《主動運輸和胞吞胞吐》教學(xué)設(shè)計

《主動運輸和胞吞胞吐》教學(xué)設(shè)計晉江市永和中學(xué)何經(jīng)軍一、教學(xué)目標(biāo)1．通過對小分子物質(zhì)逆濃度梯度進(jìn)出細(xì)胞的分析，能夠闡明主動運輸?shù)倪^程、特點和意義。2．通過大分子物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞過程的學(xué)習(xí)，能夠舉例說明胞吞和胞吐的過程。3．通過對物質(zhì)跨膜運輸進(jìn)出細(xì)胞多種方式的比較，總結(jié)概括細(xì)胞膜具有選擇透過性，掌握判斷物質(zhì)跨膜運輸?shù)姆椒ā?.能夠運用物質(zhì)運輸原理解釋某些疾病的發(fā)生、藥物的治療思路和科學(xué)飲食習(xí)慣的重要性等實際問題。5.核心素養(yǎng)和學(xué)業(yè)要求在本節(jié)內(nèi)容中的體現(xiàn)：生命觀念（1）通過對物質(zhì)運輸?shù)膶嵗膶W(xué)習(xí)和分析，能夠以結(jié)構(gòu)與功能觀解釋細(xì)胞運輸物質(zhì)的基本方式；通過對幾種物質(zhì)運輸方式的比較，能夠理解物質(zhì)運輸?shù)姆绞绞情L期進(jìn)化的結(jié)果（水平一）。（2）能夠運用結(jié)構(gòu)與功能觀分析和解釋一些特定情境中的物質(zhì)運輸?shù)默F(xiàn)象（水平二和水平三）。（3）能夠運用所學(xué)觀念指導(dǎo)、解決日常生活中遇到的物質(zhì)運輸?shù)膯栴}，指導(dǎo)人的健康飲食方式。（水平四）。科學(xué)思維（1）通過對細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出的實例的學(xué)習(xí)和分析，明確這些結(jié)論都是基于科學(xué)事實形成的，并能正確運用主動運輸、被動運輸和胞吞胞吐的知識解釋不同物質(zhì)（水分子小分子物質(zhì)、大分子物質(zhì)）的運輸方式和特點。（水平一和水平二）（2）能夠利用數(shù)學(xué)模型（曲線圖）建構(gòu)物質(zhì)運輸方式的特點，并且預(yù)測特定情境下物質(zhì)運輸?shù)囊?guī)律。（水平三）科學(xué)探究能夠在針對情境中提出可探究的物質(zhì)運輸問題，并能夠設(shè)計科學(xué)的實驗方案。（水平三）社會責(zé)任能夠運用物質(zhì)運輸?shù)脑斫鉀Q現(xiàn)實生活中的問題，如“食品腌制”、“高碘攝入”、“控糖飲食”、“糖尿病”、、“低脂飲食”等。（水平一）二、教學(xué)重、難點1．教學(xué)重點（1）主動運輸?shù)倪^程和特點。（2）主動運輸?shù)挠绊懸蛩?。?）胞吞、胞吐的過程。2．教學(xué)難點（1）主動運輸?shù)倪^程和特點。（2）胞吞、胞吐的過程。三、教材及學(xué)情分析教材分析：本模塊第3章已經(jīng)介紹了細(xì)胞膜的化學(xué)組成、結(jié)構(gòu)以及功能，本節(jié)與第四章第一節(jié)內(nèi)容著重介紹細(xì)胞膜控制物質(zhì)進(jìn)出這一重要功能，包括小分子或離子進(jìn)出細(xì)胞的方式和大分子物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的方式，通過對幾種跨膜運輸方式的探究，可以培養(yǎng)學(xué)生對實驗數(shù)據(jù)解讀和信息閱讀的科學(xué)思維、設(shè)計實驗的科學(xué)探究以及知識遷移應(yīng)用的社會責(zé)任。這部分內(nèi)容和前面所學(xué)的《分泌蛋白的合成和運輸》有關(guān)聯(lián)的地方，同時又是對生物膜具有流動性和選擇透過性的一個很好的佐證。對學(xué)生構(gòu)建生命活動的結(jié)構(gòu)與功能觀、物質(zhì)與能量觀等生命觀念有著重要的意義。學(xué)情分析：本節(jié)課授課對象是高一學(xué)生，而該班學(xué)生在經(jīng)過中考篩選后，學(xué)習(xí)基礎(chǔ)和學(xué)習(xí)能力均較大多數(shù)同學(xué)要好，已經(jīng)具備了一些認(rèn)知能力、分析能力和合作學(xué)習(xí)的能力。前面的學(xué)習(xí)已經(jīng)基本掌握了生物膜的結(jié)構(gòu)模型、細(xì)胞膜的控制物質(zhì)進(jìn)出的功能、細(xì)胞的結(jié)構(gòu)決定功能等基本的知識和生命觀念。同時學(xué)生也基本學(xué)會如何進(jìn)行情景分析和識圖分析，對于基本的數(shù)學(xué)模型的走勢和限制因子的分析具備一定的素養(yǎng)。四、教學(xué)實施過程：學(xué)習(xí)任務(wù)教師活動學(xué)生活動設(shè)計意圖復(fù)習(xí)導(dǎo)入復(fù)習(xí)：被動運輸（自由擴(kuò)散與協(xié)助擴(kuò)散）的比較，活動1：閱讀教材提供的資料，探討甲狀腺上皮細(xì)胞吸收碘離子的方式學(xué)生及時反饋完成表格小組同學(xué)分析，回答一下問題：1.甲狀腺濾泡上皮細(xì)胞吸收碘是通過被動運輸嗎？2.聯(lián)想逆水行舟的情形，甲狀腺濾泡上皮細(xì)胞吸收碘是否需要細(xì)胞提供能量？3.細(xì)胞逆濃度梯度運輸物質(zhì)的方式是普遍存在的嗎？通過復(fù)習(xí)被動運輸?shù)闹R，讓學(xué)生對活動1的閱讀，討論碘的吸收與被動運輸有何不同？從而引出主動運輸?shù)母拍睢?dǎo)出需要消耗額外的能量的事實。用逆水行舟的比喻來描述逆濃度梯度的運輸需要耗能，引出“主動運輸?shù)母拍睢彼伎?、傾聽主動運輸?shù)母拍?、過程、特點、意義比較主動運輸與被動運輸活動2:觀察主動運輸示意圖，概括主動運輸?shù)倪^程。講授概念：物質(zhì)逆濃度梯度進(jìn)行跨膜運輸，需要載體蛋白的協(xié)助，同時還需要消耗細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)所釋放的能量，這種方式叫做主動運輸。主動運輸過程：1．被運輸?shù)奶囟ǚ肿踊螂x子與載體蛋白結(jié)合2．在細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)釋放的能量推動下，載體蛋白的空間結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，將所結(jié)合的離子或分子從細(xì)胞膜一側(cè)轉(zhuǎn)運到另一側(cè)并釋放出來3.載體蛋白恢復(fù)原狀，又可以轉(zhuǎn)運同種物質(zhì)的其他離子或分子。思考、傾聽、記錄學(xué)生閱讀教材相關(guān)內(nèi)容學(xué)生思考?xì)w納整理學(xué)生關(guān)注到逆濃度梯度和需要耗能后，直接介紹主動運輸?shù)母拍?，引出其需要載體蛋白能夠運用所學(xué)觀念指導(dǎo)、解決日常生活中遇到的物質(zhì)運輸?shù)膯栴}，指導(dǎo)人的健康飲食方式，滲透生命觀念教育?；顒?：比較協(xié)助擴(kuò)散和主動運輸?shù)漠愅?。比較并思考，得出結(jié)論并填表通過閱讀資料，總結(jié)出主動運輸?shù)奶攸c之一，培養(yǎng)學(xué)生的歸納總結(jié)能力知識拓展：三種類型的主動運輸主動運輸是由載體蛋白所介導(dǎo)的物質(zhì)逆著電化學(xué)梯度或濃度梯度進(jìn)行跨膜轉(zhuǎn)運的方式。主動運輸普遍存在于動、植物細(xì)胞和微生物細(xì)胞。根據(jù)能量來源的不同，可將主動運輸分為:由ATP直接提供能量(ATP驅(qū)動泵)、間接提供能量(協(xié)同轉(zhuǎn)運或偶聯(lián)轉(zhuǎn)運蛋白)以及光驅(qū)動泵3種基本類型。習(xí)題鞏固思考、傾聽、記錄。練習(xí)培養(yǎng)學(xué)生識圖、分析、語言表達(dá)的能力。通過描述深刻體會載體結(jié)構(gòu)改變來完成跨膜運輸，體現(xiàn)結(jié)構(gòu)與功能觀和物質(zhì)和能量觀總結(jié)主動運輸?shù)奶攸c（板書）：①需要載體蛋白②需要耗能思考、總結(jié)、記錄胞吞、胞吐的過程活動4：唾液腺細(xì)胞能分泌淀粉酶，胰島細(xì)胞能分泌胰島素。它們能通過自由擴(kuò)散、協(xié)助擴(kuò)散或者主動運輸運出細(xì)胞嗎？請你根據(jù)細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)組成做出分析。思考并回答：不能通過主動運輸或被動運輸，可以通過胞吞胞吐淀粉酶和胰島素都是蛋白質(zhì)，是生物大分子，因此無法像H2O或CO2這樣通過自由擴(kuò)散穿過細(xì)胞膜的脂雙層。協(xié)助擴(kuò)散和主動運輸都是需要細(xì)胞膜上的轉(zhuǎn)運蛋白的運輸方式，是用來運輸離子和小分子的，也無法轉(zhuǎn)運這些大分子分析總結(jié)結(jié)論，培養(yǎng)科學(xué)思維通過課堂探究活動，設(shè)計實驗并評價，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究的能力膽固醇以LDL(低密度脂蛋白,包括膽固醇、脂肪酸和蛋白質(zhì)）的形式在血液中運輸，最終與細(xì)胞膜上的一種蛋白質(zhì)相互識別并被“拽住”。在細(xì)胞膜內(nèi)陷成小囊泡，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。研究者發(fā)現(xiàn)某基因缺陷的患者，其體內(nèi)不能正常合成細(xì)胞膜上這種識別LDL的蛋白質(zhì)，導(dǎo)致膽固醇攝入的通路被阻斷，就會積累在血液中，黏附在血管壁上，形成動脈粥樣硬化。LDL升高使血管狹窄或者是閉塞，易患腦血管疾病和心血管疾病。思考、總結(jié)、歸納學(xué)生仔細(xì)觀察胞吞過程模式圖結(jié)合情境材料回答以下問題：1、為什么動物細(xì)胞需要膽固醇？預(yù)期回答：膽固醇參與構(gòu)成動物細(xì)胞膜2、LDL進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部的運輸方式是什么？這種方式需要什么條件？預(yù)期回答：胞吞，膜上蛋白質(zhì)和能量3、該實例體現(xiàn)了細(xì)胞膜的什么特性？預(yù)期回答：流動性4、如何預(yù)防動脈粥樣硬化？預(yù)期回答：合理飲食，多運動，保持健康的生活方式理解LDL復(fù)合物是什么，為什么細(xì)胞需要它。特別注意到膜蛋白（新教材增加知識點）是胞吞的必要條件之一幫助學(xué)生理解膜的流動性和生物大分子運輸?shù)年P(guān)系。進(jìn)一步構(gòu)建結(jié)構(gòu)與功能觀，引導(dǎo)關(guān)注健康的生活方式看兩個單細(xì)胞生物進(jìn)行胞吞和胞吐的例子：播放變形蟲吞噬食物的視頻。痢疾內(nèi)變形蟲吞噬人體細(xì)胞思考、總結(jié)、歸納意義：通過胞吐細(xì)胞向外分泌分泌蛋白和激素，通過胞吞消滅細(xì)菌、癌細(xì)胞、及衰老的紅細(xì)胞、細(xì)胞碎片從保證生命活動的正常進(jìn)行。閱讀教材文字，思考、記錄觀看視頻、討論用抽象的文字描述和直觀的動圖、視頻相結(jié)合幫助學(xué)生建立更為具體的運輸過程。小結(jié)引導(dǎo)學(xué)生嘗試構(gòu)建概念圖學(xué)生活動：嘗試構(gòu)建概念圖讓學(xué)生回憶各種物質(zhì)跨膜運輸?shù)奶攸c，比較關(guān)鍵性的區(qū)別，學(xué)會判斷不同類型的物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的方式，培養(yǎng)科學(xué)思維。影響物質(zhì)跨膜運輸?shù)囊蛩?.載體種類與數(shù)量2.物質(zhì)的濃度3.溫度（影響膜的流動性，酶的或性）4.氧氣濃度（影響