2024-2025学年高中生物 第3单元 第1章 第2节 细胞膜的物质运输功能教学实录 中图版必修1

2024-2025学年高中生物第3单元第1章第2节细胞膜的物质运输功能教学实录中图版必修1学校授课教师课时授课班级授课地点教具设计意图本节课以“细胞膜的物质运输功能”为主题，旨在让学生了解细胞膜的基本功能，掌握物质运输的三种方式：被动运输、主动运输和胞吞胞吐。通过实验探究和案例分析，激发学生学习兴趣，培养其科学探究能力和思维品质。教学设计紧扣中图版必修1教材，与实际生活相结合，提高学生对生物学知识的理解和应用能力。核心素养目标培养学生观察、分析、推理和实验探究能力，提高对生物学现象的辩证思维和科学探究意识。通过学习细胞膜的物质运输功能，强化学生对生命系统结构与功能的理解，提升学生的生命观念和科学思维。同时，引导学生关注生物学知识在生活中的应用，增强社会责任感和创新意识。学习者分析1.学生已经掌握了哪些相关知识。

学生在此前学习中已接触了细胞的基本结构和功能，对细胞膜的结构有初步了解，掌握了一些简单的物质运输概念，如扩散和渗透。然而，对于细胞膜的物质运输功能，特别是主动运输和胞吞胞吐等复杂过程，学生可能仅有基础性了解。

2.学生的学习兴趣、能力和学习风格。

学生对生物学课程普遍持有较高的兴趣，尤其是与日常生活相关的生物学知识。学生的能力方面，部分学生具备较强的逻辑思维和实验操作能力，能够独立完成实验探究。学习风格上，学生中既有偏好独立思考的个体，也有倾向于合作学习的群体。

3.学生可能遇到的困难和挑战。

学生在学习细胞膜的物质运输功能时，可能遇到的困难包括对复杂运输机制的理解、实验操作的准确性以及如何将理论知识与实际生活相联系。此外，学生可能对主动运输和胞吞胞吐等过程的机理感到困惑，需要教师提供适当的引导和帮助。教学资源-软硬件资源：显微镜、细胞膜模型、实验器材（如滴管、试管、滤纸等）

-课程平台：学校内部教学平台、在线学习资源库

-信息化资源：细胞膜物质运输动画、相关实验视频、在线测试题库

-教学手段：多媒体教学设备（投影仪、电脑）、实物模型展示、实验演示教学过程设计1.导入新课（5分钟）

目标：引起学生对细胞膜的物质运输功能的兴趣，激发其探索欲望。

过程：

开场提问：“你们知道细胞膜是什么吗？它在我们身体中扮演着怎样的角色？”

展示一些关于细胞膜结构和功能的图片或视频片段，让学生初步感受细胞膜的重要性。

简短介绍细胞膜的物质运输功能的基本概念和重要性，为接下来的学习打下基础。

2.细胞膜的物质运输功能基础知识讲解（10分钟）

目标：让学生了解细胞膜的物质运输功能的基本概念、组成部分和原理。

过程：

讲解细胞膜的物质运输功能，包括其作为选择性透过膜的特性。

详细介绍细胞膜的物质运输功能的组成部分，如载体蛋白、通道蛋白等。

3.细胞膜的物质运输功能案例分析（20分钟）

目标：通过具体案例，让学生深入了解细胞膜的物质运输功能的特性和重要性。

过程：

选择几个典型的细胞膜物质运输案例进行分析，如钠钾泵、葡萄糖转运蛋白等。

详细介绍每个案例的背景、特点和意义，让学生全面了解细胞膜物质运输的多样性。

引导学生思考这些案例对细胞生理功能的影响，以及如何在生物体内发挥作用。

4.学生小组讨论（10分钟）

目标：培养学生的合作能力和解决问题的能力。

过程：

将学生分成若干小组，每组选择一个与细胞膜物质运输功能相关的主题进行讨论，如“细胞膜如何维持细胞内外环境的稳定？”

小组内讨论该主题的现状、挑战以及可能的解决方案。

每组选出一名代表，准备向全班展示讨论成果。

5.课堂展示与点评（15分钟）

目标：锻炼学生的表达能力，同时加深全班对细胞膜的物质运输功能的认识和理解。

过程：

各组代表依次上台展示讨论成果，包括主题的现状、挑战及解决方案。

其他学生和教师对展示内容进行提问和点评，促进互动交流。

教师总结各组的亮点和不足，并提出进一步的建议和改进方向。

6.课堂小结（5分钟）

目标：回顾本节课的主要内容，强调细胞膜的物质运输功能的重要性和意义。

过程：

简要回顾本节课的学习内容，包括细胞膜的物质运输功能的基本概念、组成部分、案例分析等。

强调细胞膜的物质运输功能在细胞生理功能中的核心作用，鼓励学生进一步探索和应用相关概念。

7.课后作业布置（5分钟）

目标：巩固学习效果，提高学生的独立思考和研究能力。

过程：

布置课后作业：让学生撰写一篇关于细胞膜的物质运输功能的短文或报告，要求结合所学知识和实际案例进行分析和讨论。

提醒学生注意作业的完成时间和提交方式。教学资源拓展1.拓展资源：

-细胞膜物质运输的分子机制：介绍细胞膜上不同类型蛋白质的功能，如载体蛋白、通道蛋白和泵蛋白，以及它们在物质运输中的作用机制。

-细胞膜生物物理学：探讨细胞膜的物质运输功能与生物物理学之间的关系，包括电化学势、渗透压和膜电位等概念。

-细胞信号传导：介绍细胞膜上的信号传导途径，如G蛋白偶联受体、酪氨酸激酶受体等，以及它们在细胞内的信号转导过程。

-细胞膜与疾病的关系：讨论细胞膜异常与某些疾病（如神经退行性疾病、心血管疾病等）之间的关联，以及细胞膜研究在疾病诊断和治疗中的应用。

2.拓展建议：

-阅读相关书籍：《细胞生物学》、《分子生物学》、《生物物理学》等，以深入了解细胞膜的物质运输功能。

-观看科普视频：通过在线平台观看关于细胞膜物质运输的科普视频，如TED演讲、科学纪录片等，以增强对知识的直观理解。

-参与实验活动：鼓励学生参与实验室的细胞膜物质运输实验，如测定细胞膜的渗透性、观察蛋白质的运输过程等，以培养实验操作能力和科学探究精神。

-参加学术讲座：邀请相关领域的专家学者进行讲座，让学生了解细胞膜研究的最新进展和未来趋势。

-撰写科研论文：指导学生查阅文献，撰写关于细胞膜物质运输的科研论文，以提高学生的科研写作能力和批判性思维能力。

-组织小组讨论：鼓励学生分组讨论细胞膜物质运输的案例，如糖尿病、高血压等疾病与细胞膜功能的关系，以培养学生的团队合作能力和问题解决能力。

-设计实验方案：引导学生设计实验方案，以探究细胞膜物质运输的调控机制，如通过改变细胞内环境或药物处理来观察物质运输的变化。

-参与学术竞赛：鼓励学生参加与细胞膜相关的学术竞赛，如生物学知识竞赛、科技创新大赛等，以激发学生的学术兴趣和创新能力。典型例题讲解1.例题：

细胞膜通过主动运输将Na+从细胞内泵出到细胞外，若该过程每分钟泵出1摩尔Na+，请计算该过程消耗的ATP数量。

解答：

根据题意，Na+的泵出是一个主动运输过程，通常需要消耗ATP提供能量。假设每个Na+的泵出需要3个ATP分子，则每分钟泵出1摩尔Na+所需的ATP数量为：

1摩尔Na+×6.022×10^23个/摩尔×3个ATP/Na+=1.8066×10^24个ATP

因此，每分钟消耗的ATP数量为1.8066×10^24个。

2.例题：

在一定温度和pH条件下，某物质通过细胞膜的扩散速率是自由扩散的2倍，请推断该物质是通过何种方式跨膜运输的。

解答：

由于扩散速率是自由扩散的2倍，且没有提到需要能量，因此可以推断该物质是通过载体蛋白介导的扩散（载体扩散）方式跨膜运输的。

3.例题：

某细胞膜上的葡萄糖转运蛋白在正常情况下每分钟转运1摩尔葡萄糖。若该转运蛋白的活性降低到原来的50%，其他条件不变，请计算新条件下每分钟转运的葡萄糖摩尔数。

解答：

若转运蛋白的活性降低到原来的50%，则每分钟转运的葡萄糖摩尔数也将降低到原来的50%，即：

1摩尔/分钟×50%=0.5摩尔/分钟

因此，新条件下每分钟转运的葡萄糖摩尔数为0.5摩尔。

4.例题：

某细胞在正常情况下通过主动运输每分钟泵出1摩尔H+，若该过程停止，请推断细胞内pH值的变化趋势。

解答：

如果主动运输停止，细胞内H+的泵出也会停止，导致H+在细胞内积累，细胞内pH值将下降（变酸）。

5.例题：

在实验中，观察到某物质在细胞膜上的扩散速率随温度升高而增加，请推断该物质的跨膜运输方式。

解答：

由于扩散速率随温度升高而增加，这表明该物质的跨膜运输方式不依赖于能量，而是依赖于分子的热运动。因此，可以推断该物质是通过简单扩散的方式跨膜运输的。板书设计①细胞膜的物质运输功能

-物质运输方式：被动运输、主动运输、胞吞胞吐

-被动运输：自由扩散、协助扩散

-主动运输：载体蛋白、泵蛋白、能量消耗（ATP）

-胞吞胞吐：大分子物质的摄取和排出

②被动运输

-自由扩散：物质从高浓度到低浓度扩散，无需能量

-协助扩散：物质借助载体蛋白从高浓度到低浓度扩散，无需能量

③主动运输

-载体蛋白：特异性结合和转运物质

-泵蛋白：逆浓度梯度转运物质，消耗ATP

-能量消耗：维持细胞内外物质浓度梯度

④胞吞胞吐

-胞吞：细胞将外部物质包裹成囊泡，内吞进入细胞

-胞吐：细胞将内部物质包裹成囊泡，排出细胞外

⑤细胞膜的物质运输实例

-钠钾泵：维持细胞内外Na+和K+的浓度梯度

-葡萄糖转运蛋白：协助葡萄糖进入细胞

-氧气和二氧化碳的扩散：通过自由扩散进行气体交换反思改进措施反思改进措施（一）教学特色创新

1.融入生活实例：在教学过程中，我会尝试将细胞膜的物质运输功能与学生的日常生活相结合，比如通过讲解食物在消化系统中的吸收过程，让学生理解营养物质通过细胞膜的运输。

2.多媒体辅助教学：利用多媒体技术，如动画、视频等，直观展示细胞膜物质运输的过程，帮助学生更好地理解抽象的概念。

反思改进措施（二）存在主要问题

1.学生理解难度大：细胞膜的物质运输功能涉及多个复杂的过程和机制，部分学生可能难以完全理解。

2.实验操作不规范：在实验操作环节，部分学生可能因为操作不当而得到错误的结果，影响了对知识点的掌握。

3.评价方式单一：目前主要依靠课堂表现和期末考试来评价学生的学习成果，缺乏对学生实际应用能力的考察。

反思改进措施（三）

1.丰富教学手段：针对学生理解难度大的问题，我会采用多种教学手段，如小组讨论、角色扮演等，激发学生的学习兴趣，帮助他们更好地理解知识点。

2.加强实验指导：在实验操作环节，我会加强对学生的指导，确保每个学生都能按照规范进行操作，