(教案)被动运输

教学内容

师生互动

设计意图

设置问题情景，复习旧知，激发探索欲望。

教师提问：细胞作为最基本的生命系统其边界是什么？有什么功能？

设疑：

1．物质进出细胞是否受到细胞膜的控制？

2．活细胞中有哪些化合物，含量最多的是？

3．不同的物质是如何进出细胞的？

学生活动：

思考讨论相关问题，明确物质的进出必须要受细胞膜的控制。

引导学生寻找新旧知识的结合点，引起认知冲突，激发探索新知的欲望。

渗透作用

教师活动：

组织学生阅读“问题探讨”关于渗透现象的演示图；投影演示渗透作用的动态过程，引导学生思考：

1．蔗糖分子和半透膜两侧的水分子是否都通过半透膜？

2．半透膜两侧水分子的通过数量一样吗？为什么？

3．漏斗的液面会无限上升吗？为什么？

4．如果烧杯中不是清水，而是同样浓度的蔗糖溶液，结果又会怎样？原因？

5．如果用一张纱布代替半透膜，结果会怎样？原因？

学生活动：

观察渗透作用的发生过程，小组讨论分析原因、思考回答相关问题。

结合问题自主构建渗透作用的概念及条件。

师生共同归纳总结：

1．渗透作用：水分子（或其他溶剂分子）经过半透膜由低浓度溶液向高浓度溶液的扩散过程。

本质：顺着相对浓度梯度的运动。

2．条件：具有半透膜；半透膜两侧的溶液浓度不同

利用动画演示，增强直观感；设计“问题串”是为了以问题驱动学习，引导学生自主、探究、合作，最终完成对知识的主动建构。

水进出细胞的原理

教师活动：

引导学生回忆利用红细胞制备细胞膜的实验，组织学生讨论分析：

1．图中所示的红细胞出现了什么现象？为什么？

2．当外界溶液的浓度低时，红细胞一定会由于吸水而涨破吗？

3．红细胞内的血红蛋白等有机物能透过细胞膜吗？这说明红细胞的细胞膜相当于“渗透装置”中的什么装置？

4．你认为红细胞的吸水和失水多少取决于什么条件？

学生活动：

小组讨论分析红细胞吸水和失水的原因，进而归纳出：红细胞吸水和失水的条件，红细胞的细胞膜相当于半透膜，动物细胞相当于一个渗透装置。

培养学生观察、比较和分析、总结，进而得出科学结论的能力。阅读课文中的资料分析，展开讨论，分别回答讨论题

探究植物细胞的失水和吸水

教师活动：

实物演示“萝卜条的吸水和失水现象”，引导学生思考萝卜条变软变硬的原因是什么？

学生活动：

观察现象，思考教师所提出的问题，交流与动、植物细胞吸水和失水相关的实例并分析原因。尝试从生活实例中提出问题、做出假设。

提出问题：植物细胞在什么情况下失水和吸水？失水和吸水的条件是什么？水分子是如何进出细胞的？

教师引导分析：这些问题那些是有价值的值得探究的？

因为细胞膜和液泡膜都属于生物膜，与红细胞的细胞膜在组成上和结构上都非常相象，所以由细胞膜、液泡膜和这两层膜之间的细胞质组成的原生质层也应该是半透性的，相当于半透膜。所以植物细胞的失水和吸水应该和动物细胞一样，也是通过渗透作用吸水和失水的。那么如何做出假设呢？

学生活动：

思考交流讨论，表达自己的观点。

做出假设：植物细胞在高浓度溶液中失水，在低浓度溶液中吸水。

教师：怎样才能够知道我们的假设是否正确呢？

学生：做实验。

教师：怎么去做实验，做实验之前我们要做哪些准备工作呢？

学生：先应该设计实验方案。

教师：引导学生设计实验方案，组织学生具体实施实验。

学生活动：实施实验，及时记录和观察实验现象完成下面表格：

思考与讨论：

1．植物细胞的结构特点是什么？它会由于过多的吸水而涨破吗？若液泡是无色的，容易观察到吸水和失水的现象吗？这与选材有关吗？

2．什么情况下植物细胞会失水，现象如何？什么情况下植物细胞会吸水，现象如何？

3．成熟的植物细胞能看作一个渗透装置吗？如果能，那什么结构可看成半透膜？

4．你的实验结果是什么？与预期相吻合吗？如果不符合，你认为应当作何解释？

师生共同归纳总结：像水分子这样，物质以扩散方式进出细胞，不需要消耗细胞内化学反应所释放的能量，这种物质跨膜运输方式称为被动运输。被动运输又分为自由扩散和协助扩散两类。

生物膜是如何对物质进行选择的？作为主要成分的磷脂分子和蛋白质在物质运输过程中分别起着什么作用？该怎样研究它们在物质运输过程中各自的功能呢？

结合生活实际，有利于提高学生对生物学知识运用的能力和生物科学养素，同时引导学生善于从生活的实例中发现问题、提出问题、做出假设。

在教师设置问题的引导下，逐渐掌握新知识。

逐步掌握探究实验的具体步骤，培养学生的科学探究能力。

培养学生的实验操作技能。

通过问题的具体讨论，加深学生对知识的理解和应用，培养求实、质疑、探索的精神。

及时归纳总结，帮助学生巩固所学知识。

引出下面所要学习的内容

自由扩散

教师展示：科研人员制作出了人工无蛋白质的脂双层膜，检测了不同物质跨膜运输的情况。

思考与讨论：图中哪些物质可以通过人工膜，哪些物质不能通过？气体、脂溶性小分子是如何通过人工膜的呢？

学生归纳：

通过观察得出，气体、脂溶性小分子可以通过，葡萄糖、氨基酸、离子不能通过人工膜。

教师演示：打开提前泡好的咖啡，将咖啡倒入清水中。

提问：闻到什么味道？观察到什么现象？这是属于什么过程？具有什么特点？

学生回答：扩散；高浓度向低浓度运输。

教师设疑演示：气体在细胞内是不是也是通过扩散进出细胞呢？利用多媒体展示肺泡与空气的气体交换动画。

提问：与进出细胞的方向与气体分子的浓度有关吗？运输方向如何？

学生观察气体进出肺泡过程，思考问题：与都是高浓度向低浓度运输。

师生共同归纳：自由扩散：物质通过简单的扩散作用进出细胞的过程。

渗透科学探究思维，体现结构与功能相适应的观点。

观察现象，发现问题。

唤醒学生元认知——扩散的认识，为后面的学习奠定基础。

通过动态媒体演示，将微观的生物学现象及过程变得形象化、具体化，

通过学生对概念的感性认识进而上升到理性认识。

协助扩散

教师再次展示不同分子和离子跨膜运输情况。

提问：葡萄糖不能通过无蛋白质的脂双层，但葡萄糖作为最主要的能源物质，它是如何进入红细胞，随血液循环被运输到全身的？人工膜与细胞膜有何不同？蛋白质具有哪些功能？葡萄糖进入红细胞是不是和蛋白质有关呢？

学生预设：人工膜没有蛋白质，蛋白质具有运输载体的功能。

教师演示动画：葡萄糖进入红细胞的过程

教师提问：观察葡萄糖跨膜运输的方向是怎样的？它和自由扩散相比有什么不同之处？

学生回答：运输方向是从高浓度向低浓度运输，与自由扩散的不同之处在于有载体蛋白的协助。

师生共同归纳：协助扩散：进出细胞的物质借助载体蛋白的扩散。

观看动画，感性与理性相结合。

总结

师生共同总结：自由扩散与协助扩散有何共同特点？

被动运输：由高浓度向低浓度转运，也叫顺浓度梯度转运。

两种方式的对比，强化概念。