资源简介

“同课异构”教学比武活动
教
学
设
计
课 题： 主动运输与胞吞、胞吐
课 型： 新授课
抽签号：
“主动运输与胞吞、胞吐”教学设计
设计理念
本节课对人教版高中生物必修1第4章第2节《主动运输与胞吞、胞吐》进行新授课，在本节课的设计中，根据单元教学的理念，依据人教版普通高中课程标准实验教科书生物· 必修1分子与细胞第4章细胞的物质输入与输出章节内容结构导图为指导进行的设计。（见图1,方框中为本节授课内容）
图1 单元结构导图
根据单元结构导图中各部分内容之间的关系，进一步明确主动运输与胞吞、胞吐在本章节中所起的重要作用，在设计过程中，以肺部支气管上皮细胞囊性纤维化为情境，贯穿本节课的教学，作为大单元中的重要一节，主动运输与胞吞、胞吐在本单元起重要的支撑作用。本节课涉及到生命观念中的结构与功能观、物质与能量观，同时物质跨膜运输的相关原理，对其他成分物质出入细胞进行推理和判断，又对学生的科学思维、科学探究能力有提高，如何用物质跨膜运输的原理，在日常生产生活实践中服务于人类，落实社会责任。基于深度学习的教学理念，结合大情境教学，将本节课的教学目标逐一落实。
二、教学内容分析
（一）课标分析
在《普通高中生物学课程标准（2017年版2020年修订）》中，与本节内容有关的分析如下：
1.“内容要求”与本节内容相关的概念层次是：
概念2 细胞的生存需要能量和营养物质，并通过分裂实现增殖
2.1 物质通过被动运输或主动运输方式进出细胞，以维持细胞的正常代谢活动
2.1.2 举例说明有些物质顺浓度梯度进出细胞，不需要额外提供能量；有些物质逆浓度梯度进出细胞，需要能量和载体蛋白
2.1.3 举例说明大分子物质可以通过胞吞、胞吐进出细胞
（二）“学业要求”
建构并使用细胞模型，阐明细胞各部分结构通过分工与合作，形成相互协调的有机整体，实现细胞水平的各项生命活动（生命观念、科学思维、科学探究）
（三）“学业水平质量”
水平3（水平4）
注：以下（ ）内为水平4与水平3描述不同之处。
“生命观念”：能运用结构和功能观、物质和能量观，举例说明（阐释）生物体组成结构和功能之间的关系；在特定的（新的）问题情境中，能以生命观念为指导，分析（解释）生命现象，探讨（探究）生命活动的规律；基于上述观念，能综合运用科学、技术、工程学和数学（STEM）知识和能力，设计方案（综合运用在实践活动中），解决特定（生活实际中）的问题。
“科学思维”：能基于给定的事实和依据，采用归纳和概括等方法，以文字、图示或模型（恰当的）形式，说明（阐释）分子与细胞、遗传与变异等相关概念的内涵；针对生物学相关问题（在面对生产、生活中与生物学相关的新问题情境时），能运用科学思维方法展开探讨、审视或论证（能利用生物学重要概念或原理，通过逻辑推理阐明个人立场，作出决策并解决问题）。
“科学探究”：能够针对特定（日常生活和生产中的真实）情境提出可探究的生物学（清晰的、有价值的、可探究的）问题，基于给定的条件（查阅相关资料），设计并实施实验（可行的的方案），运用多种方法如实记录和分析（创造性地运用数学方法）实验结果；能主动合作，运用科学术语报告实验结果（科学术语精确阐明实验结果，善于沟通，开展有效的合作）。
三、教材分析
（一）教材地位
本节内容安排在第3章“细胞的基本结构”之后，显然是考虑到细胞膜的结构是学习本章内容的基础。同时第3章第2节“细胞器之间的分工合作”中的有关蛋白质的合成与分泌过程，最终蛋白质的分泌就是借助胞吐方式进行的，因此，这部分内容对于学生学习理解本章中胞吞、胞吐的过程及其意义是很好的铺垫。本节内容是“被动运输”的延续，是能源物质ATP首次出现在高中教材，具有承前启后的作用。
（二）教学目标
1.通过具体情境，举例说明有些物质逆浓度梯度进出细胞需要载体蛋白和能量，理解“结构与功能观”、“物质与能量观。”。
2.基于特定的生物学事实，通过对比几种物质跨膜运输方式，逐步得出主动运输、胞吞、胞吐的概念，锻炼处理信息和归纳概括的能力。
3.通过模拟胞吞的过程，培养运用学科融合知识进行实验设计、方案实施的能力。
4.通过分析与跨膜运输有关疾病的发病机理，引导其对健康生活方式的追求。
（三）教学重点和难点
1、重点
（1）主动运输的过程和特点。
（2）胞吞、胞吐的过程。
2、难点
（1）主动运输的过程和特点。
（2）胞吞、胞吐的过程。
（四）教学方法
教法：情境创设 任务驱动 给出情境 合理引导
学法：知识体验 构建模型 提出问题 分析总结
（五）教学准备
1、收集主动运输与胞吞、胞吐的一些素材和一些真实的情境。
2、制作PPT、导学案。
四、学情分析
在此之前，学生已经学习并掌握细胞膜的结构和功能、分泌蛋白的合成、加工和运输，为学习“主动运输和胞吞、胞吐”的过程奠定了基础。对被动运输物质特点与质膜结构特点的适配关系有一定的理性认识。但高一学生往往缺乏对微观世界的经验认识，且存在一定的思维定式，在学习本节之前可能会误以为物质运输方向都是顺浓度梯度的。但学生的理解能力较强，在适当的引导下很快就能克服以上认知误区。
五、课时安排
1课时
六、教学流程
教学环节 教学内容
(
用课本“社会与联系”中的囊性纤维化的病例视频激情导入，让学生体验生物学与生物的密切联系。
) (
视频导入
)
(
1.
合作探究一：通过资料分析得出主动运输与胞吞、胞吐的概念，特点。
2.
合作探究二：小组合作建构模型掌握主动运输的过程。
3.
图文分析理解主动运输的意义。
4.
合作探究三：通过检测小游戏，掌握主动运输和被动运输的区别。
)
(
主动运输的概念、特点、过程与意义
)
(
5.
模型演示理解胞吞、胞吐的概念和特点。
6.
课堂检测，及时反馈
7.
课后作业，复习巩固
) (
胞吞、胞吐的概念、特点、运输方向
)
七、教学过程
教学环节 教师行为 学生活动 设计意图
视频导入新课 播放视频：什么是囊胞性纤维症？ 引导：视频中为我们展示的是人的一种遗传病：囊胞性纤维症，这种病发生的一种主要原因是患者肺部细胞中转运氯离子发生了异常。 引导：离子在细胞中是如何转运的呢？下面就让我们一同去学习它。 板书：主动运输与胞吞、胞吐 学生认真观看视频 激发学生的观察兴趣，体验生物学与生活的密切联系。
导学案自主学习情况及问题反馈 引导：在此之前，同学们已经通过导学案的前置学习，对本节课有了一个全面的认识。 引导：这是大家导学案的学习情况，同学们都做的非常认真，老师挑选了一些比较值得大家学习和借鉴的导学案在此呈现，希望其他同学以他们为榜样努力学习。 引导：同学们在导学案最后的问题呈现中写下自己对本节课学习的一些疑惑。 引导：呈现学生问题 如：张丽同学：主动运输怎么主动？怎么运输？王淮同学：主动运输和我们上节课学习到的被动运输有什么区别？吴童同学：胞吞、胞吐如何进行的？等等....... 引导：老师结合同学所提出的问题进行了归纳---提炼，精简得到以下几个问题： 引导：精简问题呈现： （1）主动运输的概念及过程理解不够透彻？ （2）主动运输和被主动运输区别不清楚？ （3）胞吞、胞吐的过程比较模糊？ 引导：下面老师基于教材和同学们的问题反馈制定如下教学目标： 1.通过资料分析归纳概括主动运输的概念和特点。 2.通过模型建构掌握主动运输、胞吞、胞吐的过程。 3.分析比较主动运输、被动运输与胞吞胞吐的异同，总结概括细胞膜具有选择透过性。 认真听取老师分析，学生回顾、检查导学案情况 找到自己的困惑 明确学习目标 及时反馈，让学知道自己的实际 了解学生实际情况 找到课堂主线
主动运输的概念、特点 主动运输的概念、特点 主动运输的过程 主动运输的意义 主动运输与被动运输的区别 胞吞、胞吐 引导：回到刚才的视屏，视屏中为我们讲解的是囊性纤维化发生的一种主要原因是，患者肺部支气管上皮细胞转运氯离子蛋白的功能发生异常，导致患者支气管中黏液增多，造成细菌感染而引起的一种疾病。 引导：从图中我们可以看出，当CFTR蛋白功能正常时，氯离子能够从少的膜内转运到多的膜外，与此同时，水分子也能够循此路径穿过细胞膜到达膜外，使膜外的粘液变得稀薄，人体肺部不患此病。 引导：当CFTR蛋白异常时，氯离子就无法转运，水分也不穿过磷脂双分子层，粘液就不断积累。出现囊性纤维病。 引导：这个过程中，氯离子的运输很显然和我们上节课所学的被动输运中的自由扩散和协助扩散的方式不太一样。 引导：这究竟是一种什么样的运输方式呢？他又有什么样的特点呢？ 一切生物学问题的答案都要去细胞中找寻？ 引导：下面我们就一起来阅读一下老师所给的材料，看是否可以从中找寻答案？ 要求：请同学们认真阅读导学案中的两个材料并回答下列问题： 资料1：研究表明，大约70％的囊性纤维症患者中，编码一个跨膜蛋白（CFTR蛋白）的基因缺失了三个碱基，导致CFTR蛋白在第508位缺少苯丙氨酸，进而影响了CFTR蛋白的结构，使CFTR转运氯离子的功能异常，导致患者汗液中氯离子浓度升高，支气管被异常的粘液堵塞，常于幼年死于肺部感染。 阅读资料回答问题： 1.从资料1中你能得到什么信息 2.根据得到的信息你能得出什么结论？ 资料2: 一般生理情况下细胞内的Cl-浓度远低于细胞外的Cl-浓度，CFTR介导的Cl-分泌因此也受到细胞内外Cl-浓度梯度差改变的调节。CFTR蛋白作为ABC转运蛋白中的一员，在主动吸收离子过程中所释放的能量主要为离子跨膜运动提供动力，ATP水解是其主要的能量来源。低温可以显著降低合成ATP所需要的丙酮酸激酶和线粒体ATPase等的活性，使细胞中ATP的含量大幅下降，这样ATP的消耗速率明显大过合成速率，致使细胞代谢紊乱。 阅读资料回答问题： 1.从资料2中你能得到什么信息 2.根据得到的信息你能得出什么结论？ 引导：同学们阅读资料获取信息的能力都非常的棒！很快就已经找到了关键信息， 引导：其实，通过学习和资料分析，我们已经知道了这种物质运输方式叫做：主动运输， 引导：那么，到底什么是主动运输呢？主动运输有什么特点呢？同学们能不能试着归纳一下主动运输的概念？ 引导：很好！主动运输：物质逆浓度梯度进行跨膜运输，需要载体蛋白的协助， 同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的能量，这种方式叫做主动运输。 特点：①消耗能量(ATP) ②需要载体蛋白 过渡：其实，主动运输就好比是一个人骑着自行车上坡，需要消耗能量，需要逆坡而上。主动运输它的运输过程又是怎样的呢？ 引导：下面请同学们利用老师所给的材料包结合课本69页内容，以氯离子为例，小组合作利用细胞膜的流动镶嵌模型，模拟演练氯离子通过主动运输出细胞的过程。并思考回答下列问题： 1.物质是如何一步步通过主动运输进出细胞的？ 2.物质通过主动运输进出细胞需要满足什么条件？ 过渡：同学们完成的不错！有补充，有质疑，充分体现了小组合作的意义所在。 引导：但在这当中，老师要重点强调的一点是：载体蛋白， 会与被转运的物质结合 具有特异性 一种载体蛋白只适合与一种或一类离子、分 子结合。 过渡：学完了什么叫主动运输？主动运输的特点和过程后，我们回到前面学习的囊性纤维病， 引导：正因为有了主动运输才使得氯离子能够正常的排除细胞之外，水分子也才得以转运，从而不出现囊性纤维症，其实主动运输在现实生活中是普遍存在的。如：海鸥通过盐腺排除体内多余的盐分，桐花树排除机体内多余的盐分等等。 引导：因此，主动运输普遍存在于动植物和微生物细胞中，通过主动运输来选择吸收所需要的物质，排出代谢废物和对细胞有害的物质，从而保证细胞和个体生命活动的需求。 过渡:学习完了主动运输的相关内容，那么它到底和我们前面学习的被动运输又有什么区别呢？下面我们一起来做一个小游戏， 检测小游戏：《采蘑菇》 要求： 1.两个同学为一组上台，将森林里（黑板上）多种多样的蘑菇采摘到适合自己的篮子中，看谁采的又快又准确？ 2.给大家展示采摘的结果，并向同学们解释采摘的原因？尝试说出被动运输和主动运输的区别？ 引导：同学们都非常棒！相信通过这个游戏，同学们已经掌握了主动运输与被动运输的区别了，下面给大家1分钟时间，整理，订正导学案上的表格内容。 过渡：刚才游戏当中我们发现有一种蘑菇是主动运输和被动运输的篮子都不能采摘的，它就是？因为它是生物大分子，像蛋白这样的生物大分子又是怎样进行物质跨膜运输的呢？我们来看这样的两个事实， 事实1：转运蛋白虽然能够帮助许多离子和小的分子通过细胞膜，但是，对于像蛋白质和多糖这样的生物大分子的运输却无能为力。 事实2：变形虫摄取水中的有机物颗粒，就需要解决大分子物质进入细胞的问题。 引导：通过学习，知道除了被动运输和主动运输，还存在着一种叫胞吞、胞吐的运输方式。 引导：课本中为我们提供了变形虫的实例，今天老师也把变形虫请到了课堂上。 引导：下面老师将为大家演示观察变形虫如何进食和排泄的过程，请大家结合课本总结：胞吞、胞吐的概念和特点。 胞吞：当细胞摄取大分子时，首先是大分子与膜上蛋白质结合，从而引起这部分细胞膜内陷形成小囊，包围着大分子。然后，小囊从细胞膜上分离下来，形成囊泡，进入细胞内部，这种现象叫做胞吞 运输方向：细胞外→细胞内 特点：①不需要转运蛋白 ②消耗能量 胞吐：细胞需要外排的大分子，先在细胞内形成囊泡，囊泡移动到细胞膜处，与细胞膜融合，将大分子排出细胞，这种现象叫胞吐。 运输方向：细胞内→细胞外 特点：①不需要转运蛋白 ②消耗能量 过渡：学完了被动运输、主动运输和胞吞、胞吐，我们来进行小结一下：发现不论是那种物质运输方式都离不开细胞膜的参与，离子和较小的有机分子的跨膜运输必须借助于转运蛋白。细胞膜上转运蛋白的种类和数量还有空间结构的变化对物质跨膜运输都起着决定性的作用。这也是细胞膜具有选择透过性的结构基础，而胞吞、胞吐更是离不开细胞膜的流动性。 正如章首页的小诗： 掌控着道道闸门，驱动着各式舟车 输入输出中忙碌，被动主动间选择 生物大分子铸就，神奇的生命之膜 结束语：细胞如此，人生亦如此，愿同学们在忙碌的学习生活之余，珍爱生命！保护好我们的身体！ 回顾视频，对比分析 认真听讲，思考分析 小组讨论，作出合理的分析，思考并回答问题 阅读资料并完成自主学习任务，分享学习成果。 学生认真分析并理解资料内容 小组合作，讨论并回答问题，其余同学补充质疑 回答问题 理解并认同主动运输的概念和特点 小组合作完成模型建构过程，一个小组展示，其余小组质疑，补充。 总结归纳，认同载体蛋白的特异性等相关特点 认同主动运输的意义，联系生活实际，充分掌握主动运输的内涵 积极配合，完成游戏，同时思考问题。 观察模型演示，认真总给 和老师一起完成课堂小结， 提高学生观察、分析能力 激发学生科学探究思维，提高合作学习能力 提高学生自主学习能力、获取信息、总结归纳能力。 提高学生归纳总结的能力 提高学生阅读、分析能力 提高学生自主学习能力 突破认知难点 提高学生科学探究能力及合作学习能力 提高学生合作探究，语言表达、上台展示能力 培养学生尊重事实的精神 联系生活实际，将所学知识应用于生活，培养学生的思维迁移能力，增强学生社会责任感 活跃气氛，在轻松愉悦的氛围中掌握知识 将静态图转换为动态演示，更加直观地展示，培养学生观察能力。 培养学生归纳总结能力。
学业反馈 组织学生完成课后检测 学生反馈 培养学生应用知识解决实际问题的能力
板书设计 主动运输与胞吞、胞吐
八、教学反思
（一）教学思路清晰
“主动运输与胞吞、胞吐”是人教版高中生物必修1第4章第2节的内容，学生在第1节已经学习了被动运输的相关知识，学习主动运输概念时，不是直接抛出主动运输的概念，而是通过资料分析，引导学生思考并自主总结出主动运输的概念，有利于提升学生分析和获取信息、归纳概括的能力。通过比较主动运输与被动运输的异同，培养学生的科学思维。
学习胞吞胞吐时，老师先演示模型，让学生自主总结胞吞、胞吐的概念、特点和膜控制物质进出细胞功能的关系进行了联系。
授课中通过检测小游戏活动对本节课中重要知识点被动运输和主动运输进行比较，是本节课的点睛之笔。最后引导学生构建物质运输方式的思维导图，进一步加深学生对各种物质运输方式的理解。
（二）很好的体现了学生的主体地位
本节内容难度不大，在设计本课时的教学过程时，充分考虑学生的认知心理，循序渐进，通过设置情景，让学生自主学习、相互讨论，并得出重要概念，发挥了学生的主观能动性，使学生进入到一种主动学习的状态。
在学习过程中，着重训练了学生的科学思维和对生命观念的理解，使学生所学知识得以升华，进一步体现了学科核心素养。同时在课堂上紧紧抓住学生的思维，激发其强烈的求知欲，真正成为了教学活动的组织者。

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