4.1被动运输教学设计-2024-2025学年高一上学期生物人教版必修1

课题 第4章 第1节 被动运输（2个课时） 时间 2024.09.27 教材分析 “被动运输”是生物必修一第4章“细胞的物质输入和输出”的第一节内容。本节课的教学内容是在学习了细胞结构的基础上进行的，主要包括动物细胞的吸水和失水、植物细胞的吸水和失水、质壁分离及其复原实验、自由扩散和协助扩散等内容，这有利于学生巩固前面所学的知识，又能为学生学习后面的主动运输作好铺垫，在教材中起着承上启下的桥梁作用。本节内容将物质跨膜运输的实例与被动运输内容放在了一节，内容较多，但知识联系紧密，有利于学生理解质壁分离的具体过程，同时，协助扩散还加入了离子通道的内容。 教学目标 1. 阐明细胞膜的选择透过性。（生命观念） 2. 进行关于植物细胞吸水和失水的实验探究。（科学思维、科学探究） 3. 阐明被动运输的原理和特点。（生命观念、科学思维） 教学重难点 1.教学重点 (1)被动运输的原理和特点。 (2)探究植物细胞的吸水和失水。 2.教学难点 (1)探究植物细胞的吸水和失水。 (2)转运蛋白的种类和作用 教学方法 教学内容及流程 学习任务 教学过程（第1课时 水进出细胞的原理） 备注 情境导入 【创设情境】观看渗透现象的示意视频，教师对实验的仪器和过程进行介绍，介绍半透膜的概念：让小分子（水/离子/葡萄糖）通过而大分子（蔗糖）不能通过的一类多孔性薄膜的总称。如：玻璃纸（又叫赛璐玢）。 【思考讨论】1.漏斗内的液面为什么会升高？介绍渗透作用：水分子（或其它溶剂分子）通过半透膜的扩散。介绍渗透作用的结果和运输方向。2.如果漏斗管足够长，管内的液面会无限升高吗？为什么？浓度差（渗透压）是一种势能，这种势能是漏斗内液面升高的动力。当漏斗内的水变多时，这种势能下降，同时管中的水柱产生的重力将加快漏斗中水分向外扩散的速度，当这种势能与漏斗内升高的那部分水柱的重力相等时，最终达到平衡，液面将不再上升。漏斗内势能（渗透压） = 液柱重力 渗透平衡、动态平衡：仍有水分子双向移动，两侧溶液浓度非绝对相等。3.如果用一层纱布（全透性）代替玻璃纸，还会出现原来的现象吗？4.如果烧杯中不是清水，而是同样浓度的蔗糖溶液，结果会怎样？通过这两个题目思考得到渗透作用发生条件:①具有半透膜②半透膜两侧的溶液具有浓度差 激发学生学习兴趣与探索欲。 通过对生物学事实的观察认识水分进出细胞的过程，并在探究实验过程中发展学生的科学探究能力。 水进出细胞的原理 【思考讨论】一个动物细胞能否构成一个渗透系统？动物细胞与外界溶液组成了一个渗透系统：①细胞膜相当于一层半透膜②细胞内溶液与外界溶液存在浓度差 【教师讲述】讲述水进出哺乳动物红细胞的过程的和细胞各种形态的原因。思考：对病人注射药物时，需将药物溶解在生理盐水（质量分数为0.9%的NaCl溶液）里进行注射，其目的是？使红细胞既不吸水涨破，也不失水皱缩，维持正常的形态和功能。 【思考讨论】植物细胞会出现渗透失水和吸水的情况吗？萎蔫的菜叶和草莓肥害导致的烧苗等，介绍植物细胞的原生质层及其与细胞壁的区别，介绍细胞液。 【思考讨论】原生质层和原生质体的区别？原生质层：细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质。（仅存在于成熟的植物细胞中，不包括细胞核和液泡中的细胞液）；原生质体：植物细胞中特指除去细胞壁后剩余部分。（包括细胞膜、细胞质和细胞核）。一个动物细胞即一团原生质体。 【探究实践】教师按照提出问题、作出假设、设计实验、实验设计、实验实施、分析结果得出结论、表达交流的步骤介绍该实验，介绍紫色洋葱鳞叶片表皮细胞的质壁分离与复原的过程。 【教师讲述】介绍质壁分离在宏观上和微观上的表现，宏观上植物由坚挺到萎蔫，微观上① 液泡（大→小）② 细胞液颜色（浅→深）③ 原生质层与细胞壁分离。 【思考讨论】对细胞质壁分离中的几个表现进行总结：1.从实验当中的质壁分离，“质”和“壁”分别指的是什么呢？“质”指原生质层，“壁”指细胞壁；2.质壁分离的原因：内因和外因；3.观察质壁分离和复原，对材料的要求；4.介于细胞膜与细胞壁之间的溶液：外界溶液。 【思考讨论】1.植物细胞会由于过多吸水而涨破吗？不会。（因为细胞壁具有保护和支持的作用） 2.可以选用黑藻进行实验吗？可以。3.将0.3g/ml的蔗糖溶液换成适宜浓度的甘油，实验结果会有什么不同？因细胞主动或被动吸收溶质微粒而使细胞液浓度增大，植物细胞会吸水引起质壁分离后的自动复原。 【学科应用】质壁分离及其复原实验的应用： 【思考讨论】 1. 注意：半透膜两侧的浓度差是指溶质颗粒的物质的量浓度（单位体积中溶质颗粒的多少）（mol/L），不是质量浓度或质量分数（g/L×100%）。 2. 增大半透膜表面积会使上升速率加快，相同时间内散失的水分更多，但最终高度不变。 3. B中蔗糖的分子数更多，对水的吸引力更大，且半透膜面积更大，页面上升的速度也更快。 引导学生观察实验过程中洋葱细胞液泡的大小和颜色，以及原生质层和细胞壁的位置关系，认同细胞结构与其功能相适应。通过问题驱动进行讨论交流，逐步理解植物细胞质壁分离和复原的原理为进一步建构被动运输的概念奠定基础。 小结与练习 【课堂小结】同板书 【课堂练习】处理教材中的思考讨论、练习与应用，处理双导学案和分层作业 引导学生关注知识内容的梳理，尝试构建概念图。 板书设计 作业布置 【课后作业】1.完成分层训练课后素养评价（十三）、2.完成双导学案第4章第1节第2课时、 教学反思 学习任务 教学过程（第2课时 自由扩散和协助扩散） 备注 回顾复习主题导入 【情境创设】上一节课我们学习了水进出细胞的原理，像水分子这样，物质以扩散方式进出细胞，不需要消耗细胞内化学反应所释放的能量，这种物质跨膜运输方式称为被动运输。包括自由扩散和协助扩散。 复习回顾，连贯前后。 被动运输 【教师讲述】建构被动运输的概念，说明被动运输分为两类:自由扩散和协助扩散，图片展示:自由扩散和协助扩散示意图。 【教师讲述】介绍自由扩散的概念、特点和实例： 介绍影响自由扩散的因素： 【视频总结】观看自由扩散的视频，边总结自由扩散的知识点。 【材料拓展】曾经人们普遍认为，水分子都是通过自由扩散进出细胞的。但在之后的一些研究中发现，水分子以扩散作用穿过脂双层的速率非常缓慢。仅凭扩散作用很难解释红细胞在水溶液中很快吸水膨胀而溶血的现象。思考：水分子仅以自由扩散的方式进出细胞？ 【教师讲述】介绍协助扩散的概念、特点和实例： 介绍协助扩散的影响因素： 【教师讲述】介绍载体蛋白和通道蛋白，载体蛋白：只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过，而且每次转运时都会发生自身构象的改变。（观看视频）；通道蛋白：只容许与自身通道直径和形状相匹配、大小和电荷相适宜的分子或离子通过；不需要与分子或离子结合。（观看视频） 【归纳总结】归纳载体蛋白和通道蛋白的对比表格，以及协助扩散和自由扩散的对比表格。 【联系生活】绝大部分保湿防冻产品中都有油脂类物质（如：甘油），想一想，这是为什么呢？油脂类物质通过自由扩散的方式被细胞吸收，能吸收一部分空气的水分，同时它可以使一部分自由水转化为结合水，减少水分的散失，降低结冰点；从而可以防干燥，还能一定程度上防冻。 在观察图片的基础上，通过归纳与概括、比较与推理等科学思维方法建构被动运输的概念，理解自由扩散和协助扩散的异同点，形成对物质跨膜运输方式的基本认识。 指导学生观察图片总结自由扩散和协助扩散的区别和联系以及载体蛋白和通道蛋白的区别和联系。 小结与练习 【课堂小结】同板书 【课堂练习】处理教材中的思考讨论、练习与应用，处理双导学案和分层作业 构建脉络清晰的概念图有助于学生巩固所学知识,深化概念理解。 板书设计 作业布置 【课后作业】1.完成分层训练课后素养评价（十二）、2.完成双导学案第4章第1节第1课时和第2课时3.完成双导学案第4章第2节问题式预习部分 教学反思 本节课，充分发挥教材中蕴含的创新、探究的素材，把教材中的“现成结论”，通过多处“设障”、“布惑”，将教材进行活化和优化处理，使之真正成为学生的“学材”，潜移默化地把培养了学生的对图形描述、解释坐标图形的能力。具体操作表现：一是展示动画、引导性问题并不是要求探讨些什么，其主要目的是为了引起学生的注意和激发学生的兴趣，形成感性认识；二是展示自主性探究学习的任务和要求是一个关键性的问题，主要是适度限定学生自主性学习的范围、要求和任务，避免学生的自主性学习出现盲目性，是保证自主性学习取得实效的措施。 学科网（北京）股份有限公司 $$