資源簡介

第1課時教學設計
設計者 學校 年級 高一年級
課題 4.2主動運輸與胞吞胞吐
課型 新授課 章/單元復習課□ 專題復習課□ 習題/試卷講評課□ 學科實踐活動課□ 其他□
教學內容分析
本節課是人教版高中生物學教材( 2019版) 必修 1《分子與細胞》第4章第2節“主動運輸與胞吞胞吐”的內容，《普通高中生物學課程標準(2017年版 2019年修訂) 》對本模塊的教學提示是“教師要組織好觀察、實驗等探究性學習活動，幫助學生增加感性認識，克服對微觀結構認識的困難，使學生領悟科學研究的方法并習得相關的操作技能”。但教材缺乏相關實驗證據，以往教學多以動畫、示意圖直接進行簡單介紹，導致學生對主動運輸需要的能量和載體理解不到位。因此，本節課教學設計主要根據“情境—實驗—論證”的模式進行: 首先，由“甲狀腺濾泡上皮細胞吸收碘的過程”引出物質逆濃度跨膜運輸; 然后，由抑制細胞呼吸減少能量供應和調控載體蛋白的實驗，分析得出植物細胞逆濃度跨膜運輸需要能量和載體，建構主動運輸概念; 接著，結合課后拓展應用耐鹽植物檉柳引導學生進行實驗設計; 在認識被動運輸和主動運輸是小分子物質跨膜運輸方式之后，由變形蟲攝食草履蟲視頻和低密度脂蛋白攝入視頻，認識到大分子跨膜運輸方式是胞吞、胞吐以及該過程的特點，認同其結構基礎是細胞膜具有流動性。最后，得出結論: 生活環境不同，不同生物、不同細胞對物質進出的選擇性不同。物質的分子特性、大小、濃度和細胞膜載體的種類和數量都會影響物質進出細胞的運輸方式。
學情分析
學生課堂教學中需要以一條邏輯完整的主線引導進行知識體系的建構與學科思維的深入。下文選擇“腎小管的重吸收作用”這一主線，通過問題情境驅動學生的學習興趣，采用探究實驗厚植學生的理性思維，從而達到深度學習的目的。
學習目標確定
1. 通過閱讀分析相關資料，理解主動運輸和胞吞胞吐的過程和特點，構建本節課核心概念，鞏固相應的結構與功能觀、物質與能量觀，培養信息獲取與分析、歸納與概括的科學思維能力。 2.通過設計實驗探究檉柳的根部吸收無機鹽離子的方式，培養解決陌生情境中問題的科學探究能力。 3. 通過生活實例分析，運用知識解決實際問題。
學習重難點
學習重點：主動運輸的過程和特點，胞吞、胞吐的過程。 學習難點：主動運輸的過程和特點，胞吞、胞吐的過程。
任務實施過程
學習任務 教師活動 學生活動 教學意圖
情境導入 學生閱讀教材第頁“問題探討”，教師提出問題: 甲狀腺濾泡上皮細胞吸收碘離子運輸方式是被動運輸嗎 請聯想逆水行舟的情形，甲狀腺濾泡上皮細胞吸收碘是否需要細胞提供能量 這種運輸方式是特例，還是在生物體內具有一定的普遍性 學生依據被動運輸的定義能順利回答前兩個問題: 甲狀腺濾泡上皮細胞吸收碘離子運輸方式不是被動運輸，是逆濃度的物質運輸; 推測該過程需要提供能量。但針對這種運輸方式是否普遍，學生很難自己舉例說明，需要教師提供相關實例，帶領學生歸納得出其是普遍存在的。 學生閱讀教材中給出的新情境，聯系之前所學產生質疑，激發學習興趣。教師引導學生依據被動運輸的概念作出合理判斷，初步明白物質進出細胞的方式多樣。
任務一： 分析逆濃度跨膜運輸現象，明確其需要能量的特點。 教師展示資料: 洋蔥表皮細胞所含花青素是天然的酸堿指示劑，酸性環境中變紅色，堿性環境中變成深藍色;的跨膜運輸使細胞內發生改變，呈堿性。植物吸收可以從低濃度到高濃度，圖展示了滴加鈉溶液的洋蔥表皮細胞在低倍顯微鏡下的顏色變化。教師引導學生閱讀并分析資料，回答第一個問題: 細胞呼吸是細胞能量供應的主要途徑之一，丙二酸鈉是細胞呼吸中線粒體呼吸鏈抑制劑，圖展示的實驗結果說明什么 學生經討論后能回答出: 鈉鹽組部分細胞變藍色，說明這些細胞內變堿性，進入細胞。 接下來，教師提出第二個問題: 實驗中洋蔥表皮細胞內 濃度高于細胞外，怎樣證明這種逆濃度梯度運輸需要能量 學生回答: 與鈉鹽組對比，丙二酸鈉( 呼吸抑制劑) 組細胞幾乎不變藍色，說明這組細胞呼吸作用受到抑制，導致 無法進入細胞，進而得到結 論: 逆濃度梯度的物質跨膜運輸需要能量。 設計大單元整體教學情境，聯系被動運輸內容，教師繼續使用洋蔥表皮細胞做材料創設新情 境，設置關鍵問題串，學生閱讀和分析實驗資料，推理得出逆濃度梯度轉運需要能量，認同主動運輸的意義，建立物質與能量觀。
任務二：討論逆濃度跨膜運輸，明確載體蛋白的 功能 。 資料: 研究發現細胞逆濃度吸收的速率與其獲得的能量供應關系如圖。并提出問題: 點之后吸收速率不再增加的原因是什么 學生依據圖能回答出: 細胞逆濃度運輸速率不會隨著能量供應一直增加，而是在出現拐點，說明還有其他因素影響該運輸速率。 資料: 藥理學試驗發現，植物載體蛋白抑制劑阿米洛利能顯降低逆濃度跨膜運輸速率; 而通過某生物技術手段( 如: 因的過表達) 獲得擬南芥載體蛋白量高于正常植株，其逆濃度跨膜運輸速率增加。教師提出新的問題: 資料說明植物逆濃度梯度吸收需要什么條件 學生分析后認為: 載體蛋白影響逆濃度吸收。此后，教師播放視頻( 內容為: 細胞膜上載體蛋白通過空間結構改變，把從細胞外轉運到細胞內) ， 引導學生了解科學家研究這些載體蛋白的結構有重要意義。 學生依據資料分析發現，能量與物質逆濃度運輸并不是線性關系，合理推斷還有其他因素影響物質逆濃度運輸。教師補充資料使學生明確載體蛋白會影響逆濃度跨膜運輸，提升學生獲取和分析數據的能力。通過分析囊性纖維化致病機理，運用知識解決實際問題，樹立健康生活意識，落實社會責任。
任務三：總結重要概念，明確主動運輸定義及 特點 。 教師引導學生對上述內容進行歸納總結，自主構建主動運輸的概念: 物質逆濃度梯度跨膜運輸，需要載 體蛋白的協助，同時消耗細胞內化學反應所釋放的能量。 學生自主構建主動運輸的概念 通過對實驗資料所得信息的歸納總結， 構建主動運輸的概念，使學生認同物質跨膜運輸離不開細胞膜結構和胞內能量供應，形成結構與功能、物質與能量相匹配的生命觀念。
任務四：開展科學探究，促使思維提升 。 組織學生以小組為單位討論完成教材拓展與應用 ，要求結合所學設計實驗來證明: 檉柳是強耐鹽植物，它的葉子和嫩枝可以將吸收到植物體內的無機鹽排出體外，檉柳的根部吸收無機鹽離子是主動運輸還是被動運輸 學生設計實驗過程中，教師走動并及時提醒學生注意“設置對照，控制單一變量等”實驗設計相關要點。 請其中一個小組代表展示設 計的實驗方案，其他學生共同修改并完善。 鍛煉學生依據被動運輸和主動運輸的 概念區別，面對檉柳耐鹽性這一陌生情境時，可以提出問題，做出合理假設，并設計實驗尋找證據，培養學生基于實證的科學探究能力。
任務五：胞吞胞吐的過程和特點 教師展示不同物質直徑大小的表格并提出問題: 小分子、離子等可以通過被動運輸和主動運輸方式進出細胞。像低密度脂蛋白等大分子怎么進出細胞 在問題驅動下，學生 觀看變形蟲捕食草履蟲的視頻和 進入細胞的圖片。 學生嘗試概括出: 大分子進入細胞是通過胞吞的方式。其間，學生能體會到胞吞的過程與細胞膜的流動性和胞內能量供應密切相關。教師結合案例再次詳細講解胞吞、胞吐的過程和特點。 先由問題驅動學生思考，結合人教版新教材的修改內容，提供生動視頻使學生對胞吞形成直觀認識，再借助教師的詳細講解掌握胞吞 、胞吐概念， 進而理解為什么大分子物質需要借助胞吞、胞吐進出細胞。
小結系統歸納，聚焦大概念 教師引導學生結合所學進行物質進出細胞的概念圖構建。 學生自主歸納總結: 不同生物、不同細胞由于生活環境不同，對物質進出的選擇性必然不同。而物質進出細胞有不同運輸方式，這與物質的分子特性、大小、濃度，特別是細胞膜載體的種類和數量等有關。因而，細胞通過主動運輸、胞吞胞吐有選擇地吸收或排出物質，以維持細胞的正常代謝活動，這離不開細胞膜的流動性。 引導學生聯系被動運輸、主動運輸和胞吞胞吐的內容進行歸納總結，認同生命活動的復雜性，深入理解物質跨膜運輸與細胞膜結構、細胞的能量供應密切相關。
板書設計
特色學習資源分析、技術手段應用說明
（結合教學特色和實際撰寫，可無）
教學反思與改進
大單元整體教學設計下，承接被動運輸中探究植物細胞吸水和失水實驗，本節課教學結合新知識精心設計課堂學生活動，運用真實連貫情境和實驗數據，激發學生學習興趣，設計梯度合理、層層遞進的問題來引導學生思考，歸納構建重要概念，有效提升學生科學思維，實現了學生生物學學科核心素養的多層次培養。不過，作為對高一學生的新授課，要考慮學生對文字和圖片資料的提取和分析能力還不足，需要課前先給學生一些相關資料，同時做好充分的課堂預設，并且課堂實施中做好引導和點撥。

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