主動運輸與胞吞胞吐教學設(shè)計高一上學期生物人教版必修1

第1課時教學設(shè)計設(shè)計者學校年級高一年級課題課型新授課?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(nèi)容分析本節(jié)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(jié)“主動運輸與胞吞胞吐”的內(nèi)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(jié)構(gòu)認識的困難，使學生領(lǐng)悟科學研究的方法并習得相關(guān)的操作技能”。但教材缺乏相關(guān)實驗證據(jù)，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(jié)課教學設(shè)計主要根據(jù)“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(zhì)逆濃度跨膜運輸;然后，由抑制細胞呼吸減少能量供應(yīng)和調(diào)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(gòu)主動運輸概念;接著，結(jié)合課后拓展應(yīng)用耐鹽植物檉柳引導學生進行實驗設(shè)計;在認識被動運輸和主動運輸是小分子物質(zhì)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(jié)構(gòu)基礎(chǔ)是細胞膜具有流動性。最后，得出結(jié)論:生活環(huán)境不同，不同生物、不同細胞對物質(zhì)進出的選擇性不同。物質(zhì)的分子特性、大小、濃度和細胞膜載體的種類和數(shù)量都會影響物質(zhì)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(gòu)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(qū)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(guān)資料，理解主動運輸和胞吞胞吐的過程和特點，構(gòu)建本節(jié)課核心概念，鞏固相應(yīng)的結(jié)構(gòu)與功能觀、物質(zhì)與能量觀，培養(yǎng)信息獲取與分析、歸納與概括的科學思維能力。2.通過設(shè)計實驗探究檉柳的根部吸收無機鹽離子的方式，培養(yǎng)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?shù)倪^程和特點，胞吞、胞吐的過程。學習難點：主動運輸?shù)倪^程和特點，胞吞、胞吐的過程。任務(wù)實施過程學習任務(wù)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(lián)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(nèi)具有一定的普遍性?學生依據(jù)被動運輸?shù)亩x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(zhì)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(guān)實例，帶領(lǐng)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(lián)系之前所學產(chǎn)生質(zhì)疑，激發(fā)學習興趣。教師引導學生依據(jù)被動運輸?shù)母拍钭鞒龊侠砼袛?，初步明白物質(zhì)進出細胞的方式多樣。任務(wù)一：分析逆濃度跨膜運輸現(xiàn)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(huán)境中變紅色，堿性環(huán)境中變成深藍色;的跨膜運輸使細胞內(nèi)發(fā)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(yīng)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(jié)果說明什么?學生經(jīng)討論后能回答出:鈉鹽組部分細胞變藍色，說明這些細胞內(nèi)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(nèi)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(jié)論:逆濃度梯度的物質(zhì)跨膜運輸需要能量。設(shè)計大單元整體教學情境，聯(lián)系被動運輸內(nèi)容，教師繼續(xù)使用洋蔥表皮細胞做材料創(chuàng)設(shè)新情境，設(shè)置關(guān)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(zhuǎn)運需要能量，認同主動運輸?shù)囊饬x，建立物質(zhì)與能量觀。任務(wù)二：討論逆濃度跨膜運輸，明確載體蛋白的功能。資料:研究發(fā)現(xiàn)細胞逆濃度吸收的速率與其獲得的能量供應(yīng)關(guān)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(jù)圖能回答出:細胞逆濃度運輸速率不會隨著能量供應(yīng)一直增加，而是在出現(xiàn)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(fā)現(xiàn)，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(shù)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(nèi)容為:細胞膜上載體蛋白通過空間結(jié)構(gòu)改變，把從細胞外轉(zhuǎn)運到細胞內(nèi))，引導學生了解科學家研究這些載體蛋白的結(jié)構(gòu)有重要意義。學生依據(jù)資料分析發(fā)現(xiàn)，能量與物質(zhì)逆濃度運輸并不是線性關(guān)系，合理推斷還有其他因素影響物質(zhì)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(shù)據(jù)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(wù)三：總結(jié)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(nèi)容進行歸納總結(jié)，自主構(gòu)建主動運輸?shù)母拍?物質(zhì)逆濃度梯度跨膜運輸，需要載體蛋白的協(xié)助，同時消耗細胞內(nèi)化學反應(yīng)所釋放的能量。學生自主構(gòu)建主動運輸?shù)母拍钔ㄟ^對實驗資料所得信息的歸納總結(jié)，構(gòu)建主動運輸?shù)母拍?，使學生認同物質(zhì)跨膜運輸離不開細胞膜結(jié)構(gòu)和胞內(nèi)能量供應(yīng)，形成結(jié)構(gòu)與功能、物質(zhì)與能量相匹配的生命觀念。任務(wù)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(yīng)用，要求結(jié)合所學設(shè)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(nèi)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(shè)計實驗過程中，教師走動并及時提醒學生注意“設(shè)置對照，控制單一變量等”實驗設(shè)計相關(guān)要點。請其中一個小組代表展示設(shè)計的實驗方案，其他學生共同修改并完善。鍛煉學生依據(jù)被動運輸和主動運輸?shù)母拍顓^(qū)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(shè)，并設(shè)計實驗尋找證據(jù)，培養(yǎng)學生基于實證的科學探究能力。任務(wù)五：胞吞胞吐的過程和特點教師展示不同物質(zhì)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(qū)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(nèi)能量供應(yīng)密切相關(guān)。教師結(jié)合案例再次詳細講解胞吞、胞吐的過程和特點。先由問題驅(qū)動學生思考，結(jié)合人教版新教材的修改內(nèi)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(zhì)需要借助胞吞、胞吐進出細胞。小結(jié)系統(tǒng)歸納，聚焦大概念教師引導學生結(jié)合所學進行物質(zhì)進出細胞的概念圖構(gòu)建。學生自主歸納總結(jié):不同生物、不同細胞由于生活環(huán)境不同，對物質(zhì)進出的選擇性必然不同。而物質(zhì)進出細胞有不同運輸方式，這與物質(zhì)的分子特性、大小、濃度，特別是細胞膜載體的種類和數(shù)量等有關(guān)。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(zhì)，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(lián)系被動運輸、主動運輸和胞吞胞吐的內(nèi)容進行歸納總結(jié)，認同生命活動的復雜性，深入理解物質(zhì)跨膜運輸與細胞膜結(jié)構(gòu)、細胞的能量供應(yīng)密切相關(guān)。板書設(shè)計特色學習資源分析、技術(shù)手段應(yīng)用說明（結(jié)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(shè)計下，承接被動運輸中探究植物細胞吸水和失水實驗，本節(jié)課教學結(jié)合新知識精心設(shè)計課