资源简介

高中生物《主动运输和胞吞、胞吐》教学设计
教材分析
本节内容位于人教版新教材第4章第二节内容，是对物质进出细胞方式的补充，包括小分子或离子逆浓度梯度进出细胞的方式和大分子物质进出细胞的方式。本节内容可借助资料、图像对几种跨膜运输方式的探究，培养学生对图表数据的解读能力，即信息解读和知识迁移转化的能力。同时又是对生物膜具有流动性的一个很好的佐证。对学生理解细胞是基本的生命系统有着重要的意义。
学情分析
本节的授课对象是高一学生，在初中阶段，学生对物质交换有了很肤浅的了解，通过前几章的学习，学生已经具备了一些认知能力，为新知识的学习奠定了基础。同时经过前阶段的新课程学习，他们具备了群体讨论，并大胆说出自己的想法和理论依据的能力。对事物的探究有激情，但往往对探究的目的性及过程、结论的形成缺乏科学思维，需要教师的引导。
核心素养目标
1.科学思维：通过对凤眼莲根细胞吸收磷酸盐的实验数据的分析，归纳概括主动运输的特点；并通过资料分析归纳胞吞胞吐的特点；
2.生命观念：通过总结物质跨膜运输方式与细胞结构的关系，进一步认识生物体结构与功能相适应的特点。
3.科学探究：引导学生比较被动运输与主动运输的区别，并能设计实验判断物质运输方式。
4.社会责任：课题通过水体富营养化导入，后面围绕评价凤眼莲对磷酸盐的吸收情况展开新课教学，让学生在学习知识的同时体会对生态环境保护的责任
教学重难点
1.重点
（1）主动运输的特点、过程、意义。
（2）胞吞、胞吐的过程、特点。
（3）不同运输方式比较。
2.难点：
（1）主动运输的概念建构。
（2）胞吞、胞吐的特点。
教学过程
学习任务一
资料1：实验研究发现，在0.01mmol/L的H2PO4-浓度下，凤眼莲根细胞中的磷酸盐浓度为0.04-0.12mmol/L ，此时细胞仍能吸收磷。
思考1：根据资料2可判断凤眼莲根细胞吸收磷有什么特征？
资料2：为开展凤眼莲治理水体富营养化的研究，研究者将大蒜的根分别浸入不同浓度的磷酸盐溶液中，在相同且适宜的条件下培养一段时间，测得下图所示的磷吸收速率曲线。
思考2：根据图示信息判断，凤眼莲根细胞吸收磷可能是自由扩散吗？可能是协助扩散吗，依据是什么？
设计意图：在复习自由扩散、协助扩散的过程中，认识到主动运输的第一个特征：需要转运蛋白的参与。
资料3：研究发现将凤眼莲根细胞浸入含DNP（DNP能抑制线粒体的功能）的磷酸盐溶液中，细胞吸收磷的速率明显下降。
思考3：此实验说明凤眼莲根细胞吸收磷还具有什么特征？
学生分析数据，很容易得出是从低浓度向高浓度运输，即逆浓度梯度的运输。
设计意图：形成认知冲突，体会到主动运输的第二个特征。
师：请结合上述探究归纳主动运输的特点。
思考4：你能根据主动运输特点，给出主动运输的定义吗？
思考5：这种运输方式明显不同于我们学过的自由扩散和协助扩散，它是如何发生的呢？请大家观看视频，主动运输的过程，小组结合动画讨论并分步解析吸收磷酸二氢根的过程。
小组合作：根据动画，结合学习卡上的任务，合作学习写出H2PO4-主动运输的分步骤过程。
设计意图：这是本节课的难点，学生先看动画，形成感性认识，再分析图解，在组内互助的基础上认识介导主动运输的载体蛋白具有特异性、在细胞提供能量时发生构象改变等特点。从而在分子机制层面区分协助扩散和主动运输，以实现难点的突破。
思考6：主动运输是特例还是普遍存在的，你还能举出主动运输的其他实例吗？
资料4：囊性纤维病主要病因是肺泡上皮细胞表面转运cl-的转运蛋白结构改变，功能异常，导致患者支气管中黏液增多，造成细菌感染。
思考7：这些细胞为什么要消耗能量去运输这些物质呢？
设计意图：过渡到主动运输的意义。
主动运输的意义：选择性吸收所需要的物质，排出代谢废物和有害物质，从而为细胞和个体生命活动提供物质保障。
学习任务二：大分子物质跨膜运输
过渡：被动运输和主动运输针对的是小分子和离子，像胰岛素、胃蛋白酶这样的分泌蛋白，是通过哪种运输方式分泌到细胞外的呢？
以分泌蛋白出膜和病毒侵染细胞为例播放动画，引导学生分析胞吐、胞吞的过程及特点。
学习任务三：比较自由扩散、协助扩散和主动运输
列表比较跨膜运输的三种方式。说出区分自由扩散与协助扩散，以及区分协助扩散和主动运输的实验思路。
设计意图：通过列表的方式，对两节课所学核心内容进行总结梳理，给后续的实验探究奠定知识基础，做好准备工作。
过渡：植物除了吸收磷这样的大量元素，还需要一些微量元素。比如洋葱细胞会吸收钼。缺钼会影响植物吸收磷元素等多种生命活动。植物细胞主要以钼酸根的形式吸收钼，该过程是哪种运输方式？
实验探究：
背景1：用丙二酸钠（呼吸作用抑制剂）溶液浸泡约2分钟，可抑制洋葱细胞的呼吸作用。
背景2：洋葱鳞片叶外表皮中的花青素是天然酸碱指示剂，钼酸根会使液泡pH增大，出现绿色，甚至蓝色。
小组合作：完成学习卡上的实验方案设计，选派发言人交流。
选取有代表性的小组进行展示，并明确正确操作流程、注意事项。
设计意图：逐一引导，给出抑制剂、观察指标等，降低学生学习的障碍。先设计，再修改，最后实验，以提高实验的成功率。
学生实验，教师巡视全场，进行指导和评价。选取有代表性的实验现象进行拍照，展示到大屏幕上，作为教学素材。
引导学生基于各自的实验结果，得出结论。
学习任务四：认识主动运输的意义
过渡：除了上述实例，主动运输广泛存在于植物细胞、动物细胞和微生物细胞中。介绍轮藻细胞吸收钾离子、人红细胞吸收钾离子、甲状腺滤泡上皮细胞吸收碘等实例，引发学生思考：细胞为什么要消耗能量去运输这些物质呢？
设计意图：过渡到主动运输的意义。
主动运输的意义：选择性吸收所需要的物质，排出代谢废物和有害物质，从而为细胞和个体生命活动提供物质保障。
学习任务五：温故知新掌握胞吞胞吐的特点
提问：被动运输和主动运输针对的是小分子和离子，像胰岛素、胃蛋白酶这样的分泌蛋白，是通过哪种运输方式分泌到细胞外的呢？
胞吐时，囊泡移动到细胞膜附近，与细胞膜融合，将要运输的大分子排出细胞。胞吐时则是相反的过程，细胞膜向内凹陷形成小囊。胞吞胞吐都是普遍存在的现象，也需要细胞消耗呼吸作用所释放的能量。
通过新冠病毒等例子，介绍胞吞、胞吞确实需要多种蛋白质的参与，也需要能量。
设计意图：归纳概括胞吞胞吐的特点。

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