高中生物人教版 (2019)必修1《分子与细胞》主动运输与胞吞、胞吐表格教案设计

这是一份高中生物人教版 (2019)必修1《分子与细胞》主动运输与胞吞、胞吐表格教案设计，共4页。
课程基本信息
学科
生物
年级
高一
学期
秋季
课题
主动运输与胞吞、胞吐
教科书
书 名：生物学教材
出版社：人民教育出版社 出版日期：2019年06月
教学目标
1.基于结构与功能观，能说出不同运输方式及其相互配合对生命存活和生长发育的重大意义。
2.基于探究钼酸钠跨膜运输方式的实验，体验科学探究的一般过程、提高动手操作能力、设计和分析实验的能力，并能运用到其他类似的科学探究过程。
3. 通过实验及资料分析进行推理，得出主张并修正，阐明主动运输的概念；结合视频及教材，在“问题串”的提示下归纳出胞吞、胞吐的概念及特点；绘图总结几种物质出入细胞方式的异同。
4.通过“科学家探究囊性纤维化的原因”这一资料知晓科研于健康生活的意义。
教学内容
教学重点：
1. 主动运输的过程和特点。
2. 胞吞、胞吐的过程。
教学难点：
1. 主动运输与胞吞、胞吐的过程和特点。
2. 归纳对比物质出入细胞的几种方式。
教学过程
（一）创设情境，探究液泡变色原理
资料1：洋葱外表皮细胞中的花青素变色实验现象视频；植物花青素可以作为天然酸碱指示剂，物质跨膜运输可导致细胞内的酸碱环境改变，浓度为5%的钼酸钠水溶液在25℃时的pH为9.0~10.0，说明钼酸钠属于强碱弱酸盐。
教师设问：液泡的颜色发生了怎么样的变化？你认为发生变化的原因是什么？
学生回答（预设）：液泡颜色由紫色→藏蓝色→绿色，原因可能是钼酸钠的跨膜运输。
设计意图：在学生熟悉的质壁分离现象的基础上给予视觉冲击，通过实验视频吸引学生的注意力，为学生的探究性学习创设情境，激发学生的好奇心和求知欲。
（二）启发思考，设计呼吸抑制方案
资料2：刘海金在《简单易行的离子跨膜运输实验》一文中提到：钼酸钠溶液导致细胞内pH发生改变，进而影响花青素的颜色。可根据此原理，研究钼酸钠跨膜运输的方式及速率，如增加运载体阻断剂、呼吸抑制剂或借助降温的方法。
教师设问：刘海金在论中还提到了钼酸钠通过洋葱鳞片叶外表皮的跨膜运输可能是一种不同于被动运输的方式。请结合被动运输的特点，从是否需要能量、载体及运输方向等角度思考今天在课堂上我们可以设计实验进行哪些探究？
学生回答（预设）：采用呼吸抑制剂、充入二氧化碳或氮气等多种抑制细胞呼吸的实验方案。
设计意图：在真实情境中提出问题，通过细心观察、积极思考提出切实可行的实验方案。
（三）开展实验，得出跨膜需要能量
资料3：丙二酸钠：白色结晶，可溶于水，不溶于醇、醚和苯；线粒体呼吸链中氧化磷酸化酶系的抑制剂，抑制细胞呼吸，从而减少能量产生。
教师设问1：基于上述材料我们可以探究钼酸钠的跨膜运输是否需要能量，那么该实验的假设是什么？如何设计实验组和对照组？本实验的观测指标是什么？
学生回答（预设）：可作出的假设为钼酸钠的跨膜运输需要（或不需要）能量；实验组的洋葱鳞片叶外表皮将置于0.1ml/L的丙二酸钠溶液中浸泡而对照组的表皮撕下后将置于蒸馏水中浸泡相同时间，观测指标为液泡中花青素的变色时间或相同时间内的变色比例。
学生活动：以小组为单位完成实验操作、观察并记录数据，每组派一位代表上台书写数据，或借用电子教学终端设备输入数据与同学共享。
教师设问2：根据实验数据可以得出什么结论？
学生回答（预设）：钼酸钠通过洋葱鳞片叶外表皮细胞的跨膜运输需要能量。
设计意图：通过小组合作完成探究实验的操作，规范地记录实验数据分析得出实验结论，锻炼和提高科学探究中的实验设计能力、实验操作能力和实验分析能力。
（四）完成论证，掌握主动运输概念
资料4：钼缺乏的现象在多种农作物中已有报道，其是酸性土壤上更加严重。植物生长在缺钼的土壤上容易出现叶片失绿、叶缘卷曲、叶枯斑病、种子发育不良和坐果率降低等症状。植物中存在两种类型的钼转运蛋白，一种是专一性转运蛋白，另一种是共转运蛋白。转运蛋白At MOT1;1除了具有吸收钼酸盐的功能之外，还具有细胞间钼酸盐转移分配的功能。
（摘自刘利等人的《草莓钼转运蛋白基因MOT1的克隆与表达以及对氮代谢的影响》）
教师阐述：请结合实验结论及资料对钼酸钠的跨膜运输特点进行论证（……）
生讨论互评在教师的引导下完成论证图如下：
教师展示：主动运输的概念并通过视频展示其他主动运输的例子。
设计意图：利用SOLO理论对学生在论证过程中的表现进行层级评定，并通过合适的层级提升方法引导学生顺利地构建出钼酸钠跨膜运输方式的论证过程流程图并总结出主动运输的概念及特点，这也是整个教学实践过程中的核心环节，逐步发展了学生的归纳与概括、演绎与推理等科学思维。
资料5：囊性纤维化是一种遗传性外分泌腺疾病，主要表现为转运氯离子载体蛋白功能异常，导致患者支气管粘液增加，造成细菌感染，这一发现给该病的治疗带来了新的希望。
学生讨论：科研对于我们健康生活的意义。
设计意图：由旧知结合新知，清晰地梳理各知识点，形成知识体系网络。通过了解不同运输方式及其特点，初步形成“结构与功能相适应”的生命观念，了解不同运输方式及其相互配合对生命存活和生长发育的重大意义，对生命本质有更深入的认识。通过科学家探究囊性纤维化的原因，来领悟科研对人们健康生活的意义，增强社会责任感。
（五）归纳对比，总结所学运输方式
资料6：变形虫摄食的视频，该视频显示的是变形虫捕食草履虫的过程，以下为部分截图。

图7 变形虫摄食草履虫的过程图
教师设问：结合教材第70-71页及视频资料概括变形虫摄取水中的有机物颗粒的方式有什么特点？如果需要外排大分子则该如何？两种现象有什么共同点？
学生回答（预设）：当细胞摄取大分子时，首先是大分子与膜上的蛋白质结合，从而引起这部分细胞膜内陷形成小囊，包围着大分子。然后小囊从细胞膜上分离下来，形成囊泡，进入细胞内部，这种现象叫胞吞。外排物质则先在细胞内形成囊泡，囊泡移动到细胞膜处，与细胞膜融合，将大分子排出细胞。胞吞、胞吐过程都依赖细胞膜的流动性，都需要能量。
教师小结：通过这节课的学习我们已经知道有些物质逆浓度梯度进出细胞，需要能量和载体蛋白，还有些大分子物质可以通过胞吞、胞吐进出细胞。
资料7：视频展示：吞噬细胞能吞噬入侵的细菌，细胞碎片及衰老的红细胞。
教师小结：通过本单元的学习我们知道了物质通过被动运输、主动运输等方式进出细胞，以维持细胞的正常代谢活动，请小组合作构建概念图对本单元内容进行小结。
学生活动：结合被动运输一节的知识，根据教师提供的框架采用归纳与概括等方法对物质出入细胞的几种方式进行概括小结。