4.1 被动运输教学设计2026-2027学年高一上学期生物人教版必修1

该高中生物学教学设计聚焦被动运输核心知识，涵盖渗透作用原理、动植物细胞吸水失水及自由扩散、协助扩散类型。通过墨水滴入清水现象导入扩散，经问题探讨过渡到渗透作用，再复习渗透条件引入被动运输，构建从现象到原理的学习支架。 资料以探究实践为特色，通过质壁分离实验设计培养科学思维，结合渗透动画、红细胞示意图等直观资源突破抽象概念，联系输液、烧苗等实例体现生命观念。助力学生提升探究能力与概念应用，为教师提供完整教学流程与多样化教学手段。

教学课题 第4章第1节 被动运输 课时安排 1 课时 主备人 参备人 教学班级 教学课型 新授课 备课 分备时间 集备时间 课标要求 说明物质进出细胞的方式；通过渗透与质壁分离实验发展探究能力；理解细胞膜选择透过性。 教材分析 本节为物质跨膜运输开篇，以渗透为核心，讲动植物细胞吸水失水、质壁分离、自由扩散与协助扩散，为主动运输奠基。 学情分析 已学细胞膜结构，对扩散有生活经验；抽象概念（渗透、原生质层、转运蛋白）理解困难，需实验与图示辅助。 教学目标 1. 阐明细胞膜的选择透过性 2. 阐明被动运输的原理和特点 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。 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 问题驱动法、实验演示法、图示分析法、讲授法 教学准备 PPT、渗透动画、红细胞示意图、质壁分离视频、习题 教学思路 情境导入→渗透作用→动物细胞吸水失水→植物细胞质壁分离→巩固练习 教 学 过 程 教学环节 教学内容及教师活动 学生活动 设计意图 情景导入 【情景导入】 将一滴墨水滴入一杯清水中，清水很快就变成了墨水的颜色。 讲解扩散的概念：指物质从高浓度区域向低浓度区域转移，直到均匀分布的现象。 提问：如果将两种物质隔开，又会出现什么现象呢？ 观察思考，讨论现象 激发兴趣，建立直观认知 新知探究 一、渗透作用 【问题探讨】 在一个长颈漏斗的漏斗口外密封上一层玻璃纸，往漏斗内注入蔗糖溶液，然后将漏斗浸入盛有清水的烧杯中，使漏斗管内外的液面高度相等。过一段时间后，会出现如右图所示现象。 玻璃纸（又叫赛璐玢）是一种半透膜，水分子可以自由透过它，而蔗糖分子则不能。 讨论 1.漏斗管内的液面为什么会升高？如果漏斗管足够长，管内的液面会无限升高吗？为什么？ 提示:烧杯中的水分子进入漏斗中导致漏斗液面升高。不会，当管内的液面上升到一定高度后，管中的水柱产生的压力会加快漏斗中水分向外扩散的速度，最终达到平衡，液面将不再上升。 2.如果用纱布代替玻璃纸，漏斗管内的液面会不会升高？为什么？ 提示:不会，纱布不是半透膜，空隙很大，蔗糖分子和水分子都能通过 3.如果烧杯内不是清水，而是同等浓度的蔗糖溶液，结果会怎样？ 提示:漏斗管中的液面将保持不变 【总结】 1.渗透作用的概念：指水分子或其它溶剂分子通过半透膜的扩散。 2.渗透作用发生的条件：①有半透膜 ②半透膜两侧存在浓度差 3. 渗透作用的方向：水分子从水的相对含量高的一侧向相对含量低的一侧渗透（浓度低→浓度高） 识记概念，总结条件 突破核心原理 新知探究二、水进出细胞的原理 提问：如果将装置中的玻璃纸换成动物细胞的细胞膜会发生什么现象？ 1.动物细胞的吸水和失水 探究动物细胞的吸水和失水的实验（以哺乳动物成熟红细胞为例）将哺乳动物的红细胞放入不同浓度的氯化钠溶液中，一段时间后，红细胞将会发生以下的变化。 实验材料：哺乳动物的红细胞 提问：为什么要选择哺乳动物的红细胞？ 提示：1.哺乳动物的成熟红细胞，没有细胞核及细胞器，避免细胞核及各种具膜的细胞器对细胞吸水、失水的影响； 2.哺乳动物的红细胞具有运输氧气的功能，其内部有大量的血红蛋白，颜色呈现红色，易于观察。 【思考.讨论】水进出哺乳动物红细胞的原理 分析图4-1所示水进出哺乳动物红细胞的现象。 讨论： 1.红细胞内的血红蛋白等有机物能够透过细胞膜吗？这些有机物相当于“问题探讨” 所示装置中的什么物质？ 提示：血红蛋白是有机大分子物质，不能透过细胞膜，它相当于“问题探讨”中的蔗糖分子。 2.红细胞的细胞膜是否相当于一层半透膜？ 提示：相当于一层半透膜 3.当外界溶液的浓度低时，红细胞一定会由于吸水而涨破吗？ 提示：不一定；因为红细胞吸水膨胀后细胞内液浓度也会下降，如果外界溶液浓度不是很低，有可能细胞内液浓度下降后与外界溶液的浓度达到平衡，此时，红细胞将不再吸水。 4.红细胞吸水或失水取决于什么条件？ 提示：取决于红细胞内外溶液的浓度差。一般情况下，浓度差越大时，细胞吸水或失水越多。 5.想一想临床上输液为什么要用生理盐水？ 提示：因为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形态和功能上的异常。 【总结】动物细胞发生渗透作用的条件： 1.细胞膜相当于半透膜 2.外界溶液与细胞质存在浓度差 外界溶液浓度<细胞质浓度 细胞吸水膨胀 外界溶液浓度>细胞质浓度 细胞失水皱缩 外界溶液浓度=细胞质浓度 细胞形态不变 识图判断吸水 / 失水 / 平衡 联系生活，理解应用 新知探究二、水进出细胞的原理 过渡：水进出其他动物细胞的原理与进出红细胞的原理是一样的，都是通过渗透作用，水又是怎样进出植物细胞的呢？ 2.植物细胞的吸水和失水 引导学生回顾动物细胞和植物细胞在结构上的区别 过渡：植物细胞也会像动物细胞一样，发生吸水或失水吗？ 举例：将有些萎焉的菜叶浸泡在清水中，不久，菜叶就会变得硬挺；将白菜剁碎做馅时，常常要放一些盐，稍过一会儿就可见到有水分渗出；对农作物施肥过多，会造成“烧苗”现象。这下现象都说明，植物细胞也像动物细胞一样，会发生吸水或失水现象，吸水或失水同样与外界溶液的浓度有关。 【探究·实践】探究植物细胞的吸水和失水 提出问题：原生质层是否相当于一层半透膜？水分进出植物细胞是通过渗透作用吗？ 作出假设：原生质层相当于一层半透膜，水分进出植物细胞是通过渗透作用。 设计实验： 1.如果假设是正确的，当外界溶液浓度高于细胞液浓度时，细胞就会失水；当外界溶液浓度低于细胞液浓度时，细胞就会吸水。 2.如何使细胞外溶液浓度提高或降低？ 提示：将植物细胞分别浸润在较高浓度的蔗糖溶液和清水中 3.如何看到细胞?需要用到什么材料和器具？ 提示：用显微镜，紫色的洋葱鳞片叶 4.对实验结果作出预测：细胞失水或吸水后可能出现哪些可观察的变化？ 提示：中央液泡的大小、颜色深浅、细胞的大小 实验设计思路：将植物细胞分别浸润在较高浓度的蔗糖溶液和清水中，用显微镜观察原生质层的位置、液泡及细胞大小的变化。 进行实验，观察并记录结果： 分析结果，得出结论： （1）植物细胞的原生质层相当于一层半透膜 （2）植物细胞也是通过渗透作用吸水和失水的 细胞液浓度<外界溶液浓 质壁分离 细胞液浓度>外界溶液浓 质壁分离的复原 表达交流： (1) 质壁分离的内因和外因： 内因：原生质层的伸缩性 > 细胞壁的伸缩性 外因：外界溶液浓度 > 细胞液浓度 (2) 观察质壁分离和质壁分离的复原，对材料的要求： 活细胞；细胞中有大液泡；存在浓度差 (3) 介于细胞膜与细胞壁之间的溶液：外界溶液 进一步探究： 1.植物细胞会由于过多吸水而涨破吗？ 提示：不会。（因为植物细胞的细胞壁具有保护和支持作用） 2.如果滴加的是0.5 g/ml的蔗糖溶液， 实验结果如何？ 提示：发生质壁分离，但不能发生质壁分离的复原。 3.可以选用黑藻或者洋葱鳞片叶内表皮细胞进行实验吗？ 提示：可以 观察实验，总结规律 强化科学探究 巩固新课 小结回顾 梳理：渗透→细胞吸水失水→质壁分离 课堂检测 PPT 原题，当堂订正。 作业设计 基础性作业 完成教材课后练习与应用 拓展性作业 绘制质壁分离图；设计测定细胞液浓度实验方案 板书设计 第1节 被动运输 一、渗透作用 1.概念 2.条件 3.方向 二、水进出细胞的原理 1.动物细胞的吸水和失水 2.植物细胞的吸水和失水 教学反思 渗透作用等较为抽象的内容难以理解和解释，教学中采用了更通俗易懂的方式讲授，例如结合动画、视频、模型等辅助教学。 在实验教学过程中，由于时间和条件不足，未能将探究细胞的吸水和失水实验进一步扩展，今后可引导学生课后进一步设计和探究。教师容易将探究实验变成验证实验，难以提高学生们自主探究能力，无法达到实验目的。 教学课题 第4章第1节 被动运输 课时安排 1 课时 主备人 参备人 教学班级 教学课型 新授课 备课 分备时间 集备时间 课标要求 说明物质进出细胞的方式；通过渗透与质壁分离实验发展探究能力；理解细胞膜选择透过性。 教材分析 本节为物质跨膜运输开篇，以渗透为核心，讲动植物细胞吸水失水、质壁分离、自由扩散与协助扩散，为主动运输奠基。 学情分析 已学细胞膜结构，对扩散有生活经验；抽象概念（渗透、原生质层、转运蛋白）理解困难，需实验与图示辅助。 教学目标 1. 阐明细胞膜的选择透过性 2. 阐明被动运输的原理和特点 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。 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 图示分析法、对比归纳法、讲授法 教学准备 PPT课件、运输方式图解、习题 教学思路 复习导入→被动运输→巩固练习 教 学 过 程 教学环节 教学内容及教师活动 学生活动 设计意图 复习导入 回顾动物细胞和植物细胞发生渗透作用的条件 回顾知识点 对知识点加深巩固 新知探究三、被动运输 【讲授新课】被动运输 1.概念：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。 2.特点： 从高浓度到低浓度运输（顺浓度梯度运输） 不需要消耗能量 3.类型：自由扩散和协助扩散 1.自由扩散 （1）定义：物质通过简单的扩散作用进出细胞的方式，称为自由扩散，也叫简单扩散。 （2）特征：①顺浓度梯度运输；②不需要转运蛋白；③不消耗能量。 （3）实例： ①气体分子，如氧气、二氧化碳；②脂溶性小分子，如乙醇，甘油，苯。 思考：甘油、乙醇等分子为什么能以自由扩散的方式进出细胞？ 因为甘油、乙醇等都是脂溶性物质，与磷脂分子有较强的亲和力，容易通过细胞膜的磷脂双分子层进出细胞。 2.协助扩散 （1）定义：物质借助膜上的转运蛋白进出细胞的扩散方式，叫做协助扩散，也叫易化扩散。 （2）特点： ①顺浓度梯度运输； ②需要转运蛋白； ③不消耗能量 （3）实例：如离子和一些小分子有机物如葡萄糖、氨基酸等 3.转运蛋白 （1）定义：镶嵌在膜上的一些特殊的蛋白质，能够协助离子和一些小分子有机物顺浓度梯度跨膜运输，这些蛋白质称为转运蛋白。 （2）类型：分为通道蛋白和载体蛋白两种类型。 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。 通道蛋白：只容许与自身通道的直径和形状相适配、大小和电荷相适宜的分子或离子通过。分子或离子通过通道蛋白时，不需要与通道蛋白结合。 *研究表明，水分子更多的是借助细胞膜上的水通道蛋白以协助扩散方式进出细胞的。 比较自由扩散和协助扩散的异同点 影响自由扩散的因素：细胞膜内、外物质的浓度差 影响协助扩散的因素：①细胞膜内、外物质的浓度差 ②细胞膜上转运蛋白的数量 区分运输方式，填表格 构建知识体系 巩固新课 小结回顾 梳理被动运输 课堂检测 PPT 原题，当堂订正。 作业设计 基础性作业 完成教材课后练习与应用 拓展性作业 查阅资料，举例说明被动运输在生产生活中的 3 个应用实例（如腌菜、烧苗、输液等） 板书设计 第1节 被动运输 教学反思 学习被动运输对于高中生物教学具有重要意义。通过了解被动运输的原理和特点，有助于学生深入理解细胞内外物质交换的过程和机制。被动运输的概念和实例可以帮助学生更好地掌握生物学基本概念和原理，提高生物学科的学习兴趣和积极性。 教学中，通过大量动画视频素材帮助学生理解被动运输的过程及特点，将抽象的概念以更形象地形式展现。通过对被动运输的学习，学生可以更好地理解细胞稳态和物质交换的重要性，为后续的生物学学习和研究打下基础。 学科网（北京）股份有限公司 $