2.3物质进出细胞的运输方式（第一课时）教学设计2026-2027学年高一上学期生物苏教版必修一

课程名称

物质进出细胞的运输方式（第一课时）

选用教材

高中生物苏教版必修一

教学章节

第二章第三节

授课对象

高一学生

授课类型

新授课

授课学时

1课时（45分钟）

一、教学内容分析

本课时承接前一节细胞质膜流动镶嵌模型的知识，以渗透作用为核心基础展开教学，先通过人红细胞在三种渗透压溶液中的形态变化引入渗透压与水分子跨膜运输规律，借助半透膜渗透装置示意图揭示渗透作用本质；区分动植物细胞吸水失水差异，讲解植物原生质层构成，配套边做边学洋葱鳞片叶表皮质壁分离与复原完整显微实验，总结原生质层选择透过性；结合脂溶性物质跨膜速率曲线图说明细胞质膜对不同物质通透性存在差异；完整讲解两类被动运输，一是不需要膜蛋白的简单扩散，二是借助膜蛋白、顺浓度梯度不耗能的协助扩散，细分通道蛋白、载体蛋白两类协助扩散并搭配对应示意图，拓展水通道蛋白补充水分子跨膜运输特殊机制，构建 “渗透现象→半透膜原理→原生质层质壁分离实验→被动运输两大类型” 完整知识逻辑，为第二课时主动运输、胞吞胞吐、膜技术应用铺垫基础。

二、学情分析

1. 知识基础

学生初中已经掌握植物细胞吸水、失水基础现象，前一单元完整学习细胞质膜流动镶嵌模型，知晓磷脂双分子层、膜蛋白、糖被结构；化学学科理解浓度梯度、脂溶性与水溶性物质基础概念；但完全不理解渗透压的概念内涵，无法区分半透膜与原生质层结构差异，不清楚红细胞无细胞壁导致吸水涨破、植物细胞壁支撑不会涨破的结构差异；没有系统区分简单扩散、通道蛋白协助扩散、载体蛋白协助扩散三类顺浓度梯度运输方式，不了解水通道蛋白辅助水分子快速跨膜的特殊机制，对质壁分离与复原实验操作细节、实验现象背后的渗透逻辑认知空白。

2. 能力基础

高一学生具备基础临时装片制作、光学显微镜低倍镜观测、小组合作记录实验现象的探究能力，能够结合流动镶嵌模型推理脂溶性物质更容易跨膜的规律；但自主整合半透膜装置、红细胞形态、植物质壁分离三组实验推导渗透作用规律的逻辑归纳能力薄弱；无法自主区分通道蛋白、载体蛋白协助扩散在运输对象、蛋白构象变化上的差异，不能独立结合浓度梯度、是否耗能、是否需要膜蛋白三维维度对比两类被动运输，需要教师分步展示示意图、设置阶梯式问题分层引导梳理。

3. 认知基础

学生存在多处典型认知误区：第一，简单认为所有水分子都只能依靠简单扩散跨膜，忽略水通道蛋白的辅助运输；第二，混淆细胞壁与原生质层，误认为细胞壁具有选择透过性，不清楚细胞壁全透、原生质层具备选择透过性；第三，认为低渗溶液中动植物细胞变化完全一致，不知道动物细胞无细胞壁会吸水涨破；第四，将扩散与渗透混为一谈，不明确渗透特指水分子顺浓度梯度跨半透膜；第五，误以为协助扩散载体蛋白可以逆浓度运输物质，混淆被动、主动运输能量需求差异。

三、教学目标

1. 生命观念（结构与功能观）

半透膜、原生质层具备选择透过性，磷脂双分子层允许脂溶性、小分子气体自由简单扩散，通道蛋白、载体蛋白特异性结合对应物质完成协助扩散；原生质层由细胞质膜、液泡膜、两层膜间细胞质构成，伸缩性远大于细胞壁，因此植物细胞可发生质壁分离与复原；被动运输顺浓度梯度、不消耗细胞代谢能量，适配细胞快速转运氧气、二氧化碳、葡萄糖等物质的基础需求；细胞质膜磷脂、膜蛋白的微观结构直接决定不同物质跨膜运输方式，体现微观分子结构决定物质运输功能的核心规律，建立结构适配物质跨膜运输功能的生命观念。

2. 科学思维

依托人红细胞形态显微图、半透膜渗透装置示意图、原生质层示意图、洋葱质壁分离显微图、脂溶性跨膜速率曲线图、简单扩散、通道蛋白、载体蛋白运输示意图，分步归纳渗透压、渗透作用定义；整合红细胞、半透膜装置、植物质壁分离三组实验，推理水分子跨膜运输方向由膜两侧渗透压差值决定；横向对比简单扩散、两类协助扩散的运输条件、膜蛋白需求、运输物质；结合脂溶性曲线图推理物质脂溶性越强越容易跨膜，建立 “实验现象推导跨膜运输规律、膜结构匹配运输方式” 完整推理链条。

3. 科学探究

能够规范完成洋葱鳞片叶外表皮质壁分离与复原显微实验，熟练掌握临时装片制作、引流法更换蔗糖溶液与清水、低高倍镜观测完整操作流程，如实记录紫色液泡体积、原生质层形态变化；小组讨论质壁分离与复原三道思考题，自主分析高渗、低渗溶液下植物细胞形态变化原因；依据各类被动运输示意图，自主绘制简单扩散、通道蛋白、载体蛋白协助扩散简易对比图，规范标注浓度梯度、膜蛋白、物质运输方向；严格遵循显微实验操作规范，完整记录实验现象与推导结论。

4. 社会责任

梳理科学家通过半透膜模拟实验、红细胞渗透观测、植物质壁分离实验层层递进探究渗透规律的科研历程，学习依托模拟装置、显微观测逐步验证微观跨膜运输机制的严谨求实精神；理解细胞质膜选择透过性是人工透析膜、海水淡化滤膜等仿生技术的研发基础，认识生物膜微观理论在医疗、工业领域的实用价值；规范操作光学显微镜与临时装片实验器材，养成爱护精密实验设备、如实记录生物实验现象的探究品格，主动向身边人科普细胞吸水失水、物质跨膜运输基础常识。

四、教学重难点

重点

1. 渗透压、渗透作用的概念，半透膜渗透装置的实验原理；
2. 人红细胞在不同渗透压溶液中的形态变化，动植物细胞吸水失水结构差异；
3. 植物原生质层组成，洋葱表皮细胞质壁分离与复原实验操作、现象与原理；
4. 细胞质膜选择透过性，脂溶性与物质跨膜速率的对应关系；
5. 两类被动运输：简单扩散、协助扩散（通道蛋白、载体蛋白）的运输特点与实例。

难点

1. 整合多组实验推导渗透作用本质，区分扩散与渗透两个概念；
2. 原生质层伸缩性大于细胞壁，质壁分离与复原完整逻辑推导；
3. 区分通道蛋白、载体蛋白协助扩散的蛋白作用机制、运输物质差异。

五、教学方法

  实验情境导入法：利用人红细胞三种渗透压下形态显微图创设渗透现象探究情境；

  图示模型讲授法：借助半透膜装置、原生质层、质壁分离、各类被动运输示意图拆解跨膜微观过程；

  模拟实验推理法：依托半透膜渗透模拟装置推导渗透作用本质；

  分组显微实验探究法：开展洋葱表皮质壁分离与复原分组实操实验；

  分类对比教学法：对比简单扩散、通道蛋白协助扩散、载体蛋白协助扩散三类被动运输；

  阶梯问题链驱动法：由渗透现象→半透膜原理→植物原生质层实验→被动运输类型层层设置递进问题引导思考。

六、教学资源

教材配套图文素材：人红细胞三种渗透压形态显微图、半透膜渗透装置示意图、植物原生质层示意图、洋葱鳞片叶表皮细胞质壁分离显微实拍图、质壁分离与复原过程模式图、脂溶性与相对通透速率关系曲线图、简单扩散示意图、钠离子通道蛋白协助扩散示意图、葡萄糖载体蛋白协助扩散示意图；配套文本：积极思维红细胞形态思考题、边做边学完整质壁分离复原实验方案与讨论题、知识链接脂溶性通透规律文本、水通道蛋白拓展知识链接文本。

七、教学过程

教学环节

教师活动

学生活动

环节一 红细胞渗透现象导入，梳理课时主线（5 分钟）

  情境导入：初中我们观察过植物细胞吸水膨胀、失水皱缩，但动物细胞没有细胞壁，吸水失水会出现完全不同的形态变化。科学家将人体红细胞分别放置在等渗、低渗、高渗三种渗透压溶液中，细胞形态发生明显改变，透过这一现象我们就能理解水分子跨膜运输的渗透规律，再通过半透膜模拟装置揭开渗透本质，借助洋葱表皮显微实验观察植物原生质层的选择透过性，最后学习不需要细胞供能的两类被动运输方式。

  出示人红细胞三种渗透压形态显微图

  结合初中植物细胞吸水失水知识，带着 “低渗、高渗溶液中红细胞分别出现什么形态、半透膜两侧水分子移动方向遵循什么规律、植物原生质层为什么能发生质壁分离、简单扩散和协助扩散存在哪些区别” 四类疑问进入新课学习。

  四人小组观看红细胞形态显微图，互相交流积极思维思考题的初步猜想，完整记录课时四大学习板块框架，预留充足时间用于课堂小组分享讨论。