第四章 细胞的物质输入和输出教学设计

《细胞的物质输入和输出》的单元教学设计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。

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。

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。

第4章细胞的物质输入和输出第1节物质跨膜运输的实例一、教学目标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.进行关于植物细胞吸水和失水的实验设计和操作。

二、教学重点和难点1.教学重点举例说出细胞膜是选择透过性膜。

2.教学难点尝试提出问题，作出假设。

三、教学方法探究法、讲述法四、课时安排2五、教学过程学生阅读P58。

以“问题探讨”引入，学生思考回答，教师提示。

1.由于单位时间内透过玻璃纸进入长颈漏斗的水分子数量多于从长颈漏斗渗出的水分子数量，使得管内液面升高。

2.用纱布替代玻璃纸时，因纱布的孔隙很大，蔗糖分子也可以自由通透，因而液面不会升高。

3.半透膜两侧溶液的浓度相等时，单位时间内透过玻璃纸进入长颈漏斗的水分子数量等于渗出的水分子数量，液面也不会升高。

以“本节聚焦”再次引起学生的思考与注意。

一、细胞的吸水和失水学生观察P60图4-1。

思考讨论回答：1.红细胞内的血红蛋白等有机物能够透过细胞膜吗？2.红细胞的细胞膜是不是相当于“问题探讨”中所说的半透膜？3.当外界溶液的浓度低时，红细胞一定会由于吸水而涨破吗？4.红细胞吸水或失水约多少取决于什么条件？教师提示。

1.红细胞内的血红蛋白等有机物一般不能透过细胞膜。

2.红细胞的细胞膜相当于“问题探讨”中的半透膜。

3.当外界溶液的浓度低于红细胞内部的浓度时，红细胞一般会因持续吸水而涨破。

4.红细胞吸水或失水的多少主要取决于红细胞内外浓度的差值。

一般情况下，差值较大时吸水或失水较多。

学生回答P61“与生活的联系”中的问题。

㈠动物细胞的吸水和失水吸水：细胞外液的浓度＞细胞内液的浓度（膨胀甚至涨破）失水：细胞外液的浓度＜细胞内液的浓度（皱缩）㈡成熟植物细胞（有大液泡）的吸水和失水原生质层：细胞膜＋液泡膜＋两层膜之间的细胞质。

〖探究〗植物细胞的吸水和失水。

学生阅读思考交流回答，教师提示。

探究活动的过程：①提出问题（价值高的）；②作出假设；③设计实验；④进行实验；⑤分析结果；⑥得出结论。

被动运输一、教学目标：学习目标：1.阐述渗透现象的原理及条件。

2.探究植物细胞吸水和失水的条件。

3.举例说明有些物质顺浓度梯度进出细胞。

核心素养：科学思维：分析与综合：对渗透作用现象进行分析，理解渗透作用的原理。

科学探究：根据实验目的，设计细胞吸水与失水的实验，实施方案，观察实验结果，得出正确结论。

社会责任：依据渗透作用原理，指导农业生产和选择低盐饮食的健康生活方式。

二、教学过程：教的活动1【温故知新】1.质膜的功能2.质膜的结构与特点3.提问：大胆猜测物质分子如何通过质膜？学的活动1回顾知识，回答问题教的活动2 渗透作用1.导入：人体消化道将食物消化成小分子物质被小肠上皮细胞吸收，消化后剩余的食物残渣则无法进入，可见人体消化系统的细胞能够控制物质进出，质膜是如何实现这一功能的？2.渗透作用装置展示3.问题串解决关于渗透作用现象的理解4.小结：渗透作用概念、条件、方向学的活动2学生思考回答问题那么，这种物质运动的方式会不会出现在细胞的跨膜运输上呢？答案是肯定的！上节课我们了解到像水、氧气、二氧化碳、甘油等小分子物质可以不需要外界力量的帮助就能直接跨越细胞膜，进入细胞。

这种跨膜运输方式这就是我们今天讲的第一个跨膜运学生进行思维迁移由物理扩散联想到物质跨膜运输。

引发思考：激起学生疑问，提高学生教的活动3 水进出动物细胞类比推理探究动物细胞的吸水和失水1、与渗透装置对照，进行类比推理2、设计实验，进行探究3、观察实验结果图示结论：水分子透过质膜从低渗溶液（多）到高渗溶液（少）进出动物细胞学的活动31、学生类比推理相应对应的结构2、熟悉探究实验流程，对水进出动物细胞进行探究3、分析实验结果教的活动4 水进出植物细胞过渡：植物细胞与动物细胞具有不完全相同的结构，那么，植物细胞的吸水或失水条件与动物细胞的是否一致呢？1.与生活联系洒水使蔬菜坚挺凉拌黄瓜提问：水如何进出植物细胞2.实验探究新生名词：原生质层实验设计3.分析实验结果，学生尝试得出结论4.植物质壁分离及复原条件、应用5、植物质壁分离实验的拓展应用学的活动4通过渗透作用进出植物细胞，猜测有类似半透膜的结构存在——原生质层概念尝试设计探究实验原生质层相当于半透膜学情分析（1）学生已有知识分析：学生已经熟悉了细泡膜及各种细胞器的结构及功能、细胞膜的制备实验，并基本掌握临时装片的制作和显微镜的使用等技能，这些都为本节课的学习打下了坚实的基础。

第4章细胞的物质输入和输出●章节规划本章和第5章的内容都属于细胞的功能。

任何一个生命系统都是开放的系统，都与外界有物质的交换，即物质的输入和输出。

而物质进出的大门是细胞膜，所以本章与细胞膜有重要关系。

前面第2章已经介绍了细胞膜的化学组成和细胞膜在细胞识别和信息传递上的功能。

本章着重介绍细胞膜作为细胞大门在控制物质进出中发挥的作用。

第1节主要通过以水和无机盐的跨膜运输为实例，说明细胞膜是选择透过性膜。

为什么能实现选择透过性？功能与结构有关，于是第2节内容着重介绍细胞膜的结构。

那不同的物质是如何进出细胞膜的呢？在第3节则主要探讨了物质进出细胞的不同方式。

三节内容之间存在内在的联系。

本章的知识结构体系：1.物质的跨膜运输实例（1）水分的输入和输出：质壁分离与复原的条件、现象、原理、结论（2）无机盐等其他物质跨膜运输的特点（3）选择透过性膜的概念2.生物膜的流动镶嵌模型（1）对生物膜结构的探索历程（2）流动镶嵌模型的基本内容3.物质跨膜运输的方式（1）离子和小分子的跨膜运输方式：被动运输（自由扩散、协助扩散）和主动运输（2）大分子的跨膜运输方式：胞吞和胞吐本章中所含的重要的教学价值：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；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来修正假说，其中方法和技术的进步起关键的作用；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。

本章中《物质跨膜运输的实例》可用2课时教学，1个课时结合对植物细胞失水和吸水的实验的设计分析，突出教会学生探究问题的一般方法，1个课时用来完成实验并分析结论，突出实验操作的教学。

《生物膜的流动镶嵌模型》可用1课时，突出生物学史的教学。

《物质跨膜运输的方式》可用1课时，突出比较的方法和对坐标图表的分析。

分离开来的原生质层最外面的是细胞膜。

【课堂新坐标】（教师用书）2013-2014学年高中生物第4章细胞的物质输入和输出教案新人教版必修1第1节物质跨膜运输的实例(教师用书独具)●课标要求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．进行关于植物细胞吸水和失水的实验设计和操作。

●课标解读1．渗透作用的条件及原理简单了解即可。

2．细胞吸水和失水的过程和应用是本节的重点和难点。

可结合“探究植物细胞的吸水和失水”实验分析理解。

3．通过对实验数据的分析，知道细胞膜具有选择透过性的原因和含义。

●教学地位本节课是在第三章《细胞的基本结构》基础上对细胞功能的认识；同时也为进一步学习细胞膜的结构和物质跨膜运输方式奠定了基础。

“植物细胞的吸水和失水的探究”是学生在高中阶段第一次接触的探究实验，学好本节知识能为学生的探究性学习开拓思路，激发学生的学习兴趣，具有重要的教学价值。

质壁分离及复原实验常以非选择题的形式出现在高考题中，重在考查实验材料的选取及结果分析等。

●教法指导1．教材P60“通过模拟实验探究膜的透性”的实验现象难以解释，进行演示实验时可强调漏斗内为蔗糖溶液，烧杯内为清水，引导学生思考单位体积内清水中的水分子与单位体积蔗糖溶液中的水分子的数量比，较继而展示动画课件中直观显示的量的变化，由学生归纳造成这种现象的原因。

结合图4－1的生活实例，总结发生渗透作用(或扩散)满足的条件。

完成【课前自主导学】知识1的4T(1)的表格填充。

2．教材P61～63探究实验可分组于实验室完成。

特别是对于洋葱的选择即紫色的或无色的；选其根尖分生区细胞还是成熟区细胞等应给与点拨。

教材P62的表格及下面的4个小问题由学生思考解决。

指导学生对【课堂互动探究】“植物细胞吸水和失水”部分的例2进行分析并完成【课后知能检测】1、6、7小题。

(教师用书独具)●新课导入建议1．凉拌西红柿时，常常要放一些糖，过一段时间后就可见有水分渗出，(或当你把白菜剁碎准备做馅时，常常要放一些盐，过一段时间后也可见有水分渗出，)这些水分是从哪里来的？蔫了的青菜叶放入清水中浸泡一段时间后，会有什么变化？为什么？2．动画展示渗透作用装置及实验动态过程，同时设问：“装置中漏斗液面何为升高？把纱布代替玻璃纸还会出现如此现象吗？为什么？”●教学流程设计课前自主导学：①阅读教材P60～63有关知识，勾画概念“原生质层”，填充“【课前自主导学】知识1及思考交流1”；②阅读教材P63～64完成“【课前自主导学】知识2及思考交流2”。