生物案例设计.docx

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生物案例设计

生物案例设计

细胞呼吸和光合作用

单元概述 （简述单元在课程中的地位和作用、单元的组成情况，解释专题的划分和专题之间的关系，主要的学习方式和预期的学习成果）

本单元是必修1的重要的、难度系数较大的细胞代谢的过程，是生物学的主干知识。

内容包括细胞呼吸和光合作用两大方面的知识。

前面第三章细胞结构中学的线粒体和叶绿体是本单元的结构基础，在本单元学习中，让学生明白这两种细胞器与能量转换的关系，从而体现了结构与功能相适应的生物学观点。

细胞呼吸是分解有机物释放能量的过程，光合作用是合成有机物储存能量的过程，它们是相互依存，在必修3生态系统的物质循环和能量流动中将涉及此内容。

所以它们在高中学习中起到重要作用。

专题一：

你完成各项生命活动、维持体温所需的能量从哪里来？

通过实验、多媒体展示及画概念图等活动，掌握酵母菌的呼吸方式、有氧呼吸及无氧呼吸过程中物质和能量的转变过程，及在生活中的应用；专题二：

太阳能是怎样进入植物体转化成生物可利用的能量？

通过实验、多媒体展示及画概念图等活动，掌握光合作用过程中物质和能量的转变过程，及在生产实际中的应用；这两个专题适当地进行了拓展，使学生达到学以致用的目的。

学习目标 （描述该主题学习所要达到的主要目标）

知识与技能：

1、简述线粒体的结构和功能，说明细胞呼吸的方式、实质，阅读课文理解有氧呼吸的全过程，查找有氧呼吸的过程及各阶段发生场所、原料、产物

2、收集资料，进行分析，探讨细胞呼吸原理的具体应用，能运用细胞呼吸的原理解释一些有关的生活现象

3、简述叶绿体的结构和功能，说明光合作用的原理和应用及科学家对光合作用原理的认识过程，阅读课文理解光合作用的全过程，熟记光合作用条件、场所、原料、产物，及各阶段的物质变化和能量变化

4、收集资料和实验操作，进行分析，探究影响光合作用强度的环境因素，并能解释生产实际中的相关问题

过程与方法：

1、完成有关的探究实验，学会提取、分离绿叶中的色素及检测酒精、二氧化碳等细胞呼吸产物的方法，培养学生规范的实验操作能力

2、在有关实验、资料分析、思考与讨论、探究等的问题讨论中，运用语言表达的能力及分享信息的能力。

情感态度与价值观：

1、通过研究科学家对光合作用原理的探究历程，认同科学是在不断的观察、实验、探索和争论中前进的。

2、认同科学家不仅要继承前人的研究成果，而且要善于吸收不同意见中的合理成分，还要具有质疑、创新和勇于实践的科学精神与态度。

专题一细胞呼吸

——你完成各项生命活动、维持正常体温所需的能量从哪里来？

专题一概述（介绍本专题在整个单元中的作用，以及本专题的主要学习内容、学习活动和学习成果）

“细胞呼吸”是人教版高中课程标准实验教科书《生物1·分子与细胞》第五章第三节的内容。

本节介绍了生物异化作用的一个重要过程，细胞呼吸是生物界中所有生物每时每刻都在进行的生命活动。

教材首先简要概括地介绍了细胞呼吸的概念，然后重点讲述了细胞呼吸的方式、有氧呼吸、无氧呼吸和细胞呼吸原理的应用四大部分内容，为学生了解不同生物生命活动的过程奠定了基础。

它与前面所学的线粒体的结构和功能、主动运输、酶、ATP、光合作用等内容有密切的联系，也为今后学习其他生命活动及规律奠定基础。

本节课的重点有4个：

1、关于酵母菌细胞呼吸方式的探究实验。

2、细胞有氧呼吸和无氧呼吸的过程。

3、细胞有氧呼吸和无氧呼吸的联系和区别。

4、细胞呼吸原理的应用。

其中对酵母菌细胞呼吸方式的探究，要学生感性了解不同呼吸类型的条件和产物，并熟知对比实验在科学探究中的作用和设置条件。

通过实验、多媒体展示及画概念图等活动，掌握酵母菌的呼吸方式、有氧呼吸及无氧呼吸过程中物质和能量的转变过程，及在生活中的应用。

学习目标（描述本专题学习所要达到的主要目标）

1.、学生通过对酵母菌细胞呼吸方式的探究，感性了解不同呼吸类型的条件和产物，并熟知对比实验在科学探究中的作用和设置条件。

2、理解有氧呼吸的全过程，掌握有氧呼吸的过程及各阶段发生场所、原料、产物。

3、构建有氧呼吸图解，记忆反应式，熟知产物中氧元素的来源

4、理解并记忆无氧呼吸过程各阶段场所、原料、产物，并能总结无氧呼吸的反应式。

5、能准确比较有氧呼吸与无氧呼吸的异同点。

6、收集资料，进行分析，探讨细胞呼吸原理的具体应用，能运用细胞呼吸的原理解释一些有关的生活现象。

教学材料和资源准备

电脑、实物投影及原件；实验材料：

20g新鲜的食用酵母粉，500mL锥形瓶2个，5%的葡萄糖液，石灰水、溴麝香草酚蓝水溶液、重铬酸钾溶液。

学习活动设计（描述本专题的学习过程和学习活动）

第一课时：

探究酵母菌细胞呼吸的方式（实验）

第一步：

明确目标，创设问题情境

有关酵母菌应用的知识，酿葡萄酒等；提出问题酵母菌为什么有时能酿酒，有时却不能？

学生活动一：

复习酵母菌的相关知识。

1、分小组说一说你了解哪些有关酵母菌的知识（家酿葡萄酒、发面等），记录下来，小组代表在班级上交流。

2、提出要探究的问题——“酵母菌为什么有时能酿酒，有时却不能？

”，在小组讨论、交流，有位同学说他知道酵母菌能使葡萄糖发酵产生酒精，但不清楚这一过程是在有氧条件下还是在无氧条件下进行的；另一位同学说他知道酵母菌的细胞会产生CO2，但不知道不同条件下产生的CO2是否一样多。

根据经验，针对提出的问题作出假设。

各组最终确定出本组要探究的问题

第二步：

合作探究，分组实验

学生活动二：

学生分组实验，连接实验装置。

1、交流后，请师生提出问题，待师生都认可后，分组实验。

请特别关注：

A、怎样控制有氧和无氧的条件？

B、怎样保证酵母菌在整个实验过程中能正常生活？

2、由于实验需时间较长，观察的项目和次数要事先计划好，并做好记录。

第三步：

成果展示，思考讨论

学生活动三：

展示交流、应用。

请特别关注：

怎样鉴定有无酒精产生？

怎样鉴定有无CO2产生？

如何比较CO2产生的多少？

1、学生分组展示实验装置根据实验结果得出本小组的结论

2、用简明而科学的语言在班级里交流，用表格的方式比较细胞呼吸的方式，每种方式的条件和产物有什么异同

3、重铬酸钾溶液可以检测有无酒精存在。

想一想，这一原理在日常生活中有何应用？

第四步：

评价反馈。

A、根据本小组要探究的问题，装置连接是否科学？

实验操作是否规范有序？

B、在实验探究中，是否得出预测的结论？

C、用简明而科学的语言在班级里交流，用表格的方式比较细胞呼吸的方式，每种方式的条件和产物有什么异同。

比较表格的制作是否规范全面，数据是否合理。

D、实验的秩序、配合的默契程度等。

E、在本实验中，对自己有何处不足，须待改进的地方等。

第五步：

总结归纳

第二课时：

ATP的主要来源——细胞呼吸

质疑讨论，提出问题

1、人体有机物中的能量是怎么释放出来的？

2、在反应过程中物质和能量是怎样转变的？

3、我们已经知道葡萄糖是细胞中的主要能源物质，细胞的生命活动离不开能量，绝大多数生化反应都需要耗能。

细胞在常温、常压下，不可能通过燃烧释放能量，然而在细胞内应该有一个类似葡萄糖燃烧的过程，可以将葡萄糖分子中的能量释放出来，但又不伤及细胞。

在不断持续的生命过程中，怎样才能将储存在葡萄糖中的能量逐步地、缓慢地释放并随时地被细胞利用呢？

合作探究，讨论分析

学生活动一：

复习线粒体的相关知识——细胞的“动力车间”是什么？

它的结构具有什么特点？

1、动物细胞中产生ATP的途径      ；植物细胞产生ATP的途径         

2、线粒体的结构和功能

1）写出下列名称

①         ②      

③      ，它存在的意义是   

④      

2）线粒体的功能是进行       的主要场所。

学生活动二：

绝大多数生物的主要呼吸方式是什么？

为什么说线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所？

1、阅读课本93——94页，并参考P93图5--9，记忆有氧呼吸的过程及各阶段的发生场所、原料、产物。

目标检测2：

1）填写下面的表格

阶段

项目

第一阶段

第二阶段

第三阶段

场所

反应物

生成物

释放能量kJ/mol，转移到ATP中kJ/mol

大量/少量

（以下同）

是否需要氧参与

2）葡萄糖分解场所是？

线粒体分解的有机物是？

3）水、【H】、O2分别在第几阶段被消耗？

在第几阶段产生？

4）能量在哪个阶段生成？

在哪个阶段产生最多？

目标检测3：

5）总结有氧呼吸反应式

6）产物CO2中的O、H2O中的O分别来源？

用18O标记葡萄糖，则18O的转移途径是？

2、看课本P94记忆有氧呼吸与体外燃烧相比，具有的特点是？

学生活动三：

牛奶在什么条件下能变成酸奶？

葡萄糖酒酿制的机理、条件怎样？

你参加马拉松赛跑后肌肉为什么会酸痛？

阅读课本94—95页，记忆无氧呼吸的过程及各阶段的发生场所、原料、产物；区别有氧呼吸与无氧呼吸的概念。

目标检测4：

7）第一阶段：

与有氧呼吸的有氧呼吸完全相同

第二阶段：

丙酮酸在不同酶的催化作用下，产物是？

能量产生于哪个阶段？

8）无氧呼吸的场所是？

9）写出反应式并举出相关的例子 

探究讨论：

1）为什么不同的器官和组织无氧呼吸的产物不同？

2）为什么无氧呼吸比有氧呼吸释放的能量少？

其余的能量储存在哪里？

目标检测5：

10）有氧呼吸和无氧呼吸的异同点：

项目方式

有氧呼吸

无氧呼吸

不

同

场所

条件

多种呼吸酶，需要

多种呼吸酶，不需要

产物

能量多少

相

同

联系

从葡萄糖分解为丙酮酸（第一阶段）完全相同，以后阶段不同

实质

11）细胞呼吸过程中能量转化：

活动四：

皮肤被锈钉扎伤后处理不当为什么易患破伤风？

植物根长期生活在水中为什么易烂根？

参考P95——96资料分析，探讨细胞呼吸原理的具体应用，能运用细胞呼吸的原理解释一些有关的生活现象（学习小组课后收集更多细胞呼吸原理具体应用的有关实例）