2019-2020年高一生物新人教版必修1教案：第4章《细胞的物质输入和输出》

任务驱动下的大单元教学设计必修一《分子与细胞》第四章细胞的物质输入与输出一、单元学习主题分析本章内容是在”细胞的基本结构“的基础上，进一步学习细胞的功能，细胞是一个最基本的生命系统要想完成正常的生命活动，需要细胞的各个结构与功能相适应。

而细胞要进行生命活动需要物质的输入与输出从而完成正常的细胞代谢。

因此本章在结构的基础之上学习物质运输的各种方式，第五章则在物质进入细胞后又会发生怎样的化学反应，进行层层递进式学习。

从系统的视角去介绍，帮助学生认识细胞这个微观世界，既符合学生的认知特点和规律，又可以帮助学生理解细胞的结构与功能，形成生命的系统观。

内容结构课时教学设计环节一：情景导入情景导入：环节二：渗透作用【活动一：阅读与思考】播放教材P62页中“问题探讨”的实验视频，学生阅读相关内容。

布置任务，展开问题探讨：任务一：1、讨论什么是渗透作用？2、归纳渗透作用发生的条件 3、判断水分子流动的方向根据教材P62“问题探讨”中的渗透现象示意图，回答下列问题：1.漏斗管内的液面为什么会升高?由于单位体积的清水中水分子数多于蔗糖溶液中的水分子数,因此单位时间内由清水进入蔗糖溶液的水分子数多于由蔗糖溶液进入清水的水分子数。

2.如果用纱布代替玻璃纸，漏斗管内的液面会不会升高？为什么？不会。

原因是纱布是全透性的，水分子和蔗糖分子都能通过。

3.如果烧杯内不是清水，而是同等浓度的蔗糖溶液，漏斗管内的液面会不会升高？为什么？不会。

半透膜两侧溶液的浓度相等时，单位时间内透过半透膜进入长颈漏斗的水分子数量等于渗出的水分子数量。

4.尝试概括渗透作用的发生需要具备怎样的条件？①具有半透膜②膜两侧溶液存在浓度差【概括描述】通过以上问题的探讨，引导学生建构渗透作用的概念。

1.水分子或其他溶剂分子通过半透膜的扩散,称为渗透作用。

2.渗透作用方向：3.扩散:分子从高浓度一侧向低浓度一侧运动的现象。

从扩散和渗透作用的示意图中，可以看出两种方式有什么异同吗？渗透作用特指水分子或其它溶剂分子的扩散，而且是通过半透膜的扩散。

第4章细胞得物质输入与输出第１节物质跨膜运输得实例【课标定位】１、举例说明细胞膜就是选择透过性膜。

２、观察植物细胞得质壁分离与质壁分离复原现象。

【教材回归】一、细胞得吸水与失水（一）细胞吸水与失水得原理细胞吸水与失水得原理——渗透作用。

（二)渗透作用发生得条件１、实例分析在一个长颈漏斗得漏斗口外密封上一层玻璃纸（一种半透膜,水分子可以透过,而蔗糖分子则不能），往漏斗内注入蔗糖溶液，然后将漏斗浸入盛有清水得烧杯中,使漏斗管内外得液面高度保持相等.一段时间后,漏斗管内得液面会升高。

特别提示:漏斗管内液面升高得原因：由于单位体积清水中得水分子数比单位体积蔗糖溶液中得水分子数多，在单位时间内，水分子由烧杯透过半透膜进入漏斗内得数量多于水分子由漏斗透过半透膜进入烧杯内得数量,因此漏斗管内得液面升高了.２、渗透作用发生得条件渗透作用得发生必须具备以下两个条件：一就是具有一层半透膜;二就是半透膜两侧得溶液具有浓度差。

（三）细胞得吸水与失水１、动物细胞得吸水与失水（1）动物细胞得结构由于动物细胞得细胞膜相当于一层半透膜，细胞质有一定得浓度，因此当动物细胞处于外界溶液中时就可能因为存在浓度差而发生渗透作用。

（2）动物细胞得吸水与失水当外界溶液得浓度小于细胞质得浓度时,细胞吸水膨胀；当外界溶液得浓度大于细胞质得浓度时,细胞失水皱缩；当外界溶液得浓度等于细胞质得浓度时,水分子进出细胞处于动态平衡状态。

2、植物细胞得吸水与失水（1）成熟植物细胞得结构（2)当外界溶液浓度大于细胞液浓度→细胞失水，并逐渐发生质壁分离现象;当外界溶液浓度小于细胞液浓度→细胞吸水，并逐渐发生质壁分离复原现象。

(相当于半透膜)（3)（一）细胞对无机盐离子得吸收实例实例1：某科学家将番茄与水稻幼苗分别放入含有Cａ2+、Mg2+与SiO4－４得相同培养液中进行人工培养.一段时间以后检测发现,番茄培养液中Ca2+与Ｍg２+得浓度明显下降，而水稻培养液中Cａ２+与Mg２+得浓度明显增高,SiＯ4-4得情况刚好相反。

教学设计方案教学主题细胞的物质输入和输出教学对象高一学生科目生物教材人教版必修1授课时间高一上学期授课类型讲授法教学工具黑板，教学教学目标①通过资料分析，说明三种物质跨膜运输方式及其特点，从而认同生物在分子层面、细胞层面存在结构与功能的适应；②运用概念图及示意图的方式，比较自由扩散、协助扩散、主动运输的异同，并建立章节概念图；③能够基于生物学事实和证据，进行合理的逻辑推理，分析判断相关的结论，并用科学语言表达自己观点。

④通过模型或者实验等方式，直观性的感受和理解细胞膜的结构与性质。

教学重难点重点：自由扩散、协助扩散、主动运输、胞吞与胞吐的特点和区别。

难点：在老师指导下进行概念图的构建。

重难点解决方案本章教学结构为从微观层面了解细胞膜的结构，通过细胞膜的特征，引导学生思考运输方式的过程，着重记忆运输方式的区别。

教学目标细化（一）知识与技能（二）过程与方法（三）情感、态度与价值观课后作业布置作业让学生独立绘制物质进出细胞的模式图，主动运输、被动运输、胞吞胞吐等。

并分享同学讨论修改订正。

参考资料课标、教材教学反思无板书设计教学过程教师活动学生活动 设计意图 复习旧课，导入新课（5min ） 教师提出问题：当物质分子通过细胞膜的时候，是畅通无阻的吗？细胞膜及其他生物膜的生 理特性是什么？生物膜为什么具有选择透过性？它是怎样对物质进行选择的？思考问题引起学生兴趣讲授新课、课堂实践操作 （30min ）首先给同学们观看细胞膜结构的电镜图片，直观性的感受到细胞膜的三层结构。

利用模型教学，展示磷脂双分子层的模型。

总结细胞膜的结构特点，引出细胞膜的功能，通过举具体的例子，如水分子、葡萄糖通过细胞膜的方式，加深理解。

展示膜融合的图片，加深学生理解细胞膜的流动性。

利用被动运输过程的动画，直观性的感受被动运输的过程。

借而引入被动运输的概念，顺听课 传授知识浓度梯度，无需能量的运输方式。

通过举例说明自由扩散与协助扩散的区别，加深理解。

第4章 细胞的物质输入和输出第1节 物质跨膜运输实例【考点解读】1．举例说出细胞膜是选择透过性膜 2．尝试提出问题，作出假设3．总结关于植物细胞吸水和失水的实验设计和操作 学习重点：举例说出细胞膜是选择透过性膜 学习难点：尝试提出问题，作出假设【知识结构】【自主探究】【自主学习】1．渗透吸水的原理（1）渗透作用：渗透作用是指 的扩散。

（2）发生渗透作用的条件：一是 ，二是 即一个完整的渗透系统，由两个溶液体系（A 和B ），以及在两者中间的 组成。

（3）原理：当溶液浓度 时，水分就通过半透膜由B 流向A ；当溶液 时，水分就通过半透膜由A 流向B ；当溶液 时，则处于动态平衡状态。

2．区别几组易混淆的概念（1）渗透与扩散：扩散即自由扩散，是指物质从相对含量 的地方到相对含 量 的地方的自由运动。

习惯上，多指非溶剂物质的运动。

渗透作用 是 的扩散。

可见，渗透是扩散的一种特殊方式。

（2）半透膜与选择透过性膜：前者是指某些物质可以透过，而另一些物质不能透过的多孔性薄膜。

能否通过半透膜往往取决于 。

后者是指细胞膜等生物膜，由于膜上有 等结构，且不同膜上 不同，动物细胞的吸水与失水植物细胞的吸水与失水吸水：外界溶液的浓度小于细胞液的浓度 失水：外界溶液的浓度大于细胞液的浓度物质跨膜运输的其他实例细胞壁—全透性原生质层—选择透过性 细胞液—具有一定浓度条件：同动物细胞验证实验—质壁分离和质壁分离复原结构物质跨膜运输的实例渗透现象及其讨论因此对物质吸收与否和吸收多少具有选择性。

当细胞死亡时，细胞膜等生物膜的选择透过性变为。

3．植物细胞的质壁分离和复原在一定的外界溶液中成熟的植物细胞是相当于系统，请标注1细胞壁、2细胞膜、3液胞膜、4细胞膜和液胞膜之间的细胞质、5原生质层、6细胞液4．植物细胞渗透作用的验证：质壁分离和复原的实验质壁分离是指与的分离当的浓度时，细胞失水；当的浓度时，细胞吸水。

5．细胞膜是一种选择透过性膜（1）可以自由通过。

高中生物新课程标准教材生物教案( 2019 — 2020学年度第二学期 )学校：年级：任课教师：生物教案 / 高中生物 / 高一生物教案编订：XX文讯教育机构细胞的物质输入和输出(教学设计)教材简介:本教材主要用途为通过学习生物这门课程，可以让学生打开对世界的认识，提高自身的见识，本教学设计资料适用于高中高一生物科目, 学习后学生能得到全面的发展和提高。

本内容是按照教材的内容进行的编写，可以放心修改调整或直接进行教学使用。

第四单第1节物质跨膜运输原例【学习目标】1、知识目标（1）说出细胞在什么情况下吸水和失水（2）举例说明细胞膜是选择透过性膜2、能力目标（1）尝试从生活现象中提出问题，作出假设。

（2）学习进行探究问题的一般方法和步骤。

3、情感与价值观目标（1）参与课堂讨论与交流。

（2）养成良好的实验习惯，如及时清洗和摆放实验用具，爱护实验室卫生等，【学习重点】1、渗透作用；细胞是一个渗透系统。

2、细胞膜不仅仅是半透膜，还是选择透过性膜。

【学习难点】1、如何发现问题和提出问题。

2、细胞膜不仅仅是半透膜，还是选择透过性膜。

【学习过程】新课导入：见课本p60 问题探讨分析讨论1、3、2(4)请同学们试着总结“发生渗透作用的条件”(一)动物细胞失水和吸水1、制取细胞膜的材料是_____ ，利用的原理是_____2、红细胞在清水中为什么会渗透吸水？充当半透膜的是什么结构？3、理论推理：这样相同的红细胞，另置于浓度高于细胞质的蔗糖溶液和浓度等于细胞质的糖溶液中一段时间后，分别出现什么现象？为什么？4、实验验证：（二）植物细胞吸水和失水半透膜 ____（包括____，_____以及____）半透膜两侧溶液细胞内液_____细胞外液____1、提出问题：植物细胞什么时候渗透吸水？（你还能提出哪些问题？）2、设计实验验证你的推理3、实验现象______4、实验结论______5、进一步探究：植物细胞会由于吸水过多而涨破吗？（三）物质跨膜运输其他实例阅读p63资料分析，思考讨论1、2、3、4所以细胞膜和其他生物膜都是____它有何意义_____这一结构与细胞生命活动密切相关，是____一个重要特征【随堂练习】1、一个成熟的植物细胞，它的原生质层主要包括（）a细胞膜、核膜和这两层膜之间的细胞质b细胞膜、液泡膜和这两层膜之间的细胞质c细胞膜和液泡膜之间的细胞质d细胞壁、细胞膜和它们之间的细胞质2、成熟的植物细胞放在溶液中能构成一个渗透系统，主要原因是（）a液泡膜内外溶液有浓度差b细胞内原生质层可看做一层选择透过性膜c细胞壁是全透性的d水分可以自由出入细胞3、田间一次施肥过多，作物会变得枯萎发黄，俗称“烧苗”。

第4章细胞的物质输入和输出第1节被动运输（第二课时）一、教学目标1、通过进一步探究植物细胞的吸水和失水，说明水分子进出植物细胞的原理，阐释原生质层的选择透过性与质壁分离及其复原的关系。

2、通过水分进出细胞方式的探索学习，初步建构被动运输的概念，能比较自由扩散和协助扩散的异同点。

3、通过对被动运输的具体实例的讨论，分析细胞膜的成分、结构与物质跨膜运输功能之间的关系，尝试运用物质跨膜运输的知识解决有关实际问题。

二、教学重难点1．理解植物细胞的失水与吸水2．说明自由扩散和协助扩散的异同三、教学过程四、课堂练习利用平板草稿箱发布习题，使用全班作答，分组作答，抢答等方式进行答题，提高学生兴趣。

1.下列细胞能用于质壁分离实验材料的是A.人的口腔上皮细胞B. 洋葱根尖分生区细胞C.菠菜叶肉细胞D. 哺乳动物成熟的红细胞2.某同学在实验室中做“植物细胞的吸水和失水”实验时，在实验室老师的帮助下，进行了对上表的推断或解释不正确的是A.x为质壁分离，因为细胞壁伸缩性弱于原生质层B.z为细胞稍增大，细胞液颜色逐渐变浅C.y为质壁分离，可能导致细胞失水过多而死亡D.④组无变化是因为细胞吸水量等于失水量3.水通道蛋白对水有专一性，能使水分子顺浓度梯度进出细胞。

下列有关说法，错误的是A.水通道不能协助氨基酸进入细胞B.水分子通过水通道的过程不消耗能量C.一种物质可能有多种跨膜运输方式D.加入蛋白质抑制剂会提高水通道跨膜运输水分子的速率4.在物质出入细胞的方式中，自由扩散区别于协助扩散的是A.由高浓度向低浓度扩散B.需要转运蛋白C.由低浓度向高浓度扩散D.不需要转运蛋白5.GLUT是某细胞的葡萄糖转运蛋白，其作用过程如图所示。

下列相关叙述错误的是A.GLUT顺浓度梯度转运葡萄糖B.GLUT的空间结构可发生改变C.GLUT的数量与转运葡萄糖的速率无关D.GLUT的转运功能具有专一性五、教学反思本节课，充分发挥教材中蕴含的创新、探究的素材，把教材中的“现成结论”，通过多处“设障”、“布惑”，将教材进行活化和优化处理，使之真正成为学生的“学材”，具体操作表现：一是展示动画、引导问题并不是要求探讨些什么，其主要目的是为了引起学生的注意和激发学生的兴趣，形成感性认识；二是通过学生实验，展示交流，锻炼学生的科学探究能力和语言表达能力；三是通过问题串的设置，一步步引导学生思维，有利于学生生物学学科核心素养的形成。

1、小分子物质、离子的跨膜运输方式比较2、大分子物质进出细胞的方式(l）细胞摄取大分子物质―胞吞（如白细胞吞噬病菌）大分子附着于细胞膜表面→膜内陷形成小囊→小囊从膜上分离下来形成囊泡→囊泡进入细胞内部。

(2）细胞外排大分子物质―胞吐（如分泌蛋白形成）大分子物质在细胞内形成囊泡→囊泡移至细胞膜处并与之融合→将大分子物质排出细胞。

提示：①进行胞吞和胞吐作用时需要消耗能量，通过膜的层数为 O ，如神经递质的释放。

②小分子物质和离子可跨膜运输透过核膜，大分子物质如 ( mRNA 、蛋白质等）通过核孔出入细胞核，未通过膜结构。

③分泌蛋白的合成、运输到排出细胞外是通过出芽形成小泡的方式，不穿过生物膜。

④肺泡壁、毛细血管壁、小肠粘膜上皮细胞、肾小囊壁、肾小管壁细胞等均为单层上皮细胞，物质在穿越这些细胞时均穿越了两层细胞膜。

例（，天津卷4）下列关于物质跨膜运输的叙述，错误的是A.主动运输过程中，需要载体蛋白协助和ATP提供能量B.在静息状态下，神经细胞不再进行葡萄糖的跨膜运输D.抗体分泌过程中，囊泡膜经融合成为细胞膜的一部分答案B解析：物质从低浓度一侧运输到高浓度一侧，需要载体蛋白协助，同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的能量，这种方式叫主动运输。

在静息状态下，神经细胞进行着K+外流和其他的生命活动，需要能量供给，进行着葡萄糖的跨膜运输和葡萄糖的分解。

质壁分离过程中，水分子外流导致细胞内溶质相对增多，渗透压升高。

抗体分泌过程属于胞吐，高尔基体分泌的囊泡到达细胞膜时，囊泡膜与细胞膜融合，成为细胞膜的一部分。

3、植物细胞“质壁分离和质壁分离复原”实验（1）发生渗透作用的条件：半透膜（半透膜与选择透过膜的区别）和半透膜两侧溶液浓度差（2）水分子扩散方向浓度低的溶液浓度高的溶液（3）植物细胞发生质壁分离的条件A．成熟的具有中央大液泡的细胞 B．细胞外液浓度大于细胞液浓度（注意：质壁分离的“质”指原生质层、“壁”指细胞壁）实验成功关键是：(1)注意材料的选择：必须选用活的，用含有大型液泡的植物细胞．洋葱鳞片叶表皮细胞的细胞液为紫色，易于观察，是最佳的实验材料。

2019-2020年高中生物第4章细胞的物质输入和输出（第2课时）教案新人教版必修1【考纲】1.通过模拟实验探究膜的透性 b 2.观察植物细胞的质壁分离和复原 b3.物质出入细胞的方式 B【二次备课】【教学过程】2.植物细胞的吸水和失水（1）未成熟植物细胞（未形成液泡的细胞）：吸胀吸水（主要）注意：亲水物质：蛋白质﹥淀粉﹥脂肪，不论死细胞还是活细胞均能吸胀吸水。

注意：区分原生质层与原生质体：原生质层：是成熟的植物细胞内相当于半透膜的结构，由细胞膜、液泡膜及这两层膜之间的细胞质组成。

不包括细胞核和液泡内的细胞液。

原生质体：是除去了植物细胞壁后所剩下的具有生物活性的植物细胞结构，包括细胞膜、细胞质、细胞核三部分，常作为植物细胞融合的材料。

（3）质壁分离①概念：原生质层与细胞壁相分离的现象②原因外因：外界溶液浓度﹥细胞液浓度内因：原生质层的伸缩性﹥细胞壁的伸缩性细胞渗透失水③现象：宏观: 坚挺→萎蔫；微观：液泡体积：大→小、细胞液颜色：浅→深、原生质层：与细胞壁分离。

注意：质壁分离产生的条件：①具有大液泡②具有细胞壁③细胞内外溶液具有浓度差④活细胞（动物细胞无细胞壁，不会发生质壁分离；分生区细胞、干种子细胞无大液泡，也不能进行质壁分离；死细胞不具有选择透过性膜，不发生质壁分离）思考：下列哪些细胞能发生质壁分离？叶肉细胞、根成熟区细胞、分生区细胞、形成层细胞、干种子细胞、动物细胞、导管细胞、纤维细胞、洋葱表皮细胞、动物细胞（4）植物质壁分离和复原实验①原理：A.成熟植物细胞的原生质层相当于一层半透膜，B.原生质层的伸缩性大于细胞壁C.细胞液具有一定的浓度，能渗透失水和吸水②选材：紫色的洋葱鳞片叶细胞（细胞大、易撕取，液泡有颜色，便于观察）③过程：制作洋葱鳞片叶表皮细胞临时装片有一个紫色的中央大液泡低倍镜观察原生质层紧贴细胞壁在载玻片一侧滴加0.3g/ml蔗糖溶液，另一侧用吸水纸吸引，重复几次(引流法）中央液泡逐渐变小，紫色加深低倍镜观察原生质层与细胞壁逐渐分离细胞大小基本不变在载玻片一侧滴加清水，另一侧用吸水纸吸引，重复几次中央液泡逐渐变大，紫色变浅低倍镜观察原生质层逐渐贴近细胞壁细胞大小基本不变④结论：成熟的植物细胞能与外界溶液发生渗透作用：外界溶液的浓度 > 细胞液浓度时，细胞渗透失水，质壁分离；反之，细胞渗透吸水，质壁分离的细胞发生复原。

第四章细胞的物质输入和输出教学设计本章中所含的重要教学价值：1）通过对植物细胞失水和吸水的实验，培养学生学会探究问题的一般方法和步骤。

2）通过对生物膜的探索历程的分析，让学生体验人们认识自然世界的一般规律，人们在实验的基础上提出假说又通过进一步的实验修正假说，其中方法和技术的进步起关键的作用。

3）通过数学坐标图来表达3种跨膜运输方式的一些规律和特征，培养学生对图表数据的解读能力。

第一节物质跨膜运输的实例一教学目标1）知识性目标：观察植物细胞吸水和失水现象，阐明其原理2）技能性目标：尝试提出问题，作出假设，设计实验，验证假设3）情感态度价值观：体验探究的一般过程，培养良好的探究性学习思维方法2教学重点、难点1）重点：阐明植物细胞吸水和失水原理《探究植物细胞的吸水和失水》内容涉及到原生质层、质壁分离、质壁分离复原等概念，涵盖了本章节的所有知识点。

学生理解其原理，就能掌握本节课的核心内容。

因此它是本节教学内容的重点。

2）难点：尝试提出问题，作出假设，设计实验，验证假设由于知识结构以及思维方法的限制，学生对生活现象的观察、思考，以及进一步提出问题、作出假设、设计实验等方面会有一定的难度。

因而我将其列为本节教学内容的难点二教学过程：1课前准备：准备好萝卜条吸水和失水的演示实验。

取三块形状、大小相同的萝卜条，一块置于盛有清水的烧杯中，一块置于盛有盐水的烧杯中，一块用培养皿盛放以作对照。

（此实验一般需要半小时才有明显效果，建议做两套，课前半小时做一套，以作演示。

）2教学过程：1）导入新课：（情景导入）今天我们开始学习第四章《细胞的物质输入和输出》，无论从个体层次还是细胞层次来看，生命系统并不是一个孤立封闭的系统，它需要不断地与外界发生物质和能量的交换，包括从外界摄入物质，如我们吃饭，吸入氧气，同时也包括及时地不代谢产生的废物排出体外，如呼出二氧化碳，排尿、出汗等，这些是个体层次上的，这一章我们着重探讨在细胞层次上物质是如何输入和输出的。