方式细胞内外物质交换的方式主要分为被动扩散、主动运输和胞吞作用。
1. 被动扩散被动扩散是指物质沿着浓度梯度自由进出细胞。
在细胞膜中，疏水性物质可以通过细胞膜的疏水性区域自由扩散。
而水溶性物质则需要依靠通道蛋白，如离子通道蛋白和小分子物质通道蛋白等，穿过细胞膜进行扩散。
2. 主动运输主动运输是指细胞对物质的主动摄取和排泄。
这一过程需要依靠细胞膜上的载体蛋白，通过背负能量的方式将物质逆浓度梯度地运输到细胞内或细胞外。
这种方式可以使细胞对特定物质进行选择性摄取或排泄，以满足细胞的需求和调节体内物质平衡。
3. 胞吞作用胞吞作用是指细胞将外部物质包围进入、进入细胞膜形成胞吞泡。
它可以分为大胞吞、小胞吞和受体介导的胞吞等方式。
通过胞吞作用，细胞可以摄取大颗粒物质、细菌等，以维持细胞的生理功能。
三、细胞内外物质交换的重要性细胞内外物质交换对维持细胞生命活动起着至关重要的作用。
1. 细胞对营养物质的摄取细胞通过细胞膜对外界的营养物质进行摄取，如葡萄糖、氧气等，以供能和合成生物大分子。
这一过程能够满足细胞生长和分裂的需要，进而维持整个生物体的正常运作。
2. 细胞对代谢产物的排泄细胞会产生一些废物和代谢产物，如二氧化碳、尿素等，这些产物如果不能及时排泄，会对细胞内环境产生负面影响。
细胞膜离子交换
细胞膜离子交换一、细胞膜离子交换的概念细胞是生命的基本单位。
它们构成了生物体，发挥着各种生命活动。
细胞中有许多种分子，其中离子是很重要的一种。
离子之间的交换是细胞内外物质交换的重要组成部分，而细胞膜则是离子交换的主要场所。
细胞膜是细胞的“保护墙”，它将细胞内外分隔开来，并控制物质的进出。
细胞膜上有大量的蛋白质和磷脂质，这些物质不仅构成了细胞膜的主要组成部分，而且还有离子交换的作用。
细胞膜的离子交换是通过离子通道和离子泵来实现的。
二、离子通道的作用离子通道是细胞膜上一种非常特殊的蛋白质，它可以在不破坏细胞膜的情况下，在细胞内外之间形成一个离子通道，允许特定的离子通过。
细胞膜上有多种离子通道，如钙通道、钾通道、氯离子通道等。
这些离子通道在细胞内外离子交换中起着极为重要的作用。
以钙离子通道为例，当细胞内的钙浓度高于细胞外时，钙离子通道会打开，允许钙离子从细胞外进入细胞内。
这种过程通常发生在神经元的突触部位，可以帮助神经元的兴奋传递和信息传递。
而当细胞内的钙浓度过高时，钙离子通道会关闭，阻止钙离子向细胞内流动，以免引起细胞的不适。
三、离子泵的作用离子泵是细胞膜上的一种能耗更高的蛋白质。
离子泵的作用是将离子从低浓度处转移到高浓度处，这需要消耗大量的能量。
例如，细胞膜上的钠钾泵，它能迅速地将细胞内的钠离子泵出，同时将细胞外的钾离子泵进，从而维持细胞内外的离子浓度差，这对于神经元和肌细胞等高度依赖离子运动的细胞是至关重要的。
离子泵和离子通道是细胞膜上离子交换的两种主要方式，它们分别在不同的情况下调节离子浓度，帮助细胞维持内外环境的稳定。
四、细胞膜离子交换的重要性细胞膜离子交换对细胞的生存和功能发挥非常重要。
离子通道和离子泵可以调节细胞内外离子浓度差，从而控制细胞形态、细胞生长、代谢、传递信息等生命活动。
例如，人体的心肌细胞需要钙离子的流动来控制心脏的收缩与松弛，大脑的神经元需要离子通道和离子泵来传递和处理信息。
细胞的物质运输
Voltage gated K+ channel
K+电位门有四个亚单位，每个 亚基有6个跨膜α螺旋(S1-S6) ， N和C端均位于胞质面。连接 S5-S6段的发夹样β折叠 (P区 或H5区)，构成通道内衬，大 小允许K+通过。目前认为S4 段是电压感受器
K+ channel
4th subunit not shown
Mammalian MDR1 protein
ABC 转 运 器 与 病 原 体 对 药 物 的 抗 性 有 关 。 MDR （multidrug resistance protein ）是第一个被发现的真核细 胞ABC转运器，是多药抗性蛋白，约40%患者的癌细胞内 该基因过度表达。
五、协同运输（cotransport）
人工膜对各类物质的通透率：
1.脂溶性越高通透性越大； 2.小分子比大分子易透过； 3.非极性分子比极性容易透过； 4.极性不带电荷的小分子可透过人工脂双层； 5.人工膜对带电荷的物质，如离子是高度不通透的。
动物细胞
低渗溶液
等渗溶液
高渗溶液 植物细胞
肿胀
松弛
质壁分离
Diffusion Vs Osmosis
去被
融 合 胞内体
融 合
初级溶酶体
胆固醇分子
LDL颗粒
磷酯分子 胆固醇酯分子 蛋白质分子的表面突起
LDL颗粒
LDL受体
聚集
有被小窝 内吞作用
有被小囊 去被
小囊 (胞内体)
融合
受体与 LDL颗粒
分离
质膜 次级溶酶体
融合
游离胆固醇
包含受体的小 囊与包含LDL 的小囊分开
初级溶酶体
2024-2025年新教材高中生物第4章第2节主动运输与胞吞、胞吐教案新人教版必修1
-物质的浓度梯度：影响被动运输和继发性主动运输。
- ATP的供应：影响原发性主动运输。
-膜蛋白的种类和数量：影响物质跨膜运输的速率和选择性。
课后拓展
1.拓展内容
-阅读材料：
-《细胞膜与物质跨膜运输》：介绍细胞膜的结构与功能，以及物质跨膜运输的方式和机制。
-《主动运输与细胞生理活动》：探讨主动运输在细胞内外环境平衡、营养物质摄取和废物排出等方面的作用。
-参与课堂活动：学生在小组讨论中积极发表观点，通过角色扮演等活动模拟细胞过程。
-提问与讨论：学生针对不理解的知识点提出问题，与同学和老师进行讨论。
教学方法/手段/资源：
-讲授法：通过清晰讲解，帮助学生深入理解重难点。
-实践活动法：通过小组讨论和角色扮演，加深学生对知识点的应用理解。
-合作学习法：培养学生的团队合作和沟通能力。
2024-2025年新教材高中生物第4章第2节主动运输与胞吞、胞吐教案新人教版必修1
学校
授课教师
课时
授课班级
授课地点
教具
教学内容分析
本节课的主要教学内容来自2024-2025年新教材高中生物第4章第2节，主题为“主动运输与胞吞、胞吐”。内容包括：细胞膜的结构与功能，主动运输的机制，胞吞和胞吐的过程及其在细胞生理活动中的作用。这些内容与学生已有知识——细胞的基本结构和功能，以及物质跨膜运输的基本方式——密切相关。学生在之前的学习中已经了解了细胞膜的组成和被动运输，本节课将在此基础上，深入探讨细胞如何通过主动运输、胞吞和胞吐主动调节物质进出，维持细胞内外环境的稳定。
举例：白细胞通过胞吞作用摄取病原体，这是机体免疫反应的一部分；分泌蛋白的合成和释放则是通过胞吐过程完成的。
浙教版科学七年级上册第二章第二节-细胞 练习(有答案)
2·2 细胞1．1665 年英国人胡克借助工具 （ce l l ），实际上他看到的是死细胞的细胞壁。
2．19 世纪 40 年代，德国科学家 胞学说，其基本观点是：来观察软木塞切片时，首先发现了和 在总结前人研究的基础上，提出了细。
20 年后，另 一位德国科学家魏尔啸进一步提出：一切细胞来自于 学说： ，从而形成了较为完善的细胞 。
之间。
细胞的种类很多，形态大小各异， 。
3．细胞的大小： 但都具有基本相似的结构，基本结构有： ：保护细胞并控制细胞与外界之间的物质交换，非常薄；：是细胞进行生命活动的主要场所；：含遗传物质，控制遗传形状。
此外，植物细胞所特有的结构有。
：保护与支持植物细胞；：进行光合作用的场所；：内含细胞液。
注意：植物细胞中细胞膜的作用是保护细胞和控制细胞内外的物质交换，动物细胞的细 胞膜是细胞质和外界之间的唯一屏障。
4．显微镜的结构和使用。
（1）使用时操作步骤：A ．安放：一手握镜臂，一手托 ，放在体前略 。
从镜盒取出物镜装在 眼观察目镜，用 转换台上，取出目镜装在B ．对光：转动 上。
，使物镜对准通光孔，转动集光器， 手转动反光镜，当观察到一个 视野，对光完成。
C ．放片、调焦：将装片放在载物台上，观察物对准通光孔的 ，用压片夹压住 装片。
眼看物镜，向前转动 ，使物镜和装片接近。
眼看目镜，向后转动粗准焦螺旋， 镜筒上升，观察到模糊的物像时停止。
双手转动 直到物像清晰为止。
D ．观察。
（2）注意：①显微镜的放大倍数=目镜放大倍数×物镜放大倍数；②显微镜里看到的像是原物的倒像，即上下颠倒、左右相反的像；③放大倍数越大，看到的细胞体积越大、个数越少；④视野中的异物可能出现在玻片、物镜和目镜上，可通过移动或转换来判断异物位置； ⑤物像移动问题：同向移动。
如像在视野右下角要移到视野中央，则将玻片向右下角移 动；⑥镜筒下降时眼睛在侧面观察物镜，避免物镜镜头接触到玻片而损坏镜头和压破玻片； 观察时两眼要睁开，一只眼睛看目镜里，一只眼睛画图。
2024-2025学年高中生物第1单元第1章第2节细胞的形态和功能教案中图版必修1
讨论结束后，我会邀请各小组代表进行汇报，总结实验观察到的细胞结构特点及其功能。同时，我会对同学们的表现给予评价和反馈，指出他们的优点和需要改进的地方。
第七环节：课后作业
为了巩固所学知识，课后请同学们完成以下作业：
1.复习教材内容，加深对细胞形态和功能的理解；
2.完成课后练习题，检验自己的学习效果。
（5）跨学科学习：
鼓励学生将生物学知识与化学、物理等学科知识相结合，探讨细胞在不同学科领域的应用。例如，研究细胞膜的电生理特性，了解细胞在神经科学中的应用。
答案：动植物细胞都具有细胞膜、细胞质、细胞核、线粒体等结构。不同之处在于，植物细胞具有细胞壁、叶绿体和液泡，而动物细胞则没有。
2.植物细胞特有：细胞壁、叶绿体、液泡
二、细胞的功能
1.细胞膜：选择性透过性
2.细胞核：遗传信息存储与传递
3.细胞器：
-内质网、高尔基体：蛋白质加工与运输
-线粒体：能量产生
-叶绿体：光合作用
三、细胞结构与功能的相互关系
1.结构决定功能
2.细胞器协同作用
```
这样的板书设计旨在清晰地展示本节课的重点知识点，通过有序的编号和简洁的词句，帮助学生理解和记忆细胞的结构与功能，以及它们之间的相互关系。
2.课后自主学习和探究：
（1）研究细胞器的协同作用：
鼓励学生以小组为单位，选择一个细胞器，深入了解其在细胞活动中的作用，以及与其他细胞器的协同关系。例如，研究线粒体在能量代谢中的作用，以及它与内质网、高尔基体等其他细胞器之间的联系。
（2）探索细胞结构与功能的关系：
学生可以通过查阅资料、进行实验等方式，探究细胞结构与其功能之间的关系。例如，研究细胞膜的流动性如何影响物质的进出，细胞核的形态变化如何影响遗传信息的传递等。
细胞内外的物质交换
糖蛋白
细胞骨架
二 细胞膜的结构 生物膜的结构特性
1.镶嵌性：膜的基本结构是由磷脂双分子层及镶 嵌在其上的蛋白质构成的。 2.流动性：磷脂分子和大多数蛋白质是运动的。 温度影响细胞膜的流动性：温度较高时，细胞膜 的流动性强；温度较低时，细胞膜的流动性弱。 3.不对称性：膜两侧的分子性质和结构不同。 糖被一侧为细胞外侧！
二 细胞膜的结构
荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合实验 人细胞
红色荧光 染料标记 的膜蛋白
杂交细胞
37 ℃ 细胞融合 40min
绿色荧光 染料标记 的膜蛋白
小鼠细胞
膜蛋白具有一定的流动性
二 细胞膜的结构
荧光漂白恢复技术
荧光标记
激光处理
二 细胞膜的结构
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 ①信号转导； ②胞间识别； ③细胞连接与通讯。
一 细胞是一个开放的生命系统 细胞膜的选择透过性 模拟实验：模拟膜的通透性
方法步骤：
1.取两个长颈漏斗，分别在漏斗口处封上一层玻璃纸。 2.在A漏斗中注入硫酸铜溶液；B漏斗中注入蔗糖溶液 ，并加入少许红墨水，使其略呈红色。 3.将两个漏斗分别浸入盛有蒸馏水的烧杯中 ，在两漏斗的液面处做标记 4.静置一段时间后，观察烧杯中蒸馏水颜 色的变化及长颈漏斗的液面变化，并将观 察到的结果填入下表。
三 物质进出细胞的方式
正常情况下的细胞
蔗糖溶液中发生质壁分离
三 物质进出细胞的方式
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正是细胞膜的存在，才保证细胞这个开放系统正常运转
二、物质跨膜运输的方式
1.海带细胞内碘的浓度比周围海水中高200 万倍。 2.轮藻细胞中的K+的浓度比它所生存的环境 中的K+的浓度高63倍。 3.大多数动物细胞内K+的浓度都高于细胞外 液，而Na+的浓度却低于细胞外液。 细胞与外界物质进行交换，不 同物质进出细胞的数量和跨膜 运输方式不一样。
自由扩散
外 细胞膜 内
二、协助扩散
1.概念：指离子和一些较大的分子不能自由地通 过细胞膜，它们需要细胞膜上跨膜蛋白的协助， 顺浓度梯度进出细胞的扩散方式。 2.特点：借助载体蛋白的扩散，不消耗能量。 3.影响因素：细胞膜内外物 质的浓度差；细胞膜上运载 物质的载体蛋白数量。 4.举例：葡萄糖由血浆进 入红细胞。
正常细胞
发生质壁分离的细胞
探究：探究细胞质壁分离和复原与外界溶液浓度的关系 探究一
提出问题：外界溶液达到多大浓度时，细胞会发 生质壁分离？
探究二
提出问题：质壁分离后的细胞都能复原吗？
技能卡
将一定量的不同浓度梯度的蔗糖溶液分别加入不同 的培养皿中，然后把剥离好的洋葱鳞片叶表皮2~3块浸 入各个培养皿的蔗糖溶液中，10min后，取出洋葱鳞片 叶表皮，制作临时装片，进行观察。为了保证各浓度处 理均达到10min，可将处理的开始时间错开。
第4章 细胞的物质代谢
第2节:细胞内外的物质交换
一 、细胞是一个开放的生命系统
1、细胞是一个充满活力的开放性系统。 生活的细胞能与外界环境进行物质交换、 能量转换和信息交流。
2、细胞壁和细胞膜的结构和功能决定了 细胞是一个开放的生命系统。
模拟实验：模拟膜的通透性
15%硫酸铜溶液
玻璃纸 清水
30%蔗糖溶液+ 少许红墨水 玻璃纸 清水
结论
生活状态下的细胞膜具有半透膜的特点，细胞膜对细胞 内外的物质具有选择透过性，细胞膜和其他生物膜(除 核膜)都是选择透过性膜。
现代细胞分子生物学研究表明：细胞膜有维持相对稳定 的细胞内部环境、保护细胞、调节细胞内外物质转运、 进行细胞识别，细胞免疫、分裂、分化、调节等各种生 命活动中发挥着重要作用。
消化后的食物残渣排出细胞外 ，分泌蛋白的排出。
胞吐（外排作用）
物质进出细胞
小分子物质和离子
大分子物质
被动运输
主动运输 协助扩散
胞吞
胞吐
自由扩散
把红细胞看作一个渗透装置
细胞膜 （半透膜）
细胞质 （蔗糖溶液） 清水 （清水）
原生质层示意图
探究：探究细胞质壁分离和复原与 外界溶液浓度的关系
原生质层：主要包括细胞膜、液泡膜和这两 层膜之间的细胞质。
原生质层的特性：①具有选择透过性，相当 于半透膜；②伸缩性大。 原生质层不包括细胞液和细胞核， 仅存在于成熟的植物细胞中。
胞吞和胞吐作用
胞吞（内吞作用）
1.概念：要吞噬的物质附着在细胞膜上，细胞膜 内陷形成小泡，将生物大分子或颗粒物质包裹在 其中，然后脱离细胞膜进入到细胞中。 2.结构基础：细胞膜的流动性 3.特点：需要消耗能量 4.分类：①胞饮作用；②吞噬作用 5.实例：变形虫、草履虫吞噬食物颗粒，白细胞 吞噬病菌
2.特点：需要载体蛋白的协 助，同时需要能量。 3.影响因素：载体的特异性 和饱和性；能量（细胞呼吸 提供）。
4.作用：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。
5.举例：植物根细胞对 矿质元素（Na+、K+ 、I-等）的吸收，氨基 酸和葡萄糖进入小肠绒 毛上皮细胞。
实验原理：植物细胞的原生质层相当于半透膜， 把液泡里面的细胞液与外界溶液隔离开来，加上 细胞液与外界溶液之间具有浓度差，就构成了渗 透系统
(1)细胞液浓度大于外界溶液浓度时，细胞吸水
(2)细胞液浓度小于外界溶液浓度时，细胞失水
(3)细胞液浓度等于外界溶液浓度时，细胞保持原态
现象：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。
应用
判断细胞的生活状态：
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
物质跨膜运输的方式
被动运输
一、自由扩散
1.概念：物质通过简单的扩散作 用进出细胞，叫做自由扩散。 2.特点：简单的扩散，不需要载 体，也不需要能量。 3.影响因素：细胞膜内外物质的浓度差。
4.举例：H2O、O2、CO2、甘油、乙醇、 苯等。（气体分子、脂溶性分子）
实验视频
植物细胞质壁分离现象
外界溶液浓度
细胞液的浓度，细胞失水
植物细胞质壁分离复原现象
外界溶液浓度
细胞液的浓度，细胞吸水
1.细胞在什么条件下会发生质壁分离？在什么条 件下质壁分离又可以复原或不能复原？ 当外界溶液浓度大于细胞液浓度时，细胞可能发 生质壁分离； 当细胞液浓度大于外界溶液浓度时，细胞可能发 生质壁分离复原。 发生质壁分离的条件： ①成熟的、活的植物细胞； ②存在浓度差
动物细胞的吸水和失水
细胞膜相当于半透膜
外界溶液浓度 小于 细胞质浓度 (细胞吸水膨胀)
外界溶液浓度 大于 细胞质浓度 (细胞失水皱缩)
外界溶液浓度 等于 细胞质浓度 (细胞保持原状态)
红细胞吸水或失水的多少取决于什么条件？
取决于外界溶液的浓度的大小 浓度差越大，细胞吸水或失水越多 其他动物细胞的吸水或失水与红细胞相似
主动运输
外
细胞膜 ATP 内
比较三种物质跨膜运输方式的异同：
项 目
自由扩散 顺浓度梯度 高→低 是否需要 载体蛋白 是否消耗细 胞内的能量 不需要 协助扩散 顺浓度梯度 高→低 需要
主动运输 逆浓度梯度 低→高 需要
浓度梯度
不消耗
不消耗
需要消耗
物质跨膜运输的方式
物质跨膜运输
物质出入细胞的方式
胞吞和胞吐作用
胞吞（内吞作用）
胞吞作用
变形虫吞噬食物颗粒
胞吞（内吞作用）
胞吐（外排作用）
1.概念：要吐出的物表面，小泡膜与细胞膜融合在一 起，并且向细胞外张开，将小泡内含有的物质排出细胞外 。 2.结构基础：细胞膜的流 动性
3.特点：需要消耗能量 4.实例：变形虫、草履虫将
2.细胞发生质壁分离的原因是什么？质壁分离有 的能复原、有的不能复原，其原因是什么？ 外界溶液浓度大于细胞液浓度时，细胞失水， 引起原生质层与细胞壁分离。
若为活细胞，则可以复原；若细胞死亡或外界 溶液浓度过大时，则不会复原。
3.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？ 施肥后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。
协助扩散
载体蛋白：是细胞膜上的一类蛋白质，不同物 质分子的载体不同，即载体具有专一性，不同生 物细胞膜上载体的种类和数量不同。 被动运输：（离子或小分子）物质总是从浓度 高的一侧向浓度低的一侧的一次跨膜运输，不需 要消耗能量。分为自由扩散和协助扩散。
协助扩散
外 细胞膜 内
主动运输 1.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。
A
B
渗透现象示意图
半透膜：一 类可以让小 分子物质通 过,而大分子 物质不能通 过的一类薄 膜的总称。
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总结与讨论：
1.A、B两个烧杯中的蒸馏水颜色分别发生了什么变化 ？为什么？
2.如果将B漏斗口的玻璃纸换成塑料膜，蒸馏水的颜色 又会发生怎样的变化？
1、扩散：某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、半透膜：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。如：动物的膀胱、肠衣， 鱼鳔，卵壳膜等 3、渗透作用：能像水分子（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。