資源簡介

第1節 被動運輸 教案
教學目標
根據高中生物核心素養的幾個方面：
生命觀念：基于結構和功能相適應的觀念，認識細胞的結構決定了細胞可以通過滲透作用吸收水分。基于對不同物質跨膜運輸實例的分析，理解細胞內物質跨膜運輸與能量供應的關系。
科學思維：通過實驗探究，發展學生模型與建模思維；對具體實例進行分析，歸納概括被動運輸特點，多角度對比類比自由擴散和協助擴散的異同點
科學探究：客觀準確描述擴散與滲透現象，對實驗結果進行合理分析。
社會責任：關注合理施肥和合理灌溉的農業知識。關注細胞內外的滲透壓維持平衡，對生物體正常生命活動的重要性。
確定如下教學目標：
1.說出細胞在什么情況下吸水和失水。
2.舉例說明細胞膜是選擇透過性膜。
3.嘗試從生活現象中發現問題，分析問題。
4.學習科學探究的一般方法和步驟。
5.領悟科學探究的思想方法，培養學生質疑、求實、創新以及勇于實踐的科學態度和精神。
教學重難點
教學重點
（1）被動運輸的原理和特點
教學難點
（1）探究動物細胞的吸水和失水
（2）轉運蛋白的種類和作用
教學過程
課前板書：被動運輸
課前回顧
本節課我們學習被動運輸，這里是本節課的教學目標，細胞膜的半透性，被動運輸的原理和特點，多角度對比自由擴散和協助擴散異同點。上一章我們學習了細胞的結構，認識到細胞膜由磷脂雙分子層，蛋白質、糖類組成，不同物質運輸的特點是什么呢？水是細胞中含量最多，水是細胞生活的環境，先讓我們分析水是如何進出細胞的呢？
一、水進出細胞的原理（黑板上板書）
新課導入
學生展示兩個生活中常見的現象：
（1）向空中噴花露水
提問：后排的同學也否聞到香水的味道? ?????
回答：聞到了
（2）將紅墨水滴在清水中，大家能看到什么現象？
學生：看到清水被染紅，
像香氣的飄散、墨水的分散等我們生活中常見的擴散現象，物質從相對含量高的區域向相對含量低的區域轉移，直到均勻分布的現象，叫做擴散。
接下來，我們來一起探究一種特殊的擴散現象-----滲透作用，
（現在演示滲透裝置）長頸漏斗的漏斗口外封上一層玻璃紙（半透膜），往漏斗內注入蔗糖溶液，然后將漏斗浸入盛有清水的燒杯中，使漏斗管內外液面高度相等。
什么半透膜是呢？半透膜指具有一定孔徑，可以讓小分子物質通過（如水分子），而大分子物質不能通過的一類多孔性薄膜。
常見的半透膜有玻璃紙，蛋殼膜，魚鰾、腸系膜等
接下來觀看演示實驗，請同學們小組討論導學案中的問題，并派組長解答
5分鐘
1、漏斗管內的液面為什么會升高？
半透膜兩側的水分子通過擴散作用自由進出，但由于單位時間內滲入到漏斗中的水分子比滲出的水分子多，最終導致漏斗液面上升。
2、如果漏斗管足夠長，管內的液面會無限升高嗎？為什么？
不會，當單位時間內進出半透膜兩側的水分子達到動態平衡時，液面將不再上升。
3、如果用一層紗布代替玻璃紙，還會出現原來的現象嗎？
不會，因為紗布是全透的，孔隙很大，物質能自由通過，包括水分子和蔗糖分子
4、如果燒杯中不是清水，而是同樣濃度的蔗糖溶液，結果會怎樣？
漏斗管中的液面將保持不變因為不存在濃度差。
引導學生歸納總結：
（1）、滲透作用的概念？（疑問）
水分子（或其他溶劑分子）通過半透膜的擴散，稱之為滲透作用。
（2）、滲透作用發生的條件？
1、具有半透膜
2、半透膜兩側有濃度差
教師設問：
滲透作用發生時，水分子的移動方向是什么呢？
滲透是溶液中溶劑如水分子等從相對含量高的一側向相對含量低一側移動的過程，
但對于溶液來說，水分子多，濃度低。水分子少，濃度高。水分子移動方向是低濃度→?高濃度。
二、動物細胞的吸水和失水
知識點引入，教師設問：水分子通過細胞膜進出動物細胞也是同樣的原理嗎？生物細胞也能發生滲透作用嗎？
PPT展示：將哺乳動物紅細胞放入不同濃度的NaCl溶液中，對比紅細胞的變化，
0.9% NaCl紅細胞正常，0.09% NaCl紅細胞吸水漲破，9% NaCl失水皺縮
教師設問：大家想一想紅細胞吸水和失水的條件是什么呢？
當細胞外界溶液濃度＞細胞質濃度，細胞失水皺縮；
當細胞外界溶液濃度<細胞質濃度，細胞吸水膨脹；
當細胞外界溶液濃度＝細胞質濃度。細胞保持原狀。
學生活動：獨立思考導學案的問題，并做出講解：
1、紅細胞內的血紅蛋白等有機物能夠透過細胞膜嗎？這些有機物相當于[問題探討]所示裝置中的什么物質?
紅細胞中的血紅蛋白是大分子有機物，不能透過細胞膜，它相當于“問題探討”中的蔗糖分子。
2、紅細胞的細胞膜是否相當于一層半透膜？
是（是“相當于”，不是“等同”）。
3、當外界溶液溶質的濃度低時，紅細胞一定會由于吸水而漲破嗎？
不一定。因為紅細胞吸水后細胞內液濃度下降，使外界溶液濃度與細胞內液濃度相等，紅細胞將不再吸水。
教師設問：動物細胞吸水和失水是否是滲透現象呢？
是，因為水進出動物細胞滿足滲透作用的兩個條件：
（1）細胞膜相當于半透膜
（2）細胞質和外界溶液之間存在著濃度差
三、被動運輸的概念及特點
像水分子這樣，物質以擴散方式進出細胞，不需要消耗細胞內化學反應所釋放的能量，這種物質跨膜運輸方式稱為被動運輸。被動運輸又分為自由擴散和協助擴散兩類。
學生活動：接下來給大家三分鐘時間，請大家結合導學案自主學習自由擴散和協助擴散，再請小組代表上臺演示過程，用磁力貼代表濃度，箭頭代表移動方向。
教師活動：利用課件展示自由擴散的動畫。
實例：O2、CO2氣體分子、H2O、甘油、乙醇、苯等脂溶性小分子有機物物質進出細胞。
請小組代表演示自由擴散，并講解過程
教師講解：物質通過簡單的擴散作用進出細胞的方式，叫做自由擴散，也叫簡單擴散
教師設問：自由擴散的特點是？
學生回答：順濃度梯度運輸；不需要載體；不需要消耗能量。
教師活動：利用課件展示協助擴散的動畫
實例：離子和一些小分子物質如葡萄糖、氨基酸等
請另一組小組代表演示協助擴散
教師活動：借助膜上的轉運蛋白進出細胞的物質擴散方式叫：協助擴散，也叫易化擴散
教師設問：協助擴散的特點是？
特點：順濃度梯度運輸；需要載體；不需要消耗能量
教師活動：有研究發現轉運蛋白可以分成兩種不同的類型：載體蛋白和通道蛋白。
載體蛋白是只容許與自身結合部位相適應的分子或離子通過，而且每次轉運時都會發生自身構象的改變；
如：非脂溶性物質或親水物質，糖、氨基酸、核苷酸等水溶性小分子。
通道蛋白是只容許與自身通道的直徑和形狀相適配、大小和電荷相適宜的分子或離子通過。分子或離子通過通道蛋白時，不需要與通道蛋白結合。
如：Na+、K+等離子或水
教師活動：水分子進出細胞到底是通過自由擴散協助擴散呢？
教師活動：研究表明水分子更多的是借助細胞膜上的水通道蛋白以協助擴散的方式進出細胞。
學生活動：總結自由擴散和協助擴散的異同點。
類型 自由擴散 協助擴散
概念
轉運蛋白 不需要 需要
能量 不需要 不需要
方向 高濃度到低濃度
實例 氣體，脂溶性小分子（甘油、乙醇、苯等） 血液中的葡萄糖進入紅細胞
特例 水分子的跨膜運輸既可以通過自由擴散，也可以借助通道蛋白進行協助擴散
當堂檢測
四、板書設計
被動運輸
一、水進出細胞的原理
滲透作用：
1、半透膜
2、濃度差
二、動物細胞的吸水和失水
三、被動運輸
自由擴散：順濃度，不需要載體、不需要能量
協助擴散：順濃度，不需要載體，需要載體（載體蛋白、通道蛋白）

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