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第4章第1节
物质跨膜运输实例
一、教材分析：
由“问题探讨”引入。可以从“扩散”迁移到“渗透”。分析教材给出的“水分进出哺乳动物红细胞的状况”，来认识动物细胞的吸水和失水。
二、教学目标：
知识方面：举例说出细胞膜是选择透过性膜
能力方面：1、尝试提出问题，做出假设，对探究活动进行设计
2、进行关于植物细胞吸水和失水的实验设计和操作
三、教学重点、难点及解决方法
1、教学重点：举例说出细胞膜是选择透过性膜，相当于半透膜。
解决方法：
（1）通过渗透作用的演示实验，组织引导学生分析渗透现象。归纳总结渗透作用的概念、条件、原理、结果，指出半透膜的特性。
（2）通过分析水分进出红细胞的状况，总结出细胞膜相当于半透膜。
2、教学难点：尝试提出问题，作出假设。
解决方法：
（1）通过名人名言使学生认识到提出问题的重要性。爱因斯坦曾说过，“提出一个问题比解决一个问题更重要。”
（2）充分利用学生已有的知识和生活经验，引导学生对有关知识现象深入思考，提出相关问题，开展合作学习，利用小组活动讨论确定有价值的问题。
四、学情分析：
学生生活中有感性认识，萝卜条用盐淹的前后，久旱的庄稼灌溉前后的现象都见过，引导学生思考原因，学习这一部分内容就有了基础。
五、教学方法：直观教学法、讲述法、启示法、演示法自学讨论法
六、课前准备：吸水、萎蔫的菠菜叶，大烧杯，漏斗，半透膜，清水，蔗糖溶液。
七、课时安排：2课时
八、教学过程
（一）预习检查、总结疑惑
(1)、水稻培养液里的Ca2＋和Mg2＋浓度为什么会增高？
(2)、不同作物对无机盐的吸水有差异吗？
(3)、水分子跨膜运输是顺相对含量梯度的，其他物质的跨膜运输也是这样的吗？
(4)、细胞对物质的吸收有选择吗？如果有，这种选择性有普遍性吗？
（二）情景导入、展示目标
细胞是一个开放的系统，每时每刻与环境进行着物质的交换，物质的进进出出都要细胞的边界——细胞膜。这一节课我们共同来探究水分进出细胞的情况。
（三）合作探究、精讲点拨
首先我们来探究渗透现象。
1、渗透现象
[问题探讨]：演示“渗透作用实验”——介绍实验装置，指导观察实验结果。
在屏幕上打出渗透现象示意图提问：
⑴漏斗管内的液面为什么会升高？
⑵如果用一层纱布代替玻璃纸，漏斗管内的液面还会升高吗？
⑶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？
学生讨论总结。
教师归纳讲述：
⑴半透膜的特性：水分子等小分子可以通过，蔗糖等大分子则不能通过。
⑵渗透作用的概念：渗透作用是指水分子或其它溶剂分子通过半透膜的扩散。
⑶发生渗透作用的条件：一是具有半透膜，二是半透膜两侧的溶液有浓度差。
⑷原理：当溶液浓度A>B时，水分子就通过半透膜由B流向A；当溶液浓度A⑸渗透作用的结果：水分子可以通过半透膜进行双向扩散。从宏观观察，水分是由低浓度溶液流向高浓度溶液，直到达到动态平衡。
2、动物细胞的吸水和失水
（1）、请同学们回忆细胞膜制备的实验。
分析“水分进出哺乳动物红细胞”的实验现象。
在屏幕上打出“水分进出哺乳动物红细胞的状况”示意图。
（2）、请同学们思考并讨论
A．红细胞内的血红蛋白等有机物能够透过细胞膜吗？
Ｂ．红细胞的细胞膜是不是相当于“问题探讨”中所说的半透膜？
Ｃ．当外界溶液的浓度低时，红细胞一定会由于吸水而涨破吗？
Ｄ．红细胞吸水或失水的多少取决于什么条件？
3、学生讨论总结
4、教师归纳讲述
⑴动物细胞的吸水：外界溶液浓度小于细胞的浓度。
动物细胞的失水：外界溶液浓度大于细胞的浓度。
般方法和基本步骤是：观察现象，提出问题→做出假设→设计实验→开展实验→分析结果，得出结论→表达与交流
3、组织引导学生观察现象，尝试提出问题，做出假设
屏幕上打出“爱因斯坦曾说过：‘提出一个问题比解决一个问题更重要”
⑴观察现象：
让学生回忆日常生活的现象：①白菜剁碎准备做馅时常常要放一些盐。稍等一会儿可见有水分渗出。（失水）②农作物施肥过多会造成烧苗。（失水）③蔫了的青菜放入清水中浸泡一会儿，菜叶变得硬挺起来（吸水）
老师展示课前准备好的萝卜条吸水和失水实验。介绍实验过程。展示实验结果。
⑵提出问题：
请同学们结合一些吸水和失水现象，深入思考提出想探究的问题，并与本小组同学交流。最终确定有探究价值的问题。
例：一位同学提出：“植物细胞会出现失水的情况吗？”另一位同学提出：“植物细胞在什么情况下会失水？”通过讨论，大家认为植物细胞会不会失水，现象中很明显，第二个问题更有探究价值。
⑶作出假设
根据已有的知识和生活经验，对提出的问题作尝试性的回答，也就是作出假设。
例如，某小组提出的问题是“原生质层相当于一层半透膜吗？”针对这一问题，他们作出的假设是：“原生质层相当于一层半透膜。”他们的理由是：植物细胞膜和液泡膜都是生物膜，它们具有红细胞的细胞膜基本相同的化学组成和结构；做菜馅时因为放了盐，菜中的水分大量流出，这与红细胞失水很相似。
⑷设计实验：你所作的假设即使是有依据的，也仅仅是一种推测。这种推测是否正确，还需要实验来检测。（见P62
参考案例）
⑸进行实验：按照实验方案认真操作，仔细观察，将每一步的观察结果记录下来。例如，上面的实验方案结果如下：
?
中央液泡大小
原生质层的位置
细胞大小
蔗糖溶液
变小
原生质层脱离细胞壁
基本不变
清水
逐渐恢复原来大小
原生质层恢复原来位置
基本不变
⑹分析结果，得出结论
分析结果与你的预期是否吻合，是否支持你的假设，最后得到实验结论。
例如，上面的实验结果与预期基本是吻合的，由于植物细胞有细胞壁，且原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性，所以植物细胞不会有明显的缩小和膨胀，但出现了原生质层与细胞壁的分离和复原。由此，我们可以获得结论，原生质层相当于一层半透膜。
⑺表达和交流
将本小组探究的问题、过程、结果和结论与其他小组交流，听取他们的质疑并进行解释。如果有必要，对本小组的实验方案进行修改。
⑻进一步探究
植物细胞会由于过多吸水而涨破吗？（不会，因为植物细胞有细胞壁）
（四）、反思总结、当堂检测
1、判断下列表述是否正确
⑴水分进出细胞取决于细胞内外液体的浓度差
（
）
⑵小分子物质都能通过细胞膜，大分子物质则不能
（
）
2、盐碱地栽种植物，其出苗率和成活率均较低，原因是
A、土壤溶液的PH太小
B、土壤中缺少氮肥
C、土壤溶液的浓度高于细胞液的浓度D、土壤溶液的浓度低于细胞液的浓度
（五）、发导学案、布置预习
九、板书设计
第1节
物质跨膜运输的实例
一、渗透现象
1、半透膜的特性
2、渗透作用的概念
3、渗透作用的条件
4、渗透作用的原理
二、动物细胞的吸水和失水
1、动物细胞的吸水：外界溶液浓度小于细胞内溶液的浓度
动物细胞的失水：外界溶液浓度大于细胞内溶液的浓度
2、动物的细胞膜相当于半透膜
三、尝试提出问题，作出假设
1、成熟的植物细胞的特点
⑴成熟的植物细胞中央具有大液泡
⑵原生质层
2、探究的一般步骤
观察现象；提出问题；作出假设；设计实验；开展实验；记录结果；分析结果，得出结论；表达与交流。
十、教学反思：做实验，学生有直观认识。学生讨论，能深入思考。第四章第2节
生物膜的流动镶嵌模型
一、教材分析
学生在第3章的学习中曾经制作真核细胞的三维结构模型，当时就遇到过用什么材料做细胞膜的问题。本节课从这个问题入手，让学生从结构与功能相适应的角度分析，用什么材料做细胞膜，能更好地体现细胞膜的功能。还可以用设计问题串，分析科学家探索生物膜结构的曲折历程，学生易学。
二、教学目标
知识方面：简述生物膜的结构。
情感态度价值观：
1、探讨在建立生物膜模型的过程中，实验技术的进步所起的作用。
2、探讨建立生物膜模型的过程如何体现结构与功能相适应的观点。
三、教学重点、难点和解决方法
1、教学重点：流动镶嵌模型的基本内容。
解决方法：
1、设计问题串分析讨论后，让学生归纳总结流动镶嵌模型的基本要点。
2、教师呈现生物膜的结构模型示意图，结合阐述其基本内容。
2、教学难点：探讨建立生物膜模型的过程如何体现结构与功能相适应的观点。
解决方法：
用设问法讲解生物膜结构的探索历程，在层层剥去“笋衣”中显现结构与功能相适应的观点。
四、学情分析：学生在第3章对生物膜的成分和功能有所了解，又安排了学生预习这节内容，所以学生学起来感觉不难，但科学家对生物膜结构的探索历程学生感觉有难度。
五、教学方法：讲述法、启发式。
六、课前准备：多媒体课件
七、课时安排：1课时
八、教学过程
（一）预习检查、总结疑惑
1、指导学生阅读教材，找出需了解的知识点。
2、讨论回答相关问题。
（二）情景导入、展示目标
1、根据结构与功能相适应的观点分析，用哪种材料做细胞膜，更适于体现细胞膜的功能？
2、你还能想出更好的材料做细胞膜吗？
学生讨论回答
（三）合作探究、精讲点拨
科学家怀着对物质跨膜运输现象产生的疑问，开始对生物膜结构的漫长探索，让我们重温一下这段历程。
1、对生物膜结构的探索历程
设问1：要弄清一种物质或物体的结构，首先要弄清其组成成分。
那么，细胞膜的组成成分是什么呢？（介绍欧文顿的实验和推论）
对膜的研究为什么是从生理功能入手呢？（主要是限于当时的条件）
设问2：欧文顿的推论是否正确呢？细胞膜中除含有脂质外，还有没有其他成分呢？（介绍科学家的化学分析结果，指出膜主要由脂质和蛋白质组成；分析假说是如何提出的，假说与观察和实验证据的关系）
设问3：脂质和蛋白质是怎样形成的呢？（介绍两位荷兰科学家的实验，分析脂双层这一结论的由来）
设问4：蛋白质位于脂双层的什么位置呢？（简介20世纪40年代的推测和罗伯特森1959年提出的“三明治”结构模型）
指出“三明治”结构模型的不足，说明细胞膜不应是静态的刚性的结构，而应当是动态的弹性的结构。
设问5：有什么证据证明细胞膜中的物质是不断运动的呢？（重点介绍荧光标记小鼠细胞和人细胞融合实验，指出细胞膜具有流动性；并讨论技术的进步在细胞膜研究中的作用，强化结构与功能相适应的观点）
2、流动镶嵌模型的基本内容
教师呈现P68生物膜的结构模型示意图，阐述流动镶嵌模型的基本内容。①磷脂双分子层构成了膜的基本支架。②蛋白质分子有的镶嵌在磷脂双分子层表面，有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中，有的横跨整个双分子层。③在细胞膜的外表有一层糖蛋白，叫糖被。与细胞识别，信息交流有关。④具一定的流动性
（四）反思总结、当堂检测：
重点总结生物膜流动镶嵌模型的基本内容。
检测题
1．
对生物膜结构的探索历程：
①19世纪末，欧文顿提出：膜是由
组成的。
②20世纪初，分析表明，膜的主要成分是
和
。1925年，荷兰科学家用
从人的红细胞中提取脂质，在
界面上铺展成单层，测得单分子层的面积恰好是红细胞的
倍。由此得出结论：细胞膜中的脂质必然排列为
。
③1959年，罗伯特森在电镜下看到细胞膜清晰的
的三层结构。
④20世纪60年代以后，对细胞膜是静态的观点提出质疑。
⑤1970年，人鼠细胞融合实验表明：细胞膜具有
性。
⑥1972年，由
和
提出
模型。
2．????????????
流动镶嵌模型的基本内容：
基本支架：
（具有
性）
生物膜的结构:蛋白质：
（也可以运动）
（五）发导学案、布置预习
九、板书设计
生物膜的流动镶嵌模型
一、对生物膜结构的探索历程
1、19世纪末，欧文顿提出：膜是由脂质组成的。
2、20世纪初，对膜化学分析：膜是由脂质和蛋白质组成的。
3、1925年荷兰科学家提出：膜中的脂质分子排列为连续的两层。
4、1959年罗伯特森提出膜的静态结构。
5、1970年提出膜具有流动性。
6、1972年提出流动镶嵌模型。
二、流动镶嵌模型的基本内容
1、膜的成分
2、膜的基本支架
3、膜的结构特点
4、膜的功能特性
十、教学反思：用课件展示科学家的实验方法，补充一些材料，便于训练学生思维。第四章第2节
生物膜的流动镶嵌模型
课前预习学案
一、预习目标：
1．探讨在建立生物膜模型的过程中，实验技术的进步所起的作用。
2．探讨建立生物膜模型的过程如何体现结构与功能相适应的观点。
3．尝试提出问题，作出假设。
学习重点：
流动镶嵌模型的基本内容。
学习难点：
探讨建立生物膜模型的过程如何体现结构与功能相适应的观点。
二、预习内容
三、提出疑惑
同学们，通过你的自主学习，你还有哪些疑惑，请把它填在下面的表格中
疑惑点
疑惑内容
课内探究学案
一、学习目标
知识目标
1．探讨在建立生物膜模型的过程中，实验技术的进步所起的作用。
2．探讨建立生物膜模型的过程如何体现结构与功能相适应的观点。
3．尝试提出问题，作出假设。
学习重点：
流动镶嵌模型的基本内容。
学习难点：
探讨建立生物膜模型的过程如何体现结构与功能相适应的观点
二、学习过程
(一)、对生物膜结构的探索历程
（1）从生理功能入手的科学探究
实验一：1895年E.Overton用植物细胞研究细胞膜的通透性。他选取用500多种化学物质对植物细胞的通透性进行上万次的研究，发现：脂溶性分子易透过细胞膜；而非脂溶性分子则难以通过。
问题①：你能推测出什么结论？
问题②：最初认识到生物膜是由脂质组成的，是通过对现象的推理分析还是通过膜成分的提取和鉴定？
问题③：在推理分析得出结论后，还有必要对膜的成分进行提取、分离和鉴定吗？
实验二：20世纪初，科学家将细胞膜从哺乳动物的红细胞中分离出来，发现细胞不但会被溶解脂质的物质溶解，也会被蛋白酶（能专一地分解蛋白质的物质）分解。
问题①：你能推测出什么结论？
问题②：在此实验中为什么要选用红细胞膜来进行分析？
实验三：1925年，两位荷兰科学家E.Gorter和F.Grendel作了丙酮抽提红细胞膜脂质实验：将抽提出的脂质在空气—水界面上铺成单分子层，测得其分子所占的面积相当于所用的红细胞表面积的2倍。
问题①：你能推测出什么结论？
问题②：细胞膜中的脂质为什么会排列为连续两层呢？细胞膜中的磷脂分子会排列成怎样两层呢？
思考：讨论对膜的研究为什么是从生理功能入手？
（2）单位膜模型的提出
实验四：1959年，J.D.Robertsen根据电镜下观察到的细胞膜暗—亮—暗的三层结构，提出单位膜结构模型。
问题①：单位膜结构的主要内容是什么？
问题②：单位膜结构有什么缺陷？
问题③：有哪些证据证明细胞膜中的物质是不断运动的呢？
（3）新技术带来新模型
实验五：展示1970年L.D.Frye和H.Edidin的人——鼠细胞融合实验。
问题①：该实验表明什么？
问题②根据已有的生物知识或生活经验，你能列举哪些证明细胞膜具有流动性的证据。实验六：动物细胞吸水膨胀时，磷脂双分子层的厚度变小。
问题：说明什么？
实验七：展示1972年桑格和尼克森提出的流动镶嵌模型示意图
问题：①细胞膜的组成成分？
②细胞膜的基本支架？
③蛋白质分子在磷脂双分子层上如何排布的？
④细胞膜的结构特点和功能特点？
（二）、流动镶嵌模型的基本内容
（1）、组成成分：_______________________.
（2）、基本支架：_______________________.
（3）、蛋白质分布：_____________________.
（4）、结构特点：_______________________.
（5）、功能特点：_______________________
三、反思总结
流动镶嵌模型基本内容的总结
1、生物膜的组成：主要由蛋白质和脂质组成
2、生物膜的基本骨架：脂分子层（亲水性头部朝向两侧，疏水性尾部朝向内侧磷双）。
3、蛋白质分子存在形态：有镶在表面、嵌入、横跨三种，外侧的蛋白质分子与糖类结合形成糖被。体现了生物膜的不对称性。（糖被与细胞识别、胞间信息交流等有密切联系）
4、生物膜的结构特点：一定的流动性（磷脂分子和大多数蛋白质分子都是运动的）
四、当堂检测
在研究细胞膜的结构和成分时
（1）应选取人的哪种细胞做实验
（
）
A．神经细胞
B．口腔上皮细胞
C．成熟的红细胞
D．白细胞
（2）将选取的上述材料放入
，由于渗透作用，一段时间后细胞将破裂，然后再用
法获得纯净的细胞膜。
（3）若将细胞膜的磷脂提取后放入盛有水的容器中，经过充分搅拌后，下列能正确反应其分布的图是
（
）
（4）脂质单分子层的面积是细胞表面积的2倍，说明
课后练习与提高
1、据研究发现，胆固醇、小分子脂肪酸、维生素D等物质较容易优先通过细胞膜，这是因为
(
）
A
细胞膜具有一定流动性
B
细胞膜是选择透过性
C
细胞膜的结构是以磷脂分子层为基本骨架
D
细胞膜上镶嵌有各种蛋白质分子
2.下列哪一种膜结构能通过生物大分子
（
）
A
细胞膜
B核膜
C线粒体膜
D叶绿体膜
3、一分子CO2从叶肉细胞的线粒体基质中扩散出来，进入一相邻细胞叶叶绿体基质内，共穿过的生物膜层数是
（
）
A
5
B
6
C
7
D
8
4、细胞膜上与细胞识别、免疫反应、信息传递和血型决定有着密切关系的化学物质是（
）
A
糖蛋白
B
磷脂
C
脂肪
D
核酸
5、变形虫的任何部位都能伸出伪足，人体某些白细胞能吞噬病菌，这些生理过程的完成都依赖于细胞膜的
（
）
A
保护作用
B
一定的流动性
C
主动运输
D
选择透过性
6、生物膜的流动镶嵌模型认为生物膜是
(
)
①以磷脂双分子层为基本骨架
②蛋白质一脂质一蛋白质的三层结构
③静止的
④流动的
A．①③
B．②④
C．①④
D．②③
7、细胞膜上与细胞识别、免疫反应、信息传递和血型决定有密切关系的化学物质是（
）
A
糖蛋白
B
磷脂
C
脂肪
D
核酸
8、.
细胞膜具有流动性，是指
（
）
A．整个细胞膜具有流动性
B．细胞膜上的磷脂是静止的，蛋白质具有流动性
C．细胞膜中磷脂和蛋白质都具有流动性
D．细胞膜上的蛋白质是静止的，磷脂具有流动性
9、下列有关膜的叙述，错误的是
（
）
A．细胞膜主要由蛋白质分子和磷脂分子组成
B．核膜和内质网膜在结构上有密切联系
C．线粒体膜和叶绿体膜中的蛋白质分子是相同的
D．细胞膜中的大多数蛋白质分子和磷脂分子不是静止的
10、异体器官移植手术往往很难成功，最大的障碍就是异体细胞间的排斥，这主要是由于细胞膜具有识别作用，这种生理功能的结构基础是
（
）
A．细胞膜由磷脂分子和蛋白质分子构成
B．细胞膜的外表面有糖被
C．细胞膜具有一定的流动性
D．细胞膜具有一定的选择透过性
问题探讨引入
对生物膜结构的探索历程
从生理功能入手的科学探究
单位膜模型的提出
新技术带来新模型
流动镶嵌模型的基本内容第四章第3节
物质跨膜运输的方式
课前预习学案
一、预习目标
1物质出入细胞的方式。
2物质跨膜运输方式的探究、判断与应用。
二、预习内容
（一
）物质跨膜运输的方式：
1自由扩散：不需要载体和能量，如水、CO2、O2、甘油、乙醇等。
2协助扩散：需要________，但不需要________，如红细胞吸收葡萄糖。
3主动运输：既需要_______协助，又需要消耗___________，如细胞吸收K＋、Na＋、Ca2＋、氨基酸等。
物质跨膜运输的方式说明生物膜结构特征是_________，功能特性是__________
4大分子物质以________和_____________方式进出细胞，这与细胞膜的___________有关，但不属于跨膜运输。
（二）
影响跨膜运输的因素
1影响自由扩散的因素：
细胞膜内外物质的_________
2影响协助扩散的因素：
细胞膜内外物质的______
细胞膜上运载物质的_____数量。
3能量：凡能影响细胞内产生_____的因素，都能影响主动运输，如________、_____等。
三、提出疑惑
同学们，通过你的自主学习，你还有哪些疑惑，请把它填在下面的表格中
疑惑点
疑惑内容
课内探究学案
一、学习目标：1识记物质出入细胞的方式。
2对物质跨膜运输方式的探究、判断与应用。
学习重点：
物质出入细胞的方式。
学习难点：
主动运输
二、学习过程
（一）物质跨膜运输的方式：
被动运输：1、自由扩散：不需要载体和能量，如水、CO2、O2、甘油、乙醇等。2、协助扩散：需要载体，但不需要能量，如红细胞吸收葡萄糖。
主动运输：既需要载体协助，又需要消耗能量，如细胞吸收K＋、Na＋、Ca2＋、氨基酸等。
物质跨膜运输的方式说明生物膜结构特征是流动性，功能特性是选择透过性。
大分子物质以胞吞和胞吐方式进出细胞，这与细胞膜的流动性有关，但不属于跨膜运输。
（二）三种物质出入细胞方式的图例比较
（三）主动运输的意义：在细胞的生命活动过程中，主动运输起到了重要作用，它使细胞能主动地从外界吸收被选择的物质，供生命活动利用。同样，细胞也能利用主动运输把新陈代谢产物排出细胞外。总之，细胞通过主动运输，摄取、积累物质以及不断排出代谢废物，从而维持细胞组成成分的动态稳定，保证生命活动的正常进行。
（四）影响跨膜运输的因素
1影响自由扩散的因素：细胞膜内外物质的浓度差。
2影响协助扩散的因素：（1）细胞膜内外物质的浓度差。（2）细胞膜上运载物质的载体数量。
3影响主动运输的因素：（1）载体：是细胞膜上的一类蛋白质。a
.载体具有特异性，不同物质的载体不同，不同生物细胞膜上载体的种类和数目也不同。B.载体具有饱和现象，当细胞膜上的载体全部参与物质的运输时，细胞吸收该载体运载的物质的速度不再随物质浓度的增大而增大。
(2)能量：凡能影响细胞内产生能量的因素，都能影响主动运输，如氧气浓度、温度等。
（五）影响物质运输速度的曲线分析
1、物质浓度（在一定浓度范围内）对运输速率的影响曲线：（1）自由扩散的运输方向是由高浓度一侧到低浓度一侧，其动力是两侧溶液的浓度差，在一定浓度范围内，随物质浓度的增大，其运输速率与物质浓度成正比。（2）协助扩散或主动运输的共同点是都需要载体协助，在物质浓度较低时，随物质浓度的增大，运输速率也逐渐增大，到达一定物质浓度时，由于受膜上载体数量的限制，运输速率不再随浓度增大而增大。
2、氧气浓度对物质运输速率的影响曲线：（1）自由扩散和协助扩散统称为被动运输，其运输方向都是从高浓度一侧到低浓度一侧，其运输的动力都是浓度差，不需要能量，因此与氧气浓度无关，运输速率不随氧气浓度增大而改变。（2）主动运输方式既需要载体协助又需要消耗能量。在氧气浓度为零时，通过细胞无氧呼吸供能，但无氧呼吸产生能量较少所以运输速率较低，在一定范围内随氧气浓度升高，有氧呼吸加强，产生的能量逐渐增多，所以运输速率不断加快，当氧气浓度足够高时，能量供应充足，但由于受到载体数量的限制，运输速率不再随氧气浓度增大而加快。
3、图像如下
三、反思总结
四、当堂检测
1、神经细胞间可以通过一种特殊的介质来传递信息，含有传递分子的囊泡与神经细胞内的质膜融合之后再打开，将传递分子释放到神经细胞之外，这属于
（
）
A、主动运输
B、协助扩散
C、胞吐
D、胞吞
2、实验发现，葡萄糖进入红细胞时，如果使用药物限制蛋白质的活性，则葡萄糖的运输速率迅速下降，如果减少能量的供应，却对运输没有影响。由此推断葡萄糖进入红细胞的方式是
（
）
A、自由扩散
B、主动运输
C、协助扩
D、逆浓度梯度运输
3(2008·江苏卷，2)线粒体DNA上的基因所表达的酶与线粒体功能有关。若线粒体DNA受损伤，则下列细胞的功能受影响最大的是
(
)
A．红细胞吸收葡萄糖
B．小肠上皮细胞吸收水
C．神经细胞吸收K＋
D．肺泡细胞吸收氧气
4、（2008广东生物2）甲、乙两种物质分别依赖自由扩散（简单扩散）和协助扩散进入细胞，如果以人工合成的无蛋白质磷脂双分子膜代替细胞膜，并维持其他条件不变，则（
）
A、甲运输被促进
B、乙运输被促进
C、甲运输被抑制
D、乙运输被抑制
5、（2006广东高考）夏季高温时段，用较低温度的地下水灌溉，容易导致农作物萎蔫。其主要原因是
（
）
A、叶片蒸腾剧烈，水分散失快
B、植物体温度下降，气孔关闭
C、根系对矿质元素吸收减少
D、根系渗透吸水下降
6．(2009·南通最后训练)某实验小组要对“低温是否会影响物质的跨膜运输”进行实验探究，设计了如下实验。
实验步骤：
①组装渗透装置两套，分别编号为1、2。
②在两组烧杯中分别加入等量的水，在长颈漏斗中分别加入等量的同一浓度的蔗糖溶液，保持管内外液面高度相等。
③对两组装置进行不同处理：1组用水浴锅加热至37℃，2组的烧杯外加冰块降温。
④两组装置同时开始实验，几分钟后观察记录漏斗的液面刻度变化。
请分析回答下列问题：
(1)本实验是通过测定水分子通过膜的扩散即________作用速率来进行探究的。
(2)此实验的自变量是__________________；为了直观地表示相对速率，用_________________作为因变量。
(3)该实验可能的结果与结论：
①若1组漏斗液面比2组高，则说明____
_______________________
________________________________________________________________________。
②________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
③________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)如果上述实验结果证明了“低温能影响物质跨膜运输的速率”，那么对于生物活细胞来讲，产生这种情况的原因是：
①________________________________________________________________________。
②________________________________________________________________________。
?
课后练习与提高
1．(2008·江苏卷，2)线粒体DNA上的基因所表达的酶与线粒体功能有关。若线粒体DNA受损伤，则下列细胞的功能受影响最大的是
(　
)
A．红细胞吸收葡萄糖
B．小肠上皮细胞吸收水
C．神经细胞吸收K＋
D．肺泡细胞吸收氧气
2．(2008·广东卷，2)甲、乙两种物质分别依赖自由扩散(简单扩散)和协助扩散进入细胞，如果以人工合成的无蛋白磷脂双分子膜代替细胞膜，并维持其他条件不变，则
(　　)
A．甲运输被促进
B．乙运输被促进
C．甲运输被抑制
D．乙运输被抑制
3．(2010·黄冈模拟)丙氨酸进入小肠绒毛上皮细胞和肾小管上皮细胞的共同点是
(　　)
A．需要载体，消耗能量
B．需要载体，不消耗能量
C．不需要载体，消耗能量
D．不需要载体，不消耗能量
4．(2010·浦东模拟)如图不能够表达的生理过程是
(　　)
A．肾小管细胞分泌K＋
B．胰岛细胞分泌胰岛素
C．突触小体释放神经递质
D．肠腺细胞分泌肠液
5．(2009·广东卷，31)某实验小组为了探究细胞膜的通透性，将小鼠肝细胞在体外培养一段时间后，检测培养液中的氨基酸、葡萄糖和尿素含量，发现它们的含量发生了明显变化(如下图)。请回答问题。
(1)由图可知，随培养时间延长，培养液中葡萄糖和氨基酸含量________，尿素含量________。由于在原培养液中没有尿素，推测其是________的产物。
(2)培养液中的氨基酸进入细胞后，其主要作用是________________________________
____________；被吸收的葡萄糖主要通过________作用，为细胞提供__________。
(3)转氨酶是肝细胞内参与氨基酸分解与合成的一类酶，正常情况下这类酶不会排出胞外，若在细胞培养液中检测到该类酶，可能的原因是____________________________。
(4)由(1)和(3)可初步判断，细胞膜对物质的转运具有__________________的特性。
学案答案
课前预习学案
（一）第四章第1节
物质跨膜运输的实例
课前预习学案
一、预习目标：
通过模拟实验探究膜的透性。
二、预习内容
细胞的吸水和失水的原理：发生了_______作用，该作用必须具备两个条件：
1、具有
2、膜两侧溶液具有
。
动物细胞的吸水和失水（以红细胞为例：红细胞膜相当于一层
）：1、当外界溶液浓度＜细胞质浓度时，细胞
。2、当外界溶液浓度＞细胞质浓度时，细胞
。3、当
时，水分进出平衡。
植物细胞的吸水和失水：1、在成熟的植物细胞中，原生质层（细胞膜＋液泡膜＋二者之间的细胞质）相当于一层
。2、成熟植物细胞发生质壁分离的条件是
，发生质壁分离复原的条件是
。
三、提出疑惑
同学们，通过你的自主学习，你还有哪些疑惑，请把它填在下面的表格中
疑惑点
疑惑内容
课内探究学案
一、学习目标：
知识方面：举例说出细胞膜是选择透过性膜
能力方面：1、尝试提出问题，做出假设，对探究活动进行设计
2、进行关于植物细胞吸水和失水的实验设计和操作
教学重点：举例说出细胞膜是选择透过性膜，相当于半透膜
二、学习过程
（一）渗透系统的组成分析及应用：
1、渗透系统的组成（如图）及特点：（1）、半透膜，可以是生物性的选择透过性膜，如细胞膜，也可以是物理性的过滤膜，如玻璃纸。（2）、半透膜两侧的溶液具有浓度差。
2、渗透作用的发生：（1）、若S1溶液浓度大于S2，则单位时间内由S2→S1的水分子数
S1→S2，外观上表现为S1液面
；若S1溶液浓度小于S2，则情况相反，外观上表现为S1液面
。（2）、在达到渗透平衡后，若存在如图所示的液面差Δh，则S1溶液浓度
S2。
3、渗透作用的应用：（1）、比较不同溶液浓度大小
漏斗内
烧杯内
溶液浓度
M
N
现象及结论
①若漏斗内液面上升，则M
N②若漏斗内液面不变，则M
N③若漏斗内液面下降，则M
N
（2）、验证渗透作用发生的条件
A、具有
。
B、具有
。
（二）、物质跨膜运输的其他实例
1、对无机盐的吸收实例
（1）、水稻和番茄对同一离子的吸收量
。
(2)、水稻或番茄对
的吸收量不同。
(3)、人体甲状腺滤泡上皮细胞可以
从血液中吸收碘。
(4)、不同微生物对不同矿物质的吸收表现出较大的
。
2、生物膜的特性：细胞膜和其他生物膜可以让
自由通过，一些
也可以通过，而其他的离子、小分子和大分子则不能通过，因此它们都是
膜。
思考：半透膜和选择透过性膜有哪些异同点？
三、反思总结
(1)、渗透现象
观察课本60页问题探讨中的渗透现象示意图，回答右侧的问题。
总结：通过以上问题，得出发生渗透现象的条件：____________________________
水分的流动方向：___________________。
(2)、动物细胞的吸水和失水
1、哺乳动物红细胞的吸水失水现象
2．动物细胞相当于一个渗透装置。
3．医生给病人进行静脉注射时，常常使用0.9%的生理盐水和5%葡萄糖溶液，为什么？
(3)、植物细胞的吸水和失水
1．植物细胞的吸水和失水现象
2．植物细胞相当于一个渗透装置。
3.把植物细胞和动物细胞放到清水里，结果是否相同？说明理由。
4.根据所学的知识，谈谈你对“合理施肥”的理解.
四、当堂检测
1：下列现象中属于渗透作用的是
（
）
A.
水分子通过细胞壁
B.
葡萄糖分子通过半透膜
C.K+通过半透膜
D.
水分子通过半透膜
2：如图，在U形管中部c处装有半透膜，在a侧加入红色的细胞色素(相对分子质量为13000的蛋白质)的水溶液，b侧加入清水，并使a、b
两侧液面高度一致。经过一段时间后，实验结果将是
(
)
A．a、b
两液面高度一致，b侧为无色
B．a、b两液面高度一致，b侧为红色
C．a液面低于b液面，b侧为红色
D．a液面高于b液面，b侧为无色
3：关于科学探究活动的叙述不正确的是
(
)
A．科学探究活动的正确顺序是提出问题→作出假设→设计实验→进行实验
B.所谓假设就是根据已有的知识和生活经验对提出的问题作出尝试性的回答
C．所谓提出问题就是对实验设计提出问题，对实验设计中有可能出现的问题作出判断
D.设计实验是紧紧围绕假设进行的，是对假设的检验。
4：放在O.3
g／mL的蔗糖溶液中，不会发生质壁分离的一组细胞是
(
)
①洋葱根尖分生区细胞
②人的口腔上皮细胞
③洋葱鳞片叶表皮细胞
④干种子细胞
⑤蛔虫卵细胞
⑥洋葱根尖的根冠细胞
A．①②④⑤
B．①④⑤⑥
C．①②④⑥
D．②③④⑤
5：植物细胞发生质壁分离复原时，水分子依次通过的结构是
(
)
A．细胞壁、细胞膜、细胞质、液泡膜
B．细胞膜、细胞质、液泡膜
C．液泡膜、细胞质、细胞膜、细胞壁
D.细胞膜、液泡膜、细胞质
6：对植物细胞质壁分离和复原实验进行分析，下列叙述中得不到证实的是
(
)
A.原生质层具有选择透过性
B.细胞处于生活状态或已死亡
C.细胞液和周围溶液的关系
D.溶质分子进出细胞的方式
7：某同学在缺少实验仪器的情况下，做了这样一个实验，将生鸡蛋大头的蛋壳去掉，保留壳膜完好，将小头打破，让蛋清和蛋黄流出，如图所示。然后，在蛋内灌上清水，把它放在O.3
g／mL的蔗糖溶液中，并且用铅笔在鸡蛋壳上标上最初的吃水线，半小时后，他发现鸡蛋上浮，原吃水线高出水面。请分析：
(1)鸡蛋壳上浮的原因是
。
(2)如果里面是蔗糖溶液，外面是清水，蛋壳将会
。
(3)本实验中相当于渗透装置中的半透膜的是
，还可用作半透膜的材料有
。
课后练习与提高
1、红细胞悬液为不透明的红色液体，而红细胞发生溶血（红细胞破裂）后，溶液会逐渐透明，所以可通过红细胞悬液澄清的速度判断红细胞溶血速度，进而根据红细胞溶血速度来判断物质进入红细胞的速度。
（1）实验目的：设计实验判断葡萄糖和甘油进入红细胞的速度。
（2）试剂用具：稀释的羊的红细胞悬液、0.3mol·L－1的葡萄糖溶液、0.3mol·L－1的甘油溶液、试管、量筒、计时器、试管架、记号笔。
（3）实验步骤
第一步：取2支试管，分别标记为A、B。
第二步
第三步:
（4）结果结论
①如果加入葡萄糖的试管内溶液透明所用的时间短，说明
②如果
，说明甘油比葡萄糖进入细胞的速度快。
③如果
，说明
（5）实验思考
根据研究得知，0.3mol·L－1的葡萄糖溶液和0.3mol·L－1的甘油溶液都是红细胞的等渗溶液，为什么还会使红细胞发生溶血？
2、下列实例中，最能体现植物细胞渗透失水和吸水原理的是
（
）
①将萎蔫的菠菜放入清水中，不久变得硬挺；②将大豆种子浸入清水后，种皮变软，体积膨大；③用糖拌西红柿，西红柿变软，渗出许多汁水；④洋葱鳞片叶的表皮细胞发生质壁分离和质壁分离复原
A、①
B、②③
C、④
D、①④
3、用完全培养液在两个相同容器内分别培养水稻和番茄苗，假设两植物的吸水速率相同，一段时间后，测定培养液中各种离子与实验开始时各种离子浓度之比如图所示。该实验的结果不能说明（
）
A、不同植物对各种离子的需要量是不同的
B、与番茄相比，水稻对Si4＋需要量大，对Ca2＋需要量小
C、不同植物根尖细胞膜上载体的种类和数量是不同的
D、植物对各种离子的吸收速率与溶液中离子的浓度有关
4、（2008上海生物20）在保持细胞存活的条件下，蔗糖溶液浓度与萝卜条质量变化的关系如右图。若将处于b浓度溶液中的萝卜条移入a浓度溶液中，则该萝卜条的质量将
（
）
A、不变
B、增大
C、减小
D、先增后减
溶液
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
质量变化率
＋8%
－6%
－4%
0
5、（2006上海高考）将相同的四组马铃薯条分别浸入四种溶液中，一小时后测定薯条质量变化的百分率，结果如下表。下列叙述中正确的是（
）
A、Ⅰ的浓度最低
B、Ⅱ的浓度较Ⅲ低
C、Ⅳ的浓度最高
D、Ⅳ可能是蒸馏水
答案：当堂检测第四章
第3节
物质跨膜运输的方式
一、教材分析
本节内容属于细胞的功能之一──物质的输入和输出。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。可见本节所属的章节内容对学生理解细胞是基本的生命系统有着重要的意义。
二、教学目标
1知识目标：说明物质进出细胞的方式；简述主动运输对细胞生命活动的意义。
2能力目标：进行图表数据的解读。
3情感态度价值观：强调积极参与讨论，主动思考。
三、教学重点、难点及解决方法
1、教学重点：物质进出细胞的方式。
解决方法：
（1）介绍扩散现象，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）葡萄糖不能通过无蛋白质的脂双层，却能通过细胞膜，总结协助扩散的概念。
（3）列举逆浓度梯度跨膜运输现象，总结出主动运输的概念。
2、教学难点：主动运输
解决方法：通过列举逆浓度梯度跨膜运输的现象，播放相关的多媒体动画，讲清主动运输的概念及特点。
四、学情分析
学生已经具备了细胞膜的结构、水跨膜运输的实例的基础，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。、教学方法：直观教学法、讲授法、讨论法。
五、教学方法
1．学案导学：见前面的学案。
2．新授课教学基本环节：预习检查、总结疑惑→情境导入、展示目标→合作探究、精讲点拨→反思总结、当堂检测→发导学案、布置预习
六、课前准备
1．学生的学习准备：利用《课前预习学案》预习
2．教师的教学准备：多媒体课件制作，课前预习学案，课内探究学案，
七、课时安排：1课时
八、教学过程
(一)预习检查、总结疑惑
检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑，使教学具有了针对性。
（二）情景导入、展示目标。
[问题探讨]给学生呈现P70图，提出下列讨论题：1、什么样的分子能够通过脂双层？什么样的分子不能通过？
2、葡萄糖不能通过无蛋白质的脂双层，但是小肠上皮细胞能大量吸收葡萄糖，对此该如何解释？
3、观察此图，你还能提出其他问题吗？
学生讨论后回答。
（三）合作探究、精讲点拨。
探究—发现活动
探究—发现活动一
在学生自学完后，我希望学生能按照表格归纳出三种跨膜方式的特点和所需的条件。于是，我设计了以下表格（预先印发），让小组合作填写。
物质的跨膜运输的方式：________。
物质跨膜运输主要与该物质的________、________、________、________、________等条件有关。
项　　目
自由扩散
协助扩散
主动运输
膜外、膜内浓度高低
是否需载体蛋白
是否消耗ATP
实例
探究－发现活动二
为了让学生更深刻地理解细胞内的物质跨膜的过程，我提问：既然我们都了解了物质的三种跨膜方式所需的条件以及它们的特点，那么甚微观的过程是怎样的呢？下面，请大家补充并完成下图。
（1）自由扩散。
当细胞外O2的浓度＞细胞内O2的浓度
或者　　细胞外CO2的浓度＜细胞内CO2的浓度
（2）协助扩散。
根据以往的教学经验，学生对物质的进出有个误区，认为物质的进出只与细胞膜内外有关系，而没有抓住关键──浓度梯度。于是，我在自由扩散的图中，设计了“细胞内外O2与CO2的扩散”，让学生从绘图中得知物质的进出与它的浓度有关。另外，一些离子和小分子有机物进出细胞的方式可以是多种的，于是，我在协助扩散和主动运输的图中，都以葡萄糖为例，让学生能体会到这一点。
探究－发现活动三
为了落实课程标准的新理念，培养学生运用数学思维进行“探究”，我设计了第三个
活动。
细胞的物质运输速率与浓度差的关系的实验探究，在中学课堂上是不可能实现的，如果凭空让学生去绘出曲线图，不符合学生认知的规律。为此，我收集了大学做自由扩散实验的数据，给学生分析数据，绘出曲线图，但协助扩散和主动运输则不提供数据，目的是为了考查学生是否能从自由扩散的物质运输速率和浓度差关系中推断出其他两种方式的曲线图。
请绘出下列曲线图
（1）自由扩散。
O2跨红细胞膜时的运输速率：
结论：物质的运输速度与物质浓度差成_____关系，自由扩散过程只受________影响。
（2）协助扩散。
结论：在一定浓度范围内，
物质的运输速率与物质浓度成____关系，协助扩散过程中物质运输速率受________限制。
（3）主动运输。
结论：在一定范围内，物质的运输速率与物质的浓度差成____关系，超过一定的物质浓度范围，物质运输速率_________。
活动三需要的探究能力较强，它要求学生用数学的思维推断协助扩散和主动运输的曲线图。在课堂教学中，由于有了第一组数据，较多小组能正确完成自由扩散的曲线图，并得出正确的结论。在协助扩散中，不少小组忽略了载体数目的限制，依旧画出和自由扩散一样的曲线图。而主动运输的曲线图的绘制更是高潮，学生激烈地争议到底是反比还是正比的关系，还有物质运输速率的最小值，而刚好发言的小组代表是数学科代表，他用语准确，还在黑板上绘出物质进出细胞的图，举出一些简单的假设数据来比喻，生动地解释了主动运输的物质运输速率与物质的浓度差成反比的关系，还有物质的速率的最小值可以达到零的结论。
（四）反思总结、当堂检测
最后，我用课件小结主动运输的特点，帮助学生理顺讨论中对主动运输的特点的思路。而其他的运输方式：胞吐、胞吞，则由我来讲授，点出关键的知识点即可。
【思考感悟】要确定某种物质的运输方式，关键应该抓住那些方面？
（1）分析被运输的物质是否通过细胞膜；（2）明确被运输物质微粒的性质（大分子、小分子、离子）；（3）分析物质通过细胞膜的转运方向，是否需要载体协助，是否需要消耗能量。
（五）发导学案、布置预习。
我们已经学习了在下一节课我们一起学习了物质跨膜运输的方式
。这节课后大家可以先预习第五章《细胞的能量供应和利用》的第一节《降低化学反应活化能的酶》这一部分内容，着重分析科学家是如何设计实验，如何得出恰当的结论的。并完成本节的课后练习及课后延伸拓展作业。
设计意图：布置下节课的预习作业，并对本节课巩固提高。教师课后及时批阅本节的延伸拓展训练。
九、板书设计
第３节
物质跨膜运输的方式
一、小分子和离子的跨膜运输
项　　目
自由扩散
协助扩散
主动运输
膜外、膜内浓度高低
膜外高，膜内低
膜外高，膜内低
膜外低、膜内高
是否需要载体蛋白
不需要
需要
需要
是否消耗ＡＴＰ
不需要
不需要
需要
实例
Ｏ２、ＣＯ２、甘油、乙醇、苯、水
红细胞吸收Ｃ６Ｈ１２Ｏ６
Ｎa＋、K＋、Ca2＋、氨基酸
二、大分子的跨膜运输方式
1、胞吞
2、胞吐
十、教学反思
1.本节内容的整个教学过程设计为一种“指导型探究”过程，倡导探究性学习。在自主探究的过程中对学生的能力提出了较高的要求，教师要及时帮助学生解决探究实验和探究性学习过程中遇到的问题。教师在课堂上要细致地关注学生的即时表现、学生的观点和发言，通过关注学生的兴奋和疑惑，再对自己何时参与指导、如何进行指导作出决策。
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。

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