教案：4.2 主动运输与胞吞、胞吐-【高效备课】高中生物2025-2026学年人教版（2019）必修1同步资源

4.2主动运输与胞吞、胞吐教案课程标准中对本节课的内容要求是“2.1.1阐明质膜具有选择透过性；2.1.2举例说明有些物质逆浓度梯度进出细胞，需要能量和载体蛋白”，在课程标准的“教学提示”中提出结合生物个体水平的知识、化学和物理学知识以及学生的生活经验，突破学习难点。由课程标准要求可知，本节内容侧重于引导学生通过对比被动运输，结合物理和化学知识及生活经验，举例说明主动运输和胞吞、胞吐的特点。同时充实学生在第3章学习细胞膜时已有的认知，前后呼应，结构与功能观得到更好地落实，认同细胞是开放的生命系统，细胞的生存需要能量和营养物质。针对课程标准要求、教学目标及学生认知水平，我在课堂教学中始终贯彻以学生为主体，教师为主导的教学理念采用讲授与讨论相结合的方法，基本思路可以确定为：展示现象→提出问题→讨论分析、解释原理→总结概念。列举物质逆浓度梯度跨膜运输的现象，提出这些物质为什么能够逆浓度梯度运输的问题，进行解释，总结主动运输的概念（被动运输的概念也可在此对比总结），说明主动运输的意义。最后可让学生列表总结不同运输方式的特点。课堂教学中多次运用多媒体展示主动运输与胞吞胞吐动画过程，使学生领悟细胞结构与功能相一致的生命观念；通过对比被动运输特点，归纳概括主动运输的概念，使学生综合运用到课程标准所提到的“观察，描述，比较，概括，分析，解读图表”等技能，培养学生的综合能力。通过探究逆浓度运输所需条件实验中提高学生探究和设计实验能力。通过引用怪柳、变形虫、红树林、囊性纤维病等生活实例，引领学生进行知识迁移，运用现有知识解释生活中常见的生物学现象，分析和解决简单的生产实践问题，综合提高核心素养。本课是人教版高中生物必修1第四章《细胞的物质输入和输出》第二节内容。在前面已经学习了细胞膜的成分、结构和功能、被动运输等相关知识，而本节是对细胞结构和功能知识的补充和延伸，是进一步学习细胞代谢等后续模块和章节的基础，具体讲述主动运输的特点和实例和胞吞和胞吐的特点和实例。通过本节课内容的学习，学生不仅需要将以前所学的知识点构成线合理关联起来，更需要从结构与功能相适应的角度来认识生物膜的结构和功能特点，在掌握的事实性知识的基础上开始建构并进一步形成基本的生命观念，另一方面开始体验科学探究的一般步骤，在设计实验等环节方面进行科学思维和科学探究的培养。通过前面内容的学习，学生已经初步具备了一定生物学基础。学生已经形成了细胞膜的结构和功能，小分子物质存在被动运输等基本生命观念，这些为新知识的学习奠定了认知基础。同时经过前阶段的新课程学习，他们具备了群体讨论，并大胆说出自己的想法和理论依据的能力。但对探究的目的性及过程、结论的形成仍缺乏科学思维，需要教师的引导。本节知识较抽象，教师在这节课上可以通过多媒体课件或实物的演示，增强直观性，帮助学生理解微观现象，降低学习难度。根据课程标准要求、上述教材结构与内容分析，考虑到学生已有的认知特征，制定如下教学目标：生命观念：通过举例说明载体蛋白因结构不同具有特异性，结合细胞膜的流动性说明大分子物质可以通过胞吞、胞吐进出细胞等形成结构与功能相适应的生命观念。科学思维：通过分析图表数据，对实例的分析，比较不同的物质进出细胞的方式特点，构建概念图等来培养“观察，描述，比较，概括，分析，解读图表”等技能，培养学生的综合能力。科学探究：通过探究逆浓度运输所需条件实验来提高学生探究和设计实验能力。通过实例分析，培养学生质疑、求实、创新以及勇于实践的科学态度和精神。在小组合作学习的过程中，乐于并善于与人交流、尊重他人。社会责任：结合物质进出细胞的方式，某些疾病的成因，宣扬健康生活的意识。教学重点：1.主动运输的特点和意义。2.胞吞、胞吐的特点和过程。教学难点：1.物质跨膜运输的方式与细胞膜结构的关系。2.主动运输的特点和过程。教法：贯彻自主性、探究性、启发性、合作性，根据中学生的认知特点和规律，以培养学生的核心素养为指导，采用任务驱动法、小组合作法、演示法等方法，并辅以多媒体教学，引导学生构建知识体系。学法：突出合作、观察、分析归纳等方面，采用合作学习法、观察学习法、分析归纳法等方法。布鲁纳认为，学生间的相互合作对提高教学效果有很大作用，因此在教学中采用合作学习法，小组合作讨论，相互促进，涵括讨论法、比较法、归纳法，既调动了学生的积极性，激发学生学习兴趣和灵感，又有利于形成学生的群体意识，提高学生的语言表达能力。【情境导入】教师主导活动学生主体活动设计思想展示课本有关问题探讨的内容和图片，引导学生思考问题：人体甲状腺分泌的甲状腺激素，在生命活动中起着重要作用。碘是合成甲状腺激素的重要原料。甲状腺滤泡上皮细胞内碘浓度比血液中的高20-25倍。讨论：1.甲状腺滤泡上皮细胞吸收碘是通过被动运输吗？2.联想逆水行舟的情形，甲状腺滤泡上皮细胞吸收碘是否需要细胞提供能量？3.这在各种物质的跨膜运输中是特例还是有一定的普遍性？融入情境，学生思考并回答问题：1.不是。被动运输是顺着浓度梯度的。2.需要细胞提供能量。3.具有普遍性。利用生活情境，直入主题，引发学生思考和兴趣。引导学生建立和发展根据已有的情境提出问题、焕发进行科学探究的意识和能力。无论是植物细胞、动物细胞还是微生物细胞，都有许多物质的跨膜运输是逆浓度梯度的，例如：1.小肠液中氨基酸、葡萄糖的浓度远远低于它们在小肠上皮细胞中的浓度，但它们仍然能被小肠上皮细胞吸收。2.人红细胞中K+的浓度比血浆高30倍。3.轮藻细胞中K+的浓度比周围水环境高63倍。展示表格红细胞从血浆中吸收K+，排出Na+，小肠上皮细胞从小肠液吸收葡萄糖、氨基酸都是逆浓度梯度运输，进一步佐证逆浓度运输具有普遍性。离子首先要与膜上载体蛋白的特定部位结合。由于不同离子或分子的大小和性质不同，不同蛋白质的空间结构差别也很大，所以一种载体蛋白通常只适合与一种或一类离子或分子结合。离子或分子与载体蛋白结合后，在细胞内化学反应释放的能量推动下，载体蛋白的空间结构发生变化。将它所结合的离子或分子从细胞膜一侧转运到另一侧并释放出来，载体蛋白随后又恢复原状。主动运输在自然状态下逆浓度梯度进行，运输过程中需要消耗能量以改变载体蛋白的构象。过渡：那么逆浓度运输需要哪些条件呢。【新课讲授】一、主动运输教师主导活动学生主体活动设计思想1.引领学生设计探究实验探究胡萝卜植株对磷酸盐的吸收是否需要能量，是否需要载体蛋白：2.教师活动：动画演示主动运输的过程，引领学生归纳总结主动运输的概念，主动运输特点。主动运输的概念：物质逆浓度梯度进行跨膜运输，需要载体蛋白的协助，同时还需要消耗细胞内的化学反应所释放的能量，这种方式叫做主动运输。3.展示动画过程中，强调载体蛋白的特点，引领思考主动运输的意义：主动运输普遍存在于动植物和微生物细胞中，通过主运输来选择吸收所需要的物质，排出代谢废物和对细胞有害的物质，从而保证细胞和个体生命活动的需要。主动运输的意义：保证活细胞按照生命活动的需要，主动选择吸收所需的营养物质，排出代谢废物和对细胞有害的物质）4.引领小组讨论，列表对比主动运输和被动运输三种方式的异同点。5.拓展训练，通过分析图表，总结影响三种运输方式的因素物质的浓度、载体蛋白的种类和数量、能量6.展示与社会的联系：囊性纤维病1.思考，回答，小组讨论分析、思考回答相关问题。结合问题自主构建主动运输的概念及条件。2.学生观察，思考回答主动运输特点：①逆浓度梯度运输；②需要载体（具有特异性）；③需要消耗能量（ATP）。3.学生认真聆听，思考归纳总结。载体蛋白的特点：（1）与被转运的离子或分子结合。（2）具有特异性：一种载体蛋白只能与一种或一类离子或分子结合。（3）转运过程空间结构发生变化。（4）可重复利用。4.小组讨论，填表。比较主动运输和被动运输，归纳得出主动运输和被动运输的异同点。5.强化对三种运输方式的深层理解。6.联系生活实际，学习情绪高涨，认真聆听，思考1.通过探究逆浓度运输所需条件实验中提高学生探究和设计实验能力。此环节以问题串为主线，引导学生自主探究，合作，最终完成对知识的主动建构。2.利用动画演示，增强直观感，培育学生观察和归纳分析的能力和意识。3.利用动画演示，增强直观感，学生根据观察的现象深度认识载体蛋白和主动运输的意义。4.学生合作讨论，并在教师的引导下，培养“观察，描述，比较，概括，分析，解读图表”等技能，培养学生的综合能力。5.拓展对三种运输方式的深度理解，培养“观察，描述，比较，概括，分析，解读图表”等技能。6.学生发展运用知识解决实际问题的能力，形成学好知识服务社会改善社会的责任感过渡：绝大部分离子、小分子物质可自由扩散或借助转运蛋白穿过细胞膜，但对于像蛋白质、多糖这样的大分子物质无法穿过细胞膜如何出入细胞呢？生物体依靠被动运输和主动运输是否能运输所有物质？二、胞吞和胞吐教师主导活动学生主体活动设计思想1.展示变形虫等多个胞吞和胞吐示意图和动画。复习分泌蛋白的合成、运输、分泌过程。观察图片，胞吞过程可简化为接触凹陷、包围、分离；胞吐过程可简化为包围、移动、融合、排出2.引领学生观察，思考。归纳分析胞吞胞吐过程、特点。并列表对比胞吞胞吐的异同。思考·讨论：胞吞、胞吐过程的特点及意义。问题1.胞吞、胞吐过程的实现与生物膜结构的特性有什么关系？问题2.游离于细胞质基质中的核糖体合成的蛋白质多是供细胞自身使用，而附着在内质网上的核糖体合成的蛋白质能够分泌到细胞外。试分析其中的道理。进一步总结胞吞、胞吐特点：①需要消耗能量②实质上物质没有跨膜③胞吞需要糖蛋白识别举出实例：单细胞动物如草履虫、变形虫等通过胞吞吞食食物颗粒或细菌，人体白细胞吞噬细菌和衰老的细胞等；细胞分泌蛋白（如消化酶、抗体等）通过胞吐排出细胞外，例如胰腺细胞分泌酶原颗粒。胞吞、胞吐的意义：通过胞吐细胞向外分泌分泌蛋白和激素，通过胞吞消灭细菌、癌细胞、及衰老的红细胞、细胞碎片从保证生命活动的正常进行。与社会的联系：痢疾内变形虫变形虫既能通过胞吞摄取单细胞生物等食物，又能通过胞吐排出食物残渣和废物。在人体肠道内寄生的一种变形虫一一痢疾内变形虫，能通过胞吐作用分泌蛋白分解酶，溶解人的肠壁组织，通过胞吞作用“吃掉”肠壁组织细胞，并引发阿米巴痢疾。这种病原体通过饮食传播，注意个人饮食卫生、加强公共卫生建设是预防阿米巴痢疾的关键措施。1.学生回顾知识，思考回答。2.学生思考回答，归纳：问题1答案：细胞结构的流动性是胞吞、胞吐的基础，胞吞、胞吐过程中膜的变形本身也体现了膜的流动性。问题2答案：因为游离于细胞质基质的核糖体，所合成的蛋白质也只能游离于细胞质基质中。由于蛋白质是大分子有机物，无法直接通过被动运输或主动运输穿过细胞膜运输到细胞外，所以一般只能留在细胞内供细胞自身使用，而附着在内质网上的核糖体合成的蛋白质进入内质网腔中，并借助囊泡移动进入高尔基体，经加工包装后，包裹在囊跑中的蛋白质就可以胞吐的方式分泌到细胞外。1.利用动画演示，增强直观感。温故知新，引导学生寻找新旧知识的结合点，引起认知冲突，贯彻大单元教学理念下，将相关知识从新整合，培养学生的知识迁移能力。2.培育学生观察和分析的能力和意识。促进学生对知识的深层次理解。过渡：如何判断物质进出细胞的方式呢？【总结，迁移】教师主导活动学生主体活动设计思想1.引领学生归纳总结判断物质出入细胞的方式。2.拓展应用：①淡水中生活的原生动物，如草履虫，能通过伸缩泡排出细胞内过多的水，以防止细胞涨破。如果将草履虫放入蒸馏水或海水中，推测其伸缩泡的伸缩情况，分别会发生什么变化？3.拓展应用：②柽柳是强耐盐植物，它的叶子和嫩枝可以将吸收到植物体内的无机盐排出体外。柽柳的根部吸收无机盐离子是主动运输还是被动运输？如果要设计实验加以证明，请说出实验思路。4.引领学生将所学知识与社会实际进行联系：材料一：红树林是指分布在热带、亚热带河口和海岸潮间带滩涂的密生灌丛型木本植物群落。称之为红树是因为其单宁含量较高，树干的横断面常呈红色。为了适应海岸的滩涂环境，红树植物进化出三种独特的生态适应机制，分别是胎萌，支柱根与呼吸根和泌盐。最常见的三种红树植物：秋茄、白骨壤、桐花树。材料二：形虫既能通过胞吞摄取单细胞生物等食物，又能通过胞吐排出食物残渣和废物。在人体肠道内寄生的一种变形虫——痢疾内变形虫，能通过胞吐作用分泌蛋白分解酶，溶解人的肠壁组织，通过胞呑作用“吃掉”肠壁组织细胞，并引发阿米巴痢疾。这种病原体通过饮食传播，注意个人饮食卫生、加强公共卫生建设是预防阿米巴痢疾的关键措施。1.归纳思考回答，得出判断物质出入细胞的方式的流程图。2.学生畅所欲言，结合所学知识进行合理分析：放入蒸馏水中的草履虫，其伸缩泡的伸缩频率加快，放入海水中的则伸缩频率减慢。3.小组尝试设计探究实验，进行表达与交流，将本小组探究的问题、过程、结果和结论与其他小组/老师交流，听取其他小组和老师的质疑并进行解释和完善。（1）取甲、乙两组生长状态基本相同的柽柳幼苗，放入适宜浓度的含有Ca2+、K+的溶液中（2）甲组给予正常的细胞呼吸条件，乙组抑制细胞呼吸（3）一段时间后测定两组植株根系对Ca2+、K+的吸收速率若两组植株对Ca2+、K+的吸收速率相同，说明柽柳从土壤中吸收无机盐为被动运输；若乙组吸收速率明显小于甲组吸收速率，说明柽柳从土壤中吸收无机盐为主动运输4.阅读材料，课后查阅，迁移知识，知识应用于解决实际问题，1.促进学生自主构建知识体系。2.引导学生形成“结构与功能相适应”的观念，学生思维活跃，联系生活，学习兴趣高，锻炼其利用已有知识主动思考并解决生活实际问题的能力3.“设障”、“布惑”，在教师设置问题的引导下，学生通过实验设计、探究过程，体验生物学研究的方法，从实验试