资源简介 《主动运输》教学设计1.教材分析本节选自人教社 2019 年版高中生物学《必修 1· 分子与细胞》第四章第二节,前面章节已经介绍了蛋白质的功能、细胞膜的结构和功能、分泌蛋白的合成 和分泌过程以及被动运输,是本节内容的基础。本节 紧跟在被动运输内容之后,运输的物质由小分子到大 分子,教材编排由易到难,符合学生的认知规律。主动运输与胞吞、胞吐都需要消耗能量,都需要蛋白质 参与才能完成物质转运,学习本节内容能够帮助学生 领悟物质与能量观,这又为学习第五章“能量供应和 利用”打下基础。2.学情分析学生通过对蛋白质、细胞膜、细胞器等内容的学习,初步了解了结构与功能相适应的观点;通过对本章第一节的学习,已理解被动运输的实质,能区分自 由扩散和协助扩散,为进一步学习主动运输打下了基 础;通过分泌蛋白的合成和分泌过程的学习,为理解 胞吞、胞吐的过程和意义做了铺垫。学生知道实验设 计的一般思路和基本原则,具备设计实验的基本能 力,有一定的资料分析和曲线分析能力,但是,还有待提高。3.教学目标① 通过对主动运输与胞吞、胞吐的学习,理解物 质跨膜运输与细胞膜结构、细胞内能量的关系,认同 细胞膜的选择透过性基于细胞膜的结构,认同物质跨 膜运输与能量相关,深入理解结构与功能观、物质与能量观。② 通过资料分析,培养获取信息和逻辑推理能力;通过阅读教材胞吞、胞吐内容,提升归纳与概括的能力。③ 根据物质跨膜运输方式的特点,通过设计实验探究小肠上皮细胞吸收葡萄糖是否需要蛋白质和能量,提高运用科学探究认识自然世界的能力。④ 关注科学前沿问题,了解我国科学家的突出贡献,增强文化自信,增加与社会的联系,渗透人类研究跨膜运输方式的社会意义,增强社会责任感。4.教学重难点教学重点:主动运输的概念;胞吞、胞吐的特点。教学难点:主动运输的概念;相关资料和曲线的 分析。5.教学过程5.1 引入科学前沿,激发学习兴趣中国结构生物学家颜宁与其研究小组在世界上 首次解析人源葡萄糖转运蛋白晶体结构。教师播放 颜宁在《开讲啦》192 期中的精彩演讲视频,引出葡萄 糖转运蛋白(GLUT 蛋白)。设计意图:教师展示我国科学家在世界上的突出 成果,增强学生文化自信,让学生通过了解科学前沿, 认识到高中生物知识与前沿科学密切相关,同时渗透 人类研究跨膜运输方式的社会意义,激发学生学习本节课的兴趣。5.2 资料分析,问题引导,启迪思维接着,教师展示与葡萄糖转运蛋白运输有关的资料:葡萄糖分子高度亲水,无法自由通过疏水的生物膜,其进出细胞需要膜上的转运蛋白完成。颜宁研究 的 GLUT 蛋白负责顺浓度梯度将葡萄糖转运至细胞 内。研究发现,在小肠上皮细胞存在着运输葡萄糖的 转运蛋白——SGLT1 和 GLUT2,科学家通过体外实 验,将不同葡萄糖浓度下的运输速率绘制了如图 1所 示的曲线。速率/[ μmol ·(min·g干重)-1 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 O 20 40 60 80 100 . 表示总葡萄糖转运速率 ▲ 表示SGLT1转运速率 · 表示GLUT2转运速率 葡萄糖/mM图 1 不同葡萄糖浓度下的运输速率曲线教师引导学生分析资料,讨论下列问题:① 推测 SGLT1 转运葡萄糖是哪种运输方式?是 自由扩散吗?如果不是,请说明理由。② 当葡萄糖浓 度很低,低于小肠上皮细胞内的葡萄糖浓度时, GLUT2 转运速率为0,SGLT1 转运葡萄糖。这种逆浓度梯度发生的运输符合协助扩散的特点吗?③ 逆浓度梯度的运输能发生,SGLT1转运葡萄糖是否需要细胞提供能量?设计意图:教师创设问题情境,培养学生获取信息、分析数据的能力和逻辑推理能力;并设置问题串, 引导学生利用已学的被动运输知识解答问题,明确葡 萄糖在逆浓度条件下发生跨膜运输的条件是需要载 体蛋白和能量。学生初步感知同种物质进出细胞的 复杂性:肠腔葡萄糖浓度极低时,小肠上皮细胞通过 主动运输吸收葡萄糖;肠腔葡萄糖浓度升高后,主要 通过协助扩散吸收葡萄糖。这样有助于学生理解主 动运输的意义,认同生命的自主性。5.3 学生设计实验,科学史实验证假设教师提出问题:葡萄糖逆浓度梯度运输时,需要 载体蛋白和能量 。如何设计实验以验证你的推论? 学生分小组讨论实验设计思路。接着,教师展示科学 史实:科学家将离体的小肠上皮细胞培养液均分成三组,第一组不做处理,第二组加入呼吸酶抑制剂(抑制 能量供应),第三组加入载体蛋白抑制剂。第二、三组与第一组比较,小肠上皮细胞吸收葡萄糖的速率均下 降。这证明葡萄糖逆浓度梯度运输时,需要载体蛋白和能量。5.4 回归教材,强化重要概念教师引导学生阅读教材 P69-70 中的问题探讨 及主动运输内容,使学生明确主动运输的概念,特 点、实例和意义。教师总结主动运输的概念、特点及意义。5.5 绘制概念图,构建知识体系,深化生命观念学生绘制有关物质进出细胞方式的概念图,构建 本章知识体系。教师总结:① 协助扩散和主动运输 过程必须依赖于转运蛋白。② 转运蛋白的专一性、 空间结构的变化,使细胞膜具有选择透过性。 细胞膜的结构决定了细胞膜的选择透过性,决定了细胞膜具有控制物质进出的功能。另外,教师还鼓励学生:清华大学颜小组致力于结构生物学研究 。结构决定功能,尤其是对生命活动承担者- 蛋白质结构的研究,对疾病的预防和攻克有重大意义 。希望在不久的将来,在结构生物学领域看到你们的身影。 展开更多...... 收起↑ 资源预览