分子与细胞第4章细胞的物质输入和输出第3节物质的跨膜运输教学设计

《物质跨膜运输的方式》教材分析是人教版必修一笫四章细胞的物质输出和输入笫3行的内容，本模块第三章细胞的基本结构已经介绍了细胞膜的化学组成和细胞膜结构以及大致的功能，本节着重介绍细胞膜控制物质进出这一重要功能，包括小分子或离子进出细胞的方式和大分子物质进出细胞的方式，通过对几种跨膜运输方式的探究，并运用数学坐标图来表达三种方式的规律和特征，可以培养学生对图表数据的解读能力，即信息解读和知识迁移转化的能力这部分内容和前面所学的“分泌蛋白的合成和运输”有关联的地方，同时乂是对生物膜具有流动性的一个很好的佐证对学生理解细胞是基本的生命系统有着重要的意义教学目标根据教学大纲的要求和教材的具体内容，结合高一年级学生的认知结构、心理特征和现有的知识水平，拟定了下列几个教学目标

1、生命观念通过归纳记忆常见常见物质运输方式，建立起生命结构与功能相统一的观点

2、科学思维通过分析物质跨膜运输的方式及特点，培养利用逻辑思维分析问题的能力

3、科学探究通过观察小分子和大分子物质进出细胞的特点，掌握科学探究性实验设计的一般程序教材分析

1、教学内容在教材中的地位与作用本模块的第2章和第3章的内容分别是细胞的物质组成和结构，本章和第5章的内容都属于细胞的功能第3章介绍了细胞膜的化学组成和细胞膜大致的功能，本章着重介绍细胞膜的控制物质进出这一重要功能，其中第一节主要说明细胞膜是选择透过性膜，而这种功能与膜的结构有关，这样进入本章的第二节内容，能进入膜的物质跨膜运输的方式是否相同，这正是本节课要探讨的问题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.见这节内容对学生理解细胞是基本的生命系统有着重要意义另外，本节内容又与本模块第五章的第2节《细胞的能量“通货”一一ATP»以及前面所学的“分泌蛋白的合成和运输”有关联的地方，同时乂是对生物膜具有流动性的一个很好的例证

2、教学重点

（1）物质进出细胞膜的方式

（2）图表数据的解读确定的依据该重点是由本节所学内容的教学目标所决定的本节课的内容就是围绕物质进出细胞膜的几种方式展开的，因此应该将其确定为教学的重点另外根据《标准》所提倡的“落实对学生科学探究能力的培养，”和“利用数学方法处理、解释数据”的观点，本节内容在对坐标图表分析上有较好的教学价值，因此我将“图表数据的解读”也作为了本节课的一项重点内容

3、教学难点

（1）主动运输

（2）图表数据的解读确定的依据难点

（1）主动运输与其他两种运输方式相比，较为复杂，为逆浓度梯度、消耗能量需要载体的跨膜运输，学生容易受“自由扩散”和“协助扩散”的浓度差与它们运输速率的关系的定向思维影响，认为也是成正比关系，故为难点；另外，“主动运输”是物质跨膜的主要方式，它涉及到能量•和载体的利用而影响能量的供应则与《第五章一第三节》影响呼吸作用的氧、温度、ATP等因素有关，载体则与蛋白质的种类和功能多样性有关因此，主动运输是前后章节内容其中一个综合知识点的基点之一，而学生自主的将蛋白质的多样性、能量的供应等知识点迁入到此，有一定的难度难点

（2）“解读图表”是学生第一次真正运用数学思维进行的“探究”，切切实实地让学生感受到生物科学习是需要理科性思维，生物学中的知识论点是建立在严谨的实验数据基础上的“解读图表”实现了学生对相邻学科知识的迁移，这也是学生比较欠缺的能力说教学方法

1、学情分析:学生」经具备了细胞膜的结构、水跨膜的实例的基础，掌握了蛋白质多样性的知识，为新知识的学习奠定了认知基础教学中可以利用学生的知识基础并遵循学生的认知规律，通过适当的教学策略，使新知识有效地整合进学生原有的知识网络中，使学生的知识体系得到丰富和发展，使学生的探究能力得到进一步的提高

2、教法设计《普通高中生物课程标准》倡导探究性学习，力图促进学生学习方式的变革，引导学生主动参与探究过程、勤于动手和动脑，逐步培养学生搜集和处理科学信息的能力、获取新知识的能力、批判性思维德能力、分析和解决问题的能力，以及交流与合作的能力等，重在培养创新精神和实践能力基于《标准》的这种的理念，本节课采用“探究一发现”教学模式并与讲授法、讨论法等方法相结合并配以多媒体辅助教学，教师通过列举实例，帮助学生增加感性认识，克服对微观结构认识的困难，是学生领悟科学研究的方法并习得相关的操作技能结合生物个体水平的知识、物理学和数学知识以及学生的生活经验，突破学习难点具体方法如下引导探究法本节课把引导法自始自终贯穿于学生的探究活动中，同时帮助学生建构正确的知识结构，适时得当的引导有利于学生掌握正确的探究方法

3、学法设计

（1）合作学习法学生通过实验探究、观察、分析、互相讨论，发挥群体智慧以达到解决问题的目的本节课学生将在老师的引导下通过设计实验观看动画、结合教材、设计实验等方式进行合作学习

（2）探究学习法通过对几种跨膜运输方式的探究，并运用数学坐标图来表达三种方式的规律和特征，可以培养学生对图表数据的解读能力，即信息解读和知识迁移转化的能力

4、教学媒体设计多媒体课件说教学程序课前准备多媒体课件，一杯清水及蓝墨水

1、创设情境，导入课题（教师）现场演示向清水中滴一滴蓝墨水；（学生）说出这是物理上的扩散现象；（教师）大屏幕展示教材P60”水分进出哺乳动物红细胞的状况图片”；（学生）通过讨论比较二者的相同点与不同点（教师）对学生的回答进行评价，针对二者的不同点（是否通过膜）进行引导，除了水以外，很多种物质都可以做跨膜运输，进入本节课的“问题探讨”，屏幕展示教材P70“问题探讨”部分的图片，图示的物质是否都能进入细胞呢，如果能他们进入的方式是否相同呢？点出课题一一物质跨膜运输的方式（学生）通过观察，完成问题探讨中的3个问题注意教师注重引导，特别是第二题，一定要强调题干中的“无蛋白的脂双层”，引起学生注意该结构与细胞膜的区别，进而回答此题另外“问题探讨”中第3道讨论题，应该充分重视第1节“物质跨膜运输的其他实例”中已说明Ca2+、施2+能跨膜运输，而本节“问题探讨”中的实验结果显示这两种离子不能通过脂双层学生可以就此提出问题设计意图联系生活实际并结合已有知识导入课题，激发学生学习兴趣，同时意识到生物学的各知识点之间有一定的联系，并自然的将所学知识形成系统，培养学生提出问题的能力

2、教学内容及方法

一、被动运输

1、自由扩散（教师）列举实例，放映氧气和二氧化碳通过自由扩散进出细胞动画演示过程，引导学生注意物质运输的方向与细胞膜内外该物质的浓度关系（学生）观察并总结自由扩散的特点由高浓度到低浓度（或顺浓度梯度）（教师）举例补充，除了氧气和二氧化碳外，还有其他一屿物质也可以通过自由扩散进出细胞（学生）学生归纳这些物质的特点分子小，一些脂溶性的物质（教师）进行引导离子和一些较大的分子如葡萄糖，它们不能自由的通过细胞膜，那么他们是如何进出细胞的呢？导入

2、协助扩散（教师）动画演示协助扩散的过程（学生）学生通过观察，讨论并总结其特点（教师）大屏幕展示教材P71图4-7自由扩散和协助扩散示意图（学生）学生通过比较，讨论，完成“思考与讨论”部分的三道题设计意图

1、通过实例讲解自由扩散，让学生感受到生物学就在自己的生活中；

2、用动画演示自由扩散和协助扩散的过程，帮助学生增加感性认识，克服对微观结构认识的困难；

3、通过完成“思考与讨论”，强化学生对自由扩散和协助扩散两种物质运输方式特点的理解，增强比较学习法的认识；

4、通过分组讨论，增强了学生的团队意识过度从物质运输是否需要能力入手，用比喻的方法以“逆水行舟”为例，给出被动运输的概念同时大屏幕展示教材P71表4-1导入本节课的第二部分“主动运输”

二、主动运输

1、特点（教师）动画演示主动运输的过程，引导学生从浓度梯度、载体和能量三方面归纳特点；（学生）仔细观察并同前面两种运输方式比较，归纳出主动运输的特点（教师）对学生的回答进行点评

2、意义（教师）展示教材P63资料分析中的图片，并进行引导（学生）通过讨论说出主动运输的意义设计意图

1、培养学生的观察分析及归纳能力；

2、联系已有知识，形成知识系统；

3、通过完成技能训练，培养学生解读图标的能力，加强对主动运输的理解过渡载体蛋白虽然能够帮助许多离子和小的分子通过细胞膜，但是，对于像蛋白质这样的大分子的运输却无能为力那么人体的白细胞能吞噬入侵的细菌、细胞碎片及衰老的红细胞，这又是怎么进行的呢？

三、胞吞和胞吐（教师）大屏幕放映胞吞和胞吐的过程动画，并作简单介绍（学生）仔细观察（教师）引导学生思考这个过程与细胞膜的什么特点有关？另外，对于基础较好的学生，可以进一步联系分泌蛋白的形成及生物膜系统设计意图这部分知识虽然是教材中的小字部分，但是也教学中也不能忽略，联系生活实际结合动画，让学生了解胞吞和胞吐的过程及意义

3、小结根据本节课的内容，以表格的形式让学生归纳三种运输方式的异同，根据具体情况进行调整，如果时间允许，学生的基础比较好，可以将比较的项目由运输方向、载体、能量、实例等方面进一步延伸至曲线图

4、目标测试题

（1）教材P73基础题

①下列关于物质跨膜运输的叙述，正确的是A.相对分子质量小的物质或离子都可以通过自由扩散进入细胞内；B.大分子有机物要通过载体蛋白的转运才能进入细胞内，并且要消耗能量；C.协助扩散和自由扩散都是顺浓度梯度进行的，既不需要消耗能量，也不需要膜上的载体蛋白；D.主动运输发生在细胞逆浓度梯度吸收物质时，既要消耗细胞的能量，也需要依靠膜上的载体蛋白

②下列说法中错误的是A.果脯在腌制中慢慢变甜，是细胞主动吸收糖分的结果；B.水分进出细胞是通过自由扩散；C.葡萄糖进入红细胞需要载体蛋白的帮助，但不消耗能量，属于协助扩散；.大肠杆菌吸收钾离子属于主动运输，既消耗能量，又需要膜上的载体蛋白设计意图这两道题设计的非常好，我认为应该引起师生的重视，其所考察的内容基本上已经辐射到了本节课的所有知识点:

①自由扩散，协助扩散和主动运输三种物质跨膜运输方式的特点

②自由扩散，协助扩散和主动运输三种物质跨膜运输方式的实例；

③大分子物质进入细胞的胞吞作用2下图示物质出入细胞的三种方式黑点代表物质分子，请根据图回答下列问题:外细胞膜内外细胞膜内外细胞膜内载体甲乙IS波湾bol^na.cn

①与甲相比，丙方式的不同之处是;

②与丙相比，乙方式的不同之处是;

③对于或细胞完成各项生命活动都非常重要的物质运输方式是.

⑥设计意图本题考查的知识点是物质跨膜运输的三种方式的比较，不仅考察学生对三种方式的理解，同时考杳了学生的图文转换能力，因此是对本节课的重点的强化低温环境会影响物质的跨膜运输吗？为什么？本题考查的知识点比较综合

1、物质跨膜运输几种方式特点及所需条件；

2、细胞膜的结构特点；

3、呼吸作用中影响酶的活性的因素这道题在课上完成之后，我将它改成探究实验留给学生课后完成以小组为单位设计实验“探究温度对物质跨膜运输的影响”，如果有的小组设计的实验比较合理且有可行性，我们可以给学生提供实验材料和用具，让学生自己来操作实验另外还要给学生留些常规的书面作业设计意图

1、培养学生的探究能力及实验操作的能力；

2、增强学生的合作意识及对生物学的兴趣

3、巩固所学知识课后反思在教学中应该给学生交待几个容易忽视或弄错的知识点

1、细胞膜中的载体蛋白在协助扩散和主动运输中都有特异性，如运载钾离子的载体就不能运载其他物质；

2、自由扩散和协助扩散的相同点都是顺浓度梯度跨膜运输，而主动运输既可以顺浓度梯度，也可以逆浓度梯度；本节课我认为比较符合新课标的理念，改变了以往的填鸭式教学模式，主要的知识点在老师的引导下，基本上是通过讨论由学生自己归纳出来的，充分体现了学生的主体地位；另外在教学中也发现了一些不足，比如说本节课的讨论比较多，还有让学生提出问题并尝试性回答的形式，这样课堂的节奏就很难控制，很容易出现前紧后松或前松后紧的情况，这需要教师在备课精心设计好教学程序学生在学习本节课的过程中觉得很轻松，因为这部分内容本身并不难，但是如果不把新旧知识进行整合的话，在做题时就会觉得不那么得心应手比如在分析影响主动运输速率的因素时，如果不把这个过程所需的载体、能量与前面学过的相关知以进行迁移就很难做出来另外，学生在做有关图标题或曲线题时还存在很多困难，毕竟这是高中生第一次真正运用数学思维进行的“探究”所以这就要求教师在设计练习和作业时加强这方面的训练。