教学准备
1. 教学目标
1.知识与技能
(1)通过观察课件演示动画,能说出物质进出细胞的方式和主要特点
(2)在教师的引导下,能在坐标系中建构物质运输速率随条件变化的数学模型 2.能力目标
(1)运用类比和对比的方法进行思考,抓住关键,掌握本质。
(2)在小组分析讨论过程中,提升学生的语言表达,分析归纳总结的能力。 3.情感态度与价值观
(1)学生在物质跨膜实例的探究学习中,初步认同生物体结构与功能相适应的生物学基本观点
(2)通过探究学习和信息提取,比较分析,开拓质疑精神和严谨推理的科学态度 (3)关注物质跨膜运输与人类健康;
2. 教学重点/难点
教学重点:物质进出细胞的方式。 教学难点:1.主动运输。 2.图表数据的解读。
3. 教学用具 4. 标签 教学过程 【导入】知识回顾
对于细胞而言,它在进行生命活动的时候,必须要有物质的进出。物质跨膜运输的方式与物质自身的性质和细胞膜的结构有关。前面我们已经学习了细胞膜的流动镶嵌模型,现在我们做一个简单的回顾:
1、膜的基本支架是什么?蛋白质分子的分布怎样?
2、磷脂双分子层是轻油般的流体,具有流动性.大多数蛋白质分子也是可以运动的.此模型体现了膜具有怎样的结构特点?
3、从结构与功能相适应的角度分析,膜具有怎样的功能特性? 4、膜的选择透过性具体体现在允许哪些物质通过?
这节课我们将一起来探索小分子物质和离子是如何进行跨膜运输的? 【导入】创设情景
过渡:初中物理的学习中我们就认识一种现象,在溶液或空气中物质可以由密度大一侧
运动到密度小的一侧运动,这种现象叫扩散。 教师活动:演示红墨水的扩散实验.
从实验现象不难知道,当两种溶液连通时,溶质分子会从高浓度一侧向低浓度一侧的扩散。
能不能联系生活举例? 【活动】被动运输
细胞膜中的主要成分是磷脂和蛋白质分子,那么要如何研究才能知道它们在物质跨膜运输中分别起什么作用?
【问题探讨一:】看下图:【PPT展示人工合成的无蛋白质的脂双层对不同分子的通透性研究图片】
教师:首先大家仔细观察,这张图所反映的膜是不是细胞膜?为什么? 学生:不是,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。大家再仔细观察,什么分子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;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人工合成的脂双层。)
【播放自由扩散动画:】说明这些物质可直接穿过细胞膜完成运输,像这样物质通过简单的扩散进出细胞,叫做自由扩散。
【问题探讨二:】通过观察也发现一些较大的分子如葡萄糖等不能通过无蛋白质的脂双层,但实际葡萄糖却会顺相对含量梯度进入红细胞被利用,对此又该如何解释呢?
【播放协助扩散动画:】说明像葡萄糖进入红细胞一样,物质是借助载体蛋白的扩散进出细胞,叫做协助扩散。并分析说明载体蛋白的特性(载体蛋白具有专一性,不同物质需要的载体蛋白不同,这与前面所学习的蛋白质种类越多,细胞膜功能越复杂是相吻合的.)。
【模型建构一:】请以膜两侧浓度差为横坐标,物质运输速率为纵坐标,尝试在坐标系中建构自由扩散与协助扩散过程中,一定范围内物质运输速率随浓度差变化的数学模型,并说明曲线各阶段的因素。 【小结比较:】自由扩散与协助扩散的异同。 【活动】主动运输 教师活动:[多媒体展示]
课本P71表4-1,丽藻细胞液中很多离子的浓度都比生活的池水高;甲状腺滤泡上皮细胞内碘的浓度比血液中的高20-25倍,它们照样能通过主动运输吸收细胞外的离子。请大家大胆作出猜想:逆浓度跨膜运输需要哪些条件? 有人经过计算,发现小肠的吸收面积如果全部展开,足有400平米之大,这么大的吸收面积足以导致分解后在局部形成的葡萄糖浓度比小肠上皮细胞中的要低。
【播放主动运输动画:】
说明离子的跨膜运输.像小肠上皮细胞吸收葡萄糖一样,从低浓度一侧运输到高浓度一侧,需要载体蛋白的协助,同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的能量,这种方式叫做主动运输。 【模型建构二:】
1、请以膜两侧浓度差为横坐标,物质运输速率为纵坐标,尝试在坐标系中建构主动运输过程中,一定范围内物质运输速率随浓度差变化的数学模型,并说明曲线各阶段的因素。
2、若把横坐标换成能量,结果会怎样? 若把横坐标换成O2浓度,结果又会怎样? 【小结】如此普遍存在的主动运输方式,对生物细胞生命活动有何重要意义? 【练习】图表分析
课本P73技能训练之解读图表。
根据图表所提供信息,并结合本章所学知识,回答下列问题:
1.哪种离子通过主动运输进入细胞? (钾离子和镁离子) 2.哪种离子通过主动运输排出细胞? (钠离子和氯离子) 3.你是如何作出以上判断的?
(四种离子膜内外浓度相差较大,细胞只有通过主动运输来完成。) 课堂小结
教师活动:引导学生列表比较几种跨膜运输方式的区别
学生活动:完成列表比较自由扩散、协助扩散、主动运输三种跨膜运输方式。 课后习题
1.小组合作绘制:物质跨膜运输方式概念图
2.小组合作总结:人体的白细胞能吞噬入侵的细菌、细胞碎片及衰老的红细胞,这是细胞的什么作用?对于人有什么意义? 板书
第3节 物质跨膜运输的方式
一、小分子和离子的跨膜运输 1.自由扩散 2.协助扩散 3.主动运输