4.2主動(dòng)運(yùn)輸與胞吞胞吐教學(xué)設(shè)計(jì)高一上學(xué)期生物人教版必修1

“高中生物學(xué)單元教學(xué)精品課程”課時(shí)教學(xué)設(shè)計(jì)第*課時(shí)教學(xué)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)者***學(xué)校填寫(xiě)學(xué)校全稱(chēng)年級(jí)高一年級(jí)課題課時(shí)1主動(dòng)運(yùn)輸與胞吞、胞吐課型新授課?章/單元復(fù)習(xí)課□專(zhuān)題復(fù)習(xí)課□習(xí)題/試卷講評(píng)課□學(xué)科實(shí)踐活動(dòng)課□其他□教學(xué)內(nèi)容分析課標(biāo)要求：概念二細(xì)胞的生存需要能量和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，并通過(guò)分裂實(shí)現(xiàn)增殖2.1物質(zhì)通過(guò)被動(dòng)運(yùn)輸、主動(dòng)運(yùn)輸?shù)确绞竭M(jìn)出細(xì)胞，以維持細(xì)胞的正常代謝活動(dòng)2.1.1闡明質(zhì)膜具有選擇透過(guò)性2.1.2舉例說(shuō)明有些物質(zhì)順濃度梯度進(jìn)出細(xì)胞，不需要額外提供能量；有些物質(zhì)逆濃度梯度進(jìn)出細(xì)胞，需要能量和載體蛋白2.1.3舉例說(shuō)明大分子物質(zhì)能夠通過(guò)胞吞、胞吐進(jìn)出細(xì)胞在前面第3章已經(jīng)介紹了細(xì)胞膜的化學(xué)組成、結(jié)構(gòu)以及大致的功能，本課時(shí)與第1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(guò)對(duì)幾種跨膜運(yùn)輸方式的探究，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)信息解讀和知識(shí)遷移轉(zhuǎn)化的能力。這部分內(nèi)容和前面所學(xué)的《分泌蛋白的合成和分泌》有關(guān)聯(lián)的地方，同時(shí)又是對(duì)生物膜具有流動(dòng)性的一個(gè)很好的佐證。對(duì)學(xué)生理解細(xì)胞是基本的生命系統(tǒng)有著重要的意義。本節(jié)內(nèi)容是人教版必修一《分子與細(xì)胞》中的第四章（細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出）的第二節(jié)；本章第一節(jié)已講解了被動(dòng)運(yùn)輸，在被動(dòng)運(yùn)輸?shù)幕A(chǔ)上，通過(guò)知識(shí)遷移理解主動(dòng)運(yùn)輸。再結(jié)合大分子或顆粒是無(wú)法通過(guò)被動(dòng)運(yùn)輸和主動(dòng)運(yùn)輸進(jìn)出細(xì)胞，引出胞吞、胞吐。本節(jié)內(nèi)容既是本章的總結(jié)，又是本章得提煉。學(xué)情分析高一學(xué)生的閱讀理解、口頭表達(dá)等基礎(chǔ)能力上也有所進(jìn)步，能從相互討論中解釋客觀現(xiàn)象并分析解決問(wèn)題。但是在生物學(xué)概念的應(yīng)用上尚不能靈活應(yīng)用，而在運(yùn)用科學(xué)原理解釋現(xiàn)象本質(zhì)還需要進(jìn)一步訓(xùn)練。學(xué)生已學(xué)習(xí)了被動(dòng)運(yùn)輸，知道如何分析物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的方式及特點(diǎn)。并具有閱讀和分析圖表的能力，因此，本課可以調(diào)動(dòng)學(xué)生已有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)，幫助學(xué)生深入理解相關(guān)問(wèn)題，依托于教材的情境，更好地進(jìn)行有質(zhì)量的思維活動(dòng)。同時(shí)進(jìn)一步鞏固已有的生物學(xué)概念。學(xué)習(xí)目標(biāo)確定課程標(biāo)準(zhǔn)對(duì)本節(jié)內(nèi)容的要求是：舉例說(shuō)明有些物質(zhì)逆濃度梯度進(jìn)出細(xì)胞，需要能量和載體蛋白；舉例說(shuō)明大分子物質(zhì)可以通過(guò)胞吞、胞吐進(jìn)出細(xì)胞。依據(jù)上述要求，確定本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)與核心素養(yǎng)如下。1.通過(guò)探究不同物質(zhì)進(jìn)出腎小管上皮細(xì)胞的方式，自主構(gòu)建主動(dòng)運(yùn)輸和胞吞胞吐相關(guān)的生物學(xué)概念，建立結(jié)構(gòu)與功能觀、物質(zhì)與能量觀。2.借助物理模型分析主動(dòng)運(yùn)輸和胞吞胞吐的條件，從分子角度理解質(zhì)膜的功能特性和結(jié)構(gòu)特性。3.分析影響物質(zhì)運(yùn)輸速率的數(shù)學(xué)模型，發(fā)展識(shí)圖、辯圖的能力，促進(jìn)科學(xué)思維的形成。學(xué)習(xí)重難點(diǎn)學(xué)習(xí)重點(diǎn)：(1)離子跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞剑褐鲃?dòng)運(yùn)輸(2)

大分子物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的方式：胞吞與胞吐學(xué)習(xí)難點(diǎn)：(1)主動(dòng)運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn)(2)跨膜運(yùn)輸方式與細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的關(guān)系任務(wù)實(shí)施過(guò)程學(xué)習(xí)任務(wù)教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)教學(xué)意圖創(chuàng)設(shè)情境，導(dǎo)入新課據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前全世界至少有8．5億人患有腎臟病，其中我國(guó)的慢性腎病患者人數(shù)就達(dá)1.3億，也就是說(shuō)全國(guó)平均每10個(gè)人中就有1個(gè)患慢性腎臟病。治療終末期腎病最有效的方法就是腎移植，在我國(guó)每年等待腎移植的患者達(dá)100萬(wàn)，腎源匱乏。此后提出問(wèn)題:如何解決短缺問(wèn)題，減輕患者的痛苦?學(xué)生思考討論后，教師播放動(dòng)圖展示腎單位結(jié)構(gòu)及不同物質(zhì)進(jìn)出腎小管上皮細(xì)胞的情景及最終形成原尿的過(guò)程，并明確科研人員根據(jù)腎功能的結(jié)構(gòu)特性和代謝原理已研究出“人工腎”，以幫助腎病患者完成腎臟的濾過(guò)和重吸收功能。教師展示水進(jìn)出細(xì)胞的圖片。學(xué)生閱讀資料，回顧舊知后可知水有兩種方式進(jìn)出細(xì)胞，那么無(wú)機(jī)鹽、帶電離子、氨基酸、葡萄糖、大分子物質(zhì)蛋白質(zhì)是否也能以這些方式進(jìn)出腎小管上皮細(xì)胞呢?通過(guò)創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境，激活前概念，設(shè)置新的問(wèn)題，引發(fā)學(xué)生思考，造成認(rèn)知上的沖突，暴露學(xué)生的錯(cuò)誤概念或前概念，引發(fā)學(xué)生強(qiáng)烈的探索欲望，為科學(xué)概念形成做好鋪墊。任務(wù)1：初步構(gòu)建概念教師展示三個(gè)事實(shí)并設(shè)置驅(qū)動(dòng)性問(wèn)題:①腎小球每天濾過(guò)的鈉約500g，每天尿液中排出3—5g鈉，大部分管腔里的鈉會(huì)被腎小管上皮細(xì)胞吸收，Na+是以何種方式進(jìn)入腎小管上皮細(xì)胞的呢?Na+又是以何種方式進(jìn)入毛細(xì)血管的呢?觀察圖1說(shuō)出判斷依據(jù)。②原尿中的葡萄糖在腎小管幾乎全部被吸收，觀察圖2說(shuō)出葡萄糖進(jìn)、出腎小管上皮細(xì)胞分別是何種方式。③原尿中每天濾出1．8g左右蛋白質(zhì)，但尿液中幾乎無(wú)蛋白質(zhì)，大分子物質(zhì)蛋白質(zhì)如何進(jìn)出腎小管上皮細(xì)胞?學(xué)生對(duì)于葡萄糖進(jìn)、出腎小管上皮細(xì)胞的方式存在疑惑，教師適時(shí)引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注Na+－K+泵的作用，學(xué)生積極思考，重新梳理?xiàng)l件，正確建構(gòu)概念。教師通過(guò)補(bǔ)充足夠的事實(shí)，大膽放手讓學(xué)生利用已有的知識(shí)生活經(jīng)驗(yàn)嘗試解讀情境中的問(wèn)題，建立有效提問(wèn)，引導(dǎo)學(xué)生檢索信息，引發(fā)原有認(rèn)知和事實(shí)的沖突，刺激學(xué)生重新建立新概念。該環(huán)節(jié)指向科學(xué)思維和生命觀念。任務(wù)2：分析能量來(lái)源，理解主動(dòng)運(yùn)輸?shù)纳飳W(xué)價(jià)值教師設(shè)疑:Na+進(jìn)入毛細(xì)血管和葡萄糖進(jìn)入腎小管上皮細(xì)胞的能量來(lái)源是否相同?引發(fā)學(xué)生思考。教師追問(wèn):①Na+－K+泵對(duì)葡萄糖的運(yùn)輸有無(wú)影響?教師補(bǔ)充資料:原尿中的葡萄糖如果不能全部被腎小管上皮細(xì)胞重吸收，則會(huì)排出體外，對(duì)人體不利。機(jī)體每天可產(chǎn)生40—60mmol氫離子(H+)固定酸，這些H+必須在腎臟中和排出體外，否則會(huì)對(duì)機(jī)體造成嚴(yán)重危害，腎小管通過(guò)主動(dòng)運(yùn)輸H+，可以確保H+從尿液中順利排出。此后，提問(wèn):②主動(dòng)運(yùn)輸以消耗能量為代價(jià)來(lái)運(yùn)輸物質(zhì)的生物學(xué)意義是什么呢?學(xué)生識(shí)圖便知葡萄糖進(jìn)入細(xì)胞并非由ATP直接供能。小組討論相互交流后，教師補(bǔ)充，共同總結(jié)能量最終源自于Na+－K+泵為葡萄糖進(jìn)入細(xì)胞建立了內(nèi)外Na+濃度梯度，借助內(nèi)外勢(shì)能進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部，屬于間接消耗ATP。學(xué)生思考。在教師引導(dǎo)下學(xué)生能自主總結(jié)出:活細(xì)胞能按照生命活動(dòng)需要，主動(dòng)地選擇所需要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)排除代謝廢物及有害物質(zhì)。借助物理模型，以學(xué)生為主體逐步分析物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的能量來(lái)源，從而認(rèn)識(shí)Na+－K+泵與主動(dòng)運(yùn)輸耗能之間的聯(lián)系，剖析能量的最終來(lái)源，理解細(xì)胞以消耗能量為代價(jià)的主動(dòng)運(yùn)輸?shù)纳飳W(xué)價(jià)值，認(rèn)識(shí)生物的復(fù)雜性，以此滲透物質(zhì)與能量觀、結(jié)構(gòu)與功能觀，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生識(shí)圖、辨圖的能力。任務(wù)2：借助數(shù)學(xué)模型，深化新概念在學(xué)生初步構(gòu)建新概念后，教師展示影響物質(zhì)運(yùn)輸速率的曲線(xiàn)圖(圖3)，并要求學(xué)生結(jié)合已知的自由擴(kuò)散、協(xié)助擴(kuò)散和主動(dòng)運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn)，分析每個(gè)圖代表的運(yùn)輸方式。教師繼續(xù)追問(wèn):為什么圖3D可以被看作是主動(dòng)運(yùn)輸和協(xié)助擴(kuò)散?教師在學(xué)生思路受阻時(shí)適時(shí)補(bǔ)充資料給學(xué)生搭建支架，提供資料:①若切斷腎的供養(yǎng)渠道，重吸收會(huì)馬上停止;②在載體介導(dǎo)的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)速率中存在飽和現(xiàn)象。飽和現(xiàn)象表現(xiàn)為載體對(duì)所轉(zhuǎn)運(yùn)物存在量的極限，載體與被轉(zhuǎn)運(yùn)物質(zhì)的結(jié)合達(dá)到一定限度，即使?jié)舛炔钤龃?，轉(zhuǎn)運(yùn)速率也不會(huì)增大。由小組討論該問(wèn)題。教師緊接著設(shè)置深層次問(wèn)題，學(xué)生思考，突破曲線(xiàn)上關(guān)鍵點(diǎn)的含義:圖3D中限制a、b的因素是什么?圖3B中限制a、b、c點(diǎn)的限制因素是什么?通過(guò)數(shù)學(xué)模型用數(shù)學(xué)的思維去分析生物學(xué)現(xiàn)象，培養(yǎng)學(xué)生用數(shù)學(xué)工具解決生物學(xué)問(wèn)題的能力。學(xué)生在分析模型時(shí)，意識(shí)到零散的生物現(xiàn)象也是有章可循，從而能進(jìn)一步強(qiáng)化思維邏輯的嚴(yán)密性，提高學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。該環(huán)節(jié)指向?qū)W科核心素養(yǎng)的科學(xué)思維。任務(wù)4：遷移應(yīng)用，檢驗(yàn)學(xué)生概念建構(gòu)情況在上述數(shù)學(xué)曲線(xiàn)分析的過(guò)程中內(nèi)化新概念后，教師提供關(guān)于大蒜治理水體富營(yíng)養(yǎng)化的3個(gè)資料:①大蒜根在不同磷酸鹽溶液中，吸收速率變化的數(shù)學(xué)模型如圖4;②當(dāng)根細(xì)胞內(nèi)磷酸鹽濃度為0．04—0．12mmol/L時(shí)，外界溶液磷酸鹽濃度為0．025mmol/L，根細(xì)胞仍能吸收磷;當(dāng)磷酸鹽濃度大于0．8mmol/L以后，吸收速率則不再增加;③將大蒜根浸泡在含有DNP(DNP抑制線(xiàn)粒體的功能)的磷酸鹽溶液中，根細(xì)胞對(duì)磷的吸收速率顯著下降。學(xué)生通過(guò)思考分析后能總結(jié)出:磷酸鹽是逆濃度梯度，以消耗能量為代價(jià)，進(jìn)入大蒜根細(xì)胞，而能量和載體蛋白數(shù)量限制了其吸收速率。請(qǐng)學(xué)生根據(jù)圖文資料分析:根細(xì)胞以什么方式吸收磷，限制根細(xì)胞吸收速率的因素是什么?學(xué)生討論:水體富營(yíng)養(yǎng)化對(duì)水體生態(tài)存在何種影響?你還了解哪些生物修復(fù)水體的實(shí)例?日常生活中，我們可采取哪些措施防止水體富營(yíng)養(yǎng)化呢?以水體富營(yíng)養(yǎng)化為背景，在真實(shí)的情境中應(yīng)用和檢測(cè)新概念，深化學(xué)生對(duì)新概念的理解，將生物學(xué)知識(shí)付諸實(shí)踐，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注水體生態(tài)的修復(fù)問(wèn)題，樹(shù)立和踐行“綠水青山就是金山銀山”的理念，形成生態(tài)意識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感。該環(huán)節(jié)指向生命觀念和社會(huì)責(zé)任。板書(shū)設(shè)計(jì)第2節(jié)

主動(dòng)運(yùn)輸與胞吞、胞吐一、主動(dòng)運(yùn)輸（一）特點(diǎn)：1、逆濃度運(yùn)輸2、需要載體協(xié)助3、需要消耗能量（二）意義：有利于細(xì)胞根據(jù)生命活動(dòng)選擇吸收所需要的物質(zhì)，排除代謝廢物和有害的物質(zhì)二、胞吞和胞吐（一）運(yùn)輸物質(zhì)：大分子或顆粒物質(zhì)（二）胞吞和胞吐1、結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)：細(xì)胞膜的流動(dòng)性2、特點(diǎn)：不需要載