2024-2025學年高中生物 第3單元 第1章 第2節(jié) 細胞膜的物質運輸功能教學實錄 中圖版必修1

2024-2025學年高中生物第3單元第1章第2節(jié)細胞膜的物質運輸功能教學實錄中圖版必修1學校授課教師課時授課班級授課地點教具設計意圖本節(jié)課以“細胞膜的物質運輸功能”為主題，旨在讓學生了解細胞膜的基本功能，掌握物質運輸的三種方式：被動運輸、主動運輸和胞吞胞吐。通過實驗探究和案例分析，激發(fā)學生學習興趣，培養(yǎng)其科學探究能力和思維品質。教學設計緊扣中圖版必修1教材，與實際生活相結合，提高學生對生物學知識的理解和應用能力。核心素養(yǎng)目標培養(yǎng)學生觀察、分析、推理和實驗探究能力，提高對生物學現象的辯證思維和科學探究意識。通過學習細胞膜的物質運輸功能，強化學生對生命系統(tǒng)結構與功能的理解，提升學生的生命觀念和科學思維。同時，引導學生關注生物學知識在生活中的應用，增強社會責任感和創(chuàng)新意識。學習者分析1.學生已經掌握了哪些相關知識。

學生在此前學習中已接觸了細胞的基本結構和功能，對細胞膜的結構有初步了解，掌握了一些簡單的物質運輸概念，如擴散和滲透。然而，對于細胞膜的物質運輸功能，特別是主動運輸和胞吞胞吐等復雜過程，學生可能僅有基礎性了解。

2.學生的學習興趣、能力和學習風格。

學生對生物學課程普遍持有較高的興趣，尤其是與日常生活相關的生物學知識。學生的能力方面，部分學生具備較強的邏輯思維和實驗操作能力，能夠獨立完成實驗探究。學習風格上，學生中既有偏好獨立思考的個體，也有傾向于合作學習的群體。

3.學生可能遇到的困難和挑戰(zhàn)。

學生在學習細胞膜的物質運輸功能時，可能遇到的困難包括對復雜運輸機制的理解、實驗操作的準確性以及如何將理論知識與實際生活相聯系。此外，學生可能對主動運輸和胞吞胞吐等過程的機理感到困惑，需要教師提供適當的引導和幫助。教學資源-軟硬件資源：顯微鏡、細胞膜模型、實驗器材（如滴管、試管、濾紙等）

-課程平臺：學校內部教學平臺、在線學習資源庫

-信息化資源：細胞膜物質運輸動畫、相關實驗視頻、在線測試題庫

-教學手段：多媒體教學設備（投影儀、電腦）、實物模型展示、實驗演示教學過程設計1.導入新課（5分鐘）

目標：引起學生對細胞膜的物質運輸功能的興趣，激發(fā)其探索欲望。

過程：

開場提問：“你們知道細胞膜是什么嗎？它在我們身體中扮演著怎樣的角色？”

展示一些關于細胞膜結構和功能的圖片或視頻片段，讓學生初步感受細胞膜的重要性。

簡短介紹細胞膜的物質運輸功能的基本概念和重要性，為接下來的學習打下基礎。

2.細胞膜的物質運輸功能基礎知識講解（10分鐘）

目標：讓學生了解細胞膜的物質運輸功能的基本概念、組成部分和原理。

過程：

講解細胞膜的物質運輸功能，包括其作為選擇性透過膜的特性。

詳細介紹細胞膜的物質運輸功能的組成部分，如載體蛋白、通道蛋白等。

3.細胞膜的物質運輸功能案例分析（20分鐘）

目標：通過具體案例，讓學生深入了解細胞膜的物質運輸功能的特性和重要性。

過程：

選擇幾個典型的細胞膜物質運輸案例進行分析，如鈉鉀泵、葡萄糖轉運蛋白等。

詳細介紹每個案例的背景、特點和意義，讓學生全面了解細胞膜物質運輸的多樣性。

引導學生思考這些案例對細胞生理功能的影響，以及如何在生物體內發(fā)揮作用。

4.學生小組討論（10分鐘）

目標：培養(yǎng)學生的合作能力和解決問題的能力。

過程：

將學生分成若干小組，每組選擇一個與細胞膜物質運輸功能相關的主題進行討論，如“細胞膜如何維持細胞內外環(huán)境的穩(wěn)定？”

小組內討論該主題的現狀、挑戰(zhàn)以及可能的解決方案。

每組選出一名代表，準備向全班展示討論成果。

5.課堂展示與點評（15分鐘）

目標：鍛煉學生的表達能力，同時加深全班對細胞膜的物質運輸功能的認識和理解。

過程：

各組代表依次上臺展示討論成果，包括主題的現狀、挑戰(zhàn)及解決方案。

其他學生和教師對展示內容進行提問和點評，促進互動交流。

教師總結各組的亮點和不足，并提出進一步的建議和改進方向。

6.課堂小結（5分鐘）

目標：回顧本節(jié)課的主要內容，強調細胞膜的物質運輸功能的重要性和意義。

過程：

簡要回顧本節(jié)課的學習內容，包括細胞膜的物質運輸功能的基本概念、組成部分、案例分析等。

強調細胞膜的物質運輸功能在細胞生理功能中的核心作用，鼓勵學生進一步探索和應用相關概念。

7.課后作業(yè)布置（5分鐘）

目標：鞏固學習效果，提高學生的獨立思考和研究能力。

過程：

布置課后作業(yè)：讓學生撰寫一篇關于細胞膜的物質運輸功能的短文或報告，要求結合所學知識和實際案例進行分析和討論。

提醒學生注意作業(yè)的完成時間和提交方式。教學資源拓展1.拓展資源：

-細胞膜物質運輸的分子機制：介紹細胞膜上不同類型蛋白質的功能，如載體蛋白、通道蛋白和泵蛋白，以及它們在物質運輸中的作用機制。

-細胞膜生物物理學：探討細胞膜的物質運輸功能與生物物理學之間的關系，包括電化學勢、滲透壓和膜電位等概念。

-細胞信號傳導：介紹細胞膜上的信號傳導途徑，如G蛋白偶聯受體、酪氨酸激酶受體等，以及它們在細胞內的信號轉導過程。

-細胞膜與疾病的關系：討論細胞膜異常與某些疾?。ㄈ缟窠浲诵行约膊　⑿难芗膊〉龋┲g的關聯，以及細胞膜研究在疾病診斷和治療中的應用。

2.拓展建議：

-閱讀相關書籍：《細胞生物學》、《分子生物學》、《生物物理學》等，以深入了解細胞膜的物質運輸功能。

-觀看科普視頻：通過在線平臺觀看關于細胞膜物質運輸的科普視頻，如TED演講、科學紀錄片等，以增強對知識的直觀理解。

-參與實驗活動：鼓勵學生參與實驗室的細胞膜物質運輸實驗，如測定細胞膜的滲透性、觀察蛋白質的運輸過程等，以培養(yǎng)實驗操作能力和科學探究精神。

-參加學術講座：邀請相關領域的專家學者進行講座，讓學生了解細胞膜研究的最新進展和未來趨勢。

-撰寫科研論文：指導學生查閱文獻，撰寫關于細胞膜物質運輸的科研論文，以提高學生的科研寫作能力和批判性思維能力。

-組織小組討論：鼓勵學生分組討論細胞膜物質運輸的案例，如糖尿病、高血壓等疾病與細胞膜功能的關系，以培養(yǎng)學生的團隊合作能力和問題解決能力。

-設計實驗方案：引導學生設計實驗方案，以探究細胞膜物質運輸的調控機制，如通過改變細胞內環(huán)境或藥物處理來觀察物質運輸的變化。

-參與學術競賽：鼓勵學生參加與細胞膜相關的學術競賽，如生物學知識競賽、科技創(chuàng)新大賽等，以激發(fā)學生的學術興趣和創(chuàng)新能力。典型例題講解1.例題：

細胞膜通過主動運輸將Na+從細胞內泵出到細胞外，若該過程每分鐘泵出1摩爾Na+，請計算該過程消耗的ATP數量。

解答：

根據題意，Na+的泵出是一個主動運輸過程，通常需要消耗ATP提供能量。假設每個Na+的泵出需要3個ATP分子，則每分鐘泵出1摩爾Na+所需的ATP數量為：

1摩爾Na+×6.022×10^23個/摩爾×3個ATP/Na+=1.8066×10^24個ATP

因此，每分鐘消耗的ATP數量為1.8066×10^24個。

2.例題：

在一定溫度和pH條件下，某物質通過細胞膜的擴散速率是自由擴散的2倍，請推斷該物質是通過何種方式跨膜運輸的。

解答：

由于擴散速率是自由擴散的2倍，且沒有提到需要能量，因此可以推斷該物質是通過載體蛋白介導的擴散（載體擴散）方式跨膜運輸的。

3.例題：

某細胞膜上的葡萄糖轉運蛋白在正常情況下每分鐘轉運1摩爾葡萄糖。若該轉運蛋白的活性降低到原來的50%，其他條件不變，請計算新條件下每分鐘轉運的葡萄糖摩爾數。

解答：

若轉運蛋白的活性降低到原來的50%，則每分鐘轉運的葡萄糖摩爾數也將降低到原來的50%，即：

1摩爾/分鐘×50%=0.5摩爾/分鐘

因此，新條件下每分鐘轉運的葡萄糖摩爾數為0.5摩爾。

4.例題：

某細胞在正常情況下通過主動運輸每分鐘泵出1摩爾H+，若該過程停止，請推斷細胞內pH值的變化趨勢。

解答：

如果主動運輸停止，細胞內H+的泵出也會停止，導致H+在細胞內積累，細胞內pH值將下降（變酸）。

5.例題：

在實驗中，觀察到某物質在細胞膜上的擴散速率隨溫度升高而增加，請推斷該物質的跨膜運輸方式。

解答：

由于擴散速率隨溫度升高而增加，這表明該物質的跨膜運輸方式不依賴于能量，而是依賴于分子的熱運動。因此，可以推斷該物質是通過簡單擴散的方式跨膜運輸的。板書設計①細胞膜的物質運輸功能

-物質運輸方式：被動運輸、主動運輸、胞吞胞吐

-被動運輸：自由擴散、協助擴散

-主動運輸：載體蛋白、泵蛋白、能量消耗（ATP）

-胞吞胞吐：大分子物質的攝取和排出

②被動運輸

-自由擴散：物質從高濃度到低濃度擴散，無需能量

-協助擴散：物質借助載體蛋白從高濃度到低濃度擴散，無需能量

③主動運輸

-載體蛋白：特異性結合和轉運物質

-泵蛋白：逆濃度梯度轉運物質，消耗ATP

-能量消耗：維持細胞內外物質濃度梯度

④胞吞胞吐

-胞吞：細胞將外部物質包裹成囊泡，內吞進入細胞

-胞吐：細胞將內部物質包裹成囊泡，排出細胞外

⑤細胞膜的物質運輸實例

-鈉鉀泵：維持細胞內外Na+和K+的濃度梯度

-葡萄糖轉運蛋白：協助葡萄糖進入細胞

-氧氣和二氧化碳的擴散：通過自由擴散進行氣體交換反思改進措施反思改進措施（一）教學特色創(chuàng)新

1.融入生活實例：在教學過程中，我會嘗試將細胞膜的物質運輸功能與學生的日常生活相結合，比如通過講解食物在消化系統(tǒng)中的吸收過程，讓學生理解營養(yǎng)物質通過細胞膜的運輸。

2.多媒體輔助教學：利用多媒體技術，如動畫、視頻等，直觀展示細胞膜物質運輸的過程，幫助學生更好地理解抽象的概念。

反思改進措施（二）存在主要問題

1.學生理解難度大：細胞膜的物質運輸功能涉及多個復雜的過程和機制，部分學生可能難以完全理解。

2.實驗操作不規(guī)范：在實驗操作環(huán)節(jié)，部分學生可能因為操作不當而得到錯誤的結果，影響了對知識點的掌握。

3.評價方式單一：目前主要依靠課堂表現和期末考試來評價學生的學習成果，缺乏對學生實際應用能力的考察。

反思改進措施（三）

1.豐富教學手段：針對學生理解難度大的問題，我會采用多種教學手段，如小組討論、角色扮演等，激發(fā)學生的學習興趣，幫助他們更好地理解知識點。

2.加強實驗指導：在實驗操作環(huán)節(jié)，我會加強對學生的指導，確保每個學生都能按照規(guī)范進行操作，