細胞內外的物質交換課題第三章第一節(jié)細胞內外的物質交換1.細胞膜的成分、功能、流動鑲嵌模型的基本內容2.物質進出細胞的方式1.教學難點點2.主動運輸1.闡述組成細胞膜的成分知識目標學知識目標學能力目目標標1.探討在建立生物膜模型的過程中，實驗技術的進步所起的作用3.說明物質進出細胞的方式4.簡述主動運輸對細胞生命活動的意義教5.簡述生物膜的結構通過設計和分析實驗，培養(yǎng)學生的科學探究能力2.2.探討建立生物膜模型的過程如何體現(xiàn)結構與功能相適應的觀點標3.強調積極參與討論，主動思考3.強調積極參與討論，主動思考透教學方法講授法、直觀教具法、討論法、啟發(fā)式課時安排教學內容教學過程個人教學札記第一課時導入：(圖片)人以及其他動物植物的生命活動離不開物質。除病毒外，生物的生命活動需要與外界環(huán)境不斷進行物質交換。那么，生物是怎樣與外界環(huán)境進行物質交換的呢？(出題)第三章第一節(jié)細胞內外的物質交換生物體的一切生命活動都是通過細胞進行的。細胞不僅系統(tǒng)是生物體的結構單位，而且是一個充滿生命活動的開放系統(tǒng)。一方面，生活的細胞能不斷地與外界環(huán)境進行物質交換，將所需的營養(yǎng)物質運進來，代謝廢物排除出；另一方面，細胞有能不斷地與外界環(huán)境進行信息交流。其中，細胞壁和細胞膜的結構和功能決定了細胞是一個充滿生命活動的(板書)一細胞是一個開放的生命系統(tǒng)<一>細胞壁的全透性1.細胞壁的成分纖維素和果膠(主要)—細胞壁的基本骨架纖維素和果膠都具有很強的親水性。溶于水中的任何物質都能隨水透過細胞壁。細胞壁是一個全透性的結構。木質素——支持、維護細胞形態(tài)、防止細胞過度吸水而破裂2.細胞壁的功能——支持保護、參與代謝3.功能特性——全透性4.應用對了解植物細胞的生命活動具有重要意義在工業(yè)生產上具有重要的價值<二>細胞膜的選擇通過性細胞是一個開放的系統(tǒng)，每時每刻與環(huán)境進行著物質交換。物質的進出都要經過細胞的邊界——細胞膜。接下來我們共同來模擬細胞膜的通透性。演示“模擬細胞膜的通透性實驗”，先介紹實驗裝置，再指P的表格。說明長頸漏斗中的Cu2+透過玻璃紙進入了燒杯物質從濃度高的地方向濃度低的地方移動的過程，叫做擴B的水沒有變紅說明紅墨水的染料分子不能透過玻璃紙說明水分子可以通過玻璃紙向漏斗內擴散這種水分子(或其他溶劑分子)通過半透膜的擴散，叫做滲滲透作用產生的條件：①具有半透膜；②半透膜兩側的溶液具有濃度差。滲透作用的原理：當溶液濃度A>B時，水分子就通過半透膜由B流向A；當溶液濃度A<B時，水分子就通過半透膜由A流向B；當溶、滲透作用等概念第二課時<一>細胞膜的探索歷程師：科學家對生物膜結構的探索經歷了漫長的歲月，讓我們1855年，瑞典科學家奈利做了一個實驗，他用微細的探針向細胞內刺入時，在顯微鏡下看見細胞出現(xiàn)皺褶，同時還感受到阻力；一旦針尖刺破細胞，進入到細胞內部，阻力就消失了。這表明，細胞表明有一層薄的膜，即細胞膜。那么，細胞膜的結構是怎樣的由哪些物質組成科學家又做了如(介紹奧弗頓的實驗)設問1：奧弗頓的實驗說明細胞膜中含有什么物質(脂質)師：組成細胞膜的脂質是磷脂。一個磷脂分子有兩條疏水性的“尾巴”，和一個親水性的“頭部”。練習：判斷單個磷脂分子在空氣-水界面上的存在形式？(介紹戈特和格倫德爾的實驗)設問2：本實驗能得出什么結論(細胞膜中磷脂是雙層的)設問3：細胞膜中出了磷脂外，還有沒有其他物質？(介紹丹尼利和戴維森的實驗)膜的結構總結：細胞膜主要由磷脂和蛋白質構成，并且磷脂是雙層為了合理地解釋細胞膜的各種生物學特性，科學家先后和尼克爾森總結了當時有關細胞膜結構的模型及各種新的技術研究成果，提出最有代表性的細胞膜液態(tài)鑲嵌模型。(展示模型)師：請觀察細胞膜液態(tài)鑲嵌模型，歸納細胞膜的特點<二>細胞膜的結構特點1.細胞膜由磷脂分子和蛋白質分子構成。磷脂雙分子層構成膜的基本骨架磷脂分子的狀態(tài)：親水性的頭部排在外側，疏水的尾部排在2.蛋白質分子的分布不對稱，有的排列在磷脂雙分子層表面；有的嵌入或貫穿磷脂雙分子層膜的功能主要由蛋白質承擔，功能越復雜的細胞膜，其蛋白質含量越高，種類越多3.構成細胞膜的磷脂分子和蛋白質分子大多是可以流動的4.細胞膜外表面糖類分布，有的與蛋白質結合成糖蛋白，有的與脂質結合成糖脂，稱為糖被糖被的作用：保護、潤滑、細胞識別、細胞間的信息傳遞。注意：糖被一側為細胞外側<三>細胞膜的功能1.將細胞與外界環(huán)境分隔開2.控制物質進出細胞3.進行細胞間的信息交流生物膜功能性特點：選擇透過性總結：重點回顧生物膜的液態(tài)鑲嵌模型的基本內容第三課時(復習)前面我們已經學習了細胞壁的結構和細胞膜的鑲嵌流動模型，知道水和一些物質可以通過細胞膜進入細胞。但是，我們還沒有了解到，物質究竟是進入細胞膜的通過什么樣的方式進行跨膜運輸這些將是我們這節(jié)課學習的內容。<一>自由擴散原生質層：細胞膜和液泡膜以及這兩層膜之間的細胞質。[讓學生回憶日常生活的現(xiàn)象]當你把白菜剁碎準備做餡時，常常放一些鹽，過一段時間后萎蔫的青菜放入水中一段時間后會變硬挺。(吸水)進出細胞么會有水分滲出萎蔫的青菜放入水中為什么會變硬挺水分是如用較高濃度的蔗糖溶液處理植物細胞時，細胞中的水分會向外滲透。細胞失水后，原生質層會發(fā)生收縮，與細胞壁分離，這就是質壁分離現(xiàn)象，如果用水代替蔗糖，發(fā)生質壁分離的細胞又會恢復正常。(播放flash)師：細胞質壁分離和復原與外界溶液濃度有什么關系？1.外界溶液濃度＞細胞液的濃度，細胞失水。即細胞發(fā)生了質壁分離2.外界溶液濃度＜細胞液的濃度，細胞吸水。即細胞發(fā)生了質壁分離復原質壁分離及復原的運用：1.判斷細胞生活狀態(tài)①發(fā)生質壁分離和復原——活細胞②不發(fā)生質壁分離和復原——死細胞2.在農業(yè)生產中，為什么會由于施肥不當而產生“燒苗”現(xiàn)象為什么干旱情況下作物會發(fā)生枯萎現(xiàn)象，澆水后有時會恢復正常生長，有時候不能恢復正常生長過多施肥導致土壤溶液濃度過大，細胞不能吸水甚至失水，從而產生燒苗現(xiàn)象。干旱情況下有的植物已經死亡，澆水仍不能恢復正常。總結：通過上面的實驗可以證明，水分子可以滲透作用進出細胞，而蔗糖分子等其他物質則不能自由地進出細胞，且水分子是從單位體積水分子數量多的一側向少的一側轉運，這種物質通過簡單的擴散作用進出細胞的方式叫做自由擴散。H2O、O2、CO2、甘油、乙醇、苯等小分子物質，都可以通過觀看自由擴散動畫，歸納自由擴散的特點。(從高濃度的一側向低濃度的一側，不需要載體，也不需要能量)<二>協(xié)助擴散師：我給大家展示一下跨膜運輸的示意圖大家仔細看，然后總結一下跨膜運輸的特點。葡萄糖的跨膜運輸，并不是簡單地通過磷脂層，而是需為載體蛋白。進出細胞的物質借助載體蛋白的擴散，叫做協(xié)助擴散。葡萄糖由血漿進入紅細胞。特點：從高濃度的一側自由擴散和協(xié)助擴散有哪些不同點又有哪些共同點共同點：兩者都是順物質的濃度梯度進行運輸；都不需要細不同點：后者需要蛋白質的協(xié)助才能實現(xiàn)。自由擴散和協(xié)助擴散共同的特征是都從高濃度到低濃度擴散，都不需要消耗能量，針對這一點，我們可以把它們歸為一類------被動運輸。哪位同學能概括一下被動運輸的概念自由擴散和協(xié)助擴散這兩種物質跨膜運輸方式都是順濃度梯度進行的，不需要消耗能量，我們將其稱為被動運輸?！歼^渡〗從上邊我們總結的被動運輸的特點，我們可以看到，被動運輸總是從濃度高的一側向濃度低的一側進行的，但新陳代謝過程中，不可能細胞內的物質濃度總是低于細胞外。如果物質從細胞膜低濃度的一側向高濃度的一側運輸又該采取怎樣的運輸方式呢這就是我們今天講的第三個物質跨膜運輸的方式——主動運輸<三>主動運輸大家想一下如果把物質的跨膜運輸比喻成我們在搬東西，剛才的被動運輸就好像從高處往低處搬，我們可以把東西扔下去，而不消耗自身能量。那么被動運輸就好比把東西從低處搬到高處去。是不是我們必須得費點勁兒才能把它搬上去啊大家看黑板,我們一起總結一下主動運輸的概念。物質通過細胞膜從濃度低的一側向濃度高的一側運輸時，需要消耗細胞內新陳代謝所釋放出的能量，并且需要載體蛋白的協(xié)助，這種方式叫主動運輸。如I-、Na+等物質的跨膜運輸。特點：從濃度低的一側向濃度高的一側，需要載體蛋白協(xié)助，同時需要能量。主動運輸的意義：使得活細胞能夠按照生命活動的需要，主動地吸收所需要的營養(yǎng)物質，排出新陳代謝產生的廢物和對細胞有害的物質。小結：到這里，我們已經將小分子物質運輸需要能量與不需要能量、需要載體與不需要載體都學習完了，大家回顧一三種物質跨膜運輸方式的異同<四>胞吞和胞吐運輸方向是否需要載是否需要能常見實例體量自由擴散協(xié)助擴散主動運輸我們在初中學習過，生物體的免疫系統(tǒng)可以將外來的大分子異物吞噬，這種過程又是如何實現(xiàn)的？大家請看屏幕。(演示胞吞動畫)通過這個動畫我們可以看到，當大分子物質要通過細胞膜進入細胞時，需要首先與膜接觸，細胞膜內陷形成小囊，接著小囊分離形成囊泡，從而最終進入細胞內部，我們將這種運輸方式稱為胞吞。同樣的道理，當細胞需要向外排出異物時，也是首先形成囊泡，接著囊泡移動到細胞膜處，與細胞膜融合，從而將大分子物質運送出去。我們將其稱為胞吐。<五>人工膜的研制與應用(選學)人工膜研制的理論基礎：細胞膜的選擇透過性1.對海水淡化處理或對污水進行處理，還可以制成人工腎進2.利用細胞膜含有脂質成分，人工合成人工膜來包裹藥物降低藥物對正常組織細胞的毒害作用。3.研究農作物的抗性機理，培育和改良農作物的品質。到這里為止，我們已經將本節(jié)內容學習完了，請大家梳理出本節(jié)主要內容，我們一起歸納。練習1.細胞跨膜運輸方式分為和兩種類型；被動運輸分為和。和。和。和。2．小腸上皮細胞含有大量的線粒體，與這一結構特征相適應的細胞膜功能是()A．自由擴散B．協(xié)助擴散C．主動運輸D．滲透作用3．下列物質中以相同方式通過細胞膜的是()A.甘油和二氧化碳B．K+和水C．氨基酸和水D．葡萄糖和氧氣4．用呼吸抑制酶處理小腸上皮細胞，細胞對下列物質吸收量不變的一組是()A．Na+、氨基酸和葡萄糖22C．K+、氨基酸和葡萄糖5．下圖表示一個動物細胞內外不同離子的相對濃度，由圖分析可知維持細胞內外濃度依靠()AA、自由擴散B、協(xié)助擴散C、主動運輸D用板書設計第三章第一節(jié)物質進出細胞的方式一、細胞是一個開放的生命系統(tǒng)<一>細胞壁的全透性1.細胞壁的成分纖維素和果膠(主要)3.細胞壁的功能3.功能特性——全透性4.應用<二>細胞膜的選擇通過性二、細胞