4.2 主动运输和胞吞胞吐 教学设计-高中生物人教版（2019）必修1（表格版）

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第四章细胞的物质输入和输出
《主动运输与胞吞胞吐》教学设计
课型：新授课
教材：人教版（2019）必修1《分子与细胞》
课时：1课时
授课对象：高一学生
一、教材分析
本节内容是本章的核心与深化，在学生学习了被动运输（自由扩散和协助扩散）的基础上，进一步探讨物质跨膜运输的另外两种重要方式：主动运输和胞吞、胞吐。教材通过甲状腺聚碘、小肠吸收营养物质等实例，引出主动运输的概念，并详细阐述其过程、特点及生物学意义。随后，介绍大分子物质进出细胞的方式——胞吞和胞吐，强调其与生物膜流动性的关系。本节内容完善了学生对细胞膜控制物质进出功能的认识，是理解细胞生命活动复杂性与精密性的关键，也为学习神经调节、激素调节等内容打下基础。
二、学情分析
知识基础：学生已经掌握了被动运输的两种方式，理解了顺浓度梯度扩散的概念，知道载体蛋白在协助扩散中的作用。对于细胞呼吸产生ATP有基本了解。
认知特点：学生对“逆浓度梯度”运输感到抽象，难以理解其机理。对于胞吞胞吐这种宏观可见（如变形虫）但微观机制复杂的过程，需要借助动画和比喻来辅助理解。
前概念与误区：学生可能认为所有物质都是顺浓度梯度运输；可能混淆协助扩散与主动运输对载体蛋白的依赖；可能认为大分子物质不能进出细胞。
三、教学目标
核心素养 教学目标
生命观念 1. 通过分析主动运输和胞吞胞吐的过程，理解细胞膜控制物质进出的功能与细胞生命活动的统一性，认同“结构与功能相适应”的观点。
科学思维 1. 通过分析实验数据（如离子吸收曲线），归纳主动运输的特征。 2. 通过比较不同运输方式的异同，培养归纳与概括、比较与分类的逻辑思维能力。
科学探究 1. 基于实验资料，设计探究物质运输方式的方法，培养科学探究的初步能力。
社会责任 1. 通过解释囊性纤维病、阿米巴痢疾的发病机制，关注物质运输异常与疾病的关系，形成健康生活观念和科学防病的意识。
四、教学重难点
1. 教学重点：
(1) 主动运输的过程、特点及实例。
(2) 胞吞、胞吐的过程及与膜流动性的关系。
2. 教学难点：
(1) 主动运输中能量和载体蛋白的协同作用机制。
(2) 胞吞、胞吐过程中囊泡的形成与膜变化的关系。
五、教学方法
启发式教学法、探究式教学法、比较归纳法、小组合作学习法。
六、教学手段
多媒体课件（PPT）、动画演示及视频（主动运输过程、胞吞胞吐过程）。
七、教学准备
(1) 教师准备：制作多媒体课件，内含问题探讨实例、主动运输和胞吞胞吐的动画、各种运输方式的比较表、与疾病联系的资料、当堂训练习题。
(2) 学生准备：预习课本P69-71内容；复习被动运输和ATP的相关知识。
八、教学流程
实例导入，引发认知冲突:甲状腺聚碘等逆浓度梯度实例
↓
探究新知一：主动运输
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探究新知二：胞吞与胞吐
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比较归纳，构建体系
对比四种运输方式的异同 → 构建物质跨膜运输知识体系
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课堂小结与练习巩固
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布置作业
九、教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
（一）创设情境，导入新课
（约3分钟） 1. 展示“甲状腺滤泡上皮细胞聚碘”、“小肠上皮细胞吸收氨基酸/葡萄糖”、“红细胞内外K+浓度”等实例。
2. 提出问题：
这是被动运输吗？为什么？
这类似于“逆水行舟”，需要什么？
这是特例吗？
3. 引出课题：除了被动运输，细胞还有主动运输等方式来满足生命需求。 1. 分析实例数据，发现与被动运输（顺浓度）的矛盾。
2. 思考讨论，认识到这种运输需要能量，具有普遍性。
3. 明确本节学习内容：主动运输及大分子运输方式。 创设认知冲突，激发学生探究欲望，从实际需求出发引入新课，体现“生命观念”。
（二）探究新知一：主动运输
（约15分钟） 1. 概念构建：引导学生从实例中归纳主动运输的概念（逆浓度梯度、需载体蛋白、消耗能量）。
2. 过程剖析：播放主动运输过程动画，讲解载体蛋白如何利用ATP能量发生构象变化完成物质转运。引导学生总结其三大特点。
3. 实例与意义：呈现更多实例（如植物吸收矿质元素），引导学生讨论其生物学意义——主动选择吸收所需物质，排出有害物质，维持正常生命活动。
4. 影响因素：结合曲线图，引导学生分析物质浓度、O 浓度、载体蛋白数量、温度如何影响主动运输速率。
5. 知识拓展：简要介绍直接（ATP驱动泵）和间接（协同转运）消耗ATP的主动运输类型。 1. 在教师引导下，归纳出主动运输的核心特征。
2. 观看动画，理解微观过程，识记三大特点。
3. 列举实例，深刻理解主动运输对细胞生存的重要性。
4. 分析曲线图，理解各因素如何影响运输速率。
5. 了解主动运输机制的多样性。 通过实例、动画和问题引导，将抽象的“主动运输”具体化、系统化，突破“机制”这一难点。培养学生的分析归纳能力。
（三）探究新知二：胞吞与胞吐
（约10分钟） 1. 概念引入：提问“蛋白质等大分子如何进出细胞？”，引出胞吞和胞吐。
2. 过程演示：播放胞吞（如吞噬细胞吞噬病菌）和胞吐（如分泌蛋白分泌）动画。用“吃进来”和“吐出去”形象记忆。
3. 特点归纳：引导学生比较两者，总结共同特点：①消耗能量；②需要膜上蛋白质识别；③依赖于细胞膜的流动性；④穿过的生物膜层数为0。
4. 实例与联系：展示变形虫摄食和痢疾内变形虫致病的图示，联系阿米巴痢疾的传播与预防，引导学生关注饮食卫生。 1. 思考大分子运输的难题。
2. 观看动画，理解胞吞胞吐的动态过程。
3. 在教师引导下，归纳胞吞胞吐的特点，尤其理解其结构基础是膜的流动性。
4. 了解实例，关注与人体健康的关系，形成社会责任意识。 利用生动动画和比喻，帮助学生理解复杂的膜形态变化过程。通过与疾病联系，落实“社会责任”素养。
（四）比较归纳，构建体系
（约4分钟） 1. 引导学生以小组为单位，从运输方向、是否需要载体、是否消耗能量、运输实例等方面，列表比较自由扩散、协助扩散、主动运输、胞吞、胞吐的异同。
2. 师生共同完善表格，构建完整的物质跨膜运输知识体系。强调它们是细胞膜选择透过性和流动性的具体体现。 1. 小组合作，回顾旧知，整合新知，完成比较表格。
2. 参与全班交流，完善自己的知识网络。 通过比较归纳，将零散知识系统化，形成清晰的概念网络，培养学生的科学思维。
（五）学以致用，巩固提升
（约7分钟） 1. 呈现当堂训练习题（概念辨析、曲线分析、实例判断、诺贝尔奖应用等）。
2. 组织学生独立完成并请学生阐述解题思路。
3. 针对共性问题进行精讲，特别是载体蛋白饱和、能量限制等关键点。 1. 独立完成练习题，应用所学知识解决问题。
2. 积极参与讲评，厘清易错点。 及时巩固，检测学习效果，将理论与实践相结合，提升学生解决问题的能力。
（六）课堂小结与作业布置
（约1分钟） 1. 引导学生回顾本节核心内容：两种重要的物质进出细胞方式——主动运输（小分子/离子逆浓度）和胞吞胞吐（大分子，依赖流动性）。
2. 布置作业：
- 基础题：完成课后练习，绘制四种运输方式示意图。
- 拓展题：查阅资料，了解囊性纤维病的详细发病机理，并简述CFTR蛋白功能异常如何影响氯离子运输。
- 预习任务：预习第5章《细胞的能量供应和利用》第1节。 1. 参与课堂小结，强化记忆。
2. 记录作业要求。 梳理知识，形成整体认知。分层作业满足不同学生需求，将学习延伸到课外，关注科技与健康。
十、板书设计
第2节 主动运输与胞吞胞吐
一、主动运输
概念：物质逆浓度梯度、需载体蛋白、耗能量（ATP）的运输。
过程：物质结合→载体蛋白构象变化（耗能）→物质释放→载体蛋白恢复。
特点：逆浓度、需载体、耗能量。
实例：小肠吸收葡萄糖、氨基酸；甲状腺聚碘；植物吸收矿质元素；Na+-K+泵。
意义：主动选择吸收，排出废物，维持生命活动。
影响因素：物质浓度、O 浓度、载体蛋白数量、温度。
二、胞吞与胞吐（大分子、颗粒物）
胞吞（“吃进来”）：膜内陷→形成囊泡→进入细胞。
实例：吞噬细胞吞噬病菌。
胞吐（“吐出去”）：囊泡形成→移动至膜→融合→排出物质。
实例：分泌蛋白的分泌。
共同特点：消耗能量、依赖细胞膜的流动性、需要膜蛋白识别、穿过0层膜。
三、物质跨膜运输方式比较
十一、教学反思
本节课通过丰富的实例和生动的动画，成功地化解了“主动运输机制”和“胞吞胞吐过程”这两个抽象难点，学生参与度高，课堂气氛活跃。
采用比较归纳法构建知识体系，有效地帮助学生理清了四种运输方式的区别与联系，形成了完整的认知结构。
将知识与疾病（囊性纤维病、阿米巴痢疾）、科技前沿（mRNA疫苗）相联系，较好地落实了社会责任素养，激发了学生的学习兴趣。
时间安排上，“主动运输”部分耗时稍多，导致“胞吞胞吐”部分的讨论略显仓促。今后可考虑将“影响因素”部分适当精简，或将其与曲线分析练习合并，以平衡两个知识模块的时间。
部分学生对“载体蛋白饱和”这一限制因素的理解仍停留在表面，需在后续课程中结合更多习题进行强化训练。