物质跨膜运输的实例范例(3篇)
物质跨膜运输的实例范文
1“物质跨膜运输的实例”教材分析
1.1教材分析
人教版从《必修1・分子与细胞》“物质跨膜运输的实例”一节开始介绍细胞的功能，承接了前面3章所介绍的细胞的分子组成和细胞结构。这一章围绕细胞膜的结构和功能，由浅入深，由感性到理性，循序渐进地向学生说明了细胞膜的结构和功能，以及二者相统一的观点。“物质跨膜运输的实例”这一教学内容一个重要的知识点是渗透的原理，教材中采用半透膜的物理装置通过液柱的移动来呈现渗透现象。
1.2对“物质跨膜运输的实例”常用的教学方式分析
（1）常用的教学方式：
利用物理渗透装置介绍渗透的相关原理，再引入对哺乳动物红细胞以及成熟的植物细胞吸水和失水现象的分析比较是教师对这部分内容常见的教学程序：①教师从生活经验入手，用墨水在清水中的扩散等为例，吸引学生注意力，引导学生进入学习情境。对于物理渗透装置，多数教师的处理方式是围绕渗透作用发生的两个条件――具有半透膜、存在浓度差，设计实验或围绕课本“问题探讨”中的三个问题设计问题串。传统教学中，部分的学习以学生认识到渗透作用发生的两个条件为最终目标，然后教师以这一学习结果为前提，帮助学生理解动植物细胞的渗透实验；②通过回忆以哺乳动物红细胞为材料制备细胞膜的实验，教师带领学生分析实验现象、条件等，然后将其与物理渗透装置进行类比，得出哺乳动物红细胞的细胞膜相当于一层半透膜，并继续推广到其他动物细胞；随后，对于成熟植物细胞，教师引导学生分析成熟植物细胞的结构特点。结合前面两个实验，教师可以引导学生提出问题：“水分跨成熟植物细胞的运输是通过渗透作用完成的吗？”然后，用渗透的观点作出假设；最后师生通过完成成熟植物细胞质壁分离和复原实验以及类比前面两个实验来验证假说。
（2）教学分析：
以上教学看似完美，但在访谈中仍发现学生在学过“物质跨膜运输的实例”一节后仍有这样的疑惑：从物理学概念“力”的角度看，支持上升的这一段液柱的力是什么力？从“能量”的角度看，物理学中的重要思想――能量守恒定律讲的是能量不可能凭空产生，也不可能凭空消失，它只能从一种形式转化成另一种形式，那么，上升的一段液柱所带来的重力势能的增加是从何而来？由于漏斗内是蔗糖溶液，烧杯里是清水，即漏斗内的蔗糖溶液浓度始终高于烧杯中溶液，按照课本上的思路，水分子理应持续不断的从烧杯中向漏斗中渗透，那么，水分子的运动究竟怎样能够达到平衡呢？
这些疑问说明学生并没有真正理解渗透现象的科学原理，只是暂时记住了渗透作用发生的两个条件，而对于为什么满足了这两个条件就会有液面升高没有深刻的认识，也不能深刻地理解这两个条件的意义。教材所隐含的大量教学资源也需要被挖掘，如对于物理渗透装置中涉及到的能量、渗透压等概念。只有当学生将新知识与原有的能量、压强等知识结合起来，对这液柱进行深入的讨论，上述隐藏在学生思维深处的困惑才会外显出来，所以对这段上升液注的讨论是突破现象看本质的钥匙。
2相关文献探讨
通过对中国知网收录的相关文献的查阅，共收集到三篇关于对该节内容教学策略进行探讨的论文。①汪忠教授（2006年）关于这一节教学的研究，建议通过演示实验让学生观察现象，从现象中得出结论，实现从现象到结论的过程，并且改进实验装置，培养学生提出问题、设计实验、进行实验、得出结论的科学素养。②刘小平（2011年）以杠杆平衡演示实验为切入点，以问题为导向进行探究实验，通过层层铺垫、巧设“路标”引领学生自主提出问题、探究问题、获得结论。③洪永清（2015年）提出通过观察渗透现象，探究动物细胞在不同浓度溶液中形态发生变化的原因，实施“植物细胞的质壁分离和复原”实验等教学过程，使学生在习得相关知识的同时领悟科学探究的一般过程和方法。这三种教学策略各有特点，教学目标都以领悟探究过程、培养探究能力为主，但都是局限在生物学这一范畴进行讨论。这使得这一部分内容成为了知识海洋中的一个孤岛，学生回忆起这一内容时，很难和其他学科知识建立联系。
文献查阅还可知有教师也发现学生对动态平衡机理产生疑惑，但对此的教学建议是用化学反应中的动态平衡原理来类比解释，并没有解答与该现象发生有关的能量的原理。这样的教学处理易导致学生通过浅层表象来记忆，根本上没有摆脱机械记忆的桎梏。只有当学生能够从“渗透压”与“能量转化”关系这一知识层次解释这一现象时，知识框架才会在学生脑子里建立起来，形成真正的科学知识体系。
2基于跨学科教学角度的教学建议
2.1理解“渗透”的科学过程
在科学术语中，扩散是指物质中的分子由高浓度向低浓度运动，直至均匀分布、达到动态平衡的现象。很多教师从扩散的概念出发，将水的运动方向总结为：水分子的运动是顺着浓度梯度而流动。这一解释并未触及扩散的本质。无论是在气体、液体或者是固体中，凡存在浓度差即存在能量，物质的扩散本质上是在能量的推动下进行的。人教版中关于渗透压的定义是“所谓溶液渗透压，简单地说，是指溶液中溶质微粒对水的吸引力”，这一描述学生不容易理解。事实上，渗透压是溶液的固有属性，在数值上等于施加于浓溶液液面上的恰好能阻止渗透继续发生的额外压强。范托夫公式表示，在一定温度下，溶液的渗透压与单位体积溶液中所含不能通过半透膜的溶质的粒子数（分子数或离子数）成正比，而与溶质的本性无关。
典型的渗透装置（图1）中有三种状态要注意分析。图1a所示渗透作用刚开始，此时，漏斗内蔗糖溶液的渗透压远大于烧杯中的渗透压。水分子进入漏斗的速率大于出来的速率，从而导致漏斗内液面升高，继而升高的水柱产生的压强越来越大，同时随着水分子进入漏斗，漏斗内的溶液浓度降低，渗透压降低。图1b所示漏斗内渗透压降低到与上升的水柱产生的压强相等时，水分子进出漏斗的速率一致。此时漏斗内稀溶液的渗透压等于漏斗中高出烧杯液面的液注产生的压强，即1b图中，漏斗内溶液的渗透压的大小等于高度为h的水柱产生的压强。如图1c所示，也可以用一个外力来抵消渗透压的作用，使水分子的运动达到平衡状态。因此，以上三个图示的分析，便能把渗透压的概念量化成一定高度的水柱或者是一个固定大小的外力产生的压强，便于学生理解。同时这个过程实现了由渗透压产生的能量向水柱的重力势能的转化。
2.2将科学过程转化为教学过程
物理渗透装置是整节课的开始，也是最直观，最简洁的展示科学过程的教学内容。如何在物理渗透装置部分帮助学生理解科学过程是教学成败的关键。建议教师以效果显著的课堂实验为开端辅以课件展示，以学生已有的生活经验和知识为基础，围绕能量概念和原理铺设问题、解释渗透作用，引导学生用渗透作用解释动植物细胞的吸水和失水，最终将复杂的生物新知识与学生已有的能量等物理知识相结合，从而帮助学生建构自身的知识体系。
第一环节：问题驱动引出“能量”本质。
教师利用自制的物理渗透装置进行实验。在此基础上，教师依次抛出3个问题：实验前后，实验装置都发生了哪些变化？驱使液面上升的力是什么力？能量不可能凭空产生，也不可能凭空消失，它只能从一种形式转化成另一种形式，那么，上升的这一段液柱所带来的重力势能的增加从何而来？由于受到知识储备的限制，高中生往往很难把浓度的改变和液注上升联系起来。这就需要教师帮助学生突破限制，指出上升的液柱所产生的重力势能来自于蔗糖溶液和清水之间的浓度差产生的能量，并且说明半透膜在这一过程中允许水分子通过，而不允许蔗糖分子通过，从而造成漏斗液面升高，引导学生尝试利用物理学中的能量守恒的观点对实验现象进行总结和归纳。教师还可以通过概括的方式，在更多的科学事实下帮助学生得到一个观点：凡存在浓度差，即存在能量，如香水分子在空气中的传播等。
第二环节：类比方法直观认识“能量”。
教师通过课件的形式，帮助学生回顾以哺乳动物红细胞为材料制备细胞膜的实验。教师引导学生利用浓度差即为能量这一观点分别解释在低渗、高渗溶液中水分子发生渗透的方向以及红细胞的行为变化，进而学生可以将其与物理渗透装置进行类比，从细胞体积形态的变化，直观感受能量带来的细胞膜的伸缩运动。
第三环节：围绕“能量”探究学习。
教师从生活现象入手进行提问，结合前面两个实验，引导学生提出问题：植物细胞吸水和失水是通过渗透作用完成的吗？教师引导学生用物理概念和规律对植物细胞失水现象进行解释，即做出假设的过程。教师要求学生结合成熟植物细胞的模式图解生理解细胞壁、细胞质、液泡等结构在实验中所起到的作用，以此为基础，设计实验，实施实验，验证假说，得出结论。这样做的目的是使学生能够剥离出非本质的因素，在成熟植物细胞这一特定的情景下利用概括性更大的原理解释质壁分离与复原实验。
4反思
德国物理学家普朗克曾经说过：“科学是内在的统一体，它被分解为独立的部门不是由于事物的本质，而是由于人类认识能力的局限性，实际上存在着从物理到化学，通过生物学和人类学到社会学的连续链条。”由于各学科内部自成体系，对同一问题的解释常出现表达的不同，各学科教学中也常常出现知识重叠、知识点前后衔接不上、教学资源的浪费等。教学过程中，教师需要站在多学科的角度思考生物知识，运用学生熟悉的其他领域的知识解释生物概念往往能取得意想不到的效果。
参考文献：
[1]陈维，汪忠.“物质跨膜运输的实例―水分的跨膜运输Ⅰ”的探究式教学[J].实验教学与仪器，2006（05）：11-14.
物质跨膜运输的实例范文篇2
一、题目解析
第1题下列与细胞相关的叙述，正确的是
A.核糖体、溶酶体都是具有膜结构的细胞器
B.酵母菌的细胞核内含有DNA和RNA两类核酸
C.蓝藻细胞的能量来源于其线粒体有氧呼吸过程
D.在叶绿体中可进行CO2的固定但不能合成ATP
解析核糖体是不具有生物膜的细胞器，A错误.
酵母菌是真核生物，细胞群DNA和RNA两类核酸，B正确.
蓝藻细胞为原核细胞，无线粒体，C错误.
叶绿体是光合作用的场所，其中进行着光反应和暗反应，所以既有CO2的固定也有ATP的合成，D错误.
所以答案为B.
点评考查知识点为细胞的结构、组成与代谢，全为关于细胞的核心概念，不偏不难，能力要求为识记层次.
第2题离子泵是一种具有ATP水解酶活性的载体蛋白，能利用水解ATP释放的能量跨膜运输离子.下列叙述正确的是
A.离子通过离子泵的跨膜运输属于协助扩散
B.离子通过离子泵的跨膜运输是顺着浓度梯度进行的
C.动物一氧化碳中毒会降低离子泵跨膜运输离子的速率
D.加入蛋白质变性剂会提高离子泵跨膜运输离子的速率
解析由题目中的信息可知，离子泵参与的物质运输需要载体蛋白的协助并消耗能量，可判断运输方式为主动运输，主动运输是逆浓度梯度进行的，A、B错误.
动物一氧化碳中毒时会缺氧，导致细胞的能量供应减少，影响离子跨膜运输的速率，C正确.
加入蛋白质变性剂会导致载体蛋白的活性下降，降低离子跨膜运输的速率，D错误.
所以答案为C.
点评考查知识点为细胞的物质输入和输出方式，考查学生通过从不同呈现方式中提取有用信息、加工信息，并利用信息进行思考或推理的能力.
第3题若除酶外所有试剂均已预保温，则在测定酶活力的实验中，下列操作顺序合理的是
A.加入酶加入底物加入缓冲液保温并计时一段时间后检测产物的量
B.加入底物加入酶计时加入缓冲液保温一段时间后检测产物的量
C.加入缓冲液加入底物加入酶保温并计时一段时间后检测产物的量
D.加入底物计时加入酶加入缓冲液保温并计时一段时间后检测产物的量
解析为了确保酶的活性，酶与底物反应时需要在缓冲液中进行.酶活力一般用单位时间内底物的消耗量或产物的生成量表示，所以酶与底物混合后要计时.所以答案为C.
点评考查知识点为酶活力的测定，要求学生具备设计简单生物实验的能力.
第4题下列与神经细胞有关的叙述，错误的是
A.ATP能在神经元线粒体的内膜上产生
B.神经递质在突触间隙中的移动消耗ATP
C.突触后膜上受蛋白体的合成需要消耗ATP
D.神经细胞兴奋后恢复为静息状态消耗ATP
解析线粒体上进行有氧呼吸的第三阶段，可合成大量的ATP，A正确.
神经递质在突触间隙中的移动方式为扩散，不需要消耗能量，B错误.
蛋白质的合成需要消耗能量，C正确.
神经细胞兴奋后恢复为静息状态时，Na+通过主动运输外流，需要消耗能量，D正确.
所以答案为B.
点评考查知识点为细胞的能量代谢，学生需要掌握ATP的产生场所、过程以及应用，能力要求为理解层次.
第5题在漫长的历史时期内，我们的祖先通过自身的生产和生活实践，积累了对生态方面的感性认识和经验，并形成了一些生态学思想，如：自然与人和谐统一的思想.根据这一思想和生态学知识，下列说法错误的是
A.生态系统的物质循环和能量流动有其自身的运行规律
B.若人与自然和谐统一，生产者固定的能量便可反复利用
C.“退耕还林、还草”是体现自然与人和谐统一思想的实例
D.人类应以保持生态系统相对稳定为原则，确定自己的消耗标准
解析物质循环和能量流动在生态系统内按照一定的规律进行，A正确.
生态系统中的能量最终以热能的形式散失，不可循环利用，B错误.
“退耕还林、还草”是对生态环境的保护，能体现自然与人和谐统一，C正确.
生态系统的稳定性是相对的，人类的需求不能超过其调节能力，D正确.
所以答案为B.
点评考查知识点为生态系统的功能和稳定性，要求学生具备运用生物学原理评价一些生物学事实的能力.
第6题理论上，下列关于人类单基因遗传病的叙述，正确的是
A.常染色体隐性遗传病在男性中的发病率等于该病致病基因的基因频率
B.常染色体隐性遗传病在女性中的发病率等于该病致病基因的基因频率
C.X染色体隐性遗传病在女性中的发病率等于该病致病基因的基因频率
D.X染色体隐性遗传病在男性中的发病率等于该病致病基因的基因频率
解析发病率是指一定人群中的患者数量与人群总数的比值，基因频率是指某个基因占其所有等位基因的比例.常染色体隐形遗传病在男女中均存在正常的携带者，X染色体隐形遗传病在女性中存在正常的携带者，A、B、C错误.
X染色体隐性遗传病在男性中不存在携带者，其发病率与基因频率相等.所以答案为D.
点评考查知识点为人类遗传病及基因频率的概念，要求学生运用发病率与基因频率的概念和计算方法解决实际问题，能力要求为分析和判断.
二、教学建议
今年高考题的指导思想是平稳过渡，稳中有变，具备下列特点：考查知识点均为生物学的核心概念，不偏不难；淡化计算题，注重考查学生的基本生物科学素养，以及实验操作、获取信息、分析和判断的能力；必修1的分值占比较大.
通过以上分析，建议在今后的生物学教学中：
（1）教师要帮助学生掌握生物学核心概念，培养生物科学素养，要求学生少做偏题难题，从题海中解放出来.
（2）具备实验条件的学校，一定让学生亲手操作实验，培养设计实验的能力.
物质跨膜运输的实例范文
一、PBL教学模式简介
所谓PBL，为Problem-BasedLearning的英文简称，它是指一种基于现实问题为导向，围绕学生为主体而实施的教学方法。PBL教学模式倡导学生自主发现问题，并通过自己努力自行分析和解决问题，对学生的问题查找、资料分析及问题解决都有着极为现实的辅助意义。在我国教育事业中，PBL教学模式得到各阶段教学的普遍应用，因为其具有其他教学模式不可比拟的优势。
二、PBL教学模式在高中生物教学的应用
PBL教学模式的主要流程如下：提出问题、创设小组、解决问题、展示成果。按照这四个基本流程，笔者将对PBL教学模式在高中生物教学中的应用实践进行如下思考：
1.提出问题。
在高中生物教学中实施PBL教学模式，首要环节便是问题的提出。问题设置得是否恰当，直接关系到教学目标能否达成。在一堂课的开始，教师提出问题，能有效激发学生的兴趣，引发学生关于本节课主要内容的思考，高中生物课程具有诸多的知识点，因此，高中生物教师在应用PBL教学模式时，需要具备一定的知识性，让知识深入人心。例如教师在讲解人教版高中生物“细胞跨膜运输”时，可提出这样的问题：“我们身体的细胞是如何搬运货物的？”通过这类趣味性而贴近知识点的问题，引发学生对问题的思考，进而在后续的实验模型或小组讨论中得出答案。
2.创设小组。
PBL教学模式是为了解决问题而施行，因此，在高中生物课堂上，教师需要采用一定的形式或方法，让学生通过小组合作探究，集思广益，得出问题的答案，亲身参与，将生物学知识掌握牢靠。为发展学生的思考能力，在高中生物课堂上，教师可将学生分为异质学习小组，对上节中“细胞跨膜运输”的问题设立一些问题假设，引导小组带着假设去探究生物知识。例如让学生思考“细胞在跨膜运动中，会不会带有蛋白质、能量及糖类物质？”进而让学生深入问题本质，进行小组讨论，并选出每个小组的组长进行代表发言，这既锻炼了学生的团结合作能力，又培养了学生的探索精神。
3.解决问题。
解决问题是PBL教学模式中极为关键的教学环节，解决问题也是课堂假设的过程。在高中生物课堂上解Q问题，主要是实施具体的生物实验，深化问题探究过程的同时也达到对所学知识的深化。在上述“细胞跨膜运输”的问题引导下，教师要指导学生按照正确的实验操作流程，进行课题的实验操作，实验过程中要营造活跃、宽松的学习氛围，师生一起观察并分析实验过程中出现的与假设相符或相悖的问题，给予及时指正，并结合形象化的问题讲解，促进学生对知识的理解。
4.展示成果。
成果展示是PBL教学模式实践的最后环节，是综合学生智力成果和知识点评的过程。在上述小组讨论、实验操作的一系列环节后，老师可就学生在“细胞跨膜运输”问题上出现的意见分歧及实验操作结果进行成果的展示与评价，对各小组的讨论进行总结与点拨，在正确引导的基础上形成实验报告，展示各小组的实验成果，同时对“细胞跨膜运输”的知识点进行详细介绍，综合学生的问题、学习过程进行全面评价。