2019-2020年高中生物《物質的跨膜運輸》教案2 蘇教版必修1.doc

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2019-2020年高中生物《物質的跨膜運輸》教案2 蘇教版必修1 本節(jié)主要介紹物質跨膜運輸?shù)膬煞N類型：被動運輸和主動運輸。學習本節(jié)的關鍵詞是被動運輸和主動運輸。 在細胞結構和功能一節(jié)中已經學習了細胞膜的化學成分、結構和功能的知識，認識了細胞膜能使每個細胞與周圍環(huán)境分隔開，維持細胞內環(huán)境的相對穩(wěn)定，控制細胞與周圍環(huán)境之間進行物質交換。本節(jié)教材具體講述物質出入細胞的兩種類型，是對第二節(jié)細胞結構和功能的知識的補充和延伸。細胞膜控制物質交換的跨膜運輸功能對細胞完成各項生命活動具有重要意義。同時，本節(jié)內容的學習又是進一步學習人體的穩(wěn)態(tài)等后續(xù)知識的基礎。 本節(jié)教材設置了1個“邊做邊學”、1個“課題研究”、1個“繼續(xù)探究”和1個“放眼社會”、1個“拓展視野”學習欄目?！斑呑鲞厡W”是通過對3粒葡萄的滲透實驗的探究活動，讓學生在探究實驗中發(fā)現(xiàn)問題，進而自主發(fā)現(xiàn)水分子的滲透作用，更好地理解水分滲透的原理?！罢n題研究”的內容是如何判斷細胞的死活？教材以探究與生活實際中釀酒、發(fā)面等密切相關的酵母菌的死活問題為切入點，引導學生嘗試提出假設，進而設計探究實驗方案，通過探究實驗過程，從而更深刻理解細胞膜的選擇透過性，并懂得在生活實踐中應用學到的生物學知識。“放眼社會”欄目，通過介紹生物膜在工業(yè)、農業(yè)和醫(yī)學上的應用，讓學生認識生物科學技術在社會生活中的價值?！袄^續(xù)探究”活動讓學生利用已學習的生物膜選擇通透性知識，嘗試設計一個濾去海水中鹽分或污水中重金屬離子的方案，讓學生從中體驗應用所學知識進行探究的樂趣，培養(yǎng)學生進行科學探究的能力。“拓展視野”欄目通過介紹細胞的內吞作用和外排作用，使學生對物質的跨膜運輸有了更全面的認識。 教學重點 主動運輸和被動運輸。 教學難點 主動運輸和被動運輸?shù)膮^(qū)別。 教具準備 人消化系統(tǒng)消化吸收營養(yǎng)的課件，簡單擴散、易化擴散和主動運輸?shù)膭赢嫞镔|跨膜運輸方式的比較表，滲透實驗所需材料用具等。 課時安排 2課時 三維目標 1.舉例說明物質的被動運輸。 2.舉例說明物質的主動運輸。 3.通過滲透實驗教學，培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力。 4.通過課題研究，繼續(xù)探究活動，讓學生嘗試應用所學知識進行科學探究。 5.通過本節(jié)教材中課題研究、放眼社會的教學，使學生認識生物技術在社會生活中的應用價值。 6.通過對物質跨膜運輸?shù)姆绞脚c細胞膜結構之間的關系的分析，認識細胞膜結構與功能相適應的觀點。 第1課時　被動運輸、主動運輸 教學過程 導入新課 教師利用多媒體顯示人體消化系統(tǒng)模式圖，接著顯示各類營養(yǎng)物質經消化后，主要在小腸處被吸收過程，動畫顯示水、無機鹽、維生素、葡萄糖、氨基酸、甘油、脂肪酸等吸收進入小腸上皮細胞的情景。 師 這些營養(yǎng)物質是如何進入小腸上皮細胞的呢？ 課件展示： 我國運動員劉翔在奧運會上110米欄奪冠鏡頭，突顯其骨骼肌的劇烈運動。 運動員劇烈運動時，其肌細胞需吸收利用大量O2，同時產生大量CO2，那么，O2和CO2是如何進出細胞的呢？ 學生閱讀教材P40相關內容，分析回答：O2和CO2通過擴散方式通過細胞膜。 推進新課 　板　書： 一、被動運輸 師 為什么O2和CO2能通過擴散方式進出細胞呢？ 教師活動：利用多媒體動畫演示O2和CO2進出細胞的情景。 師 （1）細胞膜主要是由什么物質組成的？基本骨架是什么？它有什么結構特點？ （2）O2和CO2這兩種物質的相對分子質量是多少？是否具有極性？ （3）組織細胞在新陳代謝過程中要不斷消耗O2，釋放出CO2，那么組織細胞與周圍環(huán)境之間O2和CO2的濃度如何？ 生 （1）細胞膜主要是由磷脂分子、蛋白質分子等組成，細胞膜的基本骨架是磷脂雙分子層，細胞膜具有一定的流動性。 （2）O2和CO2的相對分子質量分別是32和44，都是非極性分子。 （3）組織細胞內O2濃度低，CO2濃度高；而周圍環(huán)境中O2濃度高，CO2濃度低。 師 O2和CO2都是小分子物質，都是非極性、脂溶性分子，由于組織細胞在新陳代謝過程中不斷消耗O2，釋放CO2，因此組織細胞內O2濃度比周圍環(huán)境中低，O2能不斷從周圍環(huán)境透過細胞膜移動到細胞內，而CO2正好相反。像O2、CO2分子這種通過細胞膜的方式叫擴散，又稱為簡單擴散。 師 什么叫擴散？再舉一例。 生 擴散是指由于分子運動而產生的物質遷移現(xiàn)象，即一種物質的分子從相對高濃度的區(qū)域移動到低濃度的區(qū)域，例：乙醇、甘油、脂肪酸等。 教師活動：利用多媒體動畫演示葡萄糖通過載體運輸進入紅細胞的情景。 師 葡萄糖進入紅細胞的過程與O2、CO2進出細胞的過程相比較，有什么異同？ 生 相同點是運輸方向都是從高濃度向低濃度方向，不同點是O2、CO2擴散時不需要載體，而葡萄糖進入紅細胞需要載體協(xié)助。 師 像葡萄糖進入紅細胞這種過程稱為什么方式？ 生 易化擴散。 師 簡單擴散和易化擴散都是物質從高濃度向低濃度方向運輸，不需要消耗細胞代謝產生的能量，其運輸動力都是細胞膜兩側的濃度差，因此，這兩種方式都屬于物質的被動運輸。 師 制作人口腔上皮細胞臨時玻片標本時，為什么在載玻片上滴一滴生理鹽水，而不用蒸餾水呢？ 師生共同討論：水是小分子，能自由進出細胞，生理鹽水與人的口腔上皮細胞細胞質濃度等滲，水分子進出細胞能保持動態(tài)平衡，若使用蒸餾水，細胞膜會因過量吸水而膨脹破裂。水分子從濃集區(qū)域向水分子稀少區(qū)域的特殊擴散現(xiàn)象稱為滲透。 （1）每2人一組，取三只玻璃杯，編號1、2、3，用量筒分別量取等量的葡萄汁、飽和葡萄糖溶液、自來水倒入三只杯中，加蓋。 （2）挑選3粒新鮮葡萄，分別稱重記錄后，分別放入3只玻璃杯中，加蓋。觀察并記錄葡萄在玻璃杯中位置。 （以上實驗在課前一天做好） （3）靜置24 h后，觀察并記錄葡萄在玻璃杯中位置。取出葡萄，用吸水紙吸去葡萄表面上的溶液，稱重，測試軟硬度并記錄。 生 比較實驗前后葡萄質量有何變化？三個葡萄之間軟硬度有何不同？這些現(xiàn)象說明了什么問題？ 師 葡萄汁是等滲溶液，葡萄吸水和失水保持動態(tài)平衡，其質量幾乎無變化，軟硬度也幾乎不變；飽和葡萄糖溶液濃度大于葡萄細胞液濃度，葡萄失水，質量減少，葡萄變軟；放在自來水中，葡萄大量吸水膨脹變硬，質量增加。這些現(xiàn)象說明了水分子能通過細胞膜從溶液濃度較低的一側向溶液濃度較高的一側滲透。 師 葡萄糖以易化擴散方式進入紅細胞，那么小腸上皮細胞吸收葡萄糖時以什么方式吸收呢？ 　板　書： 二、主動運輸 教師活動：多媒體動畫演示主動運輸?shù)倪^程。 學生活動：觀察主動運輸?shù)膭赢嬤^程，閱讀教材P41相關內容，并討論、思考下列問題： （1）主動運輸與被動運輸相比較，有什么異同點？ （教師提示從運輸方向、載體、能量幾方面分析） （2）舉例說明哪些物質的跨膜運輸是主動運輸過程。 （3）主動運輸對生活細胞有何意義？ 課堂小結 （1）主動運輸時，可以從低濃度向高濃度方向運輸，需要載體協(xié)助，并且要消耗能量，而被動運輸必須從高濃度向低濃度方向運輸，不需要消耗能量。 （2）動物體內神經細胞或肌肉細胞吸收K+和排出Na+；海帶細胞從海水中吸收碘；小腸絨毛上皮細胞吸收葡萄糖、氨基酸、無機鹽等；植物細胞吸收礦質元素等等，都是通過主動運輸方式進行的。 （3）主動運輸能保證生活細胞按照生命活動的需要，主動地選擇吸收營養(yǎng)物質，排出代謝廢物和對細胞有害的物質，因此，主動運輸對于生活細胞完成各項生命活動具有重要作用。 學生活動：學生閱讀教材P44細胞的內吞作用和外排作用，認識這種作用的概念和過程。 教師活動：多媒體展示變形蟲吞噬過程和腺細胞分泌過程。 師 物質進出細胞共有哪幾種方式？ 生 物質進出細胞的方式有簡單擴散、協(xié)助擴散、主動運輸、內吞作用和外排作用。 第2課時　課題研究、放眼社會 教學過程 導入新課 教師利用多媒體分別演示O2、葡萄糖進入人的紅細胞，Na+進入小腸絨毛上皮細胞的過程。 師 剛才演示的三種物質進入細胞的方式分別是什么？ 生 O2、葡萄糖進入紅細胞分別屬于擴散和易化擴散方式，Na+進入小腸絨毛上皮細胞屬于主動運輸。 推進新課 　板　書： 三、物質跨膜運輸方式的比較 教師投影顯示三種運輸方式的比較表，要求學生討論歸納完成下表： 物質跨膜運輸方式的比較 方式 被動運輸 主動運輸 簡單擴散 易化擴散 方向 高濃度向低濃度 高濃度向低濃度 低濃度向高濃度 載體 不需要 需要 需要 能量 不消耗 不消耗 消耗 作用 被選擇吸收的物質能從濃度高的一側通過細胞膜向濃度低的一側轉運 能保證生活細胞按照生命活動需要，主動地選擇吸收所需物質，排出代謝廢物和對細胞有害的物質 師 生活細胞的細胞膜可以讓水分子自由通過，細胞要選擇吸收的離子和小分子物質也可以通過，其他的離子、小分子物質和大分子物質則不能通過，由此表明生活細胞細胞的膜具有的功能特性是選擇通透性。 教師設疑引入課題研究：死亡的細胞細胞膜是否也具有選擇通透性呢？ 　板　書： 四、課題研究 學生閱讀教材P42課題研究內容，討論設計實驗方案。 師 細胞活性檢查是細胞培養(yǎng)的基本技術，染料排除法是檢查細胞活性常用的方法。其原理是：細胞損傷或死亡時，某些染料如臺盼藍，可穿透變性的細胞膜與解體的DNA結合，使其著色?；畹募毎茏柚惯@類染料進入細胞內，因而可以鑒別細胞的死活。在顯微鏡下觀察，用臺盼藍染色時，凡折光性強而不著色者為活細胞，染上藍色者為死細胞。 學生活動：討論設計實驗方案。 教師活動：教師巡回指導，了解學生的設計情況。選擇1～2個設計方案，請有關同學作說明，并就此展開討論，完善實驗設計方案： 研究課題：測試酵母菌的存活率。 實驗器材：酵母菌懸液、臺盼藍染液、光學顯微鏡、載玻片、蓋玻片、吸管、吸水紙、鑷子等。 方法與步驟 （1）制作酵母菌的臨時玻片標本。 （2）用高倍顯微鏡觀察酵母菌細胞臨時玻片標本。 （3）從蓋玻片一側滴入臺盼藍染液，在蓋玻片的另一側用吸水紙吸引。這樣重復幾次，使蓋玻片下的酵母菌細胞浸潤在蔗糖溶液中。 （4）用高倍顯微鏡觀察酵母菌細胞著色情況，并記錄視野中酵母菌細胞總數(shù)及著色數(shù)。 活動過程：學生分組進行實驗，教師巡回指導。 小組討論：實驗結束后，各小組在班內交流實驗觀察到的現(xiàn)象，組織討論： （1）為什么在染色前先觀察酵母菌細胞裝片？ （2）染色后，為什么有的酵母菌呈現(xiàn)藍色，有的酵母菌細胞不著色？ （3）本實驗能說明什么？ 師生討論歸納： （1）染色前先觀察酵母菌細胞裝片，便于進行染色前后對照。 （2）染色后，死酵母菌細胞細胞膜失去選擇通透性，染料能進入細胞內與DNA結合而呈藍色，活酵母菌細胞細胞膜具有選擇通透性，臺盼藍染料不能進入細胞內而不著色。 （3）本實驗說明了生活細胞細胞膜具有選擇通透性。 　板　書： 五、放眼社會：生物膜在工業(yè)、農業(yè)和醫(yī)學上的應用 學生活動：閱讀教材P42“放眼社會”，并結合自己課前通過網絡、圖書資料等途徑查找到的“生物膜與工、農、醫(yī)的關系”的相關內容，交流討論生物膜在生產生活中的作用。 （課前布置學生以生物膜與工、農、醫(yī)的關系為主題內容去查找相關資料） 學生交流后歸納生物膜的應用： （1）工業(yè)方面的應用：海水淡化處理、污水處理等。 （2）農業(yè)方面的應用：研究農作物抗寒、抗旱、耐鹽的機理，尋找改善農作物品質的新途徑。 （3）醫(yī)學方面的應用：研制透析型人工腎。 教師活動：多媒體展示血液透析儀及人工腎工作原理，并介紹其在醫(yī)療上的巨大應用價值。 課堂小結 本節(jié)主要講述了物質跨膜運輸?shù)闹饕绞?，使我們進一步認識細胞膜在細胞中的重要功能。細胞膜是細胞的一個組成部分?；仡櫛菊滤鶎W細胞的結構和功能知識，同學們要認識到細胞各部分結構既相對獨立，又彼此聯(lián)系，是不可分割的整體，細胞各部分結構和功能是統(tǒng)一的。 板書設計 三、物質跨膜運輸方式的比較 四、課題研究 五、放眼社會：生物膜在工業(yè)、農業(yè)和醫(yī)學上的應用 活動與探究 探究課題： 設計一個濾去海水中鹽分或污水中重金屬離子的方案。 方法與步驟： （1）2～3個人一組，以小組合作形式進行。 （2）各小組制定研究計劃。 （3）實施研究計劃：各小組成員分工，分別利用網絡、圖書資料等查找海水淡化、污水處理的相關資料（有條件的可以先參觀污水處理廠），作必要的記錄。 （4）各小組根據收集的資料，討論并完成實驗設計方案。 結果與交流： 各小組在班級中說明實驗設計方案，進行交流討論。 習題詳解 1.解析：脂溶性物質能優(yōu)先通過生物膜，且生物膜會被溶解脂質的溶劑溶解，說明生物膜中含有脂質；蛋白酶能分解蛋白質，說明生物膜中有蛋白質。 答案：脂質、蛋白質 2.解析：細胞膜能讓水分子自由通過，細胞要選擇吸收的離子和小分子物質也能通過，不需要的離子、小分子和大分子物質都不能通過，這體現(xiàn)了細胞膜具有選擇通透性。 答案：選擇通透 3.解析：簡單擴散不需要載體，擴散速度決定于細胞膜內外濃度差；易化擴散，不僅受細胞膜內外濃度差影響，而且需要載體協(xié)助。載體的化學本質是蛋白質，因此，簡單擴散不受蛋白酶影響，乙醇、二氧化碳為脂溶性小分子物質，以簡單擴散方式進出細胞膜，而氨基酸則是以主動運輸方式進入細胞。 答案：（1）簡單擴散　易化擴散 （2）A　載體是一種蛋白質，簡單擴散不需要載體，所以在加入蛋白酶后，簡單擴散系不受影響。 （3）簡單擴散　主動運輸 4.解析：葡萄糖進入紅細胞是通過易化擴散方式，而進入小腸絨毛上皮細胞是通過主動運輸方式。 答案：B 5.答案：甘油進入細胞是簡單擴散，不需要載體，也不消耗能量；葡萄糖進入紅細胞是易化擴散，需要載體，不消耗能量；K+進入細胞是主動運輸方式，既需要載體協(xié)助，也需消耗能量。 6.解析：細胞膜是以磷脂雙分子層為基本骨架，蛋白質排布、嵌插或貫穿于磷脂雙分子層中，細胞膜外有一些糖類，與蛋白質形成糖蛋白，從結構特點來說，它具有一定的流動性。從功能來說，它具有選擇透過性。細胞吸水膨脹時，由于細胞膜具有流動性使磷脂雙分子層變薄。被動運輸都是順濃度梯度，不需要消耗能量，包括簡單擴散和易化擴散兩種方式。 答案：（1）蛋白質　磷脂雙分子層　糖蛋白（糖被） （2）選擇透過性　具有流動性 （3）流動性 （4）b、c、d