2019-2020年高中生物《物質(zhì)跨膜運輸?shù)姆绞健方贪? 新人教版必修1.doc

2019-2020年高中生物物質(zhì)跨膜運輸?shù)姆绞浇贪? 新人教版必修1三維目標1 知識與技能（1） 舉例說出物質(zhì)跨摸運動的特例（2） 說出被動運輸與主動運輸?shù)漠愅c（3） 闡述主動運輸對細胞生活的意義（4） 正確解讀坐標數(shù)據(jù)圖表2 方法與過程（1） 運用類比和對比的方法進行學(xué)習(xí)，抓住關(guān)鍵，掌握本質(zhì) （2） 運用表格方式進行總結(jié)3 情感態(tài)度與價值觀本節(jié)情感態(tài)度與價值觀的教學(xué)價值方面不太明顯，主要強調(diào)積極思考，自覺主動教學(xué)重點1 小分子和離子跨膜運輸?shù)姆绞剑鹤杂蓴U散、協(xié)助擴散和主動運輸2 大分子跨膜運輸?shù)姆绞剑喊毯桶陆虒W(xué)難點主動運輸教具準備相關(guān)多媒體課件教學(xué)策略建議使用1課時。本節(jié)教學(xué)建議采用講授與討論相結(jié)合的方法，基本思路可以確定為：展示現(xiàn)象提出問題解釋原理總結(jié)概念。1.介紹物理上的擴散現(xiàn)象，得出擴散的概念；讓學(xué)生分析水分子進出細胞是不是與上述擴散相似，再列舉氧和二氧化碳進出細胞的現(xiàn)象，總結(jié)出自由擴散的概念。2.呈現(xiàn)“問題探討”中的實驗現(xiàn)象，提出“葡萄糖不能通過無蛋白質(zhì)的脂雙層，卻能通過細胞膜，這是為什么？”這一問題，讓學(xué)生嘗試作出解釋，再指出載體蛋白的作用，總結(jié)協(xié)助擴散的概念。3.列舉物質(zhì)逆濃度梯度跨膜運輸?shù)默F(xiàn)象，提出這些物質(zhì)為什么能夠逆濃度梯度運輸?shù)膯栴}，進行解釋，總結(jié)主動運輸?shù)母拍睿ū粍舆\輸?shù)母拍钜部稍诖藢Ρ瓤偨Y(jié)），說明主動運輸?shù)囊饬x。最后可讓學(xué)生列表總結(jié)不同運輸方式的特點。教學(xué)中還應(yīng)注意以下幾點。1.注意培養(yǎng)學(xué)生提出問題的能力，比如“問題探討”中第3道討論題，應(yīng)該充分重視。第1節(jié)“物質(zhì)跨膜運輸?shù)钠渌麑嵗敝幸颜f明Ca2+、Mg2+能跨膜運輸，而本節(jié)“問題探討”中的實驗結(jié)果顯示這兩種離子不能通過脂雙層，學(xué)生可以就此提出問題。2.可以采用比喻或類比的方法，以便于學(xué)生理解，如“逆水行舟”等。3.注意培養(yǎng)學(xué)生解讀圖表數(shù)據(jù)的能力。4.注意聯(lián)系生活實際，讓學(xué)生理解研究物質(zhì)跨膜運輸?shù)囊饬x。教師精講（利用課件展示給學(xué)生跨膜運輸?shù)倪^程，然后由學(xué)生總結(jié)）1 自由擴散（1） 水分子和脂溶性的小分子按照一般擴散作用的原理從分子密度高的地方向分子密度低的地方運動，能夠自由通過細胞膜，這種方式叫做自由擴散。（2） 擴散是有方向性的，總是從高濃度的方向向低濃度的方向運動，不需要消耗能量。2 協(xié)助擴散（1） 一些非脂溶性的物質(zhì)或水溶性強的物質(zhì)，依靠細胞膜上鑲嵌在脂質(zhì)雙分子層中的特殊蛋白質(zhì)的幫助，順著化學(xué)濃度梯度擴散的過程，不需要細胞提供能量代謝。3 主動運輸（1） 指細胞通過本身某種耗能過程，將某種物質(zhì)的分子或離子由膜的低濃度一側(cè)移向高濃度一側(cè)的過程。（2） 需要載體和能量。師生互動1小分子或離子的跨膜運輸教師：大家先將書本上的關(guān)于這部分內(nèi)容看一遍，然后再看一下多媒體課件的關(guān)于這部分的內(nèi)容。回答物質(zhì)的跨膜運輸有幾種方式？學(xué)生：兩大類，三種，被動和主動運輸教師：通過剛才對書本及多媒體的觀察，大家來比較一下這幾種方式的異同（可以分組討論，并且每組以表格形式將結(jié)果呈現(xiàn)） 在學(xué)生分組討論過程中，老師提示學(xué)生要從這幾個角度考慮，濃度，載體，能量2大分子跨膜運輸載體蛋白能夠幫助許多離子和小分子通過細胞膜，但對于一些像蛋白質(zhì)這樣的大分子的運輸是無能為力的，那這些特別大的分子是如何進出細胞的呢，引導(dǎo)學(xué)生回憶在初中階段白細胞吃掉病菌的知識，引出胞吞的概念。在通過分泌蛋白是如何人運輸?shù)酿I引出胞吐的概念。答案和提示（一）問題探討1.從圖上可以看出，氧氣、二氧化碳、氮氣、苯等小分子（苯還是脂溶性的）很容易通過合成的脂雙層；水、甘油、乙醇等較小的分子也可以通過；氨基酸、葡萄糖等較大的有機分子和帶電荷的離子則不能通過合成的脂雙層。2.提示：葡萄糖不能通過人工合成的無蛋白的脂雙層，但小腸上皮細胞能大量吸收葡萄糖，推測小腸上皮細胞的細胞膜上有能夠轉(zhuǎn)運葡萄糖的蛋白質(zhì)。3.提示：通過觀察此圖還可聯(lián)想并提出，細胞需要的離子是否也通過細胞膜上的蛋白質(zhì)來運輸?shù)葐栴}。（二）思考與討論1.自由擴散和協(xié)助擴散都不需要消耗能量。因為二者都是順物質(zhì)的濃度梯度進行的。2.自由擴散與協(xié)助擴散的共同之處是都不需要細胞消耗能量。不同之處是：前者不需要蛋白質(zhì)的協(xié)助，后者必須有蛋白質(zhì)的協(xié)助才能實現(xiàn)。3.因為自由擴散和協(xié)助擴散都是順物質(zhì)的濃度梯度進行的，不需要細胞消耗能量，所以統(tǒng)稱為被動運輸。（三）旁欄思考題提示：這是細胞的胞吞作用。這對于人體有防御功能，并有利于細胞新陳代謝的正常進行。（四）技能訓(xùn)練1.K+和Mg2+是通過主動運輸進入細胞的。2.Na+和Cl是通過主動運輸排出細胞的。3.提示：因為以上四種離子細胞膜內(nèi)外的濃度差較大，細胞只有通過主動運輸才能維持這種狀況。（五）練習(xí)基礎(chǔ)題1.D。2.A。拓展題提示：低溫環(huán)境肯定會影響物質(zhì)的跨膜運輸。溫度會影響分子運動的速率，影響化學(xué)反應(yīng)的速率，因此，組成細胞膜的分子的流動性也會相應(yīng)降低，呼吸作用釋放能量的過程也會因有關(guān)酶的活性降低而受到抑制。這些都會影響物質(zhì)跨膜運輸?shù)乃俾省⒖假Y料1.生物膜對小分子的轉(zhuǎn)運細胞膜是細胞內(nèi)與細胞所處環(huán)境之間進行物質(zhì)交換的通透性屏障，物質(zhì)進出細胞必須通過細胞膜。物質(zhì)跨膜運輸?shù)姆绞脚c物質(zhì)的大小及性質(zhì)有著直接的關(guān)系。氣體分子和小的脂溶性分子可直接穿過細胞膜完成運輸，帶電離子或大一些的分子需經(jīng)由離子通道或載體蛋白協(xié)助進行運輸。這類蛋白在細胞膜上形成特定的孔道，并且這種孔道的開與關(guān)是可調(diào)控的?？刂崎_關(guān)的機制之一是胞外的信號分子通過與通道蛋白的結(jié)合，改變這些蛋白的構(gòu)象，使通道打開或關(guān)閉。這種通道稱為配體門通道。另一種控制方式是細胞內(nèi)或細胞外特定離子的濃度發(fā)生變化而導(dǎo)致膜電位變化，而膜電位的變化又導(dǎo)致通道蛋白構(gòu)象變化，由此來控制通道的開關(guān)，此類通道稱為電位門通道。例如，當(dāng)胞液中游離Ca2+的濃度增加時，一些K+的通道打開。通道開放的時間是非常短的，常常只有幾毫秒，被運輸?shù)奈镔|(zhì)順濃度梯度迅速穿過通道。不同通道常形成一個完整的系統(tǒng)，相互間協(xié)調(diào)，共同產(chǎn)生某一效應(yīng)。載體蛋白位于細胞膜上，它能與特定的分子和離子，如糖類、氨基酸，或金屬離子等結(jié)合，將這些分子或離子從膜的一側(cè)轉(zhuǎn)運到另一側(cè)。載體蛋白具有高度的特異性，一種載體蛋白通常只能轉(zhuǎn)運一類分子或離子。載體蛋白與分子或離子的結(jié)合是可逆的，即它轉(zhuǎn)運到一側(cè)后，就會與所運載的分子或離子分離。載體蛋白的轉(zhuǎn)運效率與分子在膜兩側(cè)的濃度梯度的大小有關(guān)。在協(xié)助擴散過程中，載體蛋白將物質(zhì)從膜的一側(cè)運輸?shù)侥さ牧硪粋?cè)，不需要細胞提供代謝能量，因為物質(zhì)是順著濃度梯度進行運輸?shù)摹＠?，哺乳動物肝細胞上的葡萄糖載體，是一種橫跨膜的蛋白，這種蛋白有兩種構(gòu)象，一種構(gòu)象是載體的葡萄糖結(jié)合點面向細胞膜外側(cè)，另一種構(gòu)象是結(jié)合點面向細胞膜的內(nèi)側(cè)。這種蛋白可將葡萄糖通過膜向細胞內(nèi)外兩個方向運輸。究竟向哪個方向運輸，決定于物質(zhì)在膜兩側(cè)的濃度。2.生物膜對大分子的轉(zhuǎn)運大分子物質(zhì)，如蛋白質(zhì)、多核苷酸、多糖、膽固醇與脂蛋白形成的顆粒等，很難直接穿過細胞膜。這些物質(zhì)通過與膜上某種蛋白的特異親和力而附著于膜上，這部分細胞膜內(nèi)陷形成小囊，將附著物包在里面，然后分離下來形成小囊泡進入細胞內(nèi)部。這個過程稱為內(nèi)吞作用。吞噬泡或吞飲泡一般與細胞質(zhì)內(nèi)的溶酶體融合，逐步將吞進的物質(zhì)消化分解。與內(nèi)吞作用相反，有些物質(zhì)通過形成囊泡從細胞內(nèi)部逐步移至細胞表面，囊泡的膜與細胞膜融合，將物質(zhì)排出細胞。這個過程稱外排作用。內(nèi)吞作用與外排作用屬于主動運輸，因為它們與其他主動運輸一樣，也需要能量供應(yīng)。有實驗證明，如果氧化磷酸化被抑制，巨噬細胞的吞噬作用就會停止，如果是糖酵解被抑制則無阻礙作用。內(nèi)吞與外排作用的一個重要特征，是細胞攝入的或分泌的大分子被收入在小囊泡中，而不與細胞中其他大分子或細胞器混合。小囊泡快速地大規(guī)模地形成和融合，是所有真核細胞的特征之一。大分子物質(zhì)通過內(nèi)吞作用進入胞內(nèi)，是通過受體分子介導(dǎo)的。首先，大分子結(jié)合到細胞表面特定的受體上，受體所處的細胞膜稱為有被小窩。大分子與受體結(jié)合后，這部分細胞膜內(nèi)陷，并最終從膜上脫落下來形成小囊泡，由于受體與大分子特異性結(jié)合，加之膜內(nèi)陷與形成囊泡的速度極快，囊泡中含有的胞外液非常少。細胞內(nèi)合成的一些大分子若需轉(zhuǎn)運到細胞外，首先包裹在囊泡中，然后轉(zhuǎn)移到細胞膜并與細胞膜融合，囊泡中的物質(zhì)排出細胞外，組成囊泡的膜成為細胞膜的一部分。胞外基質(zhì)中的糖蛋白就是通過這種途徑運到胞外的。對于一些特殊的細胞，它們分泌的產(chǎn)物如激素、神經(jīng)遞質(zhì)等，也是通過這種方式釋放到細胞外。但是，分泌產(chǎn)物的釋放是受特定信號調(diào)節(jié)的。首先是分泌分子由囊泡包裹，移向細胞膜，當(dāng)細胞接受到分泌信號后，囊泡與細胞膜融合，將分泌分子釋放到胞外。自我檢測的答案和提示一、概念檢測判斷題1.。 2.。 3.。 4.。 5.。選擇題1.D。 2.C。畫概念圖二、知識遷移提示：小腸絨毛上皮細胞能夠從消化了的食物中吸收葡萄糖，卻很難吸收相對分子質(zhì)量比葡萄糖小的木糖。這一事實說明細胞膜對物質(zhì)進入細胞具有選擇透過性。這與細胞的生活關(guān)系密切，細胞膜的這一特性使細胞盡可能地只吸收自身需要的物質(zhì)，細胞不需要或?qū)毎泻Φ奈镔|(zhì)常被阻擋在細胞外。三、技能應(yīng)用提示：溫度高低會提高或降低水分子通過半透膜的擴散速率。在一定溫度范圍內(nèi)，提高溫度會加快水分子通過半透膜的速率；而降低溫度則減緩水分子通過半透膜的速率。實驗方案設(shè)計如下：按本章第1節(jié)滲透現(xiàn)象示意圖組裝好三組裝置。在第一組的燒杯外用酒精燈或水浴鍋加熱升溫；第二組燒杯外加冰塊降溫；第三組留作對照。三組裝置同時開始實驗，并記錄液面變化及時間。四、思維拓展提示：在順濃度梯度的情況下，葡萄糖、氨基酸等分子可以通過協(xié)助擴散進入細胞。當(dāng)細胞外葡萄糖或氨基酸的濃度低于細胞內(nèi)時，如果此時細胞的生命活動需要這些營養(yǎng)物質(zhì)，細胞還能吸收這些營養(yǎng)物質(zhì)，是通過主動運輸。