《物质的跨膜运输》教案（通用11篇）

《物质的跨膜运输》教案（通用11篇）

作为一名辛苦耕耘的教育工作者，常常需要准备教案，教案是保证教学取得成功、提高教学质量的基本条件。那么教案应该怎么写才合适呢？下面是小编为大家整理的《物质的跨膜运输》教案，仅供参考，大家一起来看看吧。

教学目标

1、知识目标

（1）举例说明物质跨膜运输方式的类型及特点；

（2）说出被动运输与主动运输方式的异同点；

（3）阐述主动运输对细胞生活的意义。

2、另外根据本节课的具体内容分析，本节课制定的技能方面的目标是：能够正确解读坐标数据图表。

3、情感态度与价值观

（1）强调积极思考，大胆提出问题、回答问题；

（2）参与讨论与交流，学会合作；

（3）培养科学的探究精神。

教材分析

1、教学内容在教材中的地位与作用

本模块的第2章和第3章的内容分别是细胞的物质组成和结构，本章和第5章的内容都属于细胞的功能。第3章介绍了细胞膜的化学组成和细胞膜大致的功能，本章着重介绍细胞膜的控制物质进出这一重要功能，其中第一节主要说明细胞膜是选择透过性膜，而这种功能与膜的结构有关，这样进入本章的第二节内容，能进入膜的物质跨膜运输的方式是否相同，这正是本节课要探讨的问题。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，可见这节内容对学生理解细胞是基本的生命系统有着重要意义。另外，本节内容又与本模块第五章的第2节《细胞的能量“通货”——ATP》以及前面所学的“分泌蛋白的合成和运输”有关联的地方，同时又是对生物膜具有流动性的一个很好的例证。

2、教学重点

（1）物质进出细胞膜的方式

（2）图表数据的解读

确定的依据：该重点是由本节所学内容的教学目标所决定的。本节课的内容就是围绕物质进出细胞膜的几种方式展开的，因此应该将其确定为教学的重点。另外根据《标准》所提倡的“落实对学生科学探究能力的培养，”和“利用数学方法处理、解释数据”的观点，本节内容在对坐标图表分析上有较好的教学价值，因此我将“图表数据的解读”也作为了本节课的一项重点内容。

3、教学难点：

（1）主动运输

确定的依据：

难点（1）主动运输与其他两种运输方式相比，较为复杂，为逆浓度梯度、消耗能量需要载体的跨膜运输，学生容易受“自由扩散”和“协助扩散”的浓度差与它们运输速率的关系的定向思维影响，认为也是成正比关系，故为难点；另外，“主动运输”是物质跨膜的主要方式，它涉及到能量和载体的利用。而影响能量的供应则与《第五章－第三节》影响呼吸作用的氧、温度、ATP等因素有关，载体则与蛋白质的种类和功能多样性有关。因此，主动运输是前后章节内容其中一个综合知识点的基点之一，而学生自主的将蛋白质的多样性、能量的供应等知识点迁入到此，有一定的难度。

难点（2）“解读图表”是学生第一次真正运用数学思维进行的“探究”，切切实实地让学生感受到生物科学习是需要理科性思维，生物学中的知识论点是建立在严谨的实验数据基础上的。“解读图表”实现了学生对相邻学科知识的迁移，这也是学生比较欠缺的能力。

说教学方法

1、学情分析：

学生已经具备了细胞膜的结构、水跨膜的实例的基础，掌握了蛋白质多样性的知识，为新知识的学习奠定了认知基础。教学中可以利用学生的知识基础并遵循学生的认知规律，通过适当的教学策略，使新知识有效地整合进学生原有的知识网络中，使学生的知识体系得到丰富和发展，使学生的探究能力得到进一步的提高。

2、教法设计：

具体方法如下：

（1）演示法

本节课充分利用现代声像技术及多种媒体工具，借助多媒体动画，把跨膜运输的几种方式等直观的展示给学生，有利于学生由感性认识上升到理性认识。

（2）引导探究法

本节课把引导法自始自终贯穿于学生的探究活动中，同时帮助学生建构正确的知识结构，适时得当的引导有利于学生掌握正确的探究方法。

3、学法设计

（1）合作学习法：学生通过实验探究、观察、分析、互相讨论，发挥群体智慧以达到解决问题的目的。本节课学生将在老师的引导下通过设计实验观看动画、结合教材、设计实验等方式进行合作学习。

（2）探究学习法：通过对几种跨膜运输方式的探究，并运用数学坐标图来表达三种方式的规律和特征，可以培养学生对图表数据的解读能力，即信息解读和知识迁移转化的能力。

4、教学媒体设计：多媒体课件。

说教学程序

课前准备：多媒体课件，一杯清水及蓝墨水。

1、创设情境，导入课题

（教师）现场演示向清水中滴一滴蓝墨水；

（学生）说出这是物理上的扩散现象；

（教师）大屏幕展示教材P60”水分进出哺乳动物红细胞的状况图片”；

（学生）通过讨论比较二者的相同点与不同点。

（教师）对学生的回答进行评价，针对二者的不同点（是否通过膜）进行引导，除了水以外，很多种物质都可以做跨膜运输，进入本节课的“问题探讨”，屏幕展示教材P70“问题探讨”部分的图片，图示的物质是否都能进入细胞呢，如果能他们进入的方式是否相同呢？点出课题——物质跨膜运输的方式。

（学生）通过观察，完成问题探讨中的3个问题。

注意：教师注重引导，特别是第二题，一定要强调题干中的“无蛋白的脂双层”，引起学生注意该结构与细胞膜的区别，进而回答此题。另外“问题探讨”中第3道讨论题，应该充分重视。第1节“物质跨膜运输的其他实例”中已说明Ca2+、Mg2+能跨膜运输，而本节“问题探讨”中的实验结果显示这两种离子不能通过脂双层，学生可以就此提出问题。

设计意图：联系生活实际并结合已有知识导入课题，激发学生学习兴趣，同时意识到生物学的各知识点之间有一定的联系，并自然的将所学知识形成系统，培养学生提出问题的能力。

2、教学内容及方法：

一、被动运输

1、自由扩散

（教师）列举实例，放映氧气和二氧化碳通过自由扩散进出细胞动画演示过程，引导学生注意物质运输的方向与细胞膜内外该物质的浓度关系。

（学生）观察并总结自由扩散的特点：由高浓度到低浓度（或顺浓度梯度）

（教师）举例补充，除了氧气和二氧化碳外，还有其他一些物质也可以通过自由扩散进出细胞。

（学生）学生归纳这些物质的特点：分子小，一些脂溶性的物质

（教师）进行引导：离子和一些较大的分子如葡萄糖，它们不能自由的通过细胞膜，那么他们是如何进出细胞的呢？导入

2、协助扩散

（教师）动画演示协助扩散的过程

（学生）学生通过观察，讨论并总结其特点。

（教师）大屏幕展示教材P71图4—7自由扩散和协助扩散示意图

（学生）学生通过比较，讨论，完成“思考与讨论”部分的三道题。

设计意图：

1、通过实例讲解自由扩散，让学生感受到生物学就在自己的生活中；

2、用动画演示自由扩散和协助扩散的过程，帮助学生增加感性认识，克服对微观结构认识的困难；

3、通过完成“思考与讨论”，强化学生对自由扩散和协助扩散两种物质运输方式特点的理解，增强比较学习法的认识；

4、通过分组讨论，增强了学生的团队意识。

过渡：从物质运输是否需要能力入手，用比喻的方法以“逆水行舟”为例，给出被动运输的概念。同时大屏幕展示教材P71表4—1，导入本节课的第二部分“主动运输”。

二、主动运输

1、特点：

（教师）动画演示主动运输的过程，引导学生从浓度梯度、载体和能量三方面归纳特点；

（学生）仔细观察并同前面两种运输方式比较，归纳出主动运输的特点。

（教师）对学生的回答进行点评。

2、意义：

（教师）展示教材P63资料分析中的图片，并进行引导

（学生）通过讨论说出主动运输的意义。

1、培养学生的观察分析及归纳能力；

2、联系已有知识，形成知识系统；

3、通过完成技能训练，培养学生解读图标的能力，加强对主动运输的理解。

过渡：载体蛋白虽然能够帮助许多离子和小的分子通过细胞膜，但是，对于像蛋白质这样的大分子的运输却无能为力。那么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，这又是怎么进行的呢？

三、胞吞和胞吐

（教师）大屏幕放映胞吞和胞吐的过程动画，并作简单介绍。

（学生）仔细观察

（教师）引导学生思考：这个过程与细胞膜的什么特点有关？另外，对于基础较好的学生，可以进一步联系分泌蛋白的形成及生物膜系统。

设计意图：这部分知识虽然是教材中的小字部分，但是也教学中也不能忽略，联系生活实际结合动画，让学生了解胞吞和胞吐的过程及意义。

4、目标测试题：

（1）教材P73基础题：

①下列关于物质跨膜运输的叙述，正确的是：

A、相对分子质量小的物质或离子都可以通过自由扩散进入细胞内；

B、大分子有机物要通过载体蛋白的转运才能进入细胞内，并且要消耗能量；

C、协助扩散和自由扩散都是顺浓度梯度进行的，既不需要消耗能量，也不需要膜上的`载体蛋白；

D、主动运输发生在细胞逆浓度梯度吸收物质时，既要消耗细胞的能量，也需要依靠膜上的载体蛋白。

②下列说法中错误的是：

A、果脯在腌制中慢慢变甜，是细胞主动吸收糖分的结果；

B、水分进出细胞是通过自由扩散；

C、葡萄糖进入红细胞需要载体蛋白的帮助，但不消耗能量，属于协助扩散；

D、大肠杆菌吸收钾离子属于主动运输，既消耗能量，又需要膜上的载体蛋白。

设计意图：这两道题设计的非常好，我认为应该引起师生的重视，其所考察的内容基本上已经辐射到了本节课的所有知识点：

①自由扩散，协助扩散和主动运输三种物质跨膜运输方式的特点；

②自由扩散，协助扩散和主动运输三种物质跨膜运输方式的实例；

③大分子物质进入细胞的胞吞作用。

（2）下图示物质出入细胞的三种方式（黑点代表物质分子），请根据图回答下列问题：

①与甲相比，丙方式的不同之处是？

②与丙相比，乙方式的不同之处是？

③对于或细胞完成各项生命活动都非常重要的物质运输方式是？

设计意图：本题考查的知识点是物质跨膜运输的三种方式的比较，不仅考察学生对三种方式的理解，同时考查了学生的图文转换能力，因此是对本节课的重点的强化。

低温环境会影响物质的跨膜运输吗？为什么？

本题考查的知识点比较综合：

1、物质跨膜运输几种方式特点及所需条件；

2、细胞膜的结构特点；

3、呼吸作用中影响酶的活性的因素。

这道题在课上完成之后，我将它改成探究实验留给学生课后完成：

以小组为单位设计实验“探究温度对物质跨膜运输的影响”，如果有的小组设计的实验比较合理且有可行性，我们可以给学生提供实验材料和用具，让学生自己来操作实验。另外还要给学生留些常规的书面作业。

1、培养学生的探究能力及实验操作的能力；

2、增强学生的合作意识及对生物学的兴趣。

3、巩固所学知识。

课后反思

在教学中应该给学生交待几个容易忽视或弄错的知识点：

1、细胞膜中的载体蛋白在协助扩散和主动运输中都有特异性，如运载钾离子的载体就不能运载其他物质；

2、自由扩散和协助扩散的相同点都是顺浓度梯度跨膜运输，而主动运输既可以顺浓度梯度，也可以逆浓度梯度；

知识目标:

1、举例说出细胞膜是选择透过性膜。

2、尝试提出问题，作出假设。

3、进行关于植物细胞吸水和失水的实验设计和操作。

情感、态度和价值观方面:

体验科学探究过程，培养学生质疑、求实、创新的科学态度和精神。激发学生的生物学兴趣。

能力方面:

尝试提出问题，做出假设分析推理，进行关于植物细胞吸水和失水的实验设计和操作

教学重难点

教学重点

1、说明探究实验的基本方法和一般过程。

2、让学生知道细胞与外界溶液一起可以构成一个渗透系统。

3、举例说出细胞膜是选择透过性膜。

教学难点

1、如何提出问题，做出假设。

2、如何设计实验过程(材料、实验用具、试剂的选择，实验结果的预测等)。

3、理解细胞膜不仅是半透膜，还是选择透过性膜。

教学过程

【导入】物质跨膜运输的实例

引言:同学们回忆一下赞美莲藕的诗句“出淤泥而不染，濯青莲而不妖”。莲藕生长在污浊的泥土中却能从环境中获取莲藕细胞生命活动需要的营养物质，如水、氧气、矿物质等，而莲藕细胞不需要的物质分子则不能进入。到底是什么控制物质分子进出细胞(细胞膜)物质分子是如何跨越细胞膜输入和输出细胞的(引出本章课题)

今天，我们先以水分为例，共同探究水分是怎样通过细胞膜进出细胞的。(引出本节课题)

【活动】“问题探讨”

(1)演示实验:一滴红墨水滴入到清水中，会出现什么现象

学生观察并回答。

(2)提出探究问题:如果两种不同的溶液被一层半透膜隔开，结果又会怎样

演示:渗透作用的实验现象。

教师和各实验小组代表课前做好该实验，实验的内容设置如下:

①烧杯中是清水，漏斗内是30%的蔗糖溶液，两种不同的溶液被一层玻璃纸(半透膜)隔开，实验开始时，漏斗内外的液面在同一水平面上，静置2h后，漏斗内的液面有何变化

②用一层纱布代替半透膜，其它的均与①相同，漏斗内的液面有何变化

③用一层塑料布代替半透膜，其它的也与①相同，漏斗内的液面会有什么变化

④若漏斗内外均是同浓度蔗糖溶液，情况又是怎样的若漏斗内外都是清水呢

第1小组学生介绍演示实验①，展示实验现象。

(3)提出讨论问题

问题:为什么漏斗内的液面会上升

多媒体动画演示，引导学生思考。

师生总结:水分子从数量多的一侧向水分子数量少的一侧扩散，也就是说:水分子是顺着相对浓度梯度跨膜运输的，这种现象称为渗透作用。这个装置叫渗透装置。

第2、3小组学生介绍演示实验②、③，展示实验现象。

教师及时引导学生思考:比较①②③组我们可以得出什么结论

第4小组学生介绍演示实验④，展示实验现象。

通过比较①④我们又可以得出什么结论

学生总结上面两个结论得出渗透作用发生的条件:

a要有半透膜;b半透膜两侧的溶液存在浓度差。

【讲授】动物细胞的吸水和失水

类比渗透装置与细胞，提出问题:细胞是一个渗透系统吗

从生活中的例子入手，例如，当我们吃比较咸的食物时，如腌制的咸菜、连续嗑带盐的瓜子等，你的口腔会有什么感觉引出动物细胞的吸水和失水。

引导学生作出假设:动物细胞是一个渗透系统。

设计实验，验证假设(学生完成)。动物细胞的细胞膜相当于半透膜，动物细胞的细胞质是动物细胞内的液体环境。将哺乳动物的红细胞分别放在浓盐水、生理盐水、清水中，观察红细胞的形态。

预期结果(学生完成):红细胞在浓盐水中失水皱缩，在生理盐水中保持原有形态，在清水中吸水膨胀。

图片展示:水分进出哺乳动物红细胞的状况。

分析结果，得出结论(学生完成):

当细胞内溶液浓度﹥外界溶液浓度，细胞吸水

当细胞内溶液浓度﹤外界溶液浓度，细胞失水

当细胞内溶液浓度=外界溶液浓度，细胞形态不变

动物细胞是一个渗透系统，水进出细胞是顺相对含量的梯度，通过渗透作用进行的。

【讲授】探究植物细胞的吸水和失水

教师提出:植物细胞吸水和失水的情况又怎样呢

例如，在日常生活里，夏天家里做凉伴黄瓜时有水出现，腌萝卜条时洒上一些盐会出水;而卖菜的阿姨经常向青菜上洒水，青菜变得硬挺，说明植物细胞也会吸水和失水。

教师引导:我们要善于从生活中的现象发现新的问题，提出问题。许多科学家的发现并不都是从实验中得到，更多的是通过观察生活中的现象发现问题的。爱因斯坦曾经说过:“提出一个问题比解决一个问题更重要”。

提出问题

教师:从生活中的现象，结合上面这些例子，你可以提出什么问题

①植物细胞能吸水和失水吗

②植物细胞在什么情况下会吸水和失水

③植物细胞是不是一个渗透系统，哪些结构相当于半透膜

筛选值得探究的问题:植物细胞在什么情况下会吸水和失水植物细胞是不是一个渗透系统，哪些结构相当于半透膜

提出了一个有价值的问题后，我们如何去研究它呢

作出假设(以下以“探究植物细胞中哪些结构相当于半透膜”为例)

⑴作出假设:当一个问题提出后，我们必须结合已有的知识或经验(必要时还要查找资料)分析问题，并且作出尝试性的回答，这种尝试性的回答称为“作出假设”。

教师图片展示:“成熟植物细胞结构图。”

提供信息:①成熟植物细胞具有中央大液泡，占整个细胞很大比例，因此成熟植物细胞内的'液体环境主要考虑液泡中的细胞液。

②原生质层:包括细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质。

教师引导，学生作出假设:假设原生质层相当于半透膜，也可以假设细胞壁相当于原生质层，或者假设原生质层、细胞壁两者都相当于半透膜。

各个小组可能会提出不同的假设，应引导学生讲述理由，最后确定一个较合理的假设:原生质层相当于半透膜。

⑵预测实验结果:

当细胞液浓度﹥外界溶液浓度，细胞吸水;

当细胞液浓度﹤外界溶液浓度，细胞失水。

教师可以适当补充:细胞液中的水分流失，使细胞壁和原生质层都出现一定程度的收缩，但由于原生质层的伸缩性比细胞壁的伸缩性大，当细胞不断失水时，原生质就会与细胞壁分离开来，也就发生质壁分离。将发生质壁分离的细胞放入清水中时，会发生质壁分离复原。

高一生物教学反思

1、教学观念的转变及课程目标的实现

2、充分发掘教材资源和教学方法的多元化

一、教学目标：

【知识】：

说明物质进出细胞的方式

【技能】：

进行图表数据的解读

二、教学重难点：

（重点）物质进出细胞的方式；（难点）主动运输

三、教学用具：

ppt幻灯片

四、教学准备：

五、教学过程

教学内容教师活动学生活动

（一）引入利用“问题探讨”，用幻灯片展示，提出问题，引导学生观察，并归纳出答案：

1、这个脂双层膜模拟的是什么，有什么特点；

2、什么样的分子能够通过？什么样的分子不能通过？

3、葡萄糖不能通过该膜，但是小肠上皮细胞能大量吸收葡萄糖，如何解释？

4、其他问题观察图表，思考问题

（二）被动运输被动运输、主动运输的概念被动运输：首先水进入细胞的方式，再以氧、二氧化碳进出细胞的方式为例，说明自由扩散的概念协助扩散：回顾问题探讨，以葡萄糖进入细胞为例，强调蛋白质载体的参与。

（三）主动运输举出一些逆浓度或者逆电化学浓度进行跨膜物质运输的例子，提出问题：这些物质怎么样进行跨膜运输，需要什么条件？（同时展示被动运输和主动运输的`模式图），启发学生对新出现的跨膜运输方式进行观察，对比。对主动运输的概念进行归纳。强调主动运输的特点：需要载体和消耗能量。（为什么需要载体和消耗能量？）

练习一（略）观察，思考，可以允许讨论，说出观察的结果

（五）与社会的联系简单描述囊性纤维病的机理以及病毒感染中，药物比较难杀灭病毒的原因。

（六）小结及《技能训练》以填表格形式，对自由扩散、协助扩散、主动运输进行比较指导学生就《技能训练部分进行讨论共同完成表格根据曲线图进行讨论，分析哪些例子分别通过主动运输排出或进入细胞。

一、教材

《物质跨膜运输的实例》是人教版普通高中新课程生物必修1《分子与细胞》中第4章第1节的内容。本节首先是以“问题探讨”的形式展示了渗透作用的实验现象，学生通过分析现象认识半透膜的作用；然后通过分析“水分进出红细胞”的现象以及探究“植物细胞的失水和吸水”使学生认识到细胞膜和原生质层都相当于半透膜；最后通过离子运输的实例认识细胞膜是选择透过性膜。其中本节的“植物细胞的吸水和失水的探究”是全书的第一个“探究”活动，通过这项活动，学生可以在提出问题、作出假设、设计实验等环节得到一定的体验和感悟，将为学习后面的探究活动打下一定的基础。

二、学情

本节的授课对象是高一的学生，在初中阶段，学生对物质交换有了很肤浅的了解，通过前几章的学习，学生已经具备了细胞膜的结构，水分跨膜运输实例的基础，为新知识的学习奠定了认知基础，并且还具备了一定的认知能力，思维的目的性、连续性和逻辑性也已经初步建立，学生具备自主、合作和探究的基础，但往往对探究的目的性及过程、结论的`形成缺乏理性的思考，需要教师的引导。

三、教学目标

在动物细胞吸水和失水的研究基础上，继续进行探究植物细胞吸水和失水的实验设计和操作。

尝试从生活现象中提出问题，作出假设；学习科学探究的一般方法和步骤。

在探究活动的参与过程中，领悟科学探究的思想方法，提高运用知识解决实际问题的能力，养成与他人交流，取别人之长的品质；初步形成实事求是的科学态度和一定的探索精神与创新意识。

四、教学重难点

学会科学探究的一般过程

尝试提出问题、作出假设；进行探究植物细胞吸水和失水的实验设计和操作。

五、说教学方法

教法：问题导学法、分组讨论法、多媒体直观教学法、讲授法等；学法：以学习小组为单位通过分析、观察、讨论等方式，形成“自主、合作、探究”的学习模式。

六、说教学过程

（一）联系生活，导入新课

学生会类比动物细胞有吸水和失水的现象而很容易说出：这些现象说明了植物细胞也会吸水和失水。

（二）新课讲授

继续设疑：植物细胞的吸水和失水是否跟动物细胞的一样呢？若解决这个问题首先要分析动植物细胞的结构。顺势ppt展示植物细胞的结构图，引导学生说出二者结构最大的不同：（植物细胞最外层有细胞壁，成熟植物细胞还有中央大液泡），同时引出“原生质层”这一概念。引导学生理解细胞液的概念及其与液泡的关系，为后面学生顺利作出合理科学的假设埋下伏笔。

接着，引导学生思考：若要研究植物细胞如何吸水和失水，最核心的问题是什么？启发学生提出问题：植物细胞中原生质层是否也相当于一层半透膜？

引导学生分析上述问题有探究价值，接着引导学生作出大胆推测，并给出科学依据。（因为细胞膜和液泡膜都属于生物膜，与红细胞的细胞膜在组成上和结构上都非常相象，所以由细胞膜、液泡膜和这两层膜之间的细胞质组成的原生质层也应该是半透性的，相当于半透膜。）

作出假设：原生质层相当于一层半透膜。

依照课前分组，小组讨论实验基本思路，教师巡视，之后小组代表发言，引导其他小组顺着该组同学设计思路继续推测实验预期结果。

教师进一步引导小组进一步讨论该实验的具体实验方案，包括实验材料的选择、实验用具和基本步骤。教师巡视指导。

讨论完毕，小组代表发言；教师引导其他小组对该小组方案进行评价并提出意见。教师重点强调实验材料的选择：最好是有颜色的和有中央大液泡的材料，综合起来最佳的材料是紫色洋葱鳞片的外表皮；并强调前后对照实验更有利于观察细胞形态的动态变化。

引导学生参考教材中的操作步骤，结合实验方案，分组动手实验操作，观察实验现象并记录实验结果，完成下面表格。

教师巡视指导。

小组代表叙述实验结果。

教师引导学生分析实验结果，并得出最终实验结论：原生质层相当于一层半透膜，并且植物细胞和动物细胞吸水和失水原理一样，水分都是顺相对含量梯度流动。

（三）巩固提高

回到课前所提的生活实际的问题，学生运用本节所学作出进一步的解释。这样培养学生善于用生物学理论解释生活现象的良好习惯。

（四）小结作业

本节经历了科学探究的一般过程：提出问题、作出假设、设计实验、进行实验、分析结果，得出结论、表达交流等。

七、说板书设计

物质跨膜运输的实例

一、提出问题

二、作出假设

三、设计实验（实验思路、实验预期、具体步骤）

四、进行实验

五、分析结果、得出结论

【学习目标】

1、举例说明细胞膜是选择透过性膜、物质跨膜运输方式的类型及特点、

2、简述主动运输对细胞生活的意义，举例说明大分子进出细胞的方式

3、通过渗透实验说出细胞吸水或失水情况，指出被动运输与主动运输方式异同点。

【重点难提示】

重点：举例说出细胞膜是选择透过性膜。

难点：渗透实验

【学习展示】

一、小分子或离子进出细胞膜方式

（一）被动运输

知识梳理阅读教材P47后完成并记住下列内容

1、概念：物质梯度进出细胞，消耗细胞代谢释放的能量的扩散。

2、扩散：由于物质而产生的物质现象，即一种物质从区域向区域迁移的过程。

3、类型：

（1）简单扩散（或自由扩散）：分子质量相对或的物质，在不需要参与的情况下通过进出细胞的方式，如……等的运输。

（2）易化扩散（或协助扩散）：需的参与，从区域到区域的扩散，如进入红细胞。

4、动力：。

5、渗透：水分子从通过等结构向水分子区域的。简单的说就是水分子以方式通过细胞膜等结构称渗透。

（1）动物细胞通过渗透作用吸水与失水

当外界溶液细胞质的浓度，细胞吸水膨胀

当外界溶液细胞质的浓度，细胞失水皱缩

当外界溶液细胞质的浓度，细胞处于动态平衡状态

（2）植物细胞通过渗透作用吸水与失水

（二）主动运输

知识梳理阅读教材P45后完成并记住下列内容

1、概念：物质梯度进出细胞，既需要膜上的参与，又需要消耗细胞代谢释放的的运输方式。[

2、举例：植物根细胞对的吸收，进入动物小肠绒毛上皮细胞

3、意义：

（1）使活细胞主动选择吸收，及时排出和对细胞的物质，保证细胞的顺利完成。

（2）体现了细胞膜的，即可以自由通过，细胞选择吸收的或小也可以通过。如应用于人工肾的'。

[思考讨论]

1、简单扩散和易化扩散有什么异同

2、画图表示主动运输和简单扩散、易化扩散有什么异同？

3、低温会影响物质的主动运输吗？为什么？

4、将一张洋葱鳞片叶放在某一浓度的蔗糖溶液中，制成装片，放在显微镜下观察，有3种状态的细胞，如图1－3，你认为这3个细胞在未发生上述情况之前，其细胞液的浓度依次是

A、A﹥B>CB、A

C、B>A>CD、B

植物细胞壁是结构，即和其他物质均能通过。

①当外界溶液细胞质的浓度，细胞吸水膨胀，但由于细胞壁的保护和支持作用，因此观察不到细胞明显变化现象

②当外界溶液细胞质的浓度，细胞失水皱缩，但由于细胞壁比细胞膜和细胞质收缩性小，因此会观察到细胞壁和细胞膜之间分离的现象

③当外界溶液细胞质的浓度，细胞处于动态平衡，观察不到细胞明显变化现象

二、大分子或颗粒性物质进出细胞膜方式

知识梳理阅读教材P49后完成并记住下列内容

1、大分子或颗粒性物质主要通过作用进入细胞（简称胞吞）；需消耗细胞代谢产生的能量。胞吞作用过程参见课本。实例：白细胞吞噬、变形虫吞噬等。

2、大分子或颗粒性物质主要通过作用排出细胞外（简称胞吐）；需消耗细胞代谢产生的能量。胞吐作用过程参见课本。实例：分泌蛋白的产生等。

阅读教材P49“拓展探究”，归纳大分子出入细胞的方式与小分子出入的异同。

【知识小结】

用简略形式归纳本节内容

【交流思路】

【例1】物质进出细胞都要穿过细胞膜，不同的物质穿过细胞膜的方式不同，下列两图表示在一定范围内细胞膜外物质进入细胞膜内的两种情况。据图回答下列问题：

(1)指出A、B所示的物质运输方式，A是，B是。

(2)上述2种运输方式中，哪一种加入呼吸抑制剂后曲线会发生变化为什么？

A、质壁分离B、正常状态C、细胞膜破裂D、细胞皱缩

【例3】在马铃薯中用打孔器取两圆柱体块P和Q，p放在蒸馏水中，Q放在与马铃薯细胞液等渗的盐溶液中，1小时后测定处理的圆柱体是否与原来的孔刚好合适()。

A、P不合适，但Q刚好合适、B、P不合适，Q也不合适

c、P精确地合适，Q也精确地合适D、P精确地合适，但Q不精确地合适

1.知识目标

(1)说出细胞在什么情况下吸水和失水。

(2)举例说出细胞膜是选择透过性膜。

2.能力目标

(1)尝试提出问题，作出假设。

(2)设计关于植物细胞吸水和失水的实验。

3.情感目标

认同细胞膜和其他生物膜具有选择透过性

1.教学重点

(1)渗透作用的原理。

(2)细胞与外界环境一起可以构成一个渗透系统。

(3)举例说出细胞膜是选择透过性膜。

2.教学难点

细胞吸水和失水的原理。

【导入】渗透作用

在第二章我们学习了组成细胞的分子，通过学习，可以得出这样一个结论:各种生物体的一切生命活动都离不开水。通过第三章的学习，我们又知道:水分子进出细胞必须经过细胞的边界——细胞膜，那么水分子是怎样进出细胞的呢带着这个问题让我们来学习第四章第一节的内容——物质跨膜运输的实例。(板书:4.1物质跨膜运输的实例)

引导分析:水分子的扩散方向是怎样的

换句话说，就是从低浓度一侧向高浓度一侧扩散。(归纳并板书:一、渗透作用1.概念:水分子通过半透膜从低浓度溶液向高浓度溶液扩散的现象。)这是否与我们通常所说的物质由高浓度向低浓度扩散矛盾呢为什么

由此可以看出，在这里浓度是指的什么性质的浓度质量浓度还是物质的量浓度

在水分子由清水扩散至蔗糖溶液的过程中，有没有水分子由蔗糖溶液扩散至清水中呢

在起始状态和平衡状态它们双向扩散的速度是怎样的呢我们用V1代表水分子由清水扩散至蔗糖溶液中的速度，用V2代表水分子由蔗糖溶液扩散至清水中的速度，在起始状态时两者的大小关系是怎样的平衡状态时呢

正是由于开始时V1>V2，才使得漏斗管内液面升高。好，现在我把这个装置改动一下，把半透膜换成纱布，漏斗内液面还会升高吗若是保留半透膜，而把烧杯中的清水替换成同样浓度的蔗糖溶液，漏斗内液面还会升高吗由此可以看出，要发生渗透作用需要哪些条件(归纳并板书:渗透作用2.发生条件:①半透膜;②半透膜两侧存在浓度差)

【讲授】细胞的'吸水和失水

对于动物细胞来讲是否所有的物质都可进出细胞为什么

没错，只有动物细胞需要的营养物质才可以进入，不需要或有害的物质则不容易进入，这是由细胞膜的选择透过性决定的，因此，对于动物细胞来讲，它的细胞膜就相当于渗透装置中的半透膜。若是动物细胞的细胞质的浓度与外界溶液的浓度存在浓度差，它就具备了发生渗透作用的条件，动物细胞就会发生渗透作用。

若是让动物细胞吸水，你应该采取什么措施

分析细胞吸水的原因。

若是想让动物细胞失水，又该怎么做

分析细胞失水的原因。

若是动物细胞内外溶液的浓度相等，会出现什么现象

分析原因。

小结:当外界溶液浓度大于细胞质浓度时，动物细胞失水皱缩;当外界溶液浓度小于细胞质浓度时，动物细胞吸水膨胀;当外界溶液浓度等于细胞质浓度时，达到动态平衡。

在细胞的吸水和失水问题上，植物细胞与动物细胞应该相近吗如果相近，植物细胞又有什么与动物细胞的不同之处呢

对于一个植物细胞来讲，它是不是一个渗透装置呢哪些结构相当于半透膜为什么细胞壁不属于原生质层(展示植物细胞模式图)

由于植物细胞的结构与动物细胞的结构有明显的区别，因此植物细胞吸水和失水的情况有所差异，我们可以利用洋葱外表皮细胞做以下的探究。首先取材，制成临时装片，拿到显微镜下观察，可以看到原生质层与细胞壁紧密贴合在一起。然后取下装片，用引流法，将细胞外溶液替换成浓度高于细胞液浓度的0.3g/ml的蔗糖溶液，拿到显微镜下观察，可以看到什么现象

为什么会出现这种现象呢(引导学生分析原因)

当我们把发生质壁分离的细胞，再次用引流法，将外界溶液替换成水后，又会看到什么现象呢

小结:当外界溶液的浓度高于细胞液的浓度时，植物细胞将——失水，发生——质壁分离;当外界溶液的浓度低于细胞液的浓度时，植物细胞将——吸水，已发生质壁分离的细胞将会发生——质壁分离复原;而当外界溶液的浓度等于细胞液的浓度时，将会达到——动态平衡。

【练习】巩固提升

见PPT

课后小结

同桌之间相互说一说我们今天学习了什么内容。

今天我们从渗透作用着手，着重分析了动物细胞和植物细胞的吸水和失水。对于动物细胞来讲，细胞膜就相当于半透膜，当外界溶液浓度大于细胞质浓度时，动物细胞将——失水皱缩;当外界溶液浓度小于细胞质浓度时，动物细胞将——吸水膨胀;当外界溶液浓度等于细胞质浓度时，将——达到动态平衡。

而对于植物细胞来讲，原生质层就相当于半透膜，当外界溶液的浓度高于细胞液的浓度时，植物细胞将——失水，发生——质壁分离;当外界溶液的浓度低于细胞液的浓度时，植物细胞将——吸水，已发生质壁分离的细胞将会发生——质壁分离复原;而当外界溶液的浓度等于细胞液的浓度时，将会达到——动态平衡。

一、教学目标

1.说明自由扩散、协助扩散的方式和特点;能够判断不同物质进出细胞的方式。

2.学习运用类比和对比的方法进行总结，提升分析图表的能力。

3.调动自觉发现问题，积极思考的学习热情;同时体会结构和功能相适应的生物学思想。

二、教学重难点

重点：物质进出细胞的方式。

难点：不同物质进出细胞方式的判断。

三、教学过程

(一)新课导入

复习导入，提问：细胞膜的作用学生思考作答：细胞膜将细胞内的物质和细胞外的环境分隔开来，具有选择透过性和流动性。继续提问：细胞要生活下去就必须从外界吸收所需要的营养物质，同时将代谢过程中产生的废物排出，从而维持细胞正常的'什么活动。那么物质怎样通过细胞膜呢导入新课。

(二)新课教学

1.跨膜运输的物质分类

细胞膜的选择透过性具体的内容是什么

回顾一下初中物理学过的扩散现象。

2.被动运输

教师演示蓝墨水在清水中的扩散实验，提问：这种现象叫什么

学生观察并根据所学物理知识可以得出：这是简单的扩散现象。

提问：人体内水分子进出细胞是不是与上述扩散相似

学生思考回答：二者原理相同。

教师列举氧气和二氧化碳进出细胞的现象，提问：这些物质进出细胞有什么特点

学生讨论总结：物质由高浓度扩散到低浓度区域，直接穿过细胞膜脂双层。

教师明确自由扩散的概念，多媒体展示自由扩散示意图。并且教师绘画示意图在副板书上。

提问：离子和大分子葡萄糖无法通过自由扩散进出细胞，它们是怎样跨膜的呢

教师明确协助扩散概念，多媒体展示协助扩散示意图，并出示空白表格，要求学生对比自由扩散和协助扩散。通过提问是否消耗能量引出被动运输的概念。

(三)巩固提高

给出实例判断物质进出细胞哪些属于自由扩散和协助扩散，说明区别。

(四)课堂小结

师生共同总结本课的知识点。

(五)布置作业

四、板书设计

略

一、教材分析

“物质跨膜运输的方式”是高中生物必修一第四章第3节的内容。前两节已经介绍了生物膜的结构特点及功能特点，本课是在了解前两节的知识基础之上，继续探究细胞膜控制物质进出功能的方式和原理。

二、学情分析

知识目标：

1、学会根据观察提出问题、尝试设计方案解决问题，培养学生解读图表的能力。

2、探索使用图表描述生理活动，养成自主学习，合作学习的意识，培养学生严谨的科学精神。3、通过讨论与思索、培养学生善于动脑和严密分析的学习习惯。

四、教学方法

采用讲授与讨论相结合的方法、类比法，辅以图解、多媒体课件讲解，培养学生知识迁移能力。

(一)通过物理学校实验导入：运用课件展示：物理学扩散实验

通过教材中的问题与探讨，阐述细胞膜与人工膜结构的.区别，进一步探讨物质扩膜运输的方式

（二）（小分子物质进出细胞的方式）小组合作学习

阅读课本70---71页，通过小组合作，回答物质跨膜运输的方式有哪些？

（三）师生互动，拓展拔高

1、分别展示自由扩散、协助扩散、主动运输的动画，分析影响物质跨膜运输的因素。

（1）自由扩散：

结论：自由扩散的过程中，物质运输速率和浓度差成正比，扩散速度受浓度影响，不需要载体协助，不消耗量。（2）协助扩散：

结论：在一定浓度范围内，协助扩散的物质运输速度与物质浓度成正比关系，超过范围后协助扩散过程物质运输速度受载体数量限制。

（3）主动运输：

结论：在一定浓度范围内，主动运输的物质运输速度与物质浓度成正比关系，超过范围后主动运输过程物质运输速度受载体数量或能量的限制。

2、通过比较三者的异同，引导学生联系细胞所生存的环境中的物质浓度以及细胞的需求，尝试说出主动运输的重要性。

（四）（大分子物质进出细胞方式）自主学习

引导学生回忆分泌蛋白的分泌过程，得出胞吐现象，提出问题:那大家知道白细胞是如何吞噬掉病菌的吗？展示动画。

强调:①胞吞和胞吐作用都需要能量。②利用细胞膜的流动性

③穿过0层膜。

（五）课堂小结

六、练习

七、板书设计

第三节物质跨膜运输的方式

一、小分子物质进出细胞方式

1、被动运输

自由扩散：协助扩散

实例：H2O、O2、CO2、甘油、乙醇、苯实例：葡萄糖进入红细胞

特点：顺浓度梯度运输特点：顺浓度梯度运输需要载体不需要载体不消耗能量不消耗能量

新教材必修1第3章介绍了细胞膜的化学组成和细胞膜大致的功能，本章着重介绍细胞膜的控制物质进出这一重要功能。本章对培养学生多方面的能力有重要作用。

新课改背景下要求教师灵活运用教科书这一载体，在完成课程标准任务的前提下充分开发和利用课程资源。因此，为了适应教学实际，本章可以与第3章细胞膜的部分内容进行重新整合，在遵循人们探究事物的认知规律的基础上，通过对细胞膜功能的探究和认识，引申出对细胞膜成分和结构的探究。本课时将跨膜运输的实例和跨膜运输的方式合为一节，引导学生探究学习，而细胞膜的成分和结构将在下一课时完成。

二、教学目标

1.举例说出细胞膜是选择透过性膜；

2.进行探究植物细胞失水和吸水的实验设计和操作；

3.举例说明物质跨膜运输方式的类型及特点；

4.正确解读坐标数据图表。

三、教学策略

本设计遵循的新课程理念是面向全体学生，提高生物科学素养，倡导探究性学习。

本节课坚持“学生是学习主体”的教学原则，充分利用现代声像技术及多种媒体工具，借助多媒体动画，把有关渗透作用、跨膜运输的几种方式等直观地展示给学生，有利于学生由感性认识上升到理性认识。

在生物小组课前完成渗透作用探究实验的基础上，本节课设计了植物细胞失水和吸水的探究实验；学生在探究的过程中自我解决问题，教师适时进行点拨，以帮助学生建构正确的知识结构，同时把课堂的主动权交给学生。

本节课依据“自主学习”的原则，以探究式教学方法为主线，以学习小组为单位，利用多种教学资源引导学生自主学习，探究归纳出科学探究的一般步骤、质壁分离的条件、三种跨膜运输方式的区别等，让学生在讨论、探究、交流中相互启迪，获得新知，形成良好的学习习惯和学习方法；在学生自我监控、自我评价、自我发展中培养学生独立思考习惯和创新意识，培养学生的探究能力、分析比较和表达能力以及合作精神。

四、教学实施程序

教学程序图如下：

［生活常识引入新课］

你吃比较咸的.食物如咸菜或连续嗑带盐的瓜子时，你的口腔和唇的黏膜会有什么感觉？为什么？

［引导学生提出有关问题］

用白菜做馅时水分从哪里来？为什么会有水分渗出？萎蔫的青菜放入水中为什么会变硬挺？水分是如何进出细胞的？

教师点拨，突破“如何发现问题和提出问题”这一难点。

展示渗透实验装置，由课外小组的同学介绍他们的探究实验结果：

1.水分子为什么能够扩散？

2.渗透作用发生的必需条件是什么？（学生汇报自己的结论）

［具体实例发现问题］

出示红细胞吸水和失水的图片，结合开题所留的生活常识的思考，通过类比，引导学生提出有探究价值的问题，如：植物细胞的失水和吸水与渗透作用相同吗？什么情况下失水？细胞内有半透膜吗？

［分组探究］

小组讨论，根据提出的问题作出假设，设计实验，进行分组实验。

教师从问题的提出、作出假设、实验设计、实验预期、结果分析、成果交流六个方面对应注意的问题进行点拨、指导。

学生进行分组实验，以洋葱（用紫色部分）、菠菜叶、玫瑰花瓣等做实验材料，用不同浓度的蔗糖溶液、盐酸、KNO3溶液等作为试剂做有关渗透作用的探究实验，目的是探究植物细胞吸水和失水的原理。

［成果交流］

教师出示成熟植物细胞图，提出原生质层的概念，小组间根据探究实验的结果和结论相互交流，教师点拨，得出原生质层相当于半透膜、细胞吸水和失水的条件等结论。

教师出示有关细胞选择性吸收离子的数据资料，引导学生发现并探究出不同植物对同一离子吸收量不同，同一植物对不同离子吸收量也不同，得出结论：细胞膜具有选择透过性。

［拓展延伸］

如何用已有知识和技能鉴别两种蔗糖溶液浓度的大小？用质量浓度为0.1g/mL和0.8g/mL的蔗糖溶液分别做前面的探究实验会有什么不同的结果？你得出的结论是什么？

引导学生总结出发生质壁分离和质壁分离复原的条件。

［问题探讨］

1.水分子可以很容易地进出细胞膜，蛋白质可以吗？

2.水分通过什么方式进出细胞？离子和蛋白质通过细胞膜的方式是相同的吗？

3.你还能提出有关物质出入细胞的其他问题吗？

教师展示物质跨膜运输的三种方式的Flash动画，学生仔细观察讨论，自学。

［成果交流，教师点拨］

让学生列表比较三种物质运输方式的异同。

［分析图表，拓展延伸］

出示三种跨膜运输方式的坐标曲线图，让学生观察，思考，讨论，理解每条曲线所表示的运输方式。

［复习小结，构建体系］

即板书设计，见下图。

五、教学反思

2.新课改背景下，教师应灵活运用教材，充分开发和利用课程资源，合理设计，创造性地解决教学任务重而课时有限的矛盾。

1、教材分析

本模块教材是以细胞是基本的生命系统为主线展开的，从前到后依次讲述它的物质组成、结构、功能和发展变化的。本章和第五章的内容属于细胞的功能。本节改变了以往教材的呈现方式，没有把水分放在代谢一章里，也没有先讲植物的渗透作用，而是利用一些具体例子和资料，介绍水分子是顺着相对含量的梯度跨膜运输的，水分的跨膜运输含有重要的教学价值，这是一个探究实验，也是学生在高中阶段第一次接触探究实验，通过对植物细胞失水和吸水的实验，培养学生学会探究问题的一般方法和步骤。

2、三维目标

(1)知识目标：描述半透膜的特征；举例说明动物细胞膜和植物原生质层相当于半透膜；理解水的跨膜运输是顺浓度梯度。

(2)能力目标：尝试提出问题，作出假设；进行关于植物细胞吸水和失水的实验设计和操作。

(3)情感、态度和价值观目标：体验科学探究过程，培养质疑、求实、创新的科学态度和精神；在合作的过程中，学会与人交流，尊重他人。

3、教学重点、难点

(1)教学重点：探究水分进出细胞是顺相对浓度梯度的。

(2)教学难点：细胞吸水和失水的原理；探究“植物细胞的吸水和失水”，尝试提出问题。

4、教学设计思路

5、教学主要手段

电脑多媒体、数码投影显微镜。

6、教学方法

学生实验观察、讨论与教师讲述和启发引导相结合。

1课时。

8、教学过程

8.1学习渗透现象

上一章学习的是细胞的基本结构，学生知道了细胞是生物体结构的基本单位，也是生物体代谢和遗传的基本单位，而细胞膜的存在可以使细胞成为相对独立的系统，保障了细胞内部环境的相对稳定。细胞作为一个系统，每时每刻都与环境进行物质交换，也就是说它又是一个相对开放的系统。教师通过提出问题：物质是如何进出细胞的从而引入课题。

师：萎蔫的软软的蔬菜放置到清水中，又会怎样呢

生：蔬菜又重新硬挺起来。

师：对了，那对此你如何解释呢

师：很有想象力。这实际上是一种渗透系统

师：演示“渗透作用实验”――介绍实验装置，指导观察实验结果(并板书装置图)。并边讲解边展示flash课件呈现渗透现象动画提问：

师：漏斗管内的液面为什么会升高

生：由于蔗糖溶液浓度高，水会通过半透膜进入漏斗。所以漏斗中的液柱升高。

师：漏斗中的水分子能否进入烧杯中的清水中呢

生：也能，不过总体上进入漏斗的水分子更多。

师：液面能否无限升高

生：不能，水分子进出平衡时液面就不再升高。

师：那么此时装置内外浓度是否相等(难度较大)

生：不等。

师：哪里浓度大为什么

生：装置内浓度大，否则就不能维持这样的高度差。

师：很好!

师：如果用一层纱布代替玻璃纸，漏斗管内的液面还会升高吗

生：不能。

师：如果烧杯中不是清水，而是同样浓度的蔗糖溶液，结果会怎样

生：溶液的液面不会升高。

师：展示渗透实验装置液面上升的高度(可让学生用尺量一下上升的高度)，问如何让液面下降呢

生：把长颈漏斗放在更大浓度的蔗糖溶液中。

师：很好，大家再考虑，能使该装置出现液面升高或下降现象需要什么条件

生：需要两种不同浓度的溶液。

师：对，也就是需要半透膜两侧存在浓度差，这是第一点；还有其他需要吗

生：半透膜的存在。没有该条件，就不会出现渗透现象，或出现渗透现象也会消失呢

师：对，这就是一个典型渗透装置所必须的两个条件。(板书)

动物细胞是否具备构成渗透装置的条件呢

8.2学习动物细胞的吸水和失水

师：当我们吃比较咸的食物时，像腌制的咸菜、连续嗑带盐的瓜子等，你的口腔会有什么感觉为什么有什么办法解决

生：会有干燥难受的感觉，因为口腔细胞失去水分，即水分的输出。这时及时的喝水，可以缓解口渴。

师：课件中展示人成熟红细胞模式图，讲解红细胞的结构(板画红细胞图)。

师：血红蛋白的存在意味什么

生：说明成熟红细胞有条件与外界构成浓度差。

师：很好，必备条件具备了一条，那么细胞膜是否相当于半透膜呢

师：展示成熟红细胞在不同溶液浓度下的吸水和失水情况的动画课件。

师：请同学们思考并讨论以下问题(课件展示)。

(1)红细胞内的血红蛋白等有机物能够透过细胞膜吗

(2)红细胞的细胞膜是不是相当于“问题探讨”中所说的半透膜

(3)当外界溶液的浓度低时，红细胞一定会由于吸水而涨破吗

(4)红细胞吸水或失水的多少取决于什么条件

学生讨论总结。

教师归纳讲述：

(1)动物细胞的吸水：外界溶液浓度小于细胞的浓度，细胞吸水膨胀。

动物细胞的失水：外界溶液浓度大于细胞的浓度，细胞失水皱缩。

动物细胞既不吸水也不失水：外界溶液浓度等于细胞的浓度，细胞形态不变。

(2)动物的细胞膜相当于半透膜，一个动物细胞可以看作一个渗透系统。

8.3学习植物细胞的吸水和失水

师：刚才，我们讨论了蔬菜吸水和失水现象。

师：再展示萝卜条在盐水和清水中的失水和吸水情况的Flash动画课件。

师：植物细胞是否就像刚才我们看到的渗透现象呢或者说植物细胞是否具备构成渗透装置的条件呢

师：课件展示讲解成熟的植物细胞结构动画模式图并板画植物细胞图，特别讲解原生质层的结构。

师：(课件展示探究实验的一般过程)

观察现象，提出问题－作出假设－设计实验－开展实验－分析结果，得出结论－表达与交流

师：原生质层中因有膜的存在相当于一层半透膜，而植物体内的植物细胞都生活在液体的环境中，生活在可能存在浓度差的环境中，植物细胞可以表现出吸水或失水。

再让我们回到刚才提到的蔬菜问题上，当我们知道植物细胞是可以吸水或失水后，我们可以提出什么问题来加以研究呢或者说结合课前复习和提到的蔬菜问题，对植物细胞的吸水和失水你有兴趣研究什么问题同桌讨论一下。(学生讨论)

生：植物吸水和失水的原因是什么

植物吸水和失水条件是什么

在什么条件下植物吸水和失水

原生质层是否相当于半透膜

植物萎蔫和硬挺是否与吸水和失水有关

师：大家讨论还是很有成果的，提出的问题也很好。现在问题提出来了，比如用刚才同学提出的“原生质层是否相当于半透膜”这一问题我们如何作出尝试性的解释呢

生：因为细胞液有一定浓度，有条件构成浓度差，而原生质层相当于半透膜，因此可以在有外界溶液的条件下，发生如渗透装置一样的吸水或失水。

师：这些都对，对于问题的探讨仅凭理论是不够的，下面还需我们开动脑筋用实验来证明一下，前后桌四个同学讨论一下，如何设计实验来验证植物细胞的吸水和失水，说出你们的大体设计思路。(学生讨论)

生：我们让植物细胞处于不同的蔗糖溶液中，看看液泡大小的变化。

我们让一个植物细胞放在清水和蔗糖溶液中，观察其变化。

师：基本思路都可以，大家比较一下，这些设计有没有不足

生：……

师：取一个植物细胞这种操作加大了实验的复杂性，不符合简单性原则，所以我们一般取植物一定部位的一块组织来做实验。

有了基本思路，我们再考虑一下实验的内容，首先是选用什么材料和用具呢(课件给出几种材料)，你选择什么材料

生：紫色洋葱。

师：为什么

生：因为有紫色液泡便于观察

师：因为我们要看液泡的失水和吸水变化，因此我们还需要什么用具

生：显微镜、载玻片、盖玻片、蔗糖溶液、清水。

师：怎样制作临时装片呢

生：先在载玻片上滴一滴清水，撕取一片洋葱表皮，盖上盖玻片。

师：我们一般撕取的是洋葱鳞片叶的外表皮，而且要把它在清水中展平，不要重叠。

师：和学生边交流边做洋葱鳞片叶的外表皮临时装片，并把制作好的临时装片放在数码显微镜调好(学生观看投影)。

师：为什么不直接在载玻片上滴加蔗糖溶液

生：应该先观察正常的植物细胞，以便与失水的细胞比较。

师：在盖玻片一侧滴蔗糖溶液，另一侧用吸水纸吸引，这样重复2-3次，那我们在屏幕上能看到什么结果

生：(3min左右)看到液泡缩小了，原生质层和细胞壁分离。看到液泡颜色加深了。

师：由此我们可以得出的结论是什么

生：当外界溶液的浓度大于细胞液浓度时，液泡中的水会通过原生质层出细胞，出现失水现象，即质壁分离。

师：吸水呢

生：在盖玻片一侧再滴清水并用吸水纸在另一侧吸引，这样重复2-3次，细胞就处于水环境中，可观察到细胞又会恢复到原来的状态，出现质壁分离复原现象。

师：请一位同学上来操作一下。(1min后观察到细胞又会恢复到原来的状态)

师：结论是什么

生：当外界溶液的浓度小于细胞液浓度时，液泡中的水会通过原生质层进入细胞。

师：课件动画展示植物的质壁分离和质壁分离复原过程。

师：实验证明原生质层相当于半透膜，植物细胞可以看作是一个渗透系统。

师：质壁分离复原实验能说明哪些问题呢(师和学生一起分析总结，并展示课件)

生：①植物细胞是一个渗透系统；②细胞壁具有全透性；③原生质层相当于半透膜；④原生质层的伸缩性大于细胞壁；⑤可判断细胞的死活；⑥可间接测定细胞液的浓度。

师：同学们，现实中很多的科学发现就是沿着这样一个思路来完成的，希望同学们也能在掌握这种方法后，勤于发现、敢于思索，并能通过实验，不断探索出自然的奥秘。

师：用线条把板书的内容分开，并比较总结这节课的主要内容。

教学反思：

1、说明物质进出细胞的方式。

2、进行图表数据的解读。

二、教学重点和难点

1、教学重点

物质进出细胞的方式。

2、教学难点

主动运输。

建议使用1课时。

本节教学建议采用讲授与讨论相结合的方法，基本思路可以确定为：展示现象→提出问题→解释原理→总结概念。

1、介绍物理上的扩散现象，得出扩散的概念；让学生分析水分子进出细胞是不是与上述扩散相似，再列举氧和二氧化碳进出细胞的现象，总结出自由扩散的概念。

2、呈现“问题探讨”中的实验现象，提出“葡萄糖不能通过无蛋白质的脂双层，却能通过细胞膜，这是为什么？”这一问题，让学生尝试作出解释，再指出载体蛋白的作用，总结协助扩散的概念。

3、列举物质逆浓度梯度跨膜运输的现象，提出这些物质为什么能够逆浓度梯度运输的问题，进行解释，总结主动运输的概念（被动运输的概念也可在此对比总结），说明主动运输的意义。最后可让学生列表总结不同运输方式的特点。

教学中还应注意以下几点。

1、注意培养学生提出问题的能力，比如“问题探讨”中第3道讨论题，应该充分重视。第1节“物质跨膜运输的其他实例”中已说明Ca2+、Mg2+能跨膜运输，而本节“问题探讨”中的实验结果显示这两种离子不能通过脂双层，学生可以就此提出问题。

2、可以采用比喻或类比的方法，以便于学生理解，如“逆水行舟”等。

3、注意培养学生解读图表数据的能力。

4、注意联系生活实际，让学生理解研究物质跨膜运输的意义。

四、答案和提示

（一）问题探讨

1、从图上可以看出，氧气、二氧化碳、氮气、苯等小分子（苯还是脂溶性的）很容易通过合成的脂双层；水、甘油、乙醇等较小的分子也可以通过；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合成的脂双层。

2、提示：葡萄糖不能通过人工合成的无蛋白的脂双层，但小肠上皮细胞能大量吸收葡萄糖，推测小肠上皮细胞的细胞膜上有能够转运葡萄糖的蛋白质。

3、提示：通过观察此图还可联想并提出，细胞需要的离子是否也通过细胞膜上的蛋白质来运输等问题。

（二）思考与讨论

1、自由扩散和协助扩散都不需要消耗能量。因为二者都是顺物质的浓度梯度进行的。

2、自由扩散与协助扩散的共同之处是都不需要细胞消耗能量。不同之处是：前者不需要蛋白质的协助，后者必须有蛋白质的协助才能实现。

3、因为自由扩散和协助扩散都是顺物质的浓度梯度进行的，不需要细胞消耗能量，所以统称为被动运输。

（三）旁栏思考题

提示：这是细胞的胞吞作用。这对于人体有防御功能，并有利于细胞新陈代谢的正常进行。

（四）技能训练

1、K+和Mg2+是通过主动运输进入细胞的。

2、Na+和Cl—是通过主动运输排出细胞的。

3、提示：因为以上四种离子细胞膜内外的浓度差较大，细胞只有通过主动运输才能维持这种状况。

（五）练习

基础题

1、D。2、A。

拓展题

提示：低温环境肯定会影响物质的跨膜运输。温度会影响分子运动的速率，影响化学反应的速率，因此，组成细胞膜的分子的流动性也会相应降低，呼吸作用释放能量的过程也会因有关酶的活性降低而受到抑制。这些都会影响物质跨膜运输的速率。

五、参考资料

1、生物膜对小分子的转运

细胞膜是细胞内与细胞所处环境之间进行物质交换的通透性屏障，物质进出细胞必须通过细胞膜。物质跨膜运输的方式与物质的'大小及性质有着直接的关系。气体分子和小的脂溶性分子可直接穿过细胞膜完成运输，带电离子或大一些的分子需经由离子通道或载体蛋白协助进行运输。

载体蛋白位于细胞膜上，它能与特定的分子和离子，如糖类、氨基酸，或金属离子等结合，将这些分子或离子从膜的一侧转运到另一侧。载体蛋白具有高度的特异性，一种载体蛋白通常只能转运一类分子或离子。载体蛋白与分子或离子的结合是可逆的，即它转运到一侧后，就会与所运载的分子或离子分离。载体蛋白的转运效率与分子在膜两侧的浓度梯度的大小有关。在协助扩散过程中，载体蛋白将物质从膜的一侧运输到膜的另一侧，不需要细胞提供代谢能量，因为物质是顺着浓度梯度进行运输的。例如，哺乳动物肝细胞上的葡萄糖载体，是一种横跨膜的蛋白，这种蛋白有两种构象，一种构象是载体的葡萄糖结合点面向细胞膜外侧，另一种构象是结合点面向细胞膜的内侧。这种蛋白可将葡萄糖通过膜向细胞内外两个方向运输。究竟向哪个方向运输，决定于物质在膜两侧的浓度。

2、生物膜对大分子的转运

大分子物质，如蛋白质、多核苷酸、多糖、胆固醇与脂蛋白形成的颗粒等，很难直接穿过细胞膜。这些物质通过与膜上某种蛋白的特异亲和力而附着于膜上，这部分细胞膜内陷形成小囊，将附着物包在里面，然后分离下来形成小囊泡进入细胞内部。这个过程称为内吞作用。吞噬泡或吞饮泡一般与细胞质内的溶酶体融合，逐步将吞进的物质消化分解。

与内吞作用相反，有些物质通过形成囊泡从细胞内部逐步移至细胞表面，囊泡的膜与细胞膜融合，将物质排出细胞。这个过程称外排作用。

内吞作用与外排作用属于主动运输，因为它们与其他主动运输一样，也需要能量供应。有实验证明，如果氧化磷酸化被抑制，巨噬细胞的吞噬作用就会停止，如果是糖酵解被抑制则无阻碍作用。内吞与外排作用的一个重要特征，是细胞摄入的或分泌的大分子被收入在小囊泡中，而不与细胞中其他大分子或细胞器混合。小囊泡快速地大规模地形成和融合，是所有真核细胞的特征之一。

大分子物质通过内吞作用进入胞内，是通过受体分子介导的。首先，大分子结合到细胞表面特定的受体上，受体所处的细胞膜称为有被小窝。大分子与受体结合后，这部分细胞膜内陷，并最终从膜上脱落下来形成小囊泡，由于受体与大分子特异性结合，加之膜内陷与形成囊泡的速度极快，囊泡中含有的胞外液非常少。

细胞内合成的一些大分子若需转运到细胞外，首先包裹在囊泡中，然后转移到细胞膜并与细胞膜融合，囊泡中的物质排出细胞外，组成囊泡的膜成为细胞膜的一部分。胞外基质中的糖蛋白就是通过这种途径运到胞外的。对于一些特殊的细胞，它们分泌的产物如激素、神经递质等，也是通过这种方式释放到细胞外。但是，分泌产物的释放是受特定信号调节的。首先是分泌分子由囊泡包裹，移向细胞膜，当细胞接受到分泌信号后，囊泡与细胞膜融合，将分泌分子释放到胞外。

自我检测的答案和提示

一、概念检测

判断题

1、×。

2、×。

3、×。

4、×。

5、×。

选择题

1、D。

2、C。

画概念图

二、知识迁移

提示：小肠绒毛上皮细胞能够从消化了的食物中吸收葡萄糖，却很难吸收相对分子质量比葡萄糖小的木糖。这一事实说明细胞膜对物质进入细胞具有选择透过性。这与细胞的生活关系密切，细胞膜的这一特性使细胞尽可能地只吸收自身需要的物质，细胞不需要或对细胞有害的物质常被阻挡在细胞外。

三、技能应用

提示：温度高低会提高或降低水分子通过半透膜的扩散速率。在一定温度范围内，提高温度会加快水分子通过半透膜的速率；而降低温度则减缓水分子通过半透膜的速率。

实验方案设计如下：

四、思维拓展

提示：在顺浓度梯度的情况下，葡萄糖、氨基酸等分子可以通过协助扩散进入细胞。当细胞外葡萄糖或氨基酸的浓度低于细胞内时，如果此时细胞的生命活动需要这些营养物质，细胞还能吸收这些营养物质，是通过主动运输。

教学设计与案例

《生物膜的流动镶嵌模型》

一、教学目标的确定

课程标准中与本节内容有关的具体内容标准是“简述细胞膜系统的结构和功能”。这项要求包括两层含义：一是简述细胞的生物膜系统的概念和功能；二是简述生物膜的结构。“生物膜系统的概念和功能”已安排在第3章第2节中，此外，在第3章第1节还讲述了细胞膜的功能。因此，本节在知识方面的教学目标可定为“简述生物膜的结构”。

本节教材介绍了人类探究生物膜结构的过程和方法，可以加深学生对科学的历史和本质的认识，特别是这些内容中所体现的结构与功能相统一、技术手段的进步促进科学的发展等观点，对学生情感态度与价值观领域的发展有重要价值，在确定教学目标时也应重视。

二、教学设计思路

“层层剥去笋衣”的过程无不显现了“结构与功能相适应”的生物学观点以及实验技术的进步对科学模型建立和发展所起的作用。以下思路供参考。

小标题一：从生理功能入手的科学探究

早期对于生物膜结构的探究为什么首先是从生理功能入手的呢？这是限于当时的技术条件，人类还不能亲眼看到生物膜，无法想像它的结构是什么样的。但尝试探究哪些物质能够透过生物膜则是可行的办法。正是有了实验观察，科学家才有了严谨的推理和大胆的想像。膜是由脂质组成的这一假说在19世纪被提出。

假说还需要进一步的实验和观察来验证和完善。20世纪红细胞膜的提取和分离不仅证实了细胞膜含有脂质，同时表明还含有蛋白质。细胞膜为双层脂质分子的结构也在此时提出。

小标题二：单位膜模型的提出

针对蛋白质分子的位置问题，有人提出了单位膜模型，即教科书中所说的蛋白质—脂质—蛋白质三层结构模型。这一模型的直接证据来自电子显微镜的观察。但这一模型将生物膜描述为三明治式的静态统一结构，解释不了膜的许多生理功能。

小标题三：新技术带来新模型

技术的不断改进和创新让科学家发现，膜蛋白并不是全部平铺在脂质表面，有的蛋白质是镶嵌在脂质双分子层中的。

在这些新的实验证据及观察的基础上，又有学者提出了一些关于生物膜的新的分子结构模型。其中流动镶嵌模型因能够比较好地解释生物膜的生理功能，逐渐为大多数人所接受。

最后说明流动镶嵌模型的基本内容。

三、教学实施的程序

学生活动

教师的组织和引导

教学意图

2、阅读教材正文第二、第三段，讨论对膜的研究为什么是从生理功能入手？

3、思考与讨论（1）

4、继续阅读教材正文，讨论“单位膜模型”是怎样提出的。

5、阅读教材有关“对生物膜结构的探索历程”中余下的全部正文，完成思考与讨论（2）。

6、阅读有关流动镶嵌模型的正文。

1、通过生物课的学习，我们早已有了“结构与功能相适应”的观点。

2、主要是限于当时的条件。实验、推理想像—假说—进一步验证完善。

3、“提出假说”的科学方法介绍。

4、提出技术进步推动了假说发展。

5、随着技术进步，假说不断被修正和完善。突出模型建构方法：实验、推理想像—提出假说—进一步验证完善—不断发展。

6、归纳流动镶嵌模型的基本内容。

1、引起对生物膜结构探讨的兴趣。

2、开始学习模型建构的方法。

3、假说是怎样提出的。

4、了解技术进步对科学研究发展的作用。

5、总结结构与功能相适应的观点。人类对自然的认识是永无止境的。