物质跨膜运输方式

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《物质跨膜运输方式》的教学设计
一、教材分析
本节课内容是人民教育出版社编著的“普通高中课程标准实验教科书”《生物必修1》第四章第3节的内容。本章和第5章所讲述的内容都属于细胞的功能，与细胞膜的知识有重要联系。本章第1节主要通过以水和无机盐的跨膜运输为实例，说明细胞膜是选择透过性膜。具有选择透过性是因为功能与结构有关，于是第2节内容着重介绍细胞膜的结构。不同的物质是如何进出细胞膜的呢？在第3节则主要探讨了物质进出细胞的不同方式。三节内容之间存在着内在的联系。
二、教学内容分析
教材介绍了细胞膜的多方面的功能，对物质交换进行了重点研究，引出了不同物质的跨膜运输方式。一是小分子或离子进出细胞膜的方式，二是大分子物质进出细胞的方式。对于离子和小分子物质涉及到自由扩散、协助扩散、主动运输三种方式这几种方式学生可通过教材阅读分析加以了解并能掌握；大分子和颗粒包括胞吞和胞吐，这部分内容和第三章所学的生物膜系统“分泌蛋白的合成和运输”有关联的地方，同时又是对生物膜具有流动性的一个很好的佐证。本节内容属于细胞的功能之一，物质的输入和输出。任何一个生命系统都是开放的系统，都与外界有物质的交换。可见本节所属的章节内容对学生理解细胞是基本的生命系统有着重要的意义。
三、学生分析
学生已经掌握了细胞膜的结构并已经了解细胞膜的结构特点（流动性），为新知识的学习奠定了认知基础。教材也配备了“简约”和“形象”的插图，但是由于物质进出细胞的方式内容为原理性的知识，较抽象、微观。学生较难建立知识结构模型。需要在以学案为任务的驱动下，结合教师的引导进行探究。同时，高中学生虽具备了一定的认知能力，思维的目的性、连续性和逻辑性也已初步建立，但还很不完善，对事物的本质、规律的探究有激情，但往往对探究的目的性及过程，结论的形成缺乏理性的思考，如三种运输方式的相关坐标曲线图，需要结合教师的引导。
四、教学目标
1、知识与技能：
a、举例说明物质跨膜运输方式的类型及特点。
b、说出被动运输与主动运输方式的异同点。
c、阐述主动运输对细胞生活的意义。
2、过程与方法：
a、运用对比的方法进行学习，抓住关键，掌握本质。
b、运用表格的方式进行总结。
3、情感态度与价值观
通过探究培养学生的科学态度和合作精神。
五、教学难点与重点
1.教学重点
物质进出细胞的方式，说出被动运输与主动运输的异同点
2.教学难点
主动运输，正确解读坐标数据图表
六、教学策略
基于学生原有的知识情况和教材特点，本节课采用“自主合作探究式”教学模式。教学设计中落实以下几个措施
1、以学案为任务驱动，学生阅读教材、自主学习。
2、课堂上辅以生动形象的课件，创设情景，激发学生兴趣。引导学生合作探究、质疑。
3、为学生提供主动参与学习的机会。充分调动学生积极性，大胆展示，并质疑。
七、学时安排
1课时
八、教学环境和教学资源准备
学生以小组的形式参与课堂探究，座位可以设置为小组对坐式。做好课件和学案等。
九、教学实施的具体流程
教师的组织和引导 学生活动 教学意图
课前 [学生自主学习]： 阅读教材P70至P73，并完成学案[自主学习]部分。并完成能够完成的[合作探究]部分。课堂一、[情境导入]：多媒体展示“人工合成的无蛋白质的脂双层膜对不同分子的通透性”图，这是科学家做的模拟实验，请同学们参照课本P70上的图观察——什么样的分子能够通过脂双层？什么样的分子不能通过？ [结论]：氧气、二氧化碳、氮气、苯、水、甘油、乙醇等能通过合成的脂双层；氨基酸、葡萄糖和离子等则不能通过合成的脂双层。 （教师积极鼓励学生提出问题，如通过观察此图还可联想第一节内容提出，“细胞需要的离子是否也通过细胞膜上的蛋白质来运输？”等问题。） [质疑]：细胞在生命活动过程中要不断从外界摄取细胞所需要的营养物质，产生的废物排出去，以维持细胞正常的生命活动。那么，物质是怎样通过细胞膜出入细胞的呢？[提出课题]： 第4章 细胞的物质输入和输出 第3节 物质跨膜运输方式二、（1）[阐述]：回顾“植物细胞吸水和失水”实验，再列举氧和二氧化碳进出细胞的现象。[学生展示]：结合动画，阐述自由扩散。 [点评]：自由扩散的过程和概念。[学生总结]：自由扩散的特点（下表）物质出入细胞的方式细胞膜内外物质的浓度是否需要载体蛋白质是否需要消耗细胞内的能量出入细胞的物质举例自由扩散 [诱思引入]：提出“水分子能够通过脂双层，葡萄糖不能通过无蛋白质的脂双层，却能通过红细胞膜，这是为什么？” [学生展示]：结合动画，阐述协助扩散　 [点评]：协助扩散的过程和概念。 [学生总结]：协助扩散的特点（下表）物质出入细胞的方式细胞膜内外物质的浓度是否需要载体蛋白质是否需要消耗细胞内的能量出入细胞的物质举例协助扩散 　 [质疑]： ①自由扩散和协助扩散需要能量吗？为什么？ ②自由扩散和协助扩散有什么不同？ ③为什么自由扩散和协助扩散被称为被动运输？ （3）[情境引入]：①木材（或竹捆）从河的上游随水漂到下游；②船装白糖（或食盐、化肥）从河的上游漂到下游（不开发动机）；③船装着货物由下游开往上游，船尾冒着白烟且伴有发动机的声音。上述③船装着货物由下游开往上游，船尾冒着白烟且伴有发动机的声音。与前二种情形不同在哪儿？　　[学生展示]：结合动画，阐述主动运输　[点评]：主动运输的过程和概念。 [学生总结]：主动运输的特点（下表）物质出入细胞的方式细胞膜内外物质的浓度是否需要载体蛋白质是否需要消耗细胞内的能量出入细胞的物质举例自由扩散 协助扩散 主动运输 [归纳]： 不同物质通过细胞膜的方式是不同的，也就说明细胞膜对通过的物质具有选择性，它是一种选择透过性膜。具体表现在：水分子可以自由通过，细胞要选择吸收的离子和小分子也可以通过，而其他离子、小分子和大分子则不能通过。（4）[设问]：①物质通过细胞膜出入细胞的三种方式中，你认为哪种方式对于活细胞完成各项生命活动最重要，为什么？ 学生回答：（略）　　 ②细胞膜是选择透过性膜。即水分子等细胞要选择吸收的离子和小分子可以通过，而其它的离子、小分子和大分子不能通过细胞膜。那么大分子如何出入细胞呢？例如水中的有机物颗粒是如何进入原生动物草履虫体内的，未被消化的食物残渣又是如何排出体外的？ [学生观看]：胞吞胞吐的动画 [讲述]：物质出入细胞除上述三种方式外，还有其它特殊方式。大分子物质不能直接通过细胞膜不等于大分子物质不能出入细胞。一些大分子物质是以一定方式出入细胞的，如细胞的内吞作用和外排作用，白细胞对异物的吞噬作用，胰岛细胞对胰岛素的分泌作用等。三、[学生合作探究]： 学生讨论完成学案[合作探究]部分，各组重点攻克1-2个任务。并展示于黑板上，进行互评。 （答案略，教师巡回指导。） [合作探究1] 自由扩散过程中,同一物质在不同浓度差下的运输速度. 浓度差(Mmol/L)510152025协助扩散246810请同学们观察上表,依据上表的数据画出物质自由扩散过程中,物质的运输速率与浓度差的关系曲线图. [合作探究2] 协助扩散过程中,同一物质在随浓度差变化的跨膜运输速率的曲线图.（提示：请考虑下协助扩散需要载体的帮助） [合作探究3] 主动运输过程中,需要消耗能量，能量由呼吸作用提供（呼吸作用越强释放的能量越多），请画出随呼吸作用强度变化的主动运输速率的曲线图.（提示：请考虑下主动运输需要载体的帮助）[巩固练习］五、［系统小结］六、［自我反思］ 预习读图利用准备的动画，（也可以在黑板上板书）展示自学成果。学生尝试作出解释利用准备的动画，（也可以在黑板上板书）展示自学成果。学生思考回答学生尝试作出解释利用准备的动画，（也可以在黑板上板书）展示自学成果。思考回答问题。观看动画以小组为单位，每位同学各抒己见。并归纳出最终的结论。并展示如黑板上。 学生对本节知识的整合 培养学生的自学能力。“ 从图中获取信息，并提出相关问题。 激起学生兴趣。并过渡。引出本节课题。结合动画进一步理解几种物质进出细胞的方式。学生学会知识迁移、语言表达、培养分析、归纳能力和质疑精神。通过观看形象的动画和对三种运输方式的语言表达，使学生能对基本原理正确理解和掌握，逐步形成比较、判断、推理、分析、综合等思维能力。 这三个合作探究题基于本节内容的重难点，且适当给与了提示，不至于使学生无从下手，以此来降低难点。在解决这几个问题的过程中，能提高学生对知识的再整合能力。培养学生的归纳总结能力。
十、教后反思
　　 本节内容属于原理性的内容，通过学生的自学，结合教师的动画课件演示，学生还是能够比较出三种方式的异同点。但是学生应用这些基本知识解决实际问题或习题时，就存在一些难度，如三个合作探究题，很多小组就得不出答案，错误较多。从而体现了学生的知识迁移、图形（坐标图、数据图）分析的能力较差。所以本部分的探究题可进一步降低难度，循序渐进培养学生对图形的分析综合能力。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
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