高中生物必修1《分子与细胞》中第4章细胞的物质输入和输出（第3节）
物质跨膜运输的方式
一、教学目标 （一）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的异同点。 （二）能力目标
1. 运用类比与对比的方法进行学习。 2. 运用表格的方式进行总结。 （三）情感态度与价值观目标
通过精心设计，再加工成一连串环环相扣的问题来引导学生探究，让学生身临其境，培育学生创造的激情。
二、教学重点和难点
（一）重点
物质跨膜运输的方式：自由扩散、协助扩散、主动运输。 （二）难点
主动运输。
三、教学方法
读书指导法、归纳推理法、讨论法。
四、课时安排
1课时
五、教学过程
（一）新课导入：
师：通过之前的学习，我们知道，细胞作为生命系统最基本的结构层次，每时每刻都在进行着生物化学反应，也就是我们所谓的新陈代谢，是指营养物质的输入和代谢废物的排出。那么营养物质是通过什么方式被输入细胞的，以及代谢废物又是如何排出细胞外的呢？这就是我们这节课要解决的问题，让我们一起来学习本节课的内容——物质跨膜运输的方式。（板书标题）
（二）新课教学
师：首先请同学们参照课本P70上的问题探讨观察“人工合成的无蛋白质的脂双层膜对不同分子的通透性”图，然后讨论什么样的分子能够通过脂双层？什么样的分子不能通过？
生：观察结论——氧气、二氧化碳、氮气、苯、水、甘油、乙醇等能通过合成的脂双层；氨基酸、葡萄糖和离子等则不能通过合成的脂双层。
师：氧气、水等物质能自由通过合成的脂双层，通过前面的学习我们知道水分子能进出细胞，那么，氧气能否通过细胞膜而进出细胞呢？你是依据什么作出此判断的？ （学生讨论，教师提示讲解）
师：上节课我们学习了生物膜的流动镶嵌模型，我们知道了细胞膜具有磷脂双分子层，与合成的脂双层结构相似，因此也能让氧气等小分子或苯等脂溶性物质自由通过。
高中生物必修1《分子与细胞》中第4章细胞的物质输入和输出（第3节）
师：我们已经知道，水分子进出细胞取决于细胞内外溶液的浓度差。像氧气等这样的物质进入细胞需要什么条件？
师：请同学们回忆下初中所学的肺泡内气体的交换 引导讨论：氧气进入细胞需要什么条件？
生：氧分子很小，能自由通过细胞膜的磷脂双分子层，从相对高浓度的地方向低浓度的地方扩散。 结论：浓度差（肺泡内氧的浓度大于肺泡细胞内部氧的浓度时，氧分子进入细胞）
师：水分子从溶液浓度低的地方向溶液浓度高的地方扩散，与氧分子从相对高浓度的地方向低浓度的地方扩散的实质一样吗？（教师提示水作为溶剂，溶液浓度越低，单位体积内的水分子数越多。） 生：一样，因为水作为溶剂，溶液浓度越低水的相对含量越高，水分子是顺相对含量的梯度跨膜运输的。
师：像这样，氧气、水、甘油、乙醇等物质，分子从溶液浓度高的地方向溶液浓度低的地方扩散，这样物质通过简单的扩散作用进出细胞的方式，叫做自由扩散。 板书：自由扩散
特点：浓度差（物质分子从高浓度向低浓度扩散）
师：我们知道氧气、水、甘油、乙醇等分子以自由扩散的方式进出细胞，但象葡萄糖分子不能自由通过人工合成的脂双层，我们知道细胞生命活动是离不开葡萄糖，葡萄糖是肯定可以通过细胞膜进入细胞内部。
引导讨论：葡萄糖分子怎样通过细胞膜进入细胞？（是不是通过自由扩散的方式进入细胞？） 生：因为人工脂双层中是没有蛋白质的，可能是蛋白质对葡萄糖的运输起了作用。
师：葡萄糖不能通过无蛋白质的脂双层，却能通过细胞膜，是因为镶嵌在膜上的一些特殊的蛋白质，能协助葡萄糖等物质顺浓度梯度跨膜运输。进出细胞的物质借助载体蛋白的扩散，叫做协助扩散。 板书：协助扩散
特点：载体蛋白质和浓度差（物质从高浓度向低浓度扩散） 师：刚学习了自由扩散和协助扩散，这两种扩散有什么异同点？ 生1：自由扩散与协助扩散的相同之处是物质顺浓度梯度进出细胞。
生2：不同之处是前者不需要载体蛋白的协助，后者必需有蛋白的协助才能实现。 师：自由扩散与协助扩散都称被动运输（板书）
师：被动运输使细胞膜两侧该物质的浓度差逐渐减小。但是水生植物丽藻，其细胞膜两侧物质的浓度差是不是这样，请看课本P71页丽藻细胞液与池水的离子浓度比的表格。 引导讨论：观察此表的数据, 你能得出什么结果？（学生分组讨论）
观察结果：丽藻细胞液中一些离子浓度比它们生活的池水高很多，例如丽藻细胞液中K+浓度比它们生活的池水高1065倍。
生1：池水中的离子可能不断地进入丽藻细胞 师：这些离子进入丽藻细胞的方式是不是被动运输？
生2：我认为不是被动运输，因为细胞液中离子浓度高于池水，他们逆浓度梯度运输， 师：逆浓度梯度运输，你认为细胞应该怎样完成呢？（如上山和下山） 生3：要消耗能量，
高中生物必修1《分子与细胞》中第4章细胞的物质输入和输出（第3节）
师：可能还需要其他条件？ 生4：需要载体蛋白的协助，
师：正确，丽藻细胞按照生命活动的需要，主动地选择吸收池水中的离子。当物质从低浓度一侧运输到高浓度一侧，需要载体蛋白的协助，还消耗细胞内化学反应所释放的能量，这种方式叫主动运输。 板书：主动运输
特点：浓度差（物质从低浓度向高浓度运输）、载体蛋白质和消耗能量
师：主动运输利用了能量，所以可以保证细胞根据自身的需要，主动地选择吸收需要的营养物质，排出代谢废物和对细胞有害的物质。这正是主动运输的意义所在。
师：到这里，主动运输和被动运输都学习了，现在我们来比较下两者的区别。（完成下表） 项 目 自由扩散 协助扩散 膜外高，膜内低 需要 不需要 主动运输 膜外低、膜内高 需要 需要 ＋＋2＋膜外、膜内浓度高低 膜外高，膜内低 是否需要载体蛋白 是否消耗ＡＴＰ 实例 不需要 不需要 Ｏ２、ＣＯ２、甘油、乙醇、苯、水 红细胞吸收葡萄糖 Ｎa、K、Ca、氨基酸 师：主动运输和被动运输都是离子和小分子物质跨膜运输的方式，像蛋白质这样的大分子如何进出细胞呢？
师：（结合P72图讲解。）
1、胞吞：当细胞摄取大分子时，首先是大分子附着在细胞膜表面，这部分细胞膜内陷形成小囊泡进入细胞内部，这种现象叫胞吞。
2、胞吐：细胞需要外排的大分子，先在细胞内形成囊泡，囊泡移动到细胞膜处，与细胞膜融合，将大分子排出细胞，这种现象叫胞吐。
（三）课堂总结及布置作业
师：展示表格。（自由扩散、协助扩散、主动运输的区别），布置练习作业Ｐ73。
六、板书设计
第3节 物质跨膜运输的方式
一、被动运输 1.自由扩散的概念
特点：浓度差（物质顺浓度梯度扩散，高→低） 2.协助扩散的概念
特点：载体蛋白质和浓度差（物质顺浓度梯度扩散，高→低） 二、主动运输
.特点：浓度差（物质逆浓度梯度运输）、载体蛋白质和消耗能量 三、被动运输与主动运输的异同（列表格） 四、胞吞和胞吐
七、教学反思
