物质输入与输出

物质的输入与输出总结物质的输入与输出是指物质在进入和离开系统过程中的变化和转化。

这个过程在能量和物质的互相作用下展开，并且是自然界和人类活动中普遍存在的现象。

以下是关于物质的输入与输出的总结。

一、物质的输入与输出：1. 自然界的物质输入与输出：自然界中，物质的输入主要来自于外部环境的供应，如大气中的氧气、二氧化碳、水蒸气，土壤中的矿物质和养分等。

同时，自然界的物质输出主要通过自然界的循环系统进行，如水的蒸发、降雨、地下水的流动等。

这种输入与输出的平衡是自然环境维持稳定的重要基础。

2. 人类活动的物质输入与输出：人类活动对物质的输入与输出有着重要影响。

例如，我们的日常生活中，通过食物摄入的营养物质是物质的输入，而代谢产生的废物是物质的输出。

此外，工业生产、农业经营、能源利用等活动也产生大量的物质输入和输出，对环境和生态系统造成影响。

二、物质的输入与输出的作用与意义：1. 能量和物质的输入与输出是维持生物循环和生态系统稳定的基础。

通过物质输入和输出，营养物质和能量得以流通和传递，保持生态系统中各个组成部分的平衡与稳定。

2. 物质的输入与输出反映了系统的健康状况和稳定性。

当物质的输入和输出失衡时，可能会导致生态系统的扰动和变化。

例如，由于大量的化学物质排放，水体受到污染，导致生物灭绝和生态系统崩溃。

3. 物质的输入与输出也是人类社会发展和经济活动的基础。

通过物质的输入，人类可以获得资源和能量进行生产和创造，满足社会的需求。

而物质的输出则是人类活动产生的废物和污染物，在不合理的输入和输出下可能对环境造成破坏。

三、物质输入与输出的调控与管理：1. 合理利用与管理资源：在人类社会活动中，合理利用资源是减少物质输入和对环境破坏的重要手段。

例如，通过节约能源、循环再利用和减少废物排放等措施，减少物质的不可逆转转化，达到资源的可持续利用。

2. 检测和控制污染源：对于造成环境污染的活动，需要通过监测和控制污染源来减少物质的输出。

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。

细胞物质输入与输出细胞是生物体的基本结构和功能单位，完成各种生物化学反应和物质交换。

在细胞内，物质的输入与输出是细胞正常运作的关键过程。

本文将探讨细胞内物质输入与输出的机制及相关重要分子。

一、物质输入在细胞内，物质的输入主要是通过细胞膜进行的。

细胞膜是一个由脂质双层组成的结构，起到分离细胞内外环境的作用。

以下是细胞物质输入的三种常见方式：1. 被动扩散被动扩散是一种不需要能量消耗的物质输入方式，主要通过细胞膜的渗透作用实现。

当溶质在细胞外浓度高于细胞内时，溶质会沿浓度梯度自发地通过细胞膜进入细胞内部。

这种扩散过程可以穿越细胞膜的脂质双层或通过细胞膜上的通道蛋白进行。

2. 主动运输主动运输是一种需要能量消耗的物质输入方式，主要依靠特定的膜蛋白（即转运蛋白）在细胞膜上进行。

常见的主动运输方式有主动转运和胞吞作用。

主动转运是通过转运蛋白将物质从浓度低的一侧转移到浓度高的一侧，逆浓度梯度运输。

这种运输方式需要细胞消耗能量，如三钠一磷酸转运蛋白(Sodium-Potassium ATPase)负责维持细胞内外的离子平衡。

胞吞作用是一种特殊的主动运输方式，细胞通过细胞膜的褶皱和变形将外界的固态颗粒包围形成囊泡，然后将囊泡内的物质引入细胞内部。

这种方式常见于单细胞生物的摄食行为。

3. 通过受体介导的内吞作用某些物质需要通过特定的受体蛋白介导才能进入细胞。

这些受体蛋白通常位于细胞膜上，如低密度脂蛋白受体（LDL受体）。

该受体可以与低密度脂蛋白结合，然后通过细胞膜的褶皱和变形将低密度脂蛋白引入细胞内部。

二、物质输出细胞内的代谢产物、废物和信号分子需要及时排出细胞，以维持细胞内环境的稳定。

以下是细胞物质输出的两种常见方式：1. 被动扩散被动扩散也是一种常见的物质输出方式，类似于物质的被动输入。

当溶质在细胞内浓度高于细胞外时，溶质会沿浓度梯度自发地通过细胞膜排出细胞。

这种过程可以通过细胞膜的脂质双层或通道蛋白来实现。

一、教案基本信息细胞的物质输入和输出教案课时安排：2课时（90分钟）教学对象：八年级生物课程学生教学目标：1. 理解细胞膜的作用和功能；2. 掌握物质跨膜运输的方式和特点；3. 了解物质通过细胞膜的输入和输出过程；4. 培养学生的观察、思考和动手实验能力。

二、教学内容第一节：细胞膜的功能1. 细胞膜的定义和作用介绍细胞膜的概念；讲解细胞膜的主要功能：物质交换、细胞识别、分泌和吸收等。

2. 细胞膜的结构介绍细胞膜的组成：脂质、蛋白质和糖类；讲解细胞膜的磷脂双层结构及蛋白质的分布。

第二节：物质跨膜运输3. 物质跨膜运输的方式讲解自由扩散、协助扩散和主动运输三种方式；分析各方式的实例和特点。

4. 物质跨膜运输的实例通过具体实例讲解物质如何通过细胞膜进行跨膜运输；引导学生思考实例中物质跨膜运输的方式。

三、教学方法采用问题驱动的教学方法，结合多媒体演示、实验观察和小组讨论等方式进行教学。

四、教学步骤1. 第一节：引入细胞膜的概念，提问学生对细胞膜的认知；讲解细胞膜的作用和功能，通过图片和实例进行讲解；介绍细胞膜的结构，展示相关动画或图片，引导学生理解细胞膜的组成。

2. 第二节：讲解物质跨膜运输的方式和特点，结合实例进行分析；引导学生观察实验现象，进行小组讨论，分析物质跨膜运输的方式；总结物质跨膜运输的实例，强化学生对物质跨膜运输的理解。

五、教学评价通过课堂提问、小组讨论和实验报告等方式进行教学评价，评估学生对细胞膜功能和物质跨膜运输的理解程度。

六、实验探究：细胞膜的选择性透过性1. 实验目的让学生通过实验观察细胞膜的选择性透过性；加深对物质跨膜运输方式的理解。

2. 实验原理讲解细胞膜的选择性透过性原理；介绍实验中使用的试剂和仪器。

3. 实验步骤引导学生进行实验操作，包括细胞膜的制备和实验条件的设置；观察实验现象，记录实验结果。

4. 实验分析引导学生分析实验结果，探讨物质跨膜运输的方式；结合理论知识，解释实验现象。

必修一生物物质输入和输出知识点物质的输入和输出是生物体生命活动的基础和保证，它是维持生命平衡的重要过程。

生物体通过物质的输入和输出来获得能量和营养物质，排出代谢废物和调节内外环境的物质成分，从而维持生理功能的正常运作。

下面将详细介绍生物体的物质输入和输出过程。

一、物质的输入1.水的摄入：水是生物体生命活动所必需的重要物质，生物体通过饮水或摄食含水食物的方式摄入水分。

水的摄入量与环境条件、生物体的代谢活动以及个体特性有关，水分摄入过量或不足都会对生物体的生理功能产生影响。

2.营养物质的摄入：营养物质是生物体进行代谢和生长发育所必需的物质，包括碳水化合物、脂类、蛋白质、维生素、矿物质等。

生物体通过进食含有这些营养物质的食物来摄取。

不同生物体对营养物质的需要量和种类也有所不同。

3.氧气的摄入：氧气是生物体进行呼吸作用、氧化代谢的必需物质。

生物体通过呼吸器官（如呼吸道、气管、鳃等）吸入空气中的氧气。

氧气在细胞内与营养物质发生反应，产生能量和二氧化碳。

二、物质的输出1.碳水化合物和脂类的代谢产物：生物体通过代谢过程产生的代谢产物包括二氧化碳和水。

二氧化碳通过呼吸器官排出体外，水分通过尿液、汗液、呼吸等方式排出体外。

2.氨和尿素的排泄：生物体的代谢产物中含有氨和尿素等有毒物质，它们通过排泄器官（如肾脏、鳃等）排出体外。

氨主要由鱼类和无脊椎动物通过鳃排除，尿素则是高等动物主要的代谢产物，通过肾脏排出。

3.汗液的分泌：生物体通过皮肤上的汗腺分泌汗液，汗液中包含水分和少量溶解性的无机盐、尿素等物质。

汗液的分泌调节着体温和水盐平衡，同时也将代谢产物排出体外。

4.孢子和种子的散布：植物通过孢子和种子的散布来完成繁殖过程。

孢子是蕨类植物和苔藓等地衣植物的繁殖体，通过风、水等方式散布到新的地方生长。

种子则是被子植物的繁殖体，通过风、水、动物等方式传播到新的地方。

5.动物的繁殖：动物通过交配和生育的方式繁殖后代。

雌性动物在生殖器官内孕育胚胎，并通过分娩或产卵的方式将后代带入世界。

第四章细胞的物质输入和输出一、物质跨膜运输的实例1、渗透作用1)概念：水分从低浓度溶液通过半透膜向高浓度溶液扩散的现象2) 原理：动物：细胞膜相当于半透膜植物：原生质层相当于半透膜。

3) 条件：⑴、具有半透膜⑵、膜两侧有浓度差4)选择透过性膜（半透膜）可以让水分子自由通过，一些离子和小分子也可以通过，而其他离子、小分子和大分子则不能通过的一类膜的总称。

5)生物膜是一种选择透过性膜，是严格的半透膜。

2、.细胞的失水和吸水1) 动物细胞的吸水和失水（哺乳动物成熟红细胞吸水失水）外界溶液浓度＞细胞内溶液浓度→细胞失水而褶皱外界溶液浓度＜细胞内溶液浓度→细胞吸水，吸水过多细胞涨破。

外界溶液浓度= 细胞内溶液浓度→细胞既不吸水也不失水。

2) 植物细胞吸水和失水①未形成大液泡的细胞，靠吸涨作用吸水；这样的细胞主要靠细胞内的蛋白质、淀粉和纤维素等亲水性物质吸收水分，叫做吸涨作用。

干燥的种子和根尖分生区的细胞，主要靠吸涨作用吸收水分。

（注意：蛋白质、淀粉和纤维素的亲水性依次减弱）②大液泡形成以后，细胞主要靠渗透作用吸水；细胞液浓度>外界溶液浓度→细胞吸水；细胞液浓度<外界溶液浓度→细胞失水。

③成熟的植物细胞是一个渗透系统：植物的最外层是细胞壁，主要由纤维素分子组成，分子间空隙较大，一切溶剂和溶质都能够透过，细胞壁是全透过性的。

细胞膜和液泡膜是选择透过性膜。

我们可以把细胞膜、液泡膜、以及两膜之间的其他物质即“原生质”当做一层选择透过性膜，“膜”内的细胞液有一定的浓度，与细胞的溶液存在浓度差。

这样，细胞也就通过这层选择透过性膜与外界环境中的溶液发生渗透作用。

④质壁分离与质壁分离复原a. 外界溶液浓度＞细胞溶液浓度→渗透失水→质壁分离b.外界溶液浓度＜细胞溶液浓度→渗透吸水→质壁分离复原（1）发生的条件：活细胞、具有大液泡、浓度差（2）质壁分离产生的原因：内因：原生质层伸缩性大于细胞壁伸缩性，外因：外界溶液浓度>细胞液浓度质壁分离与复原实验可拓展应用于：（指的是原生质层与细胞壁）①证明成熟植物细胞发生渗透作用；②证明细胞是否是活的；③作为光学显微镜下观察细胞膜的方法；④初步测定细胞液浓度的大小；物质跨膜运输的其他实例：1、对矿质元素的吸收（1）逆浓度梯度——主动运输（2）对物质是否吸收以及吸收多少，都是由细胞膜上载体的种类和数量决定。

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。

“细胞的物质输入和输出”单元教学设计1. 本文概述在当今教育领域，生物学教学正逐渐从传统的知识传授向学生核心素养培养转变。

本文以“细胞的物质输入和输出”单元为例，探讨如何设计一个既能有效传授生物学知识，又能培养学生的科学素养、探究能力和批判性思维的教学方案。

本文首先分析了“细胞的物质输入和输出”单元的重要性和挑战，接着提出了一个以学生为中心、结合探究学习法和信息技术手段的教学设计框架。

该框架不仅关注生物学知识的系统性和连贯性，还强调通过实践操作、小组合作和问题解决来促进学生的深度学习。

本文讨论了该教学设计在实际应用中的可能挑战和解决方案，旨在为生物学教师提供一个实用的教学参考。

2. 教学内容概述“细胞的物质输入和输出”是生物学中的一个基础而关键的主题，它涉及到细胞如何与外部环境进行物质交换，从而维持细胞的正常功能和生命活动。

这个单元的教学内容包括细胞膜的结构和功能，以及细胞如何通过不同的机制，如扩散、主动运输和胞吞胞吐等方式，实现对营养物质的摄取和对代谢废物的排出。

这些内容对于理解细胞的基本生命活动、物质代谢和能量转换等方面具有至关重要的作用。

在本单元的教学中，我们将通过理论讲解、实验操作和互动讨论等多种方式，帮助学生深入理解细胞物质输入和输出的基本原理和机制。

我们将首先介绍细胞膜的结构和功能，包括膜蛋白的种类和作用，以及细胞膜如何控制物质的进出。

接着，我们将详细介绍细胞如何进行物质运输，包括不同类型的运输方式及其特点和适用条件。

我们还将通过实验操作，让学生亲身观察并理解细胞物质输入和输出的过程，培养他们的实验技能和科学探究能力。

通过本单元的学习，学生将能够全面理解细胞的物质输入和输出过程，掌握相关的生物学知识和技能，为后续学习细胞代谢、能量转换和细胞间通信等主题打下坚实的基础。

同时，他们也将逐渐建立起对生物学学科的兴趣和热爱，为未来的学术研究和职业发展奠定良好的基础。

3. 学生需求分析在设计“细胞的物质输入和输出”这一单元的教学时，对学生的需求分析至关重要。

细胞的物质输入和输出【考情分析】考查内容：物质的跨膜运输方式的区分是本专题重点考查的内容。

命题规律：考题中多以图像分析或实验分析形式进行考查，选择题、非选择题都有出现。

考查趋势：（1）多以文字选择题呈现。

（2）常与细胞的分子组成相结合考查学生的综合分析能力，新教材新增考点要重视。

物质的跨膜运输依然是考查重点。

【易错辨析】1.渗透作用的方向：低浓度溶液至高浓度溶液2.植物细胞的吸水和失水（1）获得具有中央液泡的成熟植物细胞（2）原理①当外界溶液的浓度大于细胞液浓度时，细胞就通过渗透作用失水，植物细胞就发生质壁分离现象②将已发生质壁分离的植物细胞放入清水中，此时细胞液的浓度高于外界清水，植物细胞吸水，发生质壁分离复原现象3.只有活的，成熟的植物细胞才能发生质壁分离和复原，无液泡的细胞不发生质壁分离和复原，已发生质壁分离的细胞在死亡后无法复原4.被动运输：由高浓度至低浓度，包括自由扩散和协助扩散5.主动运输：由低浓度至高浓度，包括主动运输6.影响物质跨膜运输的因素（1）物质浓度（在一定浓度范围内）①图1表示的运输方式可以为自由扩散，该方式只收膜内外物质浓度差的影响，浓度差越大，自由扩散的速率越大②图2表示的运输方式是协助扩散或主动运输，这两种方式都受膜内外物质的浓度差和载体数量的影响。

图中P点之后，物质运输速率不再增加的限制因素是载体的数量（2）氧气浓度①图3表示的运输方式可以为自由扩散或协助扩散，这两种运输方式都不消耗能量，不受O2浓度的影响②图4表示的运输方式可以为主动运输。

图中O2浓度为0时，离子吸收速率不再为0，其原因是细胞通过无氧呼吸提供能量，P点之后运输速率不变的限制因素是载体的数量（3）温度温度主要通过影响酶的活性及膜的流动性进而影响物质的运输速率7.胞吞和胞吐不是跨膜运输跨膜运输包括主动运输和被动运输，是由物质直接穿过细胞膜完成的物质进出细胞的物质运输方式，其动力来自物质的浓度差或由ATP提供。