高中生物第一册第3章生命结构基础3.1细胞膜(13)沪科版讲解.doc

第1节 细胞膜——细胞膜的功能
一、教学内容
小分子物质出入细胞的方式：
物质进出细胞的方式
浓度关系
是否消耗细胞能量
是否需要蛋白质载体的协助
被动运输
自由扩散
高浓度→低浓度
否
不需要
协助扩散
高浓度→低浓度
否
需要
主动运输
低浓度→高浓度
是
需要

二、教学目标
【知识与技能】：通过对不同实验及生活现象的探究分析，获得小分子物质进出细胞的方式及其区别；
通过独立和小组合作实验，提高实验动手技能，完成观察、测定实验；
【过程与方法】：通过生命科学、物理学科之间的知识联系，初步养成运用所学各学科知识对问题进行综合分析的科学思维的习惯；
在实验的观察、对比讨论与分析中，体现较强的通过对比分析获取实验信息的能力，能教完整地表达研究结果并对问题进行初步探索；
【情感态度与价值观】：通过全班大、小组共同探究的学习活动，学会与他人合作，在合作中彼此协商分工，尊重他人；
通过对细胞膜结构和其功能相互关系的分析，逐步形成生物体结构和功能相统一的观点。

三、教学重点、难点
重点：物质进出细胞的方式；
难点：亲水性物质与疏水性物质进出细胞是通过膜上不同的组成成分完成的。

四、教学设计
本节课通过前一阶段学习过的组成生命化合物引入，并在学习了细胞膜的组成和结构的基础上，进一步探究物质出入细胞的方式及其区别，把细胞膜的结构和功能有机地统一起来，便于学生理解。在探索的过程中把演示实验改变成学生小组实验，提高同学们的积极性与动手能力，激发同学们的思维，在自己动手实践以及亲身生活经历的基础上来探究、思考细胞膜的结构与其功能是相统一的、细胞与外界物质交换的不同方式的特点，理解结构与功能的统一性。

五、教学过程
我们已经学习过了组成生命的物质基础，组成生命的物质只有有机地组合在一起，才能够完成正常的生命活动，由这些物质有机组合而成的、能够完成正常生命活动的结构和功能单位是：
细胞。（细胞图）
在细胞进行生命活动的过程中，细胞与外界环境之间必需不断进行物质的交换，细胞要从外界环境吸收细胞生命活动所需要的各种物质，同时把细胞生命活动中产生的废物排出体外。物质要想进出细胞，必须要经过的结构有：
细胞膜和细胞壁。
细胞壁的主要成分是纤维素，在细胞的最外面，有支撑和保护细胞的作用，对物质的进出没有影响。因此，物质要想进出细胞，就只受到细胞膜的影响。
（细胞膜流动镶嵌模型）我们刚学过这个模型，它由磷脂双分子层构成基本骨架，再加上蛋白质、多糖、固醇等分子，我们把细胞膜的这个模型叫做：流动镶嵌模型。
那么究竟哪些物质可以通过细胞膜进出细胞？这些物质通过什么方式进出细胞？这些物质又在什么样的情况下进出细胞呢？
我们通过实验来分析讨论：（实验一）
烧杯
水
透析袋
试剂
注意
A
60毫升
可溶性淀粉溶液
碘液
透析袋装好溶液之后请扎紧，放入烧杯之前，在水流中洗净；
B烧杯中在放入透析袋之前，取出2毫升水于试管中，；
实验做好之后放置在安全的地方，静置。
B
60毫升
葡萄糖溶液

（在实验静置时间内）教师演示扩散实验：（实验二）
把高锰酸钾放入盛有清水的培养皿中，红色的高锰酸钾向四周扩散直至红色均匀。（在讲台上通过实物投影投影至大屏幕，便于学生观察、讨论。）
1、仔细观察实验，你发现了怎样的实验现象？
1、红色的高锰酸钾在水中从中间向四周运动开来，红色部分不断增加；2、同时中间红色最深，向四周红色不断变淡，这就是高锰酸钾在水中的扩散现象。扩散指两种物质互相接触时，分别进入对方的一种现象。就其中一种物质而言，它总是从其浓度高的地方向浓度低的地方移动。如第四节课我们会闻到午饭的香味，并且是靠近前门口的同学先闻到，然后教室中部、后部的同学，再如，夏天马上到了，同学们打球后回宿舍，把鞋脱掉时，离得最近的同学就会最先有反应……
2、高锰酸钾在水中的扩散过程中，有外界给高锰酸钾分子的运动提供能量吗？
没有。所以，物质在从高浓度向低浓度扩散的过程中不需要外部提供能量。
通过以上实验，我们得到：各种物质是能够从高浓度的地方通过扩散移动到低浓度的地方，并且，这一过程不需要外界提供能量，那么当这个内外水环境中有透析袋之后，扩散还能不能进行呢？
实验一结果检测：
烧杯
处理
现象
分析
A
透析袋内
蓝色
淀粉不能透过透析袋，而碘能
透析袋外
无明显变化
B
烧杯中水(实验前)2mL+班氏试剂加热至沸腾(A组做)
无明显变化
葡萄糖能透过透析袋(高→低)
烧杯中水(实验后)2mL+班氏试剂加热至沸腾
红黄色
（B烧杯实验前的水做对比实验让Ａ组同学进行，平均分配两个小组的工作量。）
在做以上检测的同时，思考下列问题：
1、
描述Ａ组实验观察到的现象：透析袋内蓝色，烧杯内碘液的颜色。（同学回答时把透析袋和烧杯展示给全班同学）大家看到的现象都是这样吗？
这说明什么问题：（透析袋内为什么会变蓝？烧杯内为什么没有变色？）说明碘扩散透过了透析袋膜进入到了透析袋内，使淀粉变蓝，而淀粉不能透过透析袋膜。
2、
描述Ｂ组实验的实验现象：实验前烧杯内的水加班氏试剂加热至沸腾，无明显变化，实验后烧杯内的水加班氏试剂加热至沸腾，呈红黄色。
放入透析袋之前烧杯中没有葡萄糖，放入透析袋之后经过一段时间，烧杯内的水中有了葡萄糖，为什么：透析袋内的葡萄糖通过透析袋膜扩散到了烧杯水中。
实验前不取烧杯内的水做实验好不好，为什么：不好，这样就不能说明实验后烧杯内的葡萄糖是通过扩散来自透析袋内，有对照的作用。
3、
通过对以上实验的检测与分析，当溶液中有障碍物之后，物质还能不能进行扩散呢？
由以上实验我们得到：较小的分子（如葡萄糖、碘）能通过透析袋壁，通过扩散从高浓度一侧移向低浓度一侧，并且不需要额外提供能量，而较大的分子（如淀粉）则不能通过。
这是为什么呢？因为透析袋壁上有很多很小的孔隙，当分子大小比这些孔隙小的时候，物质就能通过扩散通过透析袋，而物质分子较大，大于孔隙时，物质就不能通过透析袋。
（动画：物质通过半透膜。）
由磷脂双层分子为基本骨架构成的细胞膜与透析袋一样，上面有很多细小的孔隙，那是不是像所有小于透析袋壁上孔隙的分子都够通过扩散作用通过透析袋一样，所有小于磷脂分子间隙的分子都能够通过磷脂双分子层呢？
不是，磷脂双分子层与透析袋不一样，磷脂双分子层中间有一个疏水层，只与疏水性的物质亲和，从而把细胞内外的水环境隔离开来，有保护细胞内部的作用，所以，只有那些脂溶性和疏水性的小分子物质才能通过扩散作用通过磷脂双分子层。如甘油、氧气、二氧化碳等。
（自由扩散录像。）
但是，细胞生命活动过程中需要的物质大部分是亲水性的，这些物质不能直接通过磷脂双分子层的疏水层，细胞需要这种物质时怎么办呢？细胞膜上有没有亲水性物质呢？（可对糖、固醇、蛋白质逐一分析。）
蛋白质分子具有亲水性，（鸡蛋清：液态、水溶液、溶于水……）膜上的这些蛋白质分子就可以帮助亲水性的小分子物质从高浓度一侧通过细胞膜移向低浓度一侧。
（协助扩散录像。）在这个过程中，蛋白质相当于物质在进出细胞膜时的一种运输介质，我们称这些蛋白质为载体蛋白质。
和前一种小分子物质通过扩散进出膜不同，这种小分子物质的扩散需要膜上蛋白质分子的协助，因此我们把这种需要膜上蛋白质分子协助的扩散称为协助扩散，而把上一种直接通过磷脂双分子层，不需要蛋白质分子协助的扩散称为自由扩散。
为便于知识点之间的理解，请大家归纳整理，可以从几个方面对比这两种物质进出膜的方式：
扩散
浓度关系
是否消耗细胞能量
是否需要蛋白质载体的协助
自由扩散
高浓度→低浓度
否
不需要
协助扩散
高浓度→低浓度
否
需要
生物体细胞内会产生一些有害的代谢废物，如尿素等，这会对细胞的正常生命活动造成影响，因此细胞要把它们排出去，而且是即使浓度再低也要排出去，这时候物质还是不是通过自由扩散或者协助或扩散的方式进出细胞的呢？
不是。因为物质这时候不是从高浓度移向低浓度，而正好相反。
海带细胞内部碘的浓度是海水中的10万倍左右，但海带细胞还是不断地从海水中吸收碘，碘从海水中进入到细胞内部通过膜的方式是不是自由扩散或协助扩散？
不是。
细胞生命活动中需要的绝大部分物质在细胞外都是低浓度，这时候，物质就不能被动地通过扩散作用进入细胞，细胞为了保证生命活动的正常进行，必须主动地地吸收这些物质，物质的这个时候的透过膜的运动有什么特点？
1、这个时候物质从低浓度的一侧移向高浓度一侧，仅靠物质的扩散行吗？
不行，扩散时物质只能从高浓度处移向低浓度处。
2、而当物质从低浓度一侧通过膜移向高浓度一侧时就需额外提供能量，这个能量谁提供？
当然是细胞。
3、由于这些物质一般是亲水性物质，不能直接通过磷脂双分子层，因此：
需要膜上蛋白质载体的协助。
第三种物质进出细胞是细胞消耗自身能量，主动地吸收或者排出的，所以我们把物质从低浓度一侧通过细胞膜移向高浓度一侧的方式称为主动运输。而物质通过自由扩散和协助扩散进出细胞是靠分子内部相互作用力，不消耗细胞能量而实现的，所以我们称其为被动运输。
由于生命活动需要的绝大部分营养物质在外界环境中都有是一个低浓度环境，同时细胞也需要及时地把即使浓度很低地代谢废物排出体外，所以绝大部分物质通过细胞膜的运动都是从低浓度到高浓度的过程，因此主动运输是物质通过细胞膜的主要方式。
最后我们归纳物质进出细胞的方式如下：
物质进出细胞的方式
浓度关系
是否消耗细胞能量
是否需蛋白质载体的协助
被动运输
自由扩散
高浓度→低浓度
否
不需要
协助扩散
需要
主动运输
低浓度→高浓度
是
下课后把阅读教材相关内容，并对今天所学知识点进行整理，完成练习第三中的第一题。
六、教学反思
本堂课结束后的总体感觉是：课前所设计的教学目标基本实现，这主要是在以下几个方面做得比较好：
第一、本堂课的两个实验有利于学生逐步分析小分子物质进出细胞的特点，特别是每个实验后一步一步、细致的问题讨论，对学生去逐步推理和理解小分子物质进出细胞的特点有很大帮助。在今后的课堂问题设计中，要尽可能地把问题细化，使问题逐步从简单过度到复杂，引导学生连续性、逻辑性地思考问题。

第二、演示实验改为学生小组探究实验后，学生的小组协作能力、动手能力、表达能力得到进一步锻炼，课堂气氛比较活跃，同时也进一步巩固了已经学习和掌握过的实验原理如还原性糖的鉴定实验原理及相关实验技能，并且通过对实验现象的分析讨论，极大地调动了学生的积极性、激发了学生的思维。

第三、“小分子物质进出细胞”这部分内容还是比较抽象的，要想让学生理解和掌握还是有一定难度的。所以在设计的时候，把膜的结构和功能相联系，结合实验结果和膜的组成结构推导膜的功能，并通过动画及其它课件，形象化地展示小分子物质进出细胞的过程，对学生的理解有较好的帮助。

与此同时，在以后的教学中，还可以在以下几方面做出改进：
第一、与生活实际结合得还不够。除了在讲扩散的时候结合了两个我们学校的实例、主动运输时结合海带之外，其他生活中的实例太少。

第二、高锰酸钾扩散实验、透析袋实验的设计，让学生可以顺利地根据实验结果推理出小分子物质进出细胞的特点，但细胞吸收小分子物质的主要方式——主动运输却完全靠理论推理得出，如果也能设计一个实验就更好了。

第三、课堂中后段稍显紧张，后段讲课语速也稍显过快，两个实验之间的衔接可再设计，减少时间，使整堂课更均衡。
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