高中生物 第四章 細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出 4.1 物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)膶?shí)例教案1 新人教版必修1

高中生物第四章細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出4.1物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)膶?shí)例教案1新人教版必修1授課內(nèi)容授課時(shí)數(shù)授課班級(jí)授課人數(shù)授課地點(diǎn)授課時(shí)間教學(xué)內(nèi)容本節(jié)課選自高中生物第四章“細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出”第一節(jié)“物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)膶?shí)例”，新人教版必修1。教學(xué)內(nèi)容主要包括以下幾部分：

1.物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)幕靖拍詈头诸?，包括主?dòng)運(yùn)輸、被動(dòng)運(yùn)輸以及胞吞和胞吐。

2.通過實(shí)例分析物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)倪^程和機(jī)制，如水分子、氧氣、二氧化碳、葡萄糖等物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸。

3.探討不同物質(zhì)跨膜運(yùn)輸方式的異同，以及影響物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)囊蛩亍?/p>

4.結(jié)合實(shí)例，解釋滲透作用和滲透壓的概念，并探討它們?cè)谖镔|(zhì)跨膜運(yùn)輸中的作用。

本節(jié)課旨在幫助學(xué)生了解物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)幕驹砗蛯?shí)例，為后續(xù)學(xué)習(xí)細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)運(yùn)輸和代謝奠定基礎(chǔ)。教學(xué)目標(biāo)分析本節(jié)課旨在培養(yǎng)學(xué)生的生物學(xué)核心素養(yǎng)，具體目標(biāo)如下：

1.知識(shí)與技能：使學(xué)生掌握物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)幕靖拍?、分類和?shí)例，了解不同跨膜運(yùn)輸方式的異同及影響因素，能運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解釋生活中的生物學(xué)現(xiàn)象。

2.科學(xué)思維：培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用科學(xué)思維分析物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)膶?shí)例，學(xué)會(huì)從現(xiàn)象到本質(zhì)的探究方法，提高邏輯思維和批判性思維能力。

3.探究與創(chuàng)新：通過小組合作、討論交流，激發(fā)學(xué)生的探究欲望，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力，鼓勵(lì)學(xué)生在探究過程中提出創(chuàng)新性觀點(diǎn)。

4.責(zé)任與態(tài)度：引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注生物學(xué)與社會(huì)生活的聯(lián)系，認(rèn)識(shí)到生物學(xué)知識(shí)在實(shí)際生活中的應(yīng)用價(jià)值，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)生物學(xué)的興趣，培養(yǎng)他們的責(zé)任感。

5.情感、態(tài)度與價(jià)值觀：培養(yǎng)學(xué)生關(guān)愛生命、尊重科學(xué)的態(tài)度，提高學(xué)生的生態(tài)保護(hù)意識(shí)，使他們?cè)谏钪心軌蜻\(yùn)用生物學(xué)知識(shí)為人類健康和環(huán)境保護(hù)作出貢獻(xiàn)。

本節(jié)課教學(xué)目標(biāo)分析緊密聯(lián)系課本內(nèi)容，注重培養(yǎng)學(xué)生的生物學(xué)核心素養(yǎng)，旨在提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，為他們的終身發(fā)展奠定基礎(chǔ)。學(xué)情分析本節(jié)課針對(duì)的是高中一年級(jí)學(xué)生，他們?cè)谥R(shí)、能力、素質(zhì)等方面具有以下特點(diǎn)：

1.知識(shí)層面：

-學(xué)生在初中階段已經(jīng)接觸過細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)和功能，對(duì)細(xì)胞膜有一定的了解，但可能對(duì)物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)纳钊胫R(shí)掌握不足。

-學(xué)生可能對(duì)生物學(xué)概念的理解存在一定難度，對(duì)抽象的跨膜運(yùn)輸過程和機(jī)制可能難以理解。

-學(xué)生在化學(xué)學(xué)科中學(xué)過一些與物質(zhì)性質(zhì)相關(guān)的內(nèi)容，但這些知識(shí)在生物學(xué)科中的應(yīng)用可能不夠熟練。

2.能力層面：

-學(xué)生具備一定的觀察、分析和解決問題的能力，但可能缺乏將理論知識(shí)與實(shí)際現(xiàn)象結(jié)合起來的能力。

-學(xué)生在小組合作和討論交流方面有一定經(jīng)驗(yàn)，但部分學(xué)生可能不夠主動(dòng)，需要教師引導(dǎo)。

-學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作和數(shù)據(jù)處理方面的能力有限，需要教師在教學(xué)中逐步培養(yǎng)。

3.素質(zhì)層面：

-學(xué)生對(duì)生物學(xué)有一定興趣，但部分學(xué)生對(duì)生物學(xué)學(xué)習(xí)的熱情不高，需要教師激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

-學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和責(zé)任感參差不齊，部分學(xué)生依賴性強(qiáng)，需要教師培養(yǎng)他們的自主學(xué)習(xí)能力和責(zé)任感。

-學(xué)生的邏輯思維和批判性思維能力有待提高，需要教師通過教學(xué)活動(dòng)進(jìn)行鍛煉。

4.行為習(xí)慣：

-學(xué)生在課堂上可能存在注意力不集中、課堂參與度不高的問題，影響教學(xué)效果。

-部分學(xué)生習(xí)慣于被動(dòng)接受知識(shí)，缺乏主動(dòng)探究和思考的習(xí)慣，需要教師引導(dǎo)和培養(yǎng)。

-學(xué)生在課堂筆記和課后復(fù)習(xí)方面存在不足，影響知識(shí)鞏固和運(yùn)用。

對(duì)課程學(xué)習(xí)的影響：

1.知識(shí)層面：學(xué)生已有的知識(shí)基礎(chǔ)對(duì)學(xué)習(xí)本節(jié)課內(nèi)容有一定幫助，但需要教師針對(duì)跨膜運(yùn)輸?shù)纳钊胫R(shí)進(jìn)行補(bǔ)充和拓展。

2.能力層面：學(xué)生的能力水平對(duì)學(xué)習(xí)本節(jié)課內(nèi)容有一定影響，教師應(yīng)通過設(shè)計(jì)多樣化的教學(xué)活動(dòng)，幫助學(xué)生提高觀察能力、分析能力和解決問題的能力。

3.素質(zhì)層面：學(xué)生的興趣、自主學(xué)習(xí)能力和責(zé)任感對(duì)學(xué)習(xí)效果有較大影響，教師應(yīng)關(guān)注學(xué)生個(gè)體差異，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)能力和責(zé)任感。

4.行為習(xí)慣：學(xué)生的行為習(xí)慣對(duì)課堂氛圍和教學(xué)效果有直接影響，教師應(yīng)采取措施提高學(xué)生的課堂參與度，培養(yǎng)良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣。教學(xué)資源1.硬件資源：

-生物實(shí)驗(yàn)室

-投影儀

-計(jì)算機(jī)設(shè)備

-實(shí)驗(yàn)材料（如半透膜、紅墨水、葡萄糖溶液等）

2.軟件資源：

-生物學(xué)科教學(xué)軟件

-動(dòng)畫演示軟件

-數(shù)據(jù)處理軟件（如Excel等）

3.課程平臺(tái)：

-學(xué)校課程管理系統(tǒng)

-教學(xué)互動(dòng)平臺(tái)

4.信息化資源：

-電子教材

-課件PPT

-微課視頻

-電子試題庫

5.教學(xué)手段：

-探究式教學(xué)

-小組合作學(xué)習(xí)

-案例分析

-實(shí)驗(yàn)教學(xué)

-互動(dòng)提問

-課后在線輔導(dǎo)教學(xué)流程1.導(dǎo)入新課（用時(shí)5分鐘）

在導(dǎo)入新課環(huán)節(jié)，教師通過展示生活中常見的滲透現(xiàn)象，如植物根部吸水、鹽腌蔬菜等，引發(fā)學(xué)生對(duì)物質(zhì)跨膜運(yùn)輸現(xiàn)象的好奇心。接著，教師提出問題：“這些現(xiàn)象背后的原理是什么？”從而激發(fā)學(xué)生的探究欲望，為學(xué)習(xí)新課做好鋪墊。

2.新課講授（用時(shí)15分鐘）

（1）教師簡(jiǎn)要介紹物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)幕靖拍睢⒎诸惡蛯?shí)例，強(qiáng)調(diào)主動(dòng)運(yùn)輸、被動(dòng)運(yùn)輸及胞吞和胞吐的區(qū)別與聯(lián)系。

（2）以動(dòng)畫形式演示物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)倪^程和機(jī)制，如水分子通過半透膜、葡萄糖通過載體蛋白等，幫助學(xué)生形象地理解跨膜運(yùn)輸?shù)脑怼?/p>

（3）分析影響物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)囊蛩?，如濃度梯度、載體蛋白、細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)等，并舉例說明。

3.實(shí)踐活動(dòng)（用時(shí)10分鐘）

（1）分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，觀察不同物質(zhì)（如水、葡萄糖、紅墨水等）在半透膜上的跨膜運(yùn)輸現(xiàn)象，讓學(xué)生親身體驗(yàn)跨膜運(yùn)輸?shù)倪^程。

（2）學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，探討不同物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn)和規(guī)律。

（3）引導(dǎo)學(xué)生將實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論知識(shí)相結(jié)合，解釋生活中的生物學(xué)現(xiàn)象。

4.學(xué)生小組討論（用時(shí)15分鐘）

（1）教師提出討論話題：“主動(dòng)運(yùn)輸和被動(dòng)運(yùn)輸在生活中的應(yīng)用舉例?！睂W(xué)生通過小組合作，舉例回答，如主動(dòng)運(yùn)輸在藥物吸收、植物礦質(zhì)元素吸收等方面的應(yīng)用；被動(dòng)運(yùn)輸在氣體交換、水分吸收等方面的應(yīng)用。

（2）討論不同物質(zhì)跨膜運(yùn)輸方式的影響因素，學(xué)生從生活實(shí)際出發(fā)，分析各種因素對(duì)跨膜運(yùn)輸?shù)挠绊憽?/p>

（3）探討滲透作用和滲透壓在生物學(xué)中的應(yīng)用，如植物細(xì)胞吸水、動(dòng)物細(xì)胞吸水等，學(xué)生通過實(shí)例進(jìn)行解釋。

5.總結(jié)回顧（用時(shí)5分鐘）

教師對(duì)本節(jié)課的主要內(nèi)容進(jìn)行梳理，強(qiáng)調(diào)物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)母拍?、分類、?shí)例以及影響因素。同時(shí)，提醒學(xué)生注意實(shí)驗(yàn)操作注意事項(xiàng)，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。最后，鼓勵(lì)學(xué)生在課后關(guān)注生活中的跨膜運(yùn)輸現(xiàn)象，將所學(xué)知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際中。

本節(jié)課教學(xué)流程設(shè)計(jì)緊密圍繞課程重難點(diǎn)，注重理論與實(shí)踐相結(jié)合，通過多樣化的教學(xué)活動(dòng)，幫助學(xué)生掌握物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)闹R(shí)，提高學(xué)生的生物學(xué)核心素養(yǎng)。總用時(shí)45分鐘。拓展與延伸1.提供拓展閱讀材料：

-《生物學(xué)通報(bào)》中關(guān)于物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)难芯课恼隆?/p>

-《中學(xué)生物學(xué)》中關(guān)于細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)與功能的專題文章。

-《科學(xué)美國(guó)人》中關(guān)于生物膜科學(xué)發(fā)展的科普文章。

2.鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行課后自主學(xué)習(xí)和探究：

-研究細(xì)胞膜蛋白的結(jié)構(gòu)和功能，了解不同類型的膜蛋白如何參與物質(zhì)跨膜運(yùn)輸。

-探索主動(dòng)運(yùn)輸和被動(dòng)運(yùn)輸在實(shí)際生物過程中的應(yīng)用，如神經(jīng)元傳遞信號(hào)、腎小管重吸收等。

-分析滲透作用和滲透壓在植物生長(zhǎng)、動(dòng)物生理過程中的作用，探討它們對(duì)生物體的影響。

-研究生物膜在醫(yī)學(xué)和生物技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用，如人工腎小球、藥物載體等。

-了解生物膜研究的最新進(jìn)展，如納米孔測(cè)序技術(shù)、膜蛋白結(jié)構(gòu)解析等。

-結(jié)合實(shí)際生活中的生物現(xiàn)象，如食物保存、植物耐鹽性等，探討物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)南嚓P(guān)原理。

-設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，探究不同條件下物質(zhì)跨膜運(yùn)輸速率的變化，如溫度、pH值、濃度梯度等。課堂小結(jié)，當(dāng)堂檢測(cè)1.課堂小結(jié)：

-本節(jié)課我們學(xué)習(xí)了物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)幕靖拍?、分類、?shí)例以及影響因素，掌握了主動(dòng)運(yùn)輸、被動(dòng)運(yùn)輸、胞吞和胞吐的原理和特點(diǎn)。

-通過實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，我們觀察了不同物質(zhì)在半透膜上的跨膜運(yùn)輸現(xiàn)象，分析了影響跨膜運(yùn)輸?shù)囊蛩?，并嘗試解釋生活中的生物學(xué)現(xiàn)象。

-我們還討論了物質(zhì)跨膜運(yùn)輸在生物體內(nèi)的應(yīng)用，如植物根部吸水、動(dòng)物細(xì)胞吸氧等，以及生物膜在醫(yī)學(xué)和生物技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用。

2.當(dāng)堂檢測(cè)：

（1）選擇題：

1.下列哪個(gè)選項(xiàng)屬于主動(dòng)運(yùn)輸？

A.氧氣通過細(xì)胞膜

B.葡萄糖通過載體蛋白

C.水分子通過半透膜

D.氨基酸通過通道蛋白

2.下列哪個(gè)因素會(huì)影響物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)乃俾剩?/p>

A.溫度

B.pH值

C.濃度梯度

D.以上都是

（2）簡(jiǎn)答題：

1.請(qǐng)簡(jiǎn)要說明主動(dòng)運(yùn)輸和被動(dòng)運(yùn)輸?shù)膮^(qū)別和聯(lián)系。

2.請(qǐng)舉例說明滲透作用在生物體內(nèi)的應(yīng)用。

（3）實(shí)驗(yàn)分析題：

以小組為單位，結(jié)合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析以下問題：

1.不同物質(zhì)在半透膜上的跨膜運(yùn)輸速率有何差異？可能的原因是什么？

2.如何通過實(shí)驗(yàn)操作，探究濃度梯度對(duì)物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)挠绊懀?/p>

（4）案例分析題：

針對(duì)以下案例，分析物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)脑砗蛻?yīng)用：

案例一：人體內(nèi)，紅細(xì)胞通過擴(kuò)散作用將氧氣輸送到組織細(xì)胞。

案例二：植物根部吸收土壤中的礦質(zhì)元素，如氮、磷、鉀等。重點(diǎn)題型整理1.簡(jiǎn)答題：解釋主動(dòng)運(yùn)輸和被動(dòng)運(yùn)輸?shù)脑恚⑴e例說明它們?cè)谏矬w內(nèi)的應(yīng)用。

答：主動(dòng)運(yùn)輸是指物質(zhì)在跨膜過程中，逆濃度梯度或電化學(xué)梯度，需要消耗能量，依賴載體蛋白的運(yùn)輸方式。例如，動(dòng)物細(xì)胞吸收氨基酸、葡萄糖等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，植物細(xì)胞吸收礦質(zhì)元素等。

被動(dòng)運(yùn)輸是指物質(zhì)在跨膜過程中，順濃度梯度或電化學(xué)梯度，不需要消耗能量，包括擴(kuò)散、滲透等。例如，氧氣、二氧化碳、水分子等通過細(xì)胞膜的擴(kuò)散作用。

2.計(jì)算題：根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，計(jì)算物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)乃俾?，并分析影響速率的因素?/p>

答：以水分子通過半透膜的實(shí)驗(yàn)為例，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：

-實(shí)驗(yàn)組：半透膜兩側(cè)濃度分別為0.5M和1M的葡萄糖溶液，記錄單位時(shí)間內(nèi)水分子通過半透膜的量。

-對(duì)照組：半透膜兩側(cè)濃度相同（0.5M）的葡萄糖溶液。

計(jì)算實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組的水分子跨膜運(yùn)輸速率，并分析濃度梯度對(duì)速率的影響。

3.分析題：分析滲透作用在植物生長(zhǎng)中的應(yīng)用，并解釋其原理。

答：滲透作用在植物生長(zhǎng)中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在植物根部吸水過程中。當(dāng)植物根部細(xì)胞內(nèi)溶液濃度高于外部土壤溶液濃度時(shí)，水分子會(huì)通過滲透作用進(jìn)入根部細(xì)胞，滿足植物生長(zhǎng)所需。

原理：滲透作用是指水分子通過半透膜，從低濃度溶液向高濃度溶液擴(kuò)散的過程。在植物根部，由于細(xì)胞內(nèi)溶液中含有各種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，其濃度高于外部土壤溶液，因此水分子會(huì)順濃度梯度進(jìn)入細(xì)胞。

4.綜合題：結(jié)合實(shí)例，說明生物膜在醫(yī)學(xué)和生物技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用。

答：生物膜在醫(yī)學(xué)和生物技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用廣泛，以下為兩個(gè)實(shí)例：

-人工腎小球：利用生物膜模擬腎小球的濾過功能，實(shí)現(xiàn)血液凈化，治療腎功能衰竭。

-藥物載體：生物膜可以作為藥物載體，將藥物包裹在膜內(nèi)，通過控制膜內(nèi)外藥物濃度差異，實(shí)現(xiàn)藥物的緩釋和靶向輸送。

5.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題：設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，探究溫度對(duì)物質(zhì)跨膜運(yùn)輸速率的影響。

答：

實(shí)驗(yàn)步驟：

1.準(zhǔn)備不同溫度（如20℃、30℃、40℃）下的實(shí)驗(yàn)組，對(duì)照組為常溫（25℃）。

2.設(shè)定實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組的濃度梯度，如0.5M和1M的葡萄糖溶液。

3.記錄單位時(shí)間內(nèi)水分子通過半透膜的量。

4.對(duì)比分析不同溫度下物質(zhì)跨膜運(yùn)輸速率的變化。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析：

1.溫度對(duì)物質(zhì)跨膜運(yùn)輸速率有一定影響，通常情況下，溫度升高，速率加快。

2.分析溫度對(duì)跨膜運(yùn)輸速率的影響機(jī)制，如溫度對(duì)載體蛋白活性、細(xì)胞膜流動(dòng)性等的影響。

本教案重點(diǎn)題型整理涵蓋了物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)南嚓P(guān)知識(shí)點(diǎn)，通過不同題型的練習(xí)，幫助學(xué)生鞏固課堂所學(xué)，提高解決問題的能力。教學(xué)反思這堂課下來，我覺得在講解物質(zhì)跨膜運(yùn)輸這部分內(nèi)容時(shí)，我強(qiáng)調(diào)了主動(dòng)運(yùn)輸和被動(dòng)運(yùn)輸?shù)膮^(qū)別，以及它們?cè)谏矬w內(nèi)的應(yīng)用，學(xué)生們似乎對(duì)這個(gè)知識(shí)點(diǎn)有了一定的理解。但在實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，我發(fā)現(xiàn)有些學(xué)生對(duì)于實(shí)驗(yàn)操作步驟不夠熟悉，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)出現(xiàn)了一些偏差。我意識(shí)到，在今后的教學(xué)中，我應(yīng)該加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)操作的講解和示范，確保學(xué)生能夠熟練掌握實(shí)驗(yàn)技能。

另外，在討論環(huán)節(jié)，學(xué)生們對(duì)于主動(dòng)運(yùn)輸和被動(dòng)運(yùn)輸在實(shí)際生物過程中的應(yīng)用，以及滲透作用在植物生長(zhǎng)中的應(yīng)用等問題，表現(xiàn)出了較高的參與度。他們能夠結(jié)合生活實(shí)際，舉出不少例子，這讓我感到很欣慰。但在總結(jié)回顧環(huán)節(jié)，我發(fā)現(xiàn)有些學(xué)生對(duì)本節(jié)課的主要內(nèi)容掌握得不夠扎實(shí)，特別是對(duì)物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)挠绊懸蛩夭糠?。我需要在今后的教學(xué)中，加強(qiáng)對(duì)這些知識(shí)點(diǎn)的講解和鞏固。板