《细胞的物质输入和输出》的单元教学设计

《细胞的物质输入和输出》的单元教学设计

叶全妹

福建省南安市侨光中学 福建南安 362314

1. 教材分析

依据普通高中生物学课程标准（2017年版2020年修订），本章内容主要是大概念2下的重要概念：2.1物质必须通过被动运送、主动运输等方法进出细胞，以保证细胞的正常代谢活动。学生在初中已经有了相应的知识基础，已经知道了植物的“烧苗”现象；在前面又学过了细胞膜的结构和功能，与以及细胞器的分工与合作等。在此基础学习本章内容，符合学生的认知规律。而本章内容与学生的实际生活联系紧密，有助于学生理解“细胞是最基本的生命系统”，也为后续学习《细胞的能量供应和利用》与《细胞的生命历程》奠定良好的基础。

二、教学目标

1、理解生物膜的结构，阐明物质跨膜运输的方式，理解结构与功能相适应的观点。（生命观念）

2、在理解物质跨膜运输原理的基础上，进一步对其他物质进出细胞的方式作出合理的推理和判断。（科学思维）

3、通过“探究植物细胞的吸水和失水”实验，培养学生科学探究能力和实践操作能力。（科学探究）

4、引导学生学以致用，分析和解决日常生活中的相关问题，如合理施肥、对囊性纤维病的病因的了解以及为治疗提出新思路等。（社会责任）

三、教学重点和难点

1、教学重点：

（1）阐明细胞膜的选择透过性；

（2）物质跨膜运输的方式与膜结构相适应；

（3）探究植物细胞的吸水和失水实验；

（4）主动运输。

2、教学难点：

（1）尝试提出问题，做出假设，设计实验探究植物细胞的吸水和失水实验；

（2）转运蛋白与物质跨膜运输的关系；

（3）主动运输。

四、教学方法

在普通高中生物学课程标准的理念指导下，结合本章内容的知识结构和内容特点，教师要积极的发挥多媒体教学平台的优势，通过采用体验——互动——探究式、情景演绎——推导式、宏观展示——讨论式的教学方法进行教学，全面调动学生的积极性，体现学生的主体性，使学生在丰富生动的生活情境中，产生学习的兴趣；同时也在问题情境中体验思维与探究的快乐，从而建立通过观察、分析和解决问题的综合能力，突破课堂的重点与难点，加深对科学研究过程和本质的理解。

五、课时安排：3课时

六、教学过程

本章节的内容主要分为第1节《被动运输》和第2节《主动运输与胞吞、胞吐》两部分，知识安排从易到难，层层递进。首先从了解水分子进出细胞的方式开始，让学生理解扩散、渗透的原理；然后进一步理解被动运输的概念，同时对自由扩散和协助扩散加以区分，为接下来学习主动运输埋下伏笔；而对于大分子及颗粒性物质，细胞则是通过胞吞和胞吐来完成物质的跨膜运输。在教学过程中，让学生积极体验探究，并借助多媒体辅助教学，有利于把握各种物质跨膜运输方式及意义，对于促进教学的顺利实施有积极的意义。

1. 被动运输

本节内容主要采用体验——互动——探究式的教学方法展开。为了解决什么是渗透作用？首先教师介绍渗透装置，然后借助动画向学生演示渗透现象，最后引导学生运用物理和化学知识进行讨论并交流问题探讨中的相关问题，总结发生渗透作用的条件。接下来教师设置情景，让学生思考将哺乳动物成熟红细胞放在三种溶液（生理盐水、蒸馏水和浓盐水）中，分别会发生什么现象？以此引入水进出细胞的原理，通过分析现象总结动物细胞膜相当于半透膜的结论，说明细胞失水与吸水的原理；然后联系生活让学生分析临床中输液为什么要输生理盐水？达到学以致用，分析问题解决问题的目的。

在探究植物细胞的吸水和失水实验之前，教师先展示超市蔬菜区为了保持蔬菜新鲜，经常要喷水的视频，引导学生思考这是为什么？通过学生身边的实例,帮助学生体验生活，激发学习的积极性。然后回顾初中学过的成熟植物细胞的结构，并通过“烧苗”现象，引导学生思考植物细胞吸水和失水的条件，并认识到成熟植物细胞内也有与半透膜类似的结构——原生质层。在此基础上抛出问题：如果成熟植物细胞能发生渗透作用，应选择什么实验材料探究？观察到什么实验结果才能验证自己的假说？教师提供紫色的洋葱、一定浓度的蔗糖溶液等材料，学生根据实验材料分组讨论，做出假设，并设计实验思路，探究植物细胞的吸水和失水实验。当学生观察到质壁分离现象后，再引导学生进一步分析为什么会出现质壁分离？归纳出质壁分离的外因和内因。进而引出被动运输的概念并介绍被动运输的两种类型，教师通过一些实例引导学生思考：为什么许多护肤品分中都有水和甘油？为什么容易溶于脂质的物质更容易穿过细胞膜？有极性的小分子、水溶性的小分子要借助细胞膜上的什么物质运输呢？学生以小组合作的形式，讨论两种被动运输方式的异同点，在合作中进行总结与归纳，明确转运蛋白的作用，总结出被动运输是一种顺浓度梯度的跨膜运输方式。

（二）主动运输与胞吞、胞吐

在进行主动运输教学之前，教师要让学生明确，细胞所生活的环境中，所需要的物质不一定都高于细胞内，因此在长期的进化过程中，细胞必然会形成一种能逆浓度梯度运输物质的方式，自然引入“逆浓度梯度”运输的方式——主动运输。在具体教学过程当中，首先，教师可以通过问题探讨的情景，让学生分析甲状腺滤泡上皮细胞吸收碘的方向及方式，理解主动运送的普遍性。随后展示植物细胞分别用呼吸抑制剂和蛋白质抑制剂处理后，对某种离子吸收发生的变化，设置问题引导学生互动与探究，学生通过对照实验的设置和分析，总结出主动运输需要载体蛋白的协助和消耗细胞代谢产生的能量，有效提高学生分析并解决问题的能力；最后通过动画生动形象地演示主动运输的现象，帮助学生理解主动运输的过程。

在小结环节教师可以组织学生讨论：“被动与主动运输的区别是什么？主动运输的方向和影响因素有哪些？”在学生交流与讨论后，由代表发言，展示讨论的结果。其他同学进行补充完善。这样不仅能明确被动运输和主动运输的区别，还能训练学生的科学思维，比较分析的能力。

针对胞吞和胞吐的学习，教师通过设疑：细胞在吸收大分子物质和颗粒性物质时，无法直接通过磷脂双分子层，那要通过什么方式呢？然后先通过动画演示，后展示吞噬细胞吞噬病原体的过程，以及分泌蛋白的分泌过程；教师再组织学生用关键词归纳胞吞和胞吐的过程；最后学生构建细胞的物质输入和输出的概念图，并反馈学习过程的存在的问题，师生共同归纳，完成单元学习任务。

8. 巩固练习：校本作业。

9. 课后延伸：提供网站链接让学生观看细胞的物质输入和输出视频。

参考文献

[1] 刘红.细胞的物质输入和输出教学设计案例[J].沙漠学者,2015,(03):58-59.

[2] 李雅诗.“细胞的物质输入和输出”教学设计[J].新时代研究,2017,(04):135-136.

[3] 王菲菲.细胞的物质输入和输出_单元教学设计[J].生物学教学,2013,(03):43-44.

[4] 刘雅思.细胞的物质输入和输出单元教学设计[J].教学改革,2012,(22):413-414.