资源简介

被动运输 教学设计
课程基本信息
学科 生物学 年级 高一 学期 秋季
课题 被动运输
教科书 书 名：生物学教材 出版社：人民教育出版社
教学目标
1.通过水分子进出细胞膜的方式，说明被动运输的两种主要方式，对比自由扩散和协助扩散的异同;举例说明转运蛋白的类型和作用。 2.通过水分子进出细胞的多种方式，体会物质进出细胞的多种形态，是生物适应性的体现，深入领悟细胞膜是有选择透过性的生物膜；运输物质的方式取决于细胞膜的结构特点，形成生物的结构与功能相适应的观念。 3.通过水通道蛋白科学史的学习，进行实验结果分析推导，培养科学思维，科学探究的能力。
教学内容
教学重点： 水分子的运输方式； 教学难点： 自由扩散和协助扩散的特点； 自由扩散和协助扩散的异同点；
教学过程
【情景引入】 过去，人们一度认为水分子可以自由透过磷脂双分子层，但却很难解释某些条件下，生物膜极高的透水性。水分子具体是怎么运输的呢？今天我们一起探究被动运输和水通道蛋白的发现。 【温故知新】 师：你还记得上节课中细胞吸水的方式吗？动物细胞膜与植物细胞的原生质层相当于一层半透膜，细胞透过渗透作用吸水与失水。两侧相对含量梯度提供运输动力。像水分子这样，物质以扩散的形式（从相对含量高的的一侧运输到相对含量低的一侧），不需要消耗细胞内能量的运输方式叫做被动运输。被动运输分为自由扩散和协助扩散。其他物质和水分子类似吗？ 【情景探究】 思考 ：看图思考，甘油、氧气和二氧化碳的运输有什么特点？（引导生物膜与人工膜的主要区别是？） 生：生物膜比人工膜多了蛋白质，他们在生物膜与人工膜的运输效率相当，说明他们的运输不需要膜上蛋白质的参与。 【情景探究--自由扩散】 资料：氧气、二氧化碳等气体分子很容易扩散透过磷脂双分子层，在肺部氧气一路顺浓度扩散进组织细胞，细胞呼吸作用产生二氧化碳，二氧化碳又一路扩散进入肺泡。 师:我们把这种通过通过简单扩散作用，不需要膜蛋白参与的运输叫做自由扩散，也叫做简单扩散。 师：一些脂溶性物质，比如苯、性激素、乙醇、甘油也能通过自由扩散顺浓度进出细胞。 师：为什么他们可以如此简单不费力气的运输呢？你能想到原因吗？ 生：因为气体分子较小，可以自由穿梭；而细胞膜主要成分也是脂质，所以他们不需要膜上蛋白质的协助。 【情景再探究--协助扩散】 师：再看看水分子的运输与他们相比有什么不同？生：水分子生物膜与人工膜中均能进行运输，但是生物膜中的运输速率更快。说明什么问题呢？ 生：膜上蛋白质的存在提高了水分子的运输速率。说明还存在其他的运输方式，并且效率更高。 师：正确的猜想需要被实验证实。 师：20世纪美国科学家阿格雷从哺乳动物细胞膜中提取到了一种蛋白，并使其在爪蟾卵母细胞表达，发现蛋白的表达，5分钟卵母细胞迅速胀破。进一步实验，提取到了蛋白，并称为水通道蛋白。 师：水通道蛋白的发现使阿格雷荣获诺贝奖，与他一同获奖的还有解析钾离子通道蛋白的麦金农。 师：我们把这种通过扩散，并且需要转运蛋白协助的运输称为协助扩散，也叫易化扩散。 师：2003年与阿格雷一同获得诺贝尔奖的是美国科学家麦金农，他解析了钾离子通道蛋白的结构。什么是通道蛋白呢？ 钾离子通道蛋白结构 生：（观看视频）常见的通道蛋白有离子如钾离子、钠离子，和水通道道白，分子或离子通过通道蛋白时，不需要与通道蛋白结合，只容许与自身通道直径和形状匹配、大小和电荷适宜的分子或离子通过。 师：刚才我们知道水分子存在自由扩散和协助扩散，到底哪一个是它的主要运输方式呢？请看资料。 资料：成人每天原尿有180升，最终排出的尿液却只有1.5升。水分子去哪里了呢？师：水分子主要被肾小管和集合管重吸收。怎样才能保证水分子快速、大量被重吸收？ 生：是的，自由扩散远效率低，远不能满足生命活动的需要。协助扩散提高了水分子的运输速率，所以协助扩散是水分子的主要运输方式。 【小结】 师：自由扩散和协助扩散之所以叫做被动运输。是因为他们有一个共同点，物质都是顺浓度，不需要消耗能量。你能否辩析这两个曲线分别对应什么运输方式吗 生：浓度差提供了方面为运输提供了动力； 另一方面，浓度梯度的大小直接影响运输速率；自由扩散不需要转运蛋白，浓度差越大，运输效率越高。因此1为自由扩散，2为协助扩散。 师：为什么随着浓度差的增大，物质的运输速率没有一直提高呢？你能想到吗？ 生：因为转运蛋白的数量是有限的，因此某些物质的运输速率还受转运蛋白数量的的影响。 课下，你可以尝试绘制他们的运输过程。 （播放协助扩散视频） 师：可以看到转运蛋白，除了刚才提到的通道蛋白，还有载体蛋白。它和通道蛋白有何不同呢？我们下节课再来揭晓。
备注：教学设计应至少含教学目标、教学内容、教学过程等三个部分，如有其它内容，可自行补充增加。

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