資源簡介

“同課異構”教學比武活動
教
學
設
計
課 題： 主動運輸與胞吞、胞吐
課 型： 新授課
抽簽號：
“主動運輸與胞吞、胞吐”教學設計
設計理念
本節課對人教版高中生物必修1第4章第2節《主動運輸與胞吞、胞吐》進行新授課，在本節課的設計中，根據單元教學的理念，依據人教版普通高中課程標準實驗教科書生物· 必修1分子與細胞第4章細胞的物質輸入與輸出章節內容結構導圖為指導進行的設計。（見圖1,方框中為本節授課內容）
圖1 單元結構導圖
根據單元結構導圖中各部分內容之間的關系，進一步明確主動運輸與胞吞、胞吐在本章節中所起的重要作用，在設計過程中，以肺部支氣管上皮細胞囊性纖維化為情境，貫穿本節課的教學，作為大單元中的重要一節，主動運輸與胞吞、胞吐在本單元起重要的支撐作用。本節課涉及到生命觀念中的結構與功能觀、物質與能量觀，同時物質跨膜運輸的相關原理，對其他成分物質出入細胞進行推理和判斷，又對學生的科學思維、科學探究能力有提高，如何用物質跨膜運輸的原理，在日常生產生活實踐中服務于人類，落實社會責任。基于深度學習的教學理念，結合大情境教學，將本節課的教學目標逐一落實。
二、教學內容分析
（一）課標分析
在《普通高中生物學課程標準（2017年版2020年修訂）》中，與本節內容有關的分析如下：
1.“內容要求”與本節內容相關的概念層次是：
概念2 細胞的生存需要能量和營養物質，并通過分裂實現增殖
2.1 物質通過被動運輸或主動運輸方式進出細胞，以維持細胞的正常代謝活動
2.1.2 舉例說明有些物質順濃度梯度進出細胞，不需要額外提供能量；有些物質逆濃度梯度進出細胞，需要能量和載體蛋白
2.1.3 舉例說明大分子物質可以通過胞吞、胞吐進出細胞
（二）“學業要求”
建構并使用細胞模型，闡明細胞各部分結構通過分工與合作，形成相互協調的有機整體，實現細胞水平的各項生命活動（生命觀念、科學思維、科學探究）
（三）“學業水平質量”
水平3（水平4）
注：以下（ ）內為水平4與水平3描述不同之處。
“生命觀念”：能運用結構和功能觀、物質和能量觀，舉例說明（闡釋）生物體組成結構和功能之間的關系；在特定的（新的）問題情境中，能以生命觀念為指導，分析（解釋）生命現象，探討（探究）生命活動的規律；基于上述觀念，能綜合運用科學、技術、工程學和數學（STEM）知識和能力，設計方案（綜合運用在實踐活動中），解決特定（生活實際中）的問題。
“科學思維”：能基于給定的事實和依據，采用歸納和概括等方法，以文字、圖示或模型（恰當的）形式，說明（闡釋）分子與細胞、遺傳與變異等相關概念的內涵；針對生物學相關問題（在面對生產、生活中與生物學相關的新問題情境時），能運用科學思維方法展開探討、審視或論證（能利用生物學重要概念或原理，通過邏輯推理闡明個人立場，作出決策并解決問題）。
“科學探究”：能夠針對特定（日常生活和生產中的真實）情境提出可探究的生物學（清晰的、有價值的、可探究的）問題，基于給定的條件（查閱相關資料），設計并實施實驗（可行的的方案），運用多種方法如實記錄和分析（創造性地運用數學方法）實驗結果；能主動合作，運用科學術語報告實驗結果（科學術語精確闡明實驗結果，善于溝通，開展有效的合作）。
三、教材分析
（一）教材地位
本節內容安排在第3章“細胞的基本結構”之后，顯然是考慮到細胞膜的結構是學習本章內容的基礎。同時第3章第2節“細胞器之間的分工合作”中的有關蛋白質的合成與分泌過程，最終蛋白質的分泌就是借助胞吐方式進行的，因此，這部分內容對于學生學習理解本章中胞吞、胞吐的過程及其意義是很好的鋪墊。本節內容是“被動運輸”的延續，是能源物質ATP首次出現在高中教材，具有承前啟后的作用。
（二）教學目標
1.通過具體情境，舉例說明有些物質逆濃度梯度進出細胞需要載體蛋白和能量，理解“結構與功能觀”、“物質與能量觀。”。
2.基于特定的生物學事實，通過對比幾種物質跨膜運輸方式，逐步得出主動運輸、胞吞、胞吐的概念，鍛煉處理信息和歸納概括的能力。
3.通過模擬胞吞的過程，培養運用學科融合知識進行實驗設計、方案實施的能力。
4.通過分析與跨膜運輸有關疾病的發病機理，引導其對健康生活方式的追求。
（三）教學重點和難點
1、重點
（1）主動運輸的過程和特點。
（2）胞吞、胞吐的過程。
2、難點
（1）主動運輸的過程和特點。
（2）胞吞、胞吐的過程。
（四）教學方法
教法：情境創設 任務驅動 給出情境 合理引導
學法：知識體驗 構建模型 提出問題 分析總結
（五）教學準備
1、收集主動運輸與胞吞、胞吐的一些素材和一些真實的情境。
2、制作PPT、導學案。
四、學情分析
在此之前，學生已經學習并掌握細胞膜的結構和功能、分泌蛋白的合成、加工和運輸，為學習“主動運輸和胞吞、胞吐”的過程奠定了基礎。對被動運輸物質特點與質膜結構特點的適配關系有一定的理性認識。但高一學生往往缺乏對微觀世界的經驗認識，且存在一定的思維定式，在學習本節之前可能會誤以為物質運輸方向都是順濃度梯度的。但學生的理解能力較強，在適當的引導下很快就能克服以上認知誤區。
五、課時安排
1課時
六、教學流程
教學環節 教學內容
(
用課本“社會與聯系”中的囊性纖維化的病例視頻激情導入，讓學生體驗生物學與生物的密切聯系。
) (
視頻導入
)
(
1.
合作探究一：通過資料分析得出主動運輸與胞吞、胞吐的概念，特點。
2.
合作探究二：小組合作建構模型掌握主動運輸的過程。
3.
圖文分析理解主動運輸的意義。
4.
合作探究三：通過檢測小游戲，掌握主動運輸和被動運輸的區別。
)
(
主動運輸的概念、特點、過程與意義
)
(
5.
模型演示理解胞吞、胞吐的概念和特點。
6.
課堂檢測，及時反饋
7.
課后作業，復習鞏固
) (
胞吞、胞吐的概念、特點、運輸方向
)
七、教學過程
教學環節 教師行為 學生活動 設計意圖
視頻導入新課 播放視頻：什么是囊胞性纖維癥？ 引導：視頻中為我們展示的是人的一種遺傳病：囊胞性纖維癥，這種病發生的一種主要原因是患者肺部細胞中轉運氯離子發生了異常。 引導：離子在細胞中是如何轉運的呢？下面就讓我們一同去學習它。 板書：主動運輸與胞吞、胞吐 學生認真觀看視頻 激發學生的觀察興趣，體驗生物學與生活的密切聯系。
導學案自主學習情況及問題反饋 引導：在此之前，同學們已經通過導學案的前置學習，對本節課有了一個全面的認識。 引導：這是大家導學案的學習情況，同學們都做的非常認真，老師挑選了一些比較值得大家學習和借鑒的導學案在此呈現，希望其他同學以他們為榜樣努力學習。 引導：同學們在導學案最后的問題呈現中寫下自己對本節課學習的一些疑惑。 引導：呈現學生問題 如：張麗同學：主動運輸怎么主動？怎么運輸？王淮同學：主動運輸和我們上節課學習到的被動運輸有什么區別？吳童同學：胞吞、胞吐如何進行的？等等....... 引導：老師結合同學所提出的問題進行了歸納---提煉，精簡得到以下幾個問題： 引導：精簡問題呈現： （1）主動運輸的概念及過程理解不夠透徹？ （2）主動運輸和被主動運輸區別不清楚？ （3）胞吞、胞吐的過程比較模糊？ 引導：下面老師基于教材和同學們的問題反饋制定如下教學目標： 1.通過資料分析歸納概括主動運輸的概念和特點。 2.通過模型建構掌握主動運輸、胞吞、胞吐的過程。 3.分析比較主動運輸、被動運輸與胞吞胞吐的異同，總結概括細胞膜具有選擇透過性。 認真聽取老師分析，學生回顧、檢查導學案情況 找到自己的困惑 明確學習目標 及時反饋，讓學知道自己的實際 了解學生實際情況 找到課堂主線
主動運輸的概念、特點 主動運輸的概念、特點 主動運輸的過程 主動運輸的意義 主動運輸與被動運輸的區別 胞吞、胞吐 引導：回到剛才的視屏，視屏中為我們講解的是囊性纖維化發生的一種主要原因是，患者肺部支氣管上皮細胞轉運氯離子蛋白的功能發生異常，導致患者支氣管中黏液增多，造成細菌感染而引起的一種疾病。 引導：從圖中我們可以看出，當CFTR蛋白功能正常時，氯離子能夠從少的膜內轉運到多的膜外，與此同時，水分子也能夠循此路徑穿過細胞膜到達膜外，使膜外的粘液變得稀薄，人體肺部不患此病。 引導：當CFTR蛋白異常時，氯離子就無法轉運，水分也不穿過磷脂雙分子層，粘液就不斷積累。出現囊性纖維病。 引導：這個過程中，氯離子的運輸很顯然和我們上節課所學的被動輸運中的自由擴散和協助擴散的方式不太一樣。 引導：這究竟是一種什么樣的運輸方式呢？他又有什么樣的特點呢？ 一切生物學問題的答案都要去細胞中找尋？ 引導：下面我們就一起來閱讀一下老師所給的材料，看是否可以從中找尋答案？ 要求：請同學們認真閱讀導學案中的兩個材料并回答下列問題： 資料1：研究表明，大約70％的囊性纖維癥患者中，編碼一個跨膜蛋白（CFTR蛋白）的基因缺失了三個堿基，導致CFTR蛋白在第508位缺少苯丙氨酸，進而影響了CFTR蛋白的結構，使CFTR轉運氯離子的功能異常，導致患者汗液中氯離子濃度升高，支氣管被異常的粘液堵塞，常于幼年死于肺部感染。 閱讀資料回答問題： 1.從資料1中你能得到什么信息 2.根據得到的信息你能得出什么結論？ 資料2: 一般生理情況下細胞內的Cl-濃度遠低于細胞外的Cl-濃度，CFTR介導的Cl-分泌因此也受到細胞內外Cl-濃度梯度差改變的調節。CFTR蛋白作為ABC轉運蛋白中的一員，在主動吸收離子過程中所釋放的能量主要為離子跨膜運動提供動力，ATP水解是其主要的能量來源。低溫可以顯著降低合成ATP所需要的丙酮酸激酶和線粒體ATPase等的活性，使細胞中ATP的含量大幅下降，這樣ATP的消耗速率明顯大過合成速率，致使細胞代謝紊亂。 閱讀資料回答問題： 1.從資料2中你能得到什么信息 2.根據得到的信息你能得出什么結論？ 引導：同學們閱讀資料獲取信息的能力都非常的棒！很快就已經找到了關鍵信息， 引導：其實，通過學習和資料分析，我們已經知道了這種物質運輸方式叫做：主動運輸， 引導：那么，到底什么是主動運輸呢？主動運輸有什么特點呢？同學們能不能試著歸納一下主動運輸的概念？ 引導：很好！主動運輸：物質逆濃度梯度進行跨膜運輸，需要載體蛋白的協助， 同時還需要消耗細胞內化學反應所釋放的能量，這種方式叫做主動運輸。 特點：①消耗能量(ATP) ②需要載體蛋白 過渡：其實，主動運輸就好比是一個人騎著自行車上坡，需要消耗能量，需要逆坡而上。主動運輸它的運輸過程又是怎樣的呢？ 引導：下面請同學們利用老師所給的材料包結合課本69頁內容，以氯離子為例，小組合作利用細胞膜的流動鑲嵌模型，模擬演練氯離子通過主動運輸出細胞的過程。并思考回答下列問題： 1.物質是如何一步步通過主動運輸進出細胞的？ 2.物質通過主動運輸進出細胞需要滿足什么條件？ 過渡：同學們完成的不錯！有補充，有質疑，充分體現了小組合作的意義所在。 引導：但在這當中，老師要重點強調的一點是：載體蛋白， 會與被轉運的物質結合 具有特異性 一種載體蛋白只適合與一種或一類離子、分 子結合。 過渡：學完了什么叫主動運輸？主動運輸的特點和過程后，我們回到前面學習的囊性纖維病， 引導：正因為有了主動運輸才使得氯離子能夠正常的排除細胞之外，水分子也才得以轉運，從而不出現囊性纖維癥，其實主動運輸在現實生活中是普遍存在的。如：海鷗通過鹽腺排除體內多余的鹽分，桐花樹排除機體內多余的鹽分等等。 引導：因此，主動運輸普遍存在于動植物和微生物細胞中，通過主動運輸來選擇吸收所需要的物質，排出代謝廢物和對細胞有害的物質，從而保證細胞和個體生命活動的需求。 過渡:學習完了主動運輸的相關內容，那么它到底和我們前面學習的被動運輸又有什么區別呢？下面我們一起來做一個小游戲， 檢測小游戲：《采蘑菇》 要求： 1.兩個同學為一組上臺，將森林里（黑板上）多種多樣的蘑菇采摘到適合自己的籃子中，看誰采的又快又準確？ 2.給大家展示采摘的結果，并向同學們解釋采摘的原因？嘗試說出被動運輸和主動運輸的區別？ 引導：同學們都非常棒！相信通過這個游戲，同學們已經掌握了主動運輸與被動運輸的區別了，下面給大家1分鐘時間，整理，訂正導學案上的表格內容。 過渡：剛才游戲當中我們發現有一種蘑菇是主動運輸和被動運輸的籃子都不能采摘的，它就是？因為它是生物大分子，像蛋白這樣的生物大分子又是怎樣進行物質跨膜運輸的呢？我們來看這樣的兩個事實， 事實1：轉運蛋白雖然能夠幫助許多離子和小的分子通過細胞膜，但是，對于像蛋白質和多糖這樣的生物大分子的運輸卻無能為力。 事實2：變形蟲攝取水中的有機物顆粒，就需要解決大分子物質進入細胞的問題。 引導：通過學習，知道除了被動運輸和主動運輸，還存在著一種叫胞吞、胞吐的運輸方式。 引導：課本中為我們提供了變形蟲的實例，今天老師也把變形蟲請到了課堂上。 引導：下面老師將為大家演示觀察變形蟲如何進食和排泄的過程，請大家結合課本總結：胞吞、胞吐的概念和特點。 胞吞：當細胞攝取大分子時，首先是大分子與膜上蛋白質結合，從而引起這部分細胞膜內陷形成小囊，包圍著大分子。然后，小囊從細胞膜上分離下來，形成囊泡，進入細胞內部，這種現象叫做胞吞 運輸方向：細胞外→細胞內 特點：①不需要轉運蛋白 ②消耗能量 胞吐：細胞需要外排的大分子，先在細胞內形成囊泡，囊泡移動到細胞膜處，與細胞膜融合，將大分子排出細胞，這種現象叫胞吐。 運輸方向：細胞內→細胞外 特點：①不需要轉運蛋白 ②消耗能量 過渡：學完了被動運輸、主動運輸和胞吞、胞吐，我們來進行小結一下：發現不論是那種物質運輸方式都離不開細胞膜的參與，離子和較小的有機分子的跨膜運輸必須借助于轉運蛋白。細胞膜上轉運蛋白的種類和數量還有空間結構的變化對物質跨膜運輸都起著決定性的作用。這也是細胞膜具有選擇透過性的結構基礎，而胞吞、胞吐更是離不開細胞膜的流動性。 正如章首頁的小詩： 掌控著道道閘門，驅動著各式舟車 輸入輸出中忙碌，被動主動間選擇 生物大分子鑄就，神奇的生命之膜 結束語：細胞如此，人生亦如此，愿同學們在忙碌的學習生活之余，珍愛生命！保護好我們的身體！ 回顧視頻，對比分析 認真聽講，思考分析 小組討論，作出合理的分析，思考并回答問題 閱讀資料并完成自主學習任務，分享學習成果。 學生認真分析并理解資料內容 小組合作，討論并回答問題，其余同學補充質疑 回答問題 理解并認同主動運輸的概念和特點 小組合作完成模型建構過程，一個小組展示，其余小組質疑，補充。 總結歸納，認同載體蛋白的特異性等相關特點 認同主動運輸的意義，聯系生活實際，充分掌握主動運輸的內涵 積極配合，完成游戲，同時思考問題。 觀察模型演示，認真總給 和老師一起完成課堂小結， 提高學生觀察、分析能力 激發學生科學探究思維，提高合作學習能力 提高學生自主學習能力、獲取信息、總結歸納能力。 提高學生歸納總結的能力 提高學生閱讀、分析能力 提高學生自主學習能力 突破認知難點 提高學生科學探究能力及合作學習能力 提高學生合作探究，語言表達、上臺展示能力 培養學生尊重事實的精神 聯系生活實際，將所學知識應用于生活，培養學生的思維遷移能力，增強學生社會責任感 活躍氣氛，在輕松愉悅的氛圍中掌握知識 將靜態圖轉換為動態演示，更加直觀地展示，培養學生觀察能力。 培養學生歸納總結能力。
學業反饋 組織學生完成課后檢測 學生反饋 培養學生應用知識解決實際問題的能力
板書設計 主動運輸與胞吞、胞吐
八、教學反思
（一）教學思路清晰
“主動運輸與胞吞、胞吐”是人教版高中生物必修1第4章第2節的內容，學生在第1節已經學習了被動運輸的相關知識，學習主動運輸概念時，不是直接拋出主動運輸的概念，而是通過資料分析，引導學生思考并自主總結出主動運輸的概念，有利于提升學生分析和獲取信息、歸納概括的能力。通過比較主動運輸與被動運輸的異同，培養學生的科學思維。
學習胞吞胞吐時，老師先演示模型，讓學生自主總結胞吞、胞吐的概念、特點和膜控制物質進出細胞功能的關系進行了聯系。
授課中通過檢測小游戲活動對本節課中重要知識點被動運輸和主動運輸進行比較，是本節課的點睛之筆。最后引導學生構建物質運輸方式的思維導圖，進一步加深學生對各種物質運輸方式的理解。
（二）很好的體現了學生的主體地位
本節內容難度不大，在設計本課時的教學過程時，充分考慮學生的認知心理，循序漸進，通過設置情景，讓學生自主學習、相互討論，并得出重要概念，發揮了學生的主觀能動性，使學生進入到一種主動學習的狀態。
在學習過程中，著重訓練了學生的科學思維和對生命觀念的理解，使學生所學知識得以升華，進一步體現了學科核心素養。同時在課堂上緊緊抓住學生的思維，激發其強烈的求知欲，真正成為了教學活動的組織者。

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