4.2主動運輸與胞吞胞吐教學(xué)設(shè)計高一上學(xué)期生物人教版必修1

教學(xué)設(shè)計單元名稱細(xì)胞的物質(zhì)輸入與輸出第2節(jié)主動運輸與胞吞胞吐教材分析本節(jié)為人教版高中生物學(xué)《必修1·分子與細(xì)胞》第四章第二節(jié)，前面章節(jié)已學(xué)習(xí)了第2章組成細(xì)胞的分子的種類和功能；第3章第1節(jié)細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能、第2節(jié)細(xì)胞器之間的協(xié)調(diào)配合中分泌蛋白的合成和運輸；第4章第1節(jié)被動運輸，都為本課時內(nèi)容的學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)。從被動運輸?shù)街鲃舆\輸與胞吞胞吐，從簡單到復(fù)雜，符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律；從生物膜的結(jié)構(gòu)到物質(zhì)跨膜運輸?shù)墓δ?，體現(xiàn)了結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的生命觀念；主動運輸與胞吞、胞吐都依賴于細(xì)胞提供能量，幫助學(xué)生建立物質(zhì)與能量觀；本節(jié)是能源物質(zhì)ATP在高中教材中首次出現(xiàn)，為第5章第2節(jié)細(xì)胞的能量“貨幣”ATP的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。學(xué)情分析學(xué)生通過對蛋白質(zhì)、細(xì)胞膜、細(xì)胞器等內(nèi)容的學(xué)習(xí)，初步建立了結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀點；通過本單元第1、2課時的學(xué)習(xí)，了解了物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞有不同方式，并能闡明兩種被動運輸方式(自由擴散、協(xié)助擴散)的異同，為進(jìn)一步學(xué)習(xí)主動運輸打下了基礎(chǔ)。通過分泌蛋白的合成和分泌過程的學(xué)習(xí)，為理解胞吞、胞吐的過程和意義做了鋪墊。本單元第1課時通過實驗“探究植物細(xì)胞吸水失水”訓(xùn)練了實驗技能，掌握了實驗設(shè)計的基本原則和一般思路，為本節(jié)課的實驗設(shè)計提供可借鑒的經(jīng)驗。但是學(xué)生對不同物質(zhì)跨膜運輸?shù)姆绞搅私膺€不夠全面，需要通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)進(jìn)一步理解物質(zhì)跨膜運輸、完善知識體系，結(jié)合具體情境，通過資料分析，提升科學(xué)思維能力的同時，升華生命的物質(zhì)觀與能量觀。教學(xué)目標(biāo)(1)生命觀念：通過對主動運輸、胞吞胞吐的過程、特點、意義的學(xué)習(xí)，能建立結(jié)構(gòu)與功能觀、物質(zhì)與能量觀等。(2)科學(xué)思維：基于特定的生物學(xué)事實，闡明質(zhì)膜具有選擇透過性；能舉例說明主動運輸與胞吞胞吐的特點、意義；能用歸納與概括的方法把不同跨膜運輸方式進(jìn)行分類。(3)社會責(zé)任：通過對物質(zhì)進(jìn)出腎小管上皮細(xì)胞的學(xué)習(xí)，人工腎的科學(xué)原理的分析等，領(lǐng)悟科學(xué)研究對人們健康生活的重要意義，增強社會責(zé)任感。教學(xué)重難點重點：(1)闡明主動運輸、胞吞胞吐的特點、意義(2)通過探究不同物質(zhì)進(jìn)入腎小管上皮細(xì)胞的資料分析，區(qū)分被動運輸、主動運輸(3)用物質(zhì)跨膜運輸生物學(xué)知識討論人工腎的原理。難點：(1)探究不同物質(zhì)進(jìn)入腎小管上皮細(xì)胞(2)用物質(zhì)跨膜運輸生物學(xué)知識討論人工腎的原理。教學(xué)過程學(xué)習(xí)任務(wù)教學(xué)組織與引導(dǎo)學(xué)生活動評價與設(shè)計意圖導(dǎo)入2020年全球腎臟病患者數(shù)量是億。我國慢性腎病的總發(fā)病率約為10.8%。換言之，平均每10個中國人里，有1個人是慢性腎臟病患者。如何解決腎臟功能短缺，減輕病人痛苦？人工腎模擬人的腎臟的濾過和重吸收作用。初中生物我們就學(xué)習(xí)過腎小球濾過形成原尿，經(jīng)腎小管重新收后排出終尿。腎臟的重吸收各種機體需要的物質(zhì)，我們來看以下事實，并分析其生物學(xué)原理。觀看導(dǎo)入視頻，作好進(jìn)入課堂準(zhǔn)備設(shè)計意圖：激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)習(xí)主動性復(fù)習(xí)被動運輸事實1：腎小球濾液量180L/日，尿量日。思考并回答：大量的水分去哪里了？水分子以何種跨膜運輸方式重吸收？為什么有兩種方式？兩種跨膜方式的共同點？評價標(biāo)準(zhǔn)：能基于生物學(xué)事實，分析生命現(xiàn)象，說出水分子進(jìn)出細(xì)胞的方式。設(shè)計意圖：復(fù)習(xí)舊知識，回憶被動運輸，為本節(jié)課學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。任務(wù)一：探究Na+進(jìn)、出腎小管上皮細(xì)胞的方式事實2：腎小球每天濾過Na+約500g，每天尿液中排出35g。根據(jù)模式圖，組織學(xué)生分析Na+進(jìn)出腎小管上皮細(xì)胞的方式提供資料：腎小管上皮細(xì)胞內(nèi)鈉離子濃度僅為10mmol·L1遠(yuǎn)低于細(xì)胞外。ATP為一種能源物質(zhì)。思考并回答以下問題：(1)腎小管腔中原尿里大量的Na+以何種方式進(jìn)入腎小管上皮細(xì)胞？請說出判斷依據(jù)。(2)Na+以何種方式運出腎小管上皮細(xì)胞？請說出判斷依據(jù)。在學(xué)生分析資料的基礎(chǔ)上，提出主動運輸?shù)母拍?，播放視頻動畫活動1：觀察、分析資料圖片，思考：腎小管腔原尿中鈉進(jìn)、出腎小管上皮細(xì)胞的方式？說出判斷依據(jù)?；顒?：觀看視頻動畫，歸納概括主動運輸?shù)奶攸c評價標(biāo)準(zhǔn)：運用生命觀念，對生物學(xué)事實作出正確的分析和演繹推理。設(shè)計意圖：總結(jié)主動運輸?shù)奶攸c，幫助學(xué)生初步理解結(jié)構(gòu)與功能觀，物質(zhì)與能量觀。任務(wù)二：探究葡萄糖進(jìn)、出腎小管上皮細(xì)胞的方式事實3：原尿中的葡萄糖在腎小管幾乎全部被重吸收提供學(xué)習(xí)資料：腎小管上皮細(xì)胞表面存在兩種形式的葡萄糖載體，管腔側(cè)細(xì)胞膜上的載體為Na+依賴的葡萄糖轉(zhuǎn)運體(SGLT2)，基底側(cè)細(xì)胞膜上的載體為葡萄糖轉(zhuǎn)運體(GLUT2)。思考以下問題：(1)圖中葡萄糖進(jìn)、出腎小管上皮細(xì)胞分別是何種方式？(2)Na+K+泵對葡萄糖的運輸有無什么影響？(3)圖中物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的方式有幾種?2.在學(xué)生思考討論問題的基礎(chǔ)上，小節(jié)主動運輸?shù)念愋汀⒁饬x。觀察圖片，思考并回答問題評價標(biāo)準(zhǔn)：基于特定的生物學(xué)事實，采用歸納與概括、演繹與推理的方法推斷物質(zhì)跨膜運輸?shù)姆绞健ＴO(shè)計意圖：提升學(xué)生分析推理能力，在判斷次級主動運輸過程中，既拓寬視野，又進(jìn)一步理解主動運輸?shù)膶嵸|(zhì)，認(rèn)識到質(zhì)膜具有選擇透過性。任務(wù)三：探究大分子物質(zhì)進(jìn)、出腎小管上皮細(xì)胞的方式事實4：原尿中每天濾出的生物大分子可達(dá)1.8g左右，但尿液中幾乎無蛋白質(zhì)。提供學(xué)習(xí)資料，一些大分子物質(zhì)會與細(xì)胞膜上的特定蛋白質(zhì)識別并被“拽住”，細(xì)胞膜內(nèi)陷形成小囊泡，在能量的作用下，最終小囊泡被“剪切”下來離開細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞中。思考以下問題：(1)胞吞、胞吐過程的實現(xiàn)與生物膜結(jié)構(gòu)的特性有什么關(guān)系？(2)物質(zhì)通過胞吞、胞吐進(jìn)出細(xì)胞的方式有何特點？觀看視頻，思考并回答問題，形成如下認(rèn)知：(1)胞吞胞吐依賴于細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的流動性：(2)胞吞胞吐的完成需要細(xì)胞膜上特定蛋白質(zhì)的協(xié)助，是個耗能過程。評價標(biāo)準(zhǔn)：能運用結(jié)構(gòu)與功能觀，物質(zhì)與能量觀解釋生命現(xiàn)象。設(shè)計意圖：幫助學(xué)生理解膜的流動性，蛋白質(zhì)是細(xì)胞完成物質(zhì)運輸?shù)奈镔|(zhì)基礎(chǔ)。任務(wù)四：解決實際問題實際問題1：尿毒癥的病因多為腎小球濾過功能出現(xiàn)障礙，導(dǎo)致原尿無法形成。水分和有毒物質(zhì)不能代謝出機體。給出人工腎的模型，提出兩個思考：(1)人工腎的關(guān)鍵是模擬哪種細(xì)胞結(jié)構(gòu)的功能？(2)舉例說出能透過半透膜的物質(zhì)。實際問題2：下圖為新型冠狀病毒入侵細(xì)胞的機理模式圖，請推測病毒進(jìn)出細(xì)胞的方式，并思考可能的藥物研制方案。思考并回答：(1)人工腎模擬的是細(xì)胞膜的特性，所以半透膜的透過性是人工腎需要突破的關(guān)鍵技術(shù)。(2)水分子，尿素等看圖推測新型冠狀病毒進(jìn)出細(xì)胞的方式，并思考可能的藥物研制方案評價標(biāo)準(zhǔn)：能在具體情境中，以生命觀念為指導(dǎo)，說出生物學(xué)原理。設(shè)計意圖：用生物學(xué)知識來解決生活的實際問題。注重與現(xiàn)實生活的聯(lián)系，引導(dǎo)關(guān)注健康生活方式，增強社會責(zé)任感。課堂總結(jié)1.總結(jié)主動運輸、與被動運輸、胞吞胞吐的區(qū)別，用表格表示。2.利用思維導(dǎo)圖，帶領(lǐng)學(xué)生總結(jié)整個單元的知識點，以及各個知識點之間的聯(lián)系?？偨Y(jié)各種運輸方式之間的不同?？偨Y(jié)回顧整個單元的知識，以及各知識之間的聯(lián)系評價標(biāo)準(zhǔn)：能總結(jié)主動運輸、與被動運輸、胞吞胞吐的不同，舉例區(qū)分主動運輸何被動運輸設(shè)計意圖：總結(jié)本單元知識點，幫助學(xué)生形成整個單元的概念圖。板書設(shè)計自由擴散第4章細(xì)胞的物質(zhì)輸入與輸出——第2節(jié)主動運輸與胞吞、胞吐自由擴散被動運輸被動運輸協(xié)助擴散協(xié)助擴散類型類型特點特點特點主動運輸胞吞胞吐特點主動運輸胞吞胞吐意義意義意義意義課時作業(yè)設(shè)計1.有些物質(zhì)需要以主動運輸?shù)姆绞竭M(jìn)出細(xì)胞，主動運輸需要載體蛋白并消耗能量。下列物質(zhì)中，出入細(xì)胞既不需要轉(zhuǎn)運蛋白，也不消耗能量的是()A．K＋B．Na＋C．氨基酸D．O2答案：D解析：K＋、Na＋和氨基酸的跨膜運輸均需要轉(zhuǎn)運蛋白協(xié)助，O2跨膜運輸?shù)姆绞绞亲杂蓴U散，既不需要轉(zhuǎn)運蛋白，也不消耗能量，D項正確。2.離子泵是一種具有ATP水解酶活性的載體蛋白，能利用水解ATP釋放的能量跨膜運輸離子。下列敘述正確的是()A．離子通過離子泵的跨膜運輸屬于協(xié)助擴散B．離子通過離子泵的跨膜運輸是順著濃度梯度進(jìn)行的C．動物一氧化碳中毒會降低離子泵跨膜運輸離子的速率D．加入蛋白質(zhì)變性劑會提高離子泵跨膜運輸離子的速率答案：C解析：離子泵通過消耗ATP進(jìn)行離子的跨膜運輸，屬于主動運輸，A項錯誤；主動運輸一般為逆濃度梯度運輸，B項錯誤；主動運輸速率受ATP供能和具有活性的載體蛋白數(shù)量的限制，一氧化碳中毒會導(dǎo)致供氧不足，進(jìn)而導(dǎo)致細(xì)胞呼吸速率下降，ATP供能減少，使離子泵跨膜運輸離子的速率降低，C項正確；蛋白質(zhì)變性劑會降低具有活性的載體蛋白的數(shù)量，使離子泵跨膜運輸離子的速率降低，D項錯誤。3.如圖是小腸上皮細(xì)胞吸收葡萄糖、鈉離子的過程和將葡萄糖運出細(xì)胞的過程示意圖,其中“●、▲”的個數(shù)代表分子(或離子)的濃度。下列相關(guān)敘述正確的是 ()A.Na+通過主動運輸?shù)姆绞竭M(jìn)入該細(xì)胞,需要消耗ATPB.葡萄糖與有關(guān)載體蛋白結(jié)合后被運出該細(xì)胞,需要消耗ATPC.小腸上皮細(xì)胞吸收腸腔中的葡萄糖和Na+時使用的載體蛋白一定不同D.葡萄糖被運進(jìn)該細(xì)胞的方式為主動運輸答案：D解析：題圖顯示:Na+進(jìn)入小腸上皮細(xì)胞是順濃度梯度進(jìn)行,需載體蛋白協(xié)助,不需要消耗能量,其方式為協(xié)助擴散,A項錯誤;葡萄糖與有關(guān)載體蛋白結(jié)合后,順濃度梯度被運出該細(xì)胞,其方式為協(xié)助擴散,不需要消耗ATP,B項錯誤;小腸上皮細(xì)胞吸收腸腔中的葡萄糖,伴隨著Na+從細(xì)胞外流入細(xì)胞內(nèi),二者所使用的載體蛋白相同,C項錯誤;葡萄糖被運進(jìn)該細(xì)胞,是逆濃度梯度進(jìn)行,其方式為主動運輸,D項正確。4.如圖為細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)模型示意圖。請回答問題：(1)離子進(jìn)入細(xì)胞的方向是________(用圖中數(shù)字Ⅰ、Ⅱ表示)，此過程需要圖中的A________協(xié)助。(2)細(xì)胞膜從功能上來說，具有的特點是__________。(3)動物細(xì)胞吸水膨脹時B的厚度變小，這說明B具有____________。(4)在a到e五種過程中，代表被動運輸?shù)氖莀_______。(5)可能代表O2轉(zhuǎn)運過程的是圖中編號________；葡萄糖從腸腔進(jìn)入小腸上皮細(xì)胞的過程是圖中編號________。答案：(1)Ⅰ→Ⅱ轉(zhuǎn)運蛋白(2)選擇透過性(3)一定的流動性(4)b、c、d(5)ba解析：(1)糖被位于細(xì)胞膜的外側(cè)，因此離子進(jìn)入細(xì)胞的方向是Ⅰ→Ⅱ，其運輸需要A轉(zhuǎn)運蛋白的協(xié)助。(2)細(xì)胞膜的功能特點是選擇透過性。(3)動物細(xì)胞吸水膨脹時B(磷脂雙分子層)的厚度變小，說明磷脂分子具有一定的流動性。(4)圖中a、e代表主動運輸，其余都是被動運輸，即b、c、d。(5)O2轉(zhuǎn)運過程是自由擴散，即圖中編號b；葡萄糖從腸腔進(jìn)入小腸上皮細(xì)胞的過程屬于主動運輸，而且是從膜外運輸?shù)侥?nèi)，即圖中編號a。5.怪柳是強耐鹽植物，它的葉子和嫩枝可以把將吸收到植物體內(nèi)的無機鹽排出體外。怪柳的根部吸收無機鹽子是主動運輸還是被動運輸？請設(shè)計實驗加以證明。答案（1）實驗原理：主動運輸和被動運輸?shù)膮^(qū)別之一是否需要能量，而能量來自細(xì)胞呼吸，故可通過控