3.1被动运输+教学设计-2024-2025学年高一上学期生物人教版（2019）必修1_1.docx

被动运输教学设计

一、教材分析

本节课是高中生物必修一第四章《细胞的物质输入和输出》的第一节，是继细胞膜结构学习后的重要内容，为后续主动运输、胞吞和胞吐等内容奠定基础。本节主要讲解被动运输的三种方式：渗透作用、自由扩散和协助扩散，涉及细胞膜的选择透过性、半透膜概念、水分子进出细胞的原理以及动植物细胞的差异等内容。该部分既具有一定的抽象性，又与细胞生命活动密切相关，在生物教学中具有重要地位。通过本节学习，学生能够理解细胞与环境之间物质交换的基本方式，为理解生命活动的基本特征打下基础，同时培养学生的科学思维和探究能力。

二、学情分析

高一学生已学习了细胞的基本结构，特别是细胞膜的流动镶嵌模型，对细胞膜的基本组成和结构有初步认识，但对物质跨膜运输的具体方式理解较浅。学生在初中阶段接触过扩散、渗透等概念，但理解不够深入，尤其是对渗透作用与细胞生命活动关系的理解存在一定困难。学生对植物细胞的质壁分离与复原现象相对陌生，容易混淆质壁分离的原因与过程。在理解自由扩散和协助扩散时，学生往往难以准确区分两者的异同点，尤其是对于转运蛋白的作用机制理解有困难。此外，学生对分子层面的物质运动缺乏直观感受，在理解膜转运相关概念时存在抽象思维障碍。针对这些情况，教学设计中应注重概念的层层递进，通过多种直观演示和类比帮助学生构建清晰的认知框架，并设计适当的思维活动促进学生主动建构知识。

三、核心素养目标

1.生命观念

通过学习被动运输的原理，理解细胞与环境物质交换的基本特点，形成结构与功能观，认识到细胞膜结构决定其物质转运功能。

建立物质与能量观，理解被动运输过程中物质流动的原理，以及细胞如何通过不消耗能量的方式实现与环境的物质交换。

2.科学思维

培养学生运用比较思维，分析自由扩散与协助扩散、动物细胞与植物细胞水分进出方式的异同。

发展模型思维，通过半透膜模型理解细胞膜的选择透过性和物质运输原理。

加强逻辑推理能力，根据渗透作用原理推断不同溶液环境下细胞状态的变化。

3.科学探究

提高学生观察实验现象、分析实验结果的能力，特别是通过质壁分离实验理解植物细胞渗透作用的原理。

培养学生设计和改进简单实验的能力，如能根据实验目的设计验证渗透作用的实验装置。

4.社会责任

通过学习细胞与环境的关系，培养学生生态意识，理解生物体内环境稳态的重要性。

引导学生认识到生物学原理在农业、医疗等领域的应用价值，激发服务社会的责任感。

四、教学重点难点

教学重点

渗透作用的概念及其发生条件

自由扩散和协助扩散的特点及其实例

植物细胞质壁分离与复原现象的原理

教学难点

渗透作用中水分子扩散方向的判断

自由扩散和协助扩散的区别与联系

植物细胞质壁分离与复原过程的理解与判断

五、教学过程

(一)情境导入：细胞与环境的物质交换

师：（展示图片：细胞在染液中的照片）请同学们仔细观察图片，为什么有的细胞被染上了颜色，有的没有？

学生：活细胞没有被染色，而死细胞被染色了。

师：非常好的观察！为什么会出现这种现象呢？这与细胞的什么结构有关？

学生：可能与细胞膜有关，活细胞的细胞膜可以阻止染料进入。

师：是的，这正是由于细胞膜的选择透过性。今天我们就来探究细胞是如何控制物质进出的，特别是被动运输的三种方式：自由扩散、协助扩散和渗透作用。（板书课题：4.1被动运输）

(二)探究一：渗透作用的原理

师：生活中我们都有过这样的体验：香水的芳香分子在空气中扩散，我们能闻到香味。请思考：什么是扩散？扩散的方向是怎样的？

学生：扩散是分子从高浓度区域向低浓度区域自发运动的现象。扩散的方向是从高浓度到低浓度。

师：很好！现在让我们通过一个简单的实验模型来理解渗透作用。（演示渗透装置：装有蔗糖溶液的漏斗，漏斗口覆盖半透膜，浸入清水的烧杯中）

师：观察一段时间后，大家发现漏斗管中的液面有什么变化？为什么会这样？

学生：液面上升了。可能是水分子从烧杯中穿过半透膜进入了漏斗中。

师：没错！这就是渗透作用。请同学们思考：渗透作用与一般扩散有什么区别？

学生：渗透作用是水分子通过半透膜的扩散，而一般扩散不一定需要半透膜。

师：非常准确！（板书：1.渗透作用：水分子或其他溶剂分子通过半透膜的扩散，称为渗透作用。）

师：请大家思考：如果漏斗管足够长，管内的液面会无限升高吗？为什么？

学生：（小组讨论后）不会。因为随着液面升高，水柱产生的压力会加快漏斗中的水分向外扩散，最终两侧水分扩散速度达到平衡，液面不再上升。

师：很好的分析！这种平衡状态下，液柱施加的压力就是我们所说的渗透压。现在请思考：如果用纱布或不透水的塑料布代替玻璃纸，结果会怎样？

学生：纱布不是半透膜，溶质和溶剂都能通过，不会形成浓度差；塑料布完全不透水，水分子无法通过，也不会发生渗透作用。

师：如果将