4.2主动运输与胞吞胞吐教学设计高一上学期生物人教版必修1

“高中生物学单元教学精品课程”课时教学设计第*课时教学设计设计者***学校填写学校全称年级高一年级课题课时1主动运输与胞吞、胞吐课型新授课☑章/单元复习课□专题复习课□习题/试卷讲评课□学科实践活动课□其他□教学内容分析课标要求：概念二细胞的生存需要能量和营养物质，并通过分裂实现增殖2.1物质通过被动运输、主动运输等方式进出细胞，以维持细胞的正常代谢活动2.1.1阐明质膜具有选择透过性2.1.2举例说明有些物质顺浓度梯度进出细胞，不需要额外提供能量；有些物质逆浓度梯度进出细胞，需要能量和载体蛋白2.1.3举例说明大分子物质能够通过胞吞、胞吐进出细胞在前面第3章已经介绍了细胞膜的化学组成、结构以及大致的功能，本课时与第1节内容着重介绍细胞膜控制物质进出这一重要功能，包括小分子或离子进出细胞的方式和大分子物质进出细胞的方式，通过对几种跨膜运输方式的探究，培养学生对信息解读和知识迁移转化的能力。这部分内容和前面所学的《分泌蛋白的合成和分泌》有关联的地方，同时又是对生物膜具有流动性的一个很好的佐证。对学生理解细胞是基本的生命系统有着重要的意义。本节内容是人教版必修一《分子与细胞》中的第四章（细胞的物质输入和输出）的第二节；本章第一节已讲解了被动运输，在被动运输的基础上，通过知识迁移理解主动运输。再结合大分子或颗粒是无法通过被动运输和主动运输进出细胞，引出胞吞、胞吐。本节内容既是本章的总结，又是本章得提炼。学情分析高一学生的阅读理解、口头表达等基础能力上也有所进步，能从相互讨论中解释客观现象并分析解决问题。但是在生物学概念的应用上尚不能灵活应用，而在运用科学原理解释现象本质还需要进一步训练。学生已学习了被动运输，知道如何分析物质进出细胞的方式及特点。并具有阅读和分析图表的能力，因此，本课可以调动学生已有的知识经验，帮助学生深入理解相关问题，依托于教材的情境，更好地进行有质量的思维活动。同时进一步巩固已有的生物学概念。学习目标确定课程标准对本节内容的要求是：举例说明有些物质逆浓度梯度进出细胞，需要能量和载体蛋白；举例说明大分子物质可以通过胞吞、胞吐进出细胞。依据上述要求，确定本节课的教学目标与核心素养如下。1.通过探究不同物质进出肾小管上皮细胞的方式，自主构建主动运输和胞吞胞吐相关的生物学概念，建立结构与功能观、物质与能量观。2.借助物理模型分析主动运输和胞吞胞吐的条件，从分子角度理解质膜的功能特性和结构特性。3.分析影响物质运输速率的数学模型，发展识图、辩图的能力，促进科学思维的形成。学习重难点学习重点：(1)离子跨膜运输的方式：主动运输(2)

大分子物质进出细胞的方式：胞吞与胞吐学习难点：(1)主动运输的特点(2)跨膜运输方式与细胞膜结构的关系任务实施过程学习任务教师活动学生活动教学意图创设情境，导入新课据统计，目前全世界至少有8．5亿人患有肾脏病，其中我国的慢性肾病患者人数就达1.3亿，也就是说全国平均每10个人中就有1个患慢性肾脏病。治疗终末期肾病最有效的方法就是肾移植，在我国每年等待肾移植的患者达100万，肾源匮乏。此后提出问题:如何解决短缺问题，减轻患者的痛苦?学生思考讨论后，教师播放动图展示肾单位结构及不同物质进出肾小管上皮细胞的情景及最终形成原尿的过程，并明确科研人员根据肾功能的结构特性和代谢原理已研究出“人工肾”，以帮助肾病患者完成肾脏的滤过和重吸收功能。教师展示水进出细胞的图片。学生阅读资料，回顾旧知后可知水有两种方式进出细胞，那么无机盐、带电离子、氨基酸、葡萄糖、大分子物质蛋白质是否也能以这些方式进出肾小管上皮细胞呢?通过创设真实情境，激活前概念，设置新的问题，引发学生思考，造成认知上的冲突，暴露学生的错误概念或前概念，引发学生强烈的探索欲望，为科学概念形成做好铺垫。任务1：初步构建概念教师展示三个事实并设置驱动性问题:①肾小球每天滤过的钠约500g，每天尿液中排出3—5g钠，大部分管腔里的钠会被肾小管上皮细胞吸收，Na+是以何种方式进入肾小管上皮细胞的呢?Na+又是以何种方式进入毛细血管的呢?观察图1说出判断依据。②原尿中的葡萄糖在肾小管几乎全部被吸收，观察图2说出葡萄糖进、出肾小管上皮细胞分别是何种方式。③原尿中每天滤出1．8g左右蛋白质，但尿液中几乎无蛋白质，大分子物质蛋白质如何进出肾小管上皮细胞?学生对于葡萄糖进、出肾小管上皮细胞的方式存在疑惑，教师适时引导学生关注Na+－K+泵的作用，学生积极思考，重新梳理条件，正确建构概念。教师通过补充足够的事实，大胆放手让学生利用已有的知识生活经验尝试解读情境中的问题，建立有效提问，引导学生检索信息，引发原有认知和事实的冲突，刺激学生重新建立新概念。该环节指向科学思维和生命观念。任务2：分析能量来源，理解主动运输的生物学价值教师设疑:Na+进入毛细血管和葡萄糖进入肾小管上皮细胞的能量来源是否相同?引发学生思考。教师追问:①Na+－K+泵对葡萄糖的运输有无影响?教师补充资料:原尿中的葡萄糖如果不能全部被肾小管上皮细胞重吸收，则会排出体外，对人体不利。机体每天可产生40—60mmol氢离子(H+)固定酸，这些H+必须在肾脏中和排出体外，否则会对机体造成严重危害，肾小管通过主动运输H+，可以确保H+从尿液中顺利排出。此后，提问:②主动运输以消耗能量为代价来运输物质的生物学意义是什么呢?学生识图便知葡萄糖进入细胞并非由ATP直接供能。小组讨论相互交流后，教师补充，共同总结能量最终源自于Na+－K+泵为葡萄糖进入细胞建立了内外Na+浓度梯度，借助内外势能进入细胞内部，属于间接消耗ATP。学生思考。在教师引导下学生能自主总结出:活细胞能按照生命活动需要，主动地选择所需要的营养物质排除代谢废物及有害物质。借助物理模型，以学生为主体逐步分析物质进出细胞的能量来源，从而认识Na+－K+泵与主动运输耗能之间的联系，剖析能量的最终来源，理解细胞以消耗能量为代价的主动运输的生物学价值，认识生物的复杂性，以此渗透物质与能量观、结构与功能观，同时培养学生识图、辨图的能力。任务2：借助数学模型，深化新概念在学生初步构建新概念后，教师展示影响物质运输速率的曲线图(图3)，并要求学生结合已知的自由扩散、协助扩散和主动运输的特点，分析每个图代表的运输方式。教师继续追问:为什么图3D可以被看作是主动运输和协助扩散?教师在学生思路受阻时适时补充资料给学生搭建支架，提供资料:①若切断肾的供养渠道，重吸收会马上停止;②在载体介导的跨膜转运速率中存在饱和现象。饱和现象表现为载体对所转运物存在量的极限，载体与被转运物质的结合达到一定限度，即使浓度差增大，转运速率也不会增大。由小组讨论该问题。教师紧接着设置深层次问题，学生思考，突破曲线上关键点的含义:图3D中限制a、b的因素是什么?图3B中限制a、b、c点的限制因素是什么?通过数学模型用数学的思维去分析生物学现象，培养学生用数学工具解决生物学问题的能力。学生在分析模型时，意识到零散的生物现象也是有章可循，从而能进一步强化思维逻辑的严密性，提高学生分析问题、解决问题的能力。该环节指向学科核心素养的科学思维。任务4：迁移应用，检验学生概念建构情况在上述数学曲线分析的过程中内化新概念后，教师提供关于大蒜治理水体富营养化的3个资料:①大蒜根在不同磷酸盐溶液中，吸收速率变化的数学模型如图4;②当根细胞内磷酸盐浓度为0．04—0．12mmol/L时，外界溶液磷酸盐浓度为0．025mmol/L，根细胞仍能吸收磷;当磷酸盐浓度大于0．8mmol/L以后，吸收速率则不再增加;③将大蒜根浸泡在含有DNP(DNP抑制线粒体的功能)的磷酸盐溶液中，根细胞对磷的吸收速率显著下降。学生通过思考分析后能总结出:磷酸盐是逆浓度梯度，以消耗能量为代价，进入大蒜根细胞，而能量和载体蛋白数量限制了其吸收速率。请学生根据图文资料分析:根细胞以什么方式吸收磷，限制根细胞吸收速率的因素是什么?学生讨论:水体富营养化对水体生态存在何种影响?你还了解哪些生物修复水体的实例?日常生活中，我们可采取哪些措施防止水体富营养化呢?以水体富营养化为背景，在真实的情境中应用和检测新概念，深化学生对新概念的理解，将生物学知识付诸实践，引导学生关注水体生态的修复问题，树立和践行“绿水青山就是金山银山”的理念，形成生态意识，培养学生的社会责任感。该环节指向生命观念和社会责任。板书设计第2节

主动运输与胞吞、胞吐一、主动运输（一）特点：1、逆浓度运输2、需要载体协助3、需要消耗能量（二）意义：有利于细胞根据生命活动选择吸收所需要的物质，排除代谢废物和有害的物质二、胞吞和胞吐（一）运输物质：大分子或颗粒物质（二）胞吞和胞吐1、结构基础：细胞膜的流动性2、特点：不需要载