江苏省江阴市高中生物 第4章 细胞的物质输入和输出教学实录 新人教版必修1

江苏省江阴市高中生物第4章细胞的物质输入和输出教学实录新人教版必修1学校授课教师课时授课班级授课地点教具课程基本信息1.课程名称：江苏省江阴市高中生物第4章细胞的物质输入和输出教学实录

2.教学年级和班级：高一年级（1）班

3.授课时间：2022年9月15日上午第二节课

4.教学时数：1课时核心素养目标1.科学思维：通过探究细胞物质输入和输出的过程，培养学生运用科学方法分析问题的能力，提高逻辑推理和批判性思维能力。

2.科学探究：引导学生设计实验方案，观察和记录实验现象，培养学生的实验操作技能和科学探究精神。

3.生命观念：帮助学生建立细胞是生命活动基本单位的观念，理解细胞膜的功能和重要性，以及物质跨膜运输的原理。

4.社会责任：引导学生认识到生物技术在医疗、农业等领域的应用，激发学生对科学研究的兴趣和责任感。学习者分析1.学生已经掌握了哪些相关知识：

学生在进入高中阶段前，已经对生物学有了初步的了解，掌握了细胞的基本结构和功能，如细胞膜、细胞质、细胞核等。此外，学生对物质的基本性质和分子间作用力有一定的认识，为理解细胞物质输入和输出的机制奠定了基础。

2.学生的学习兴趣、能力和学习风格：

高中一年级学生对生物学学科普遍抱有较高的兴趣，特别是对生命现象和生物技术的应用。他们的学习能力较强，能够通过观察、实验和讨论等方式学习新知识。学习风格上，部分学生偏好通过实验操作来理解抽象概念，而另一些学生则更倾向于通过阅读和思考来学习。

3.学生可能遇到的困难和挑战：

在学习细胞物质输入和输出时，学生可能会遇到以下困难和挑战：一是理解物质跨膜运输的具体机制，如主动运输和被动运输的区别；二是实验操作中可能出现的误差和实验现象的解释；三是将理论知识与实际应用相结合的能力不足。针对这些挑战，教师需要提供适当的指导和帮助，确保学生能够克服困难，有效掌握相关知识。教学资源-软硬件资源：生物实验台、显微镜、电子显微镜、电脑、投影仪、多媒体教学软件

-课程平台：学校生物学科教学平台、在线教育平台

-信息化资源：细胞物质输入和输出相关教学视频、实验操作步骤演示动画、科学文献数据库

-教学手段：PPT演示、实验操作指导、小组讨论、案例分析教学实施过程1.课前自主探索

教师活动：

发布预习任务：通过在线平台或班级微信群，发布预习资料（如PPT、视频、文档等），明确预习目标和要求。例如，要求学生预习细胞膜的结构和功能，以及物质跨膜运输的基本类型。

设计预习问题：围绕“细胞膜的物质输入和输出”课题，设计一系列具有启发性和探究性的问题，引导学生自主思考。如：“细胞膜如何控制物质的进出？”、“不同类型的物质跨膜运输有哪些特点？”

监控预习进度：利用平台功能或学生反馈，监控学生的预习进度，确保预习效果。例如，通过查看学生提交的预习笔记或思维导图来评估预习情况。

学生活动：

自主阅读预习资料：按照预习要求，自主阅读预习资料，理解细胞膜的结构和功能，以及物质跨膜运输的基本类型。

思考预习问题：针对预习问题，进行独立思考，记录自己的理解和疑问。例如，学生可能会思考主动运输和被动运输的能量来源和效率差异。

提交预习成果：将预习成果（如笔记、思维导图、问题等）提交至平台或老师处。教师可以通过这些成果了解学生的学习情况。

2.课中强化技能

教师活动：

导入新课：通过展示细胞膜结构的动画或视频，引出“细胞膜的物质输入和输出”课题，激发学生的学习兴趣。

讲解知识点：详细讲解细胞膜的结构、物质跨膜运输的类型（如简单扩散、易化扩散、主动运输等），结合实例帮助学生理解。例如，通过解释葡萄糖进入红细胞的过程来讲解易化扩散。

组织课堂活动：设计小组讨论，让学生分析不同物质跨膜运输的案例，如氧气和二氧化碳的扩散、钠钾泵的工作原理。

解答疑问：针对学生在学习中产生的疑问，进行及时解答和指导。例如，学生可能会问：“为什么细胞需要主动运输来维持离子浓度梯度？”

学生活动：

听讲并思考：认真听讲，积极思考老师提出的问题。

参与课堂活动：积极参与小组讨论，通过分析案例来加深对物质跨膜运输机制的理解。

提问与讨论：针对不懂的问题或新的想法，勇敢提问并参与讨论。

3.课后拓展应用

教师活动：

布置作业：布置与细胞物质输入和输出相关的实验报告或案例分析作业，巩固学习效果。例如，要求学生设计一个实验来探究不同条件对物质跨膜运输的影响。

提供拓展资源：提供与细胞物质输入和输出相关的拓展资源，如科学杂志文章、在线实验模拟等，供学生进一步学习。

反馈作业情况：及时批改作业，给予学生反馈和指导，例如指出学生在实验设计中的不足或错误。

学生活动：

完成作业：认真完成老师布置的作业，通过实际操作来巩固所学知识。

拓展学习：利用老师提供的拓展资源，进行进一步的学习和思考，如阅读相关科学论文。

反思总结：对自己的学习过程和成果进行反思和总结，提出改进建议。例如，学生可能会反思自己在实验中的操作技巧或对理论知识的理解深度。

本节课的重难点在于理解细胞膜的物质输入和输出机制，特别是主动运输和被动运输的区别。通过课前预习、课中活动和课后拓展，学生能够逐步掌握这些概念，并通过实践活动加深理解。知识点梳理1.细胞膜的结构与功能

-细胞膜的基本组成：磷脂双分子层、蛋白质、糖类。

-细胞膜的结构特点：流动性、选择透过性。

-细胞膜的功能：将细胞与外界环境分隔开，控制物质进出细胞，进行细胞间的信息交流。

2.物质跨膜运输的类型

-简单扩散：物质沿浓度梯度自由通过细胞膜，不需要载体和能量。

-易化扩散：物质借助载体蛋白沿浓度梯度通过细胞膜，不需要能量。

-主动运输：物质逆浓度梯度通过细胞膜，需要载体和能量。

3.载体蛋白在物质跨膜运输中的作用

-载体蛋白的种类：通道蛋白、载体蛋白。

-载体蛋白的功能：协助物质跨膜运输，提高运输效率。

4.主动运输的特点

-能量需求：主动运输需要消耗能量。

-载体蛋白的特异性：不同载体蛋白具有不同的特异性，只能运输特定物质。

-逆浓度梯度：主动运输可以使物质逆浓度梯度通过细胞膜。

5.细胞膜的物质输入

-物质输入的方式：简单扩散、易化扩散、主动运输。

-物质输入的调控：细胞膜上的载体蛋白数量和活性调控物质输入。

6.细胞膜的物质输出

-物质输出的方式：简单扩散、易化扩散、主动运输。

-物质输出的调控：细胞膜上的载体蛋白数量和活性调控物质输出。

7.细胞膜的物质交换

-物质交换的方式：简单扩散、易化扩散、主动运输。

-物质交换的调控：细胞膜上的载体蛋白数量和活性调控物质交换。

8.细胞膜的物质运输与细胞功能的关系

-细胞膜的物质运输是细胞生命活动的基础。

-细胞膜的物质运输与细胞代谢、生长、分化等功能密切相关。

9.细胞膜的物质运输与生物技术的关系

-生物技术在细胞膜的物质运输研究中的应用：基因工程、蛋白质工程等。

-生物技术在细胞膜的物质运输调控中的应用：药物设计、疾病治疗等。

10.细胞膜的物质运输与环境保护的关系

-细胞膜的物质运输对环境污染物的吸收和排除有重要作用。

-细胞膜的物质运输对生物降解和生物修复有重要意义。

11.细胞膜的物质运输与生物进化关系

-细胞膜的物质运输是生物进化的重要驱动力。

-细胞膜的物质运输与生物多样性的形成密切相关。

12.细胞膜的物质运输与人类健康的关系

-细胞膜的物质运输与疾病的发生、发展、治疗密切相关。

-细胞膜的物质运输与药物的作用机制密切相关。课后作业1.实验设计题

设计一个实验来探究不同浓度梯度对葡萄糖通过红细胞膜扩散速率的影响。实验步骤包括：

a.准备一系列含有不同浓度葡萄糖的溶液（如0.1g/L、0.2g/L、0.4g/L、0.8g/L、1.6g/L）。

b.取相同数量的红细胞，分别放入上述溶液中。

c.在恒温条件下，定时测量红细胞溶液的折射率，以反映葡萄糖浓度变化。

d.分析实验数据，得出结论。

答案：通过分析实验数据，可以得出葡萄糖通过红细胞膜的扩散速率随着浓度梯度的增加而增加的结论。

2.分析题

分析以下实验现象：在含有Na+和K+的溶液中，将红细胞放入一段时间后，观察到红细胞逐渐膨胀并最终破裂。

答案：这种现象表明Na+和K+通过细胞膜的方式不同。Na+可能通过主动运输进入细胞，导致细胞内Na+浓度升高，细胞膨胀；而K+可能通过被动运输（如易化扩散）进入细胞，导致细胞内K+浓度升高，细胞膨胀。

3.应用题

阐述细胞膜的物质运输在药物递送中的应用，并举例说明。

答案：细胞膜的物质运输在药物递送中的应用包括：

a.利用被动扩散将药物通过细胞膜递送到靶细胞。

b.利用主动运输将药物通过细胞膜递送到靶细胞，即使药物浓度低于细胞外环境。

举例：利用脂质体将抗癌药物递送到肿瘤细胞，利用胰岛素类似物通过主动运输进入β细胞。

4.案例分析题

分析以下案例：某患者患有遗传性葡萄糖转运蛋白缺陷，导致其红细胞无法正常吸收葡萄糖，进而引发溶血症状。

答案：该案例表明，葡萄糖转运蛋白在细胞膜的物质运输中起着重要作用。葡萄糖转运蛋白缺陷会导致葡萄糖无法进入细胞，影响细胞能量代谢，最终引发溶血症状。

5.综合题

结合所学知识，分析以下现象：在低氧环境下，人体红细胞内2,3-二磷酸甘油酸（2,3-BPG）浓度升高，导致血红蛋白与氧气的亲和力降低。

答案：这种现象说明2,3-BPG在调节血红蛋白与氧气亲和力中发挥作用。在低氧环境下，红细胞内2,3-BPG浓度升高，使血红蛋白更容易释放氧气，以满足组织对氧气的需求。作业布置与反馈作业布置：

1.复习与总结：

-请学生回顾本节课所学的细胞膜的结构、物质跨膜运输的类型（主动运输、被动运输、易化扩散、简单扩散）、载体蛋白的作用等内容，并总结成一份简短的笔记。

2.实践应用题：

-设计一个实验方案，探究温度对葡萄糖通过红细胞膜扩散速率的影响。包括实验目的、材料、方法、步骤、预期结果和分析。

3.案例分析：

-分析一个实际案例，如药物通过细胞膜的方式，解释其原理和临床意义。

4.小组讨论题：

-将学生分成小组，讨论以下问题：细胞膜的物质运输在生物体内有哪些重要作用？如何通过调节细胞膜的物质运输来治疗疾病？

作业反馈：

1.及时批改：

-教师应在课后及时批改学生的作业，确保学生能够尽快收到反馈。

2.反馈内容：

-对学生的作业进行全面评估，包括对知识的掌握程度、实验设计的能力、案例分析的分析深度等。

-对学生的错误进行详细的分析，指出错误的原因，并提供正确的答案或解释。

3.改进建议：

-针对学生的不足之处，给出具体的改进建议，如如何改进实验设计、如何提高案例分析的能力等。

-对于表现良好的学生，给予肯定和鼓励，激发学生的学习积极性。

4.个性化反馈：

-根据每个学生的个体差异，提供个性化的反馈，帮助学生制定合适的学习计划。

5.反馈方式：

-通过书面反馈和口头反馈相结合的方式，确保学生能够充分理解教师的意见和建议。

-鼓励学生提问，对作业中的疑问进行解答，帮助学生克服学习中的困难。板书设计①细胞膜的结构与功能

-细胞膜组成：磷脂双分子层、蛋白质、糖类

-结构特点：流动性、选择透过性

-功能：分隔、控制物质进出、信息交流

②物质跨膜运输的类型

-简单扩散：顺浓度梯度，不需要载体和能量

-易化扩散：顺浓度梯度，需要载体，不需要能量

-主动运输：逆浓度梯度，需要载体和能量

③载体蛋白在物质跨膜运输中的作用

-通道蛋白：形成水通道，允许特定物质快速通过

-载体蛋白：与物质结合，改变构象，将物质转运到另一侧

④主动运输的特点

-能量需求：ATP供能

-特异性：不同载体蛋白运输不同物质

-逆浓度梯度：从低浓度到高浓度

⑤细胞膜的物质输入与输出

-输入：简单扩散、易化扩散、主动运