2024-2025學(xué)年高中生物 第04章 細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出 專題4.3 物質(zhì)跨膜運輸?shù)姆绞浇贪福ㄌ嵘妫┬氯私贪姹匦?

2024-2025學(xué)年高中生物第04章細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出專題4.3物質(zhì)跨膜運輸?shù)姆绞浇贪福ㄌ嵘妫┬氯私贪姹匦?課題：科目：班級：課時：計劃3課時教師：單位：一、課程基本信息1.課程名稱：高中生物第04章細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出專題4.3物質(zhì)跨膜運輸?shù)姆绞?/p>

2.教學(xué)年級和班級：高中一年級

3.授課時間：2024年10月30日

4.教學(xué)時數(shù)：2課時（90分鐘）

教學(xué)內(nèi)容：

1.了解物質(zhì)跨膜運輸?shù)幕靖拍罴胺诸悺?/p>

2.掌握被動運輸（擴散、滲透）和主動運輸?shù)脑砑捌湓诩?xì)胞中的實際應(yīng)用。

3.學(xué)習(xí)大分子物質(zhì)的胞吞和胞吐過程。

4.分析不同物質(zhì)跨膜運輸方式在細(xì)胞生活中的重要性。

教學(xué)過程：

第一課時（45分鐘）：

1.導(dǎo)入新課：回顧細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)與功能，引導(dǎo)學(xué)生思考物質(zhì)如何通過細(xì)胞膜進入或離開細(xì)胞。

2.知識講解：

a.物質(zhì)跨膜運輸?shù)母拍罴胺诸?/p>

b.被動運輸（擴散、滲透）的原理及實例

3.課堂互動：案例分析，讓學(xué)生分析不同物質(zhì)的跨膜運輸方式。

4.課堂小結(jié)：總結(jié)被動運輸?shù)奶攸c及在細(xì)胞生活中的作用。

第二課時（45分鐘）：

1.知識講解：

a.主動運輸?shù)脑砑皩嵗?/p>

b.大分子物質(zhì)的胞吞和胞吐過程

2.課堂互動：

a.學(xué)生分組討論主動運輸?shù)囊饬x及在細(xì)胞生活中的應(yīng)用

b.模擬實驗：觀察紅細(xì)胞吞噬細(xì)菌的過程，了解胞吞現(xiàn)象

3.課堂小結(jié)：總結(jié)主動運輸和胞吞胞吐的特點及在細(xì)胞生活中的重要性。

4.課后作業(yè)：布置相關(guān)習(xí)題，鞏固所學(xué)知識。

教學(xué)評價：

1.課后對學(xué)生的課堂筆記進行檢查，了解學(xué)生對知識的掌握程度。

2.通過課后習(xí)題的完成情況，評估學(xué)生對本節(jié)課內(nèi)容的理解和應(yīng)用能力。

3.在下一節(jié)課開始時，進行課堂提問，檢驗學(xué)生對本節(jié)課內(nèi)容的記憶。二、核心素養(yǎng)目標(biāo)1.提升學(xué)生的生命觀念，理解細(xì)胞膜在維持細(xì)胞內(nèi)外環(huán)境平衡中的重要作用，認(rèn)識到物質(zhì)跨膜運輸對細(xì)胞生存和發(fā)展的意義。

2.培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維，通過學(xué)習(xí)物質(zhì)跨膜運輸?shù)脑砗瓦^程，使學(xué)生能夠運用科學(xué)方法分析、解釋生物現(xiàn)象，提高邏輯推理和批判性思維能力。

3.增強學(xué)生的科學(xué)探究能力，通過課堂討論、案例分析、模擬實驗等活動，引導(dǎo)學(xué)生主動探索、發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，培養(yǎng)合作交流和動手實踐的能力。

4.培養(yǎng)學(xué)生的社會責(zé)任感，使學(xué)生關(guān)注生物科學(xué)技術(shù)在社會發(fā)展中的應(yīng)用，意識到生物科學(xué)在解決實際問題中的價值，激發(fā)學(xué)生為社會發(fā)展貢獻力量的意識。三、學(xué)習(xí)者分析1.學(xué)生已經(jīng)掌握了細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)、細(xì)胞膜的功能和蛋白質(zhì)、脂質(zhì)等生物大分子的基本性質(zhì)。他們了解了細(xì)胞內(nèi)、外環(huán)境差異及細(xì)胞膜在維持這種差異中的作用。

2.學(xué)生在之前的學(xué)習(xí)中表現(xiàn)出對生物學(xué)實驗和生物現(xiàn)象的興趣，具備一定的觀察能力和思考能力。學(xué)習(xí)風(fēng)格方面，部分學(xué)生擅長記憶和理論知識學(xué)習(xí)，而另一部分學(xué)生則更傾向于通過實踐和探究來掌握知識。

3.學(xué)生可能遇到的困難和挑戰(zhàn)：

a.對物質(zhì)跨膜運輸?shù)奈⒂^機制理解不夠深入，難以將其與細(xì)胞生活聯(lián)系起來。

b.對主動運輸、胞吞和胞吐等跨膜運輸方式的區(qū)別和聯(lián)系把握不清，容易混淆。

c.在案例分析、討論等環(huán)節(jié)，可能會因為缺乏批判性思維和邏輯推理能力而難以提出有深度的見解。

d.部分學(xué)生在實驗操作過程中，可能由于動手能力較弱，難以完成實驗任務(wù)。

針對以上學(xué)習(xí)者分析，教師應(yīng)在教學(xué)中采取針對性的教學(xué)策略，如提供豐富的實例和模型，引導(dǎo)學(xué)生進行深入思考，加強課堂討論，以及注重培養(yǎng)學(xué)生的實驗操作能力。四、教學(xué)資源準(zhǔn)備1.教材：

-確保每位學(xué)生都有《高中生物》必修1教材，以便于學(xué)生跟隨課堂進度進行學(xué)習(xí)和筆記。

-提供課堂講義，包括本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)、重點知識點、思考題等，幫助學(xué)生提前預(yù)習(xí)和課堂跟進。

2.輔助材料：

-準(zhǔn)備細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)、物質(zhì)跨膜運輸?shù)膭赢嫼蛨D解，以直觀展示細(xì)胞膜的動態(tài)過程和物質(zhì)運輸機制。

-收集和整理不同物質(zhì)跨膜運輸?shù)膶嵗龍D片和圖表，用于課堂分析和討論。

-準(zhǔn)備相關(guān)教學(xué)視頻，如主動運輸?shù)脑斫榻B、胞吞胞吐過程的演示等，增加課堂趣味性和理解深度。

-設(shè)計和打印學(xué)習(xí)指導(dǎo)卡片，包含關(guān)鍵概念、定義和公式，方便學(xué)生復(fù)習(xí)和記憶。

3.實驗器材：

-準(zhǔn)備顯微鏡、載玻片、熒光標(biāo)記的細(xì)胞樣本等，用于觀察細(xì)胞膜的動態(tài)變化。

-準(zhǔn)備模擬滲透實驗所需的器材，如半透膜、蔗糖溶液、紅墨水等，以便學(xué)生親身體驗滲透壓的變化。

-確保實驗器材的安全性，進行課前檢查，確保所有設(shè)備完好無損，避免實驗過程中發(fā)生意外。

4.教室布置：

-將教室分為講授區(qū)、討論區(qū)和實驗操作臺，確保每個區(qū)域功能明確，便于學(xué)生參與不同的教學(xué)活動。

-在討論區(qū)設(shè)置白板或黑板，供學(xué)生記錄討論成果和思維導(dǎo)圖。

-實驗操作臺附近設(shè)置廢液回收容器和安全防護用品，確保實驗操作的安全和清潔。

-教室內(nèi)外張貼與課程相關(guān)的海報、掛圖，創(chuàng)造濃厚的生物學(xué)學(xué)習(xí)氛圍。

5.其他資源：

-提供在線學(xué)習(xí)資源和鏈接，如教育平臺上的相關(guān)教學(xué)視頻、互動學(xué)習(xí)軟件等，供學(xué)生課后自主學(xué)習(xí)。

-準(zhǔn)備與本節(jié)課相關(guān)的課外閱讀材料，鼓勵學(xué)生拓展知識視野，培養(yǎng)深度學(xué)習(xí)的習(xí)慣。五、教學(xué)實施過程1.課前自主探索

-教師活動：提前發(fā)放預(yù)習(xí)資料，包括教材相關(guān)章節(jié)、預(yù)習(xí)思考題和學(xué)習(xí)指導(dǎo)卡片。

-學(xué)生活動：學(xué)生自主閱讀教材，完成預(yù)習(xí)思考題，嘗試構(gòu)建物質(zhì)跨膜運輸?shù)闹R框架。

-教學(xué)方法：采用自主學(xué)習(xí)法，鼓勵學(xué)生自主探索和發(fā)現(xiàn)問題。

-教學(xué)手段：使用教材、預(yù)習(xí)資料和學(xué)習(xí)指導(dǎo)卡片。

-作用和目的：培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，為課堂學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)，明確學(xué)習(xí)目標(biāo)和重難點。

具體分析和舉例：

-通過預(yù)習(xí)，學(xué)生能夠?qū)ξ镔|(zhì)跨膜運輸?shù)母拍詈头诸愑谐醪搅私?，為課堂上的深入講解做好鋪墊。

-預(yù)習(xí)思考題幫助學(xué)生聚焦于主動運輸和被動運輸?shù)膮^(qū)別，提前思考這些難點內(nèi)容。

2.課中強化技能

-導(dǎo)入新課：

-教師活動：通過展示細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的動畫，引導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)細(xì)胞膜的功能。

-學(xué)生活動：觀察動畫，回顧細(xì)胞膜的作用。

-教學(xué)方法：采用直觀教學(xué)法，通過多媒體資源激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。

-教學(xué)手段：使用動畫、圖解等多媒體資源。

-作用和目的：建立新舊知識的聯(lián)系，激發(fā)學(xué)生好奇心。

-知識講解：

-教師活動：詳細(xì)講解被動運輸和主動運輸?shù)脑?，使用實例和圖表進行說明。

-學(xué)生活動：聽講、記筆記，參與課堂討論。

-教學(xué)方法：采用講授法和案例分析法，結(jié)合小組討論。

-教學(xué)手段：使用PPT、實例圖片、圖表等教學(xué)資源。

-作用和目的：加深學(xué)生對跨膜運輸方式的理解，突破教學(xué)重難點。

-實踐操作：

-教師活動：指導(dǎo)學(xué)生進行模擬滲透實驗，觀察和記錄實驗現(xiàn)象。

-學(xué)生活動：分組進行實驗操作，記錄數(shù)據(jù)，分析結(jié)果。

-教學(xué)方法：采用實驗教學(xué)法，增強學(xué)生的實踐能力。

-教學(xué)手段：使用實驗器材和實驗指導(dǎo)書。

-作用和目的：通過實驗驗證理論知識，提高學(xué)生的動手能力和觀察能力。

具體分析和舉例：

-在知識講解環(huán)節(jié)，通過具體實例幫助學(xué)生理解抽象的跨膜運輸概念。

-實驗操作環(huán)節(jié)讓學(xué)生親身體驗物質(zhì)跨膜運輸?shù)倪^程，加深對被動運輸中滲透現(xiàn)象的理解。

3.課后拓展應(yīng)用

-教師活動：布置課后作業(yè)，包括習(xí)題和開放性問題，提供在線學(xué)習(xí)資源和課外閱讀材料。

-學(xué)生活動：完成課后作業(yè)，利用在線資源進行深入學(xué)習(xí)，開展課外閱讀。

-教學(xué)方法：采用分層作業(yè)法和探究學(xué)習(xí)法，鼓勵學(xué)生分層提升和自主探究。

-教學(xué)手段：使用課后習(xí)題、在線學(xué)習(xí)平臺和閱讀材料。

-作用和目的：鞏固課堂所學(xué)，拓展學(xué)生知識視野，培養(yǎng)探究精神和深度學(xué)習(xí)能力。

具體分析和舉例：

-課后作業(yè)中的開放性問題鼓勵學(xué)生進行批判性思考，如探討跨膜運輸在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用。

-課外閱讀和在線學(xué)習(xí)資源幫助學(xué)生了解跨膜運輸研究的最新進展，提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。六、知識點梳理1.細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)與功能

-細(xì)胞膜的組成：磷脂雙分子層、蛋白質(zhì)、糖類等。

-細(xì)胞膜的功能：維持細(xì)胞內(nèi)外環(huán)境穩(wěn)定，控制物質(zhì)進出，進行細(xì)胞間信息交流。

2.物質(zhì)跨膜運輸?shù)姆诸?/p>

-被動運輸：不需要能量，包括擴散和滲透。

-主動運輸：需要能量，包括主動攝取和主動排放。

3.被動運輸

-擴散：分子或離子由高濃度區(qū)域向低濃度區(qū)域自發(fā)移動。

-滲透：水分子通過半透膜，從水分子濃度高的區(qū)域向水分子濃度低的區(qū)域移動。

4.主動運輸

-原理：通過跨膜蛋白，如載體蛋白和ATP酶，消耗能量將物質(zhì)從低濃度區(qū)域向高濃度區(qū)域運輸。

-實例：鈉-鉀泵、鈣泵、葡萄糖轉(zhuǎn)運蛋白等。

5.胞吞和胞吐

-胞吞：細(xì)胞將外部物質(zhì)包裹進入細(xì)胞內(nèi)部，形成內(nèi)泡。

-胞吐：細(xì)胞將內(nèi)部物質(zhì)包裹排出細(xì)胞外，形成外泡。

6.物質(zhì)跨膜運輸?shù)膶嵗治?/p>

-氧氣和二氧化碳的跨膜運輸：通過簡單擴散。

-氨基酸和葡萄糖的跨膜運輸：通過主動運輸。

-水分子的跨膜運輸：通過滲透作用。

7.物質(zhì)跨膜運輸?shù)囊饬x

-保持細(xì)胞內(nèi)外環(huán)境平衡，為細(xì)胞生命活動提供必要的物質(zhì)。

-為細(xì)胞攝取營養(yǎng)物質(zhì)、排出代謝廢物提供途徑。

-維持細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)定的電位和離子平衡。

8.跨膜運輸與細(xì)胞信號傳導(dǎo)

-跨膜蛋白如受體蛋白在細(xì)胞信號傳導(dǎo)中的作用。

-第二信使如鈣離子在細(xì)胞內(nèi)信號傳遞中的作用。

9.生物大分子物質(zhì)的跨膜運輸

-蛋白質(zhì)、RNA等大分子物質(zhì)的胞吞和胞吐過程。

-大分子物質(zhì)跨膜運輸?shù)恼{(diào)控機制。

10.跨膜運輸異常與疾病

-跨膜運輸?shù)鞍桩惓？赡軐?dǎo)致的相關(guān)疾病，如遺傳性運輸?shù)鞍兹毕?、離子通道病等。

-細(xì)胞膜功能異常對細(xì)胞生理功能的影響。

11.科學(xué)研究與技術(shù)應(yīng)用

-跨膜運輸?shù)鞍椎难芯糠椒?，如X射線晶體學(xué)、冷凍電子顯微鏡等。

-跨膜運輸技術(shù)在藥物輸送、生物傳感器等領(lǐng)域的應(yīng)用。七、重點題型整理題型一：物質(zhì)跨膜運輸?shù)膶嵗治?/p>

題目：請分析下列物質(zhì)在細(xì)胞中的跨膜運輸方式，并說明其原理。

1.氧氣

2.葡萄糖

3.鈉離子

4.氨基酸

答案：

1.氧氣通過簡單擴散跨膜運輸，從高濃度區(qū)域向低濃度區(qū)域自發(fā)移動。

2.葡萄糖通過主動運輸跨膜運輸，需要載體蛋白和消耗能量。

3.鈉離子通過主動運輸跨膜運輸，如鈉-鉀泵，需要載體蛋白和消耗能量。

4.氨基酸通過主動運輸跨膜運輸，需要載體蛋白和消耗能量。

題型二：主動運輸與被動運輸?shù)膮^(qū)別

題目：請比較主動運輸和被動運輸?shù)漠愅c。

答案：

相同點：

-都涉及物質(zhì)從細(xì)胞外進入細(xì)胞內(nèi)或從細(xì)胞內(nèi)排出細(xì)胞外。

不同點：

-主動運輸需要消耗能量，而被動運輸不需要。

-主動運輸可以通過載體蛋白實現(xiàn)物質(zhì)的逆濃度梯度運輸，而被動運輸只能實現(xiàn)物質(zhì)的順濃度梯度運輸。

-主動運輸在細(xì)胞內(nèi)具有選擇性，可以精確控制物質(zhì)的進出，而被動運輸選擇性較低。

題型三：胞吞和胞吐的過程描述

題目：請描述胞吞和胞吐的過程，并舉例說明。

答案：

胞吞過程：

-細(xì)胞膜向內(nèi)凹陷形成內(nèi)泡。

-內(nèi)泡與細(xì)胞質(zhì)融合，將外部物質(zhì)包裹進入細(xì)胞內(nèi)。

胞吞舉例：白細(xì)胞吞噬細(xì)菌。

胞吐過程：

-細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)被包裹在泡膜內(nèi)。

-泡膜與細(xì)胞膜融合，將物質(zhì)排出細(xì)胞外。

胞吐舉例：胰腺細(xì)胞分泌胰島素。

題型四：跨膜運輸與細(xì)胞信號傳導(dǎo)的關(guān)系

題目：請解釋跨膜運輸與細(xì)胞信號傳導(dǎo)之間的關(guān)系，并舉例說明。

答案：

跨膜運輸與細(xì)胞信號傳導(dǎo)密切相關(guān)。跨膜蛋白如受體蛋白可以接收外部信號，并轉(zhuǎn)化為細(xì)胞內(nèi)的信號傳遞。

例子：當(dāng)激素與細(xì)胞膜上的受體蛋白結(jié)合時，受體蛋白發(fā)生構(gòu)象變化，激活細(xì)胞內(nèi)的信號傳導(dǎo)途徑，如第二信使鈣離子的釋放，進而引發(fā)細(xì)胞內(nèi)一系列生化反應(yīng)。

題型五：跨膜運輸異常與疾病

題目：請分析跨膜運輸異?？赡軐?dǎo)致的一種疾病，并解釋其機制。

答案：

疾?。哼z傳性運輸?shù)鞍兹毕莅Y

機制：遺傳性運輸?shù)鞍兹毕莅Y是由于細(xì)胞膜上的跨膜運輸?shù)鞍谆蛲蛔儗?dǎo)致的。這些運輸?shù)鞍棕?fù)責(zé)特定物質(zhì)的跨膜運輸，如離子、氨基酸等。當(dāng)這些蛋白功能異常時，物質(zhì)無法正常進出細(xì)胞，導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)外環(huán)境失衡，從而引發(fā)一系列癥狀。

補充和說明：

1.物質(zhì)跨膜運輸方式的分析需要根據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)和濃度梯度來判斷。

2.主動運輸與被動運輸?shù)漠愅c比較，可以通過表格形式進行總結(jié)，便于學(xué)生記憶。

3.胞吞和胞吐的過程描述，可以通過示意圖或動畫展示，幫助學(xué)生形象理解。

4.跨膜運輸與細(xì)胞信號傳導(dǎo)的關(guān)系，可以通過具體的信號傳導(dǎo)途徑進行講解，如G蛋白偶聯(lián)受體途徑、離子通道途徑等。

5.跨膜運輸異常與疾病的分析，可以結(jié)合具體的疾病案例進行說明，增加學(xué)生對跨膜運輸異常影響的認(rèn)識。八、反思改進措施-采用多媒體教學(xué)，通過動畫、圖解等形式直觀展示物質(zhì)跨膜運輸?shù)倪^程，增強學(xué)生的感性認(rèn)識。

-組織學(xué)生進行模擬實驗，如滲透實驗，讓學(xué)生親身體驗跨膜運輸現(xiàn)象，提高實踐能力。

2.存在主要問題

-部分學(xué)生對跨膜運輸?shù)奈⒂^機制理解不夠深入，難以將其與細(xì)胞生活聯(lián)系起來。

-在案例分析、討論等環(huán)節(jié)，部分學(xué)生缺乏批判性思維和邏輯推理能力。

3.改進措施

-在教學(xué)中增加實例分析和模型構(gòu)建，幫助學(xué)生深入理解跨膜運輸?shù)奈⒂^機制，并將其與細(xì)胞生活聯(lián)系起來。

-加強課堂討論，引導(dǎo)學(xué)生運用批判性思維和邏輯推理能力分析問題，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維。

4.教學(xué)管理方面

-加強教學(xué)管理，確保教學(xué)資源的充分準(zhǔn)備和教學(xué)過程的順利進行。

-及時收集學(xué)生反饋，了解教學(xué)效果，以便及時調(diào)整教學(xué)策略。

5.教學(xué)組織方面

-合理安排教學(xué)時間，確保每個環(huán)節(jié)都能充分展開，避免時間緊張。

-采用小組合作學(xué)習(xí)，促進學(xué)生的交流和合作能力。

6.教學(xué)方法方面

-采用多種教學(xué)方法，如講授法、案例分析法、實驗教學(xué)法等，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

-注重啟發(fā)式教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的思維能力和創(chuàng)新意識。

7.教學(xué)評價方面

-采用多元化評價方式，如課堂提問、作業(yè)、實驗報告等，全面評估學(xué)生的學(xué)習(xí)成果。

-及時反饋評價結(jié)果，幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)不足，促進學(xué)生的全面發(fā)展。

8.校企合作方面

-加強與企業(yè)的合作，引入實際案例，增強教學(xué)的實踐性。

-組織學(xué)生參觀企業(yè)，了解跨膜運輸在實際應(yīng)用中的重要性。課堂小結(jié)，當(dāng)堂檢測課堂小結(jié)：

1.本節(jié)課我們學(xué)習(xí)了物質(zhì)跨膜運輸?shù)母拍睢⒎诸惡蜋C制。物質(zhì)跨膜運輸是細(xì)胞內(nèi)外物質(zhì)交換的重要途徑，對維持細(xì)胞內(nèi)外環(huán)境平衡具有重要意義。

2.物質(zhì)跨膜運輸包括被動運輸和主動運輸。被動運輸不需要消耗能量，如擴散和滲透；主動運輸需要消耗能量，如主動攝取和主動排放。

3.胞吞和胞吐是細(xì)胞內(nèi)大分子物質(zhì)的跨膜運輸方式。胞吞是將外部物質(zhì)包裹進入細(xì)胞內(nèi)，胞吐是將內(nèi)部物質(zhì)包裹排出細(xì)胞外。

4.物質(zhì)跨膜運輸與細(xì)胞信號傳導(dǎo)密切相關(guān)，如跨膜蛋白在細(xì)胞信號傳導(dǎo)中的作用。

5.跨膜運輸異?？赡軐?dǎo)致疾病，如遺傳性運輸?shù)鞍兹毕莅Y等。

當(dāng)堂檢測：

1.請簡述物質(zhì)跨膜運輸