第4章 细胞的物质输入和输出作业设计-2023-2024学年高一上学期生物人教版必修一

第四章 细胞的物质输入和输出——作业设计 作业涉及教科书版本： 人民教育出版社 年级及册次：高一 必修一 作业涉及单元、章节(或主题、任务):第四章 细胞的物质输入和输出 单元、章节(或主题、任务)整体性作业设计思路说明(500字以内) 以哺乳动物的红细胞放入不同浓度氯化钠溶液中的细胞变化，让学生理解扩散 、渗透的原理，落实生命观念；以“心里美 ”萝 卜切条在不同溶液中的变化和临床 上输液为什么要用生理盐水锻炼学生思考；以植物甲能不能移植到学校的红豆园， 测定土壤中溶液浓度；利用渗透原理设计实验比较两种蔗糖溶液浓度的高低，提升 学生探究能力；以水质净化与血液透析中的反渗透技术，解释生活中的现象。 列表比较自由扩散和协助扩散，掌握两种被动运输的特点；学生动手画一个成熟 植物细胞的结构图，来理解渗透作用发生所需要的条件；通过把某种植物细胞在不同 溶液中的变化，理解细胞对不同物质运输存在差异；选择实验试剂探究植物细胞的吸 水和失水，理解渗透吸水原理；分析K+ 、Na+均不能通过磷脂双分子层构成的人工细胞 膜的原因以及温度影响水分通过半透膜的扩散速率的实例，进一步理解影响物质运输 的条件。 在学生复习和预习的基础上，让学生找出被动运输、主动运输、胞吞胞吐的特点 , 分析正常生理条件下，红细胞内K＋浓度远高于细胞外的原因，从生物膜的流动镶嵌 模型分析物质跨膜运输的方式不同的原因，再设计实验探究“海水稻 ”从海水中吸收 盐分的方式是主动运输还是被动运输，对所学的知识进行巩固、运用和实践。 1、落实核心素养培养，作业设计注重核心素养考察 2、突出内容重点难点，作业设计注重核心知识考察 3、贯彻五育并举理念，作业设计注重育人理念考察 4、 创设真实问题情景，作业设计注重知识运用考察 第一节 被动运输（第一课时） 使 作 设计 使 预 预 估 用 业 作业设计 意图 用 计 难 度 时 内 者 时 系 段 容 长 数 课 前 基础性作业 作业一：将哺乳动物的红细胞放入A浓度的氯化 钠溶液中 ，形态不变；放入B浓度的氯化钠溶液中 , 细胞破裂;放入C浓度的氯化钠溶液中 ，细胞皱缩 ,则这三种氯化钠溶液的浓度大小依次是( ) A.A>B>C B.B>A>C C.C>B>A D.C>A>B 答案：D 作业二：下列实验中最能证明植物细胞发生渗透 作用原理的是( ) A.观察洋葱表皮细胞的质壁分离和复原 B.糖渍番茄时会出现大量的汁液 C.将萝 卜条放入盐水中一段时间会变软 D.将萎蔫的青菜放入清水中会变得硬挺 答案：A 将理论和 实践有机 结合， 实 现作业的 可视化 基 础、 中 等 学 生 2 分 钟 0.85 发展性作业 作业三：将“ 心里美 ”萝 卜切条 ，分别放入清水 和盐水中浸泡一段时间 ，观察萝 卜条有什么不同 ? 分别放入清水和开水中 ，观察溶液有什么变化 ? 答案：清水中的硬挺，盐水中的变软；清水中的无 颜色变化 ，开水中的溶液变色。 作业四：临床上输液为什么要用生理盐水？ 答案：生理盐水的浓度与血浆的浓度基本一致，血 细胞不会因为过度吸水或失水而出现异常。 贴近生活 , 激发学 生的学习 兴趣 ，训 练学生的 科学探究 和科学思 维的学科 素养。 中 等 及 以 上 的 学 生 10 分 钟 0.6 课 中 基础性作业 作业五：为探究植物甲能不能移植到学校的红豆 园生长,某生物小组通过实验测定了植物甲细胞液 浓度,实验结果如下表。为保证植物甲移植后能正常 生存,红豆园土壤溶液的浓度应 ( ) 巩固本节 教学目标 , 使学生 初步学会 运用所学 的生物学 知识分析 和解决生 活 、 生产 或社会实 际问题。 基 础 较 好 学 生 2分 钟 0.65 溶液溶质的浓 度/（ mol/L) 0.15 0.2 0.25 0.3 质壁分离状态 不分 离 刚 分 离 显著分 离 显著分 离 A. ≤0.15mol/L B. ≤0.2mol/L C. ≥0.2mol/L D. ≥0.3mol/L 答案：A 发展性作业 作业六：现有两种不同浓度的蔗糖溶液， 由于工 作疏忽，瓶上的浓度标签丢失 。现有一烧杯 、带刻 度玻璃管 、铁架台 、玻璃纸 、细线，请设计一实验 区分两种蔗糖溶液浓度的高低。 培养学生 的发散思 维和实验 设计能力 、动手操 作能力。 掌 握 较 好 学 生 5分 钟 0.6 课 后 基础性作业 作业七：某科研小组设计如图所示的渗透装置,蔗 糖不能透过半透膜,漏斗内溶液(S1)和漏斗外溶液 (S2)为两种不同浓度的蔗糖溶液, 渗透平衡时液面差 为△h 。 下列说法不正确的是 ( ) A. 向漏斗内加适量清水△h将变小 B. 渗透平衡后无水分子通过半透膜 C.漏斗中溶液液面上升速率逐渐变慢 D. 渗透平衡后S1和S2浓度的大小关系为S1＞S2 答案：B 培养学生 分析问题 的能力， 利用已学 知识解决 问题。 掌 握 较 好 学 生 2分 钟 0.65 发展性作业 作业八：商家宣传沃刻净水器有着领先的反渗透 技术 ，你知道其工作原理吗？ 【资料】：反渗透技术最早使用于美国太空人将尿 液回收为纯水使用。医学界还以反渗透法的技术用 来洗肾(血液透析) 。反渗透膜可以将重金属 、农药 、细菌 、病毒 、杂质等彻底分离 。整个工作原理均 采用物理法，不添加任何杀菌剂和化学物质，所以 不会发生化学变相。并且反渗透膜并不分离溶解氧 , 所以通过此法生产得出的纯水是活水，喝起来清 甜可 口。 在1950年美国科学家DR.S.Sourirajan有一回无 意中发现海鸥在海上飞行时从海面啜起一大口海 水，隔了几秒后吐出一小口的海水。他由此而产生 疑问:陆地上由肺呼吸的动物是绝对无法饮用高盐 份的海水 ，那为什么海鸥就可以饮用海水呢?这位 科学家把海鸥带回了实验室，经过解剖发现在海鸥 嗉囊位置有一层薄膜，该薄膜构造非常精密。海鸥 正是利用了这薄膜把海水过滤为可饮用的淡水，而 含有杂质及高浓缩盐份的海水则吐出嘴外。这就是 以后逆渗透(Reverse Osmosis简称R.O)的基本理论 架构。 1. 渗透作用是指水分子等溶剂分子通过 ，从相 对含量 的一侧向相对含量 的一侧(低浓度 溶液向高浓度溶液)的扩散 。反渗透装置中水分子 扩散的方向是 该过程 (填“ 需要 ”或“ 不需要 ”)消耗能量。 2.海鸥嗉囊中的薄膜相当于渗透装置中的 。 贴近生活 , 培养学 生发散思 维和创新 思维， 明 确社会责 任。 掌 握 较 好 学 生， 尤 其 第 4 小 题 难 度 更 大， 提 供 给 提 前 预 习 的 同 学 使 用。 5分 钟 0.5 3.沃刻净水器在使用过程中为什么要经常更换反渗 透膜? 4.结合水分进出细胞的方式提出一种设计方案使水 分子更容易通过反渗透膜，减少过滤过程中废水的 产生量。 答案：1.半透膜 高 低 水的相对含量低的一侧 向相对含量高的一侧 需要 2.半透膜 3.水分子 能通过半透膜（反渗透膜） 而其他物质不能通过, 使用过程中不能通过半透膜的物质会影响半透膜 的过滤效果,使产生的水不再纯净 4.方案一:在常 规的反渗透膜上增加水通道蛋白,增大水分子的通 过速率 ，提高过滤效率;方案二:增加压力 ，让水分 子在压力的作用下更快地通过反渗透膜(其他答案 合理即可) 第1节 被动运输（第2课时） 使 用 时 段 作 业 内 容 作业设计 设计 意图 使 用 者 预 计 时 长 预 估 难 度 系 数 课前 基础性作业 作业一：列表比较自由扩散和协助扩散。 答案： 通过自主 预习培养 学生的归 纳总结能 力。 所有 学生 3 分 钟 0.85 方 式 自 由扩散 协助扩散 运 输 方 向 顺浓度梯度 转 运 蛋 白 不需要 需要 能 量 不消耗 不消耗 举 例 气体 、甘油和乙醇 等脂溶性的小分子 有机物 、少部分水 一些离子 、葡萄糖 进入红细胞 、 大部 分水 发展性作业 作业二：画出一个成熟植物细胞的结构图，标 出各部分结构 ，特别是原生质层的结构。 训练学生 构建物理 模型的能 力 ，利于 加深学生 对知识的 理解。 所有 学生 1 分 钟 0.8 课中 基础性作业 作业三：用物质的量浓度为2mol/L的乙二醇溶 液和2mo/L的蔗糖溶液分别浸泡某种植物细胞， 观察质壁分离现象 ，得到其原生质体体积变化 情况如图所示 。 下列表述中正确的是( ) 培养学生 分析曲线 的能力， 利用已学 知识解决 问题。 基础 、 中 等学 生 3 分 钟 0.65 A.该细胞可能是某种植物根尖分生区的细胞 B.AB段曲线表明细胞液浓度在逐渐增大 C.BC段表明该细胞开始因失水过多而逐渐死亡 D.用一定浓度的KNO3 溶液，可得到类似蔗糖溶 液的结果 答案：B 发展性作业 作业四：小组自行选择实验试剂合作探究植物 细胞的吸水和失水： 材料用具: 紫色的洋葱鳞片叶。 刀片 ，镊子，滴管，载玻片，盖玻片， 吸水纸 , 显微镜。 质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液 ，0.5g/mL的蔗 糖溶液,0.1g/mL的KNO3 溶液,清水。 各小组自 己选择实 验试剂来 进行实验 方案的设 计并进行 实验操作 , 是为了 培养学生 发散思维 和创新思 维，并让 学生体验 设计实验 和进行科 学实验的 乐趣,培 养了学生 的动手能 力 。特别 选择 基础 掌握 较好 的学 生 10 分 钟 0.65 KNO3 溶 液进行实 验呈现的 结果为主 动运输的 学习奠定 了基础。 课后 基础性作业 作业五：科研小组研究发现K+ 、Na+ 均不能通 过磷脂双分子层构成的人工细胞膜 。缬氨霉素 是一种脂溶性抗生素,其基本组成单位是氨基酸 。如果在人工细胞膜中加入缬氨霉素,K+可以通 过人工细胞膜 。 下列判断错误的是( ) A.K+通过人工细胞膜的方式是自由扩散 B.缬氨霉素与离子的结合可能具有特异性 C.缬氨霉素的作用类似于载体蛋白 D. 实验证明加入缬氨霉素的人工细胞膜有选择 透过性 答案：A 通过设置 试题情境 培养学生 阅读理解 及分析问 题的能力 , 利用已 学知识解 决问题。 基础 、 中 等学 生 2 分 钟 0.7 发展性作业 作业六：温度变化会影响水分通过半透膜的扩 散速率吗？请提出合理的假设并设计实验检验 该假设是否正确。 培养学生 的发散思 维和实验 设计能力 、动手操 作能力。 基础 较好 的学 生 5 分 钟 0.6 第2节 主动运输 使用 时段 作业 内容 作业设计 设计 意图 使 用 者 预 计 时 长 预 估 难 度 系 数 课前 基础性作业 作业一：以下关于物质进出细胞的运输方式描述 错误的是 () A.大分子有机物要通过载体蛋白的作用才能进入 细胞内，并且要消耗能量 B.大肠杆菌吸收K+ 既消耗能量 ，又需要借助膜上 的载体蛋白 ，属于主动运输 C.葡萄糖进入红细胞需要借助转运蛋白 ，但不消 耗能量 ，属于协助扩散 D.CO2进入毛细血管不需要载体，也不耗能量，属 于 自 由扩散 答案：A 通过将几 种物质进 出细胞的 运输方式 列出， 了 解学生对 主动运输 和胞吞 、 胞吐的预 习情况 全 体 学 生 1 分 钟 0.8 发展性作业 作业二：我国有近一亿公顷的盐碱地，大部分植 物无法在此生存， 我国科学家“ 杂交水稻之父 ”——袁隆平继培育出杂交水稻之后又成功培育 出“ 海水稻 ”。“ 海水稻 ”的氨基酸含量高 ，具 有良好的抗盐碱 、耐淹等特点 ，可使用半咸水进 行灌溉 。请思考下列问题？ （1）“海水稻 ”细胞液的浓度比盐碱地土壤溶液 的浓度高还是低？ （2）“海水稻 ”根细胞吸收矿质元素离子主要依 靠什么方式？ 答案：（ 1） 高 （ 2） 主动运输 学生在上 一节课已 经学习了 物质跨膜 运输方式 中的协助 扩散 ，在 此基础上 以 ”海水 稻 ”为情 景 ，联系 生活实际 , 了解主 动运输在 生活中很 常见， 导 入新课 中 等 生 和 基 础 知 识 掌 握 较 好 的 学 生 2 分 钟 0.7 课中 基础性作业 作业三：正常生理条件下 ，红细胞内K＋ 浓度远 高于细胞外 ，K＋ 转运进入红细胞的方式为( ) A． 自 由扩散 B ．被动运输 C．协助扩散 D．主动运输 答案：D 作业四：如图表示两种细胞输入和输出物质的方 式 。 下列相关叙述中 ，错误的是( ) A． 甲表示胞吞， 乙表示胞吐 B．甲和乙两种物质运输方式说明生物膜具有流动 性 C． 甲需要消耗ATP， 而乙不需要 D ．抗体和胰岛素的释放方式均与图乙中的方式 相同 答案：C 突出对主 动运输与 被动运输 的比较， 重视学生 对知识的 理解 ，使 学生加深 对主动运 输的准确 判断 ，属 基础性作 业 考察学生 看图获取 信息的能 力 ，对胞 吞 、胞吐 概念的理 解 ，建立 结构与功 能相适应 的观点 全 体 学 生 全 体 学 生 1 分 钟 2 分 钟 0.75 0.7 发展性作业 作业五：“海水稻 ”根细胞吸收矿质元素离子主 要依靠主动运输的原因？ 答案 ：海水稻根细胞液的浓度比盐碱地低 ，所含 矿质元素的浓度比土壤低 ，矿质元素从低浓度到 高浓度故为主动运输。 联系生活 理解根细 胞吸收矿 质运输的 方式为主 动运输， 考查学生 对主动运 中 等 生 和 基 础 知 识 2 分 钟 0.6 输概念的 理解 ，建 立结构与 功能相适 应的观点 较 好 的 学 生 课后 基础性作业 作业六：如图1是生物膜的流动镶嵌模型及物质 跨膜运输示意图 ，其中组成离子通道的通道蛋白 是横跨生物膜的亲水性通道，允许相应的离子通 过，①②③④代表不同的运输方式 。图2表示物质 通过膜的运输速率随O2 浓度变化的情况 。请仔细 观察图示并回答有关问题： 1.①②代表的运输方式为 ，二者的运输 机制 (填“相同 ”或“ 不同 ”)。其中葡萄 糖进入红细胞顺浓度梯度， 而且需要载体蛋白， 这种运输方式为 ，K+进入神经细胞的 主要方式： ；水主要以 方式 进入细胞 。（填图中的序号） 2. 图2与图1中的 (填序号)代表的物质运 输方式一致 。若需要跨膜运输的物质足够多， 图 中曲线出现BC段的主要原因是 。 _____________________________________ 答案 ：1. 自 由扩散和协助扩散 不同 ③ ④ ② 2. ④ 载体蛋白的数量是有限的 此题将各 种运输方 式揉合在 一幅图中 , 考查学 生对各种 运输方式 的区分， 将细胞中 各种运输 方式融会 贯通 ，理 解各种运 输方式的 区别， 学 会运用数 学模型理 解生物学 概念 全 体 学 生 5 分 钟 0.7 发展性作业 作业七：“海水稻 ”的氨基酸含量高，具有良好 的抗盐碱作用， 能在海水中正常生长， 而普通水 稻则不能 。为探究“ 海水稻 ”从海水中吸收盐分 的方式是主动运输还是被动运输 ，设计了如下实 验。 1. 实验步骤： a．取甲 、乙两组生长发育状况基本相同的海水稻 幼苗植株，放入适宜浓度的含有Ca2＋ 、Na＋ 的培养 液中进行培养。 b． 甲组给予正常的呼吸条件， 乙组 。 c． 。 结果 结论 乙组吸收速 率明显小于 甲组吸收速 率 两组植株对 Ca2＋ 、Na＋ 的 吸收速率相 同 2. 实验结果及结论： 。 答案 ：1.b:乙组抑制呼吸 C:一段时间后测定两组植株根系对Ca+、K+ 的吸收 速率 2.若乙组吸收速率明显小于甲组吸收速率，说明海 水稻吸收矿质元素的方式为主动运输； 若两组植株对Ca2＋ 、Na＋ 的吸收速率相同，说明海 水稻吸收矿质元素的方式为协助扩散 联系生活 设计实验 探究植物 的运输方 式 ，加强 对教材所 学知识的 理解， 能 够运用生 物学的知 识方法， 对农业生 产中出现 的现象进 行讨论并 作出理性 解释 ，加 深教材知 识与社会 生活的联 系 ，提升 学生的社 会责任和 生命观念 中 等 学 生 和 语 言 表 述 能 力 较 好 的 学 生 5 分 钟 0.65 学科网（北京）股份有限公司 $$