高一生物必修1《细胞的能量供应和利用》的教学设计.docx

1、高一生物必修1细胞的能量供应和利用的教学设计高一生物必修1第5章 细胞的能量供应和利用的教学设计本章分析：细胞作为一个生命活动的基本单位，在其中进行着复杂的各种生物化学反应，这些反应的进行需要什么样的条件呢？有什么特点？生命活动离不开能量，那么细胞是如何产生能量并利用能量的呢？通过本章的教学活动，带领学生进行探究活动、研讨分析教材内容，理解生命活动中物质的变化所伴随着的能量转换，领悟细胞的代谢活动是细胞进行其他生命活动的基础。本章教材内容与课标要求及教学安排的对应列表如下。课标要求教材内容教学安排说明酶在代谢中的作用要求层次“说明”理解水平（）酶的作用和本质、酶的特性通过一个实验和“探究影响酶

2、活性的因素”的活动来展开（2课时）解释ATP在能量代谢中的作用要求层次“解释”理解水平（）细胞的能量“通货”ATP讲解、研讨教材内容，做一份课堂练习并讲评（1课时）说明细胞呼吸，探讨其原理的利用要求层次“说明”理解水平（）ATP的主要来源细胞呼吸讲解、研讨教材内容（2课时），做一份课堂练习并讲评（1课时）（安排兴趣小组同学在课外到实验室进行“探究酵母菌细胞呼吸的方式”）说明光合作用以及对它的认识过程要求层次“说明”理解水平（）研究影响光合作用速率的环境因素要求层次“研究”应用水平（）能量之源光与光合作用（1）实验绿叶中色素的提取和分离（2）捕获光能的色素和结构、光合作用的探究历程（3）光合作用

3、的过程、化能合成作用实验1课时讲解、研讨教材内容1课时讲解、研讨教材内容1课时本章小测及讲评1课时（讲评时进行有关内容的复习）第5章 细胞的能量供应和利用第1节 降低化学反应活化能的酶一、教学目标1.知识目标：说出酶的化学本质()。说明酶的催化作用具有高效性的原因()。解释酶的作用条件较温和、催化作用具有专一性、高效性对于生命活动的意义()。设计“影响酶活性的条件”的实验方案和步骤，撰写实验探究性活动的实验报告，总结成功的经验、分析失败的原因。()2.技能目标：按所设计的实验方案和步骤，正确完成相关的实验操作。3.情感目标：评价自己的方案和别组同学的方案，参与交流，听取别人的正确意见，维护或修

4、改自己的方案和意见。二、教学重点、难点分析：1.设计“影响酶活性的条件”的实验方案和步骤，撰写实验探究性活动的实验报告，总结成功的经验、分析失败的原因。探究性活动有利于培养学生的创新精神和实践能力，有利于学生主动建构知识、发展能力、形成正确的情感态度与价值观。这一活动具有相当的难度，首先，需要学生自己决定和判断的因素很多，如：设计探究的方向，设计实验的步骤，选择实验的材料，如何控制变量，如何检验结果等等，无疑，这对于学生来说是非常具有挑战性的。同样，对授课的老师来讲，也是一种考验，怎样做必要的辅垫、怎样把学生的思维活动引向深入、如何组织学生交流设计的方案、评价别人的方案、维护或修改自己设计的方

5、案中的缺陷和错误，如何驾驭课堂、处理出现意外的事件，把握课堂讨论的方向，分配各环节的时间等等。因此，这应该成为本节教学活动的重点和难点，应有充分的准备。2.解释酶的特性对于生命活动的意义。学习酶的特性，不能只局限于了解的层次，应该通过分析和引导，将学生的知识上升到理解的层次，才能达到理解生命活动中物质的变化所伴随着的能量转换，领悟细胞的代谢活动是细胞进行其他生命活动的基础的水准，达到课标的要求。这需要从感性上升到理性，因此，这也是本节教材的一个重点和难点。三、课时安排：2课时(以下按一节课45分钟设计，若为40分钟，则在讨论部分缩短一些)四、教学设计：（第1课时）学习活动教学说明解读章引言：细

6、胞的主动运输需要能量。细胞内有机物的合成需要能量。肌细胞的收缩需要能量细胞作为一个基本的生命系统，只有不断输入能量，才能维持生命活动的有序性。引导学生阅读。注意把握对加点词的理解和解释。 “生命活动的有序性”是一个深奥的道理，在这里不必做详尽的解释，否则将限入泥潭。只学习活动教学说明(课堂时间安排)太阳能是几乎所有生命系统中能量的最终源头。外界能量输入细胞，并为细胞所利用，都要经过复杂的化学反应。“问题探讨”斯帕兰扎尼的实验一、酶的作用和本质1.细胞中进行着的许多化学反应，统称为细胞代谢。对细胞来说，能量的获得和利用都必须通过化学反应。在化学课上，我们知道，有些化学反应容易进行，有些化学反应需

7、要添加某种物质之后并且可能需要在特定的环境中才能进行。这种能够促进化学反应进行的物质，叫催化剂。细胞中的化学反应比起同学们在化学课上所学的反应要复杂得多，而且有些反应在细胞外，单纯用无机化学的手段是无法进行的，而在细胞内却可以快速地顺利地进行。这是为什么呢？（学生回答，学生评价，教师引导分析，答对的要肯定、鼓励、赞扬；答错的也要保护学生的积极性。）2.酶生物催化剂有的同学提到了酶，那么酶是什么呢？酶作为一种生物催化剂有哪些作用特点区别于无机催化剂呢？对于酶，你知道些什么？还想知道些什么？需简要说明即可。可以引导学生思考，尝试作出合理的解释。老师又该怎样总结陈词呢？说法当然可以有很多，例如，可以

8、这么讲：细胞是一个生命系统，内部有分工合作的各种结构，这些结构是有序的，而这些结构的成分需要不断地更新，这就需要不断地从外界输入能量，否则，细胞内部分工合作的有序结构将被破坏，最终导致细胞死亡。“几乎”一词留有余地，不绝对，应引起学生的注意。（2）思维热身。引导学生分析说明。(3)通过学生已有的经验（化学知识）引导学生构建新的知识。(3)学生参与思维活动，达到互动的目的。提出问题，引出学生的问题，激起学习的欲望。(2)学习活动教学说明(课堂时间安排)接下来，请同学们完成实验“比较过氧化氢在不同条件下的分解”设计一张表格，用于记录实验步骤和现象。注意你的实验操作步骤，仔细观察实验现象，及时记录你

9、的问题，捕抓你思维火花闪现的一刹那。以助后面环节的讨论。完成教材中的讨论和结论部分。学生通过实验，培养操作能力、观察能力、思考分析的能力。(10)老师巡视，参加某些组的讨论和实验。附（参考表格）：操作现象讨论结论1号试管常温2号试管90水浴3号试管滴加2滴FeCl34号试管滴加2滴肝脏研磨液学习活动教学说明(课堂时间安排)请两个同学代表小组发言，描述实验的过程和现象，回答“讨论”的问题并总结“结论”，提出发现的问题或疑问。请同学阅读教材中“控制变量”这一小节的内容。谈谈在上述实验中，你是如何控制变量的。如果没有过氧化氢这种实验材料，或没有提供肝脏，你准备如何设计实验达到与这个实验同样的目的？酶

10、的催化效率为什么比Fe3的催化效率更高呢？请同学阅读教材之后，说说对“活化能”的理解。教师不必急于解释，让其他的同学尝试着进行解释，引导学生注意进行倾听和分析。(5)教师不必做过多的解释。(2)思维火花的碰撞，可以对刚刚所学的知识加以应用。此时，教师要特别注意倾听和判别，给以适当的评价和指导。(8)至于酶为什么降低活化能的作用更显著，超出课标的要求，而且是一个非常深奥的问题，有些学者提出了一些假说。这可以学习活动教学说明(课堂时间安排)3.酶的本质阅读“资料分析关于酶本质的探索”，讨论材料之后的问题。作业：完成教材P82课后练习。作为一个兴趣的目标，留待有志于研究生物学的同学在未来的研究领域中

11、去探讨。(2)引导学生分析巴斯德、李比希、毕希纳的问题冲突，完成对“讨论”问题的分析。(8)（第2课时）学习活动教学说明(课堂时间安排)复习上一课时的内容。引入本节课题：酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，绝大多数的酶是蛋白质。二、酶的特性：我们来看一个数据比较：质量分数为20%的新鲜肝脏研磨液：1滴质量分数为3.5%的氯化铁溶液：1滴生物催化剂：过氧化氢酶所含酶的相对数量：1无机催化剂：Fe3+ Fe3+的相对数量：25万(一)酶具有高效性（催化反应的效率远高于无机催化剂的催化效率）细胞中进行的化学反应非常多，能否靠一种酶来催化所有的化学反应呢？答案是否定的。如果一种酶能够催化所有的化学反

12、应，细胞内的生命活动就不会呈现出有序性了。(二)酶具有专一性（一种酶只能催化一种或一类化学反应）由于酶的催化作用具有专一性，同学们可以推知：细胞具有多种多样的酶。请同学回答教材P82页的课后练习，并做一些简要的分析和讨论。(5)从表格中数据的对比中，同学们可以得出什么结论呢？(2)伸展思维的触角，达到理论能触及的空间。(2)学习活动教学说明(课堂时间安排)酶是活细胞产生的，它催化化学反应的效率受到哪些因素的影响呢？接下来，我们要通过一个探究活动来阐明这个问题。“探究活动影响酶活性的条件”实验桌上提供了许多的实验材料和器具，同学们可以根据自己设计的实验方案有选择地采用。但首先，我们必须来讨论一些

13、问题。1.你的选题是什么？2.你的假设是什么？3.围绕你的选题，你的实验方案和步骤如何设计？可用草图或简要的文字加以说明4.如何控制实验变量？5.怎样设置对照组？6.如何检验实验结果？学生根据设计的实验方案和步骤完成探究活动。小组汇报实验结果，分析成功的经验和失败的原因。由上述活动，引导学生总结出以下一些认识：1.酶是活细胞产生的，但不是只能在细胞内起作用，离开细胞后，在适宜的条件下，也能发挥催化作用。2.温度和酸碱度会影响酶的活性。3.高温（强酸、强碱）使酶的活性散失，不可恢复。低温下酶的活性弱，但保持活性，在适宜的温度时依然具有催化反应的能力。(三)酶的作用条件较温和。作业：完成教材P86

14、练习和P87的课外阅读引出探究活动的主题。2人一组进行探究活动，如果觉得人手不够，可以4人一组。各组先就列出的6个问题进行讨论和酝酿，然后请2个不同方案的小组作代表发言。教师组织其他同学倾听，讨论，修正，最终确定实验方案。(10)（具体过程无法预设，需要教师根据教学过程中的具体情况随机应变。）此过程大约需要12分钟。(为节省时间，需要加热的不宜用酒精灯，而应在课前准备好恒温水浴锅，预先加热达到设定的温度。)表达和交流，共同分享探究的成果。(8)学生的探究活动不一定都能完成对这些知识的认识，但是通过引导学生进行分析，应该形成这些方面的认识。(4)解释酶的这些特性对于生命活动的意义。(2)第五章

15、第2节 细胞的能量“通货”ATP一、教学目标1.知识目标：简述ATP的化学组成和特点。写出ATP的分子简式。解释ATP在能量代谢中的作用2.技能目标：运用知识迁移、结构与功能相适应的基本方法进行学习。3.情感目标：积极思考问题，体验用好的方法轻松认识新事物的愉悦。二、教学重点、难点分析：知识上：ATP化学组成的特点及其在能量代谢中的作用。ATP与ADP的相互转化。能力上：学生在进入课堂时对“ATP”的概念可能是一片空白，但本身头脑中并不是一片空白，他们对周围的世界有自己的看法，这些看法来源于日常生活中的感性认识，并且能够解释一些问题，因此为学生所接受。如果让全新的知识与原有的知识经验建立起联系

16、，消除对新概念的陌生感，那么学习难度就大大降低了。本节课的标题为“细胞的能量通货ATP”，就蕴涵了上述的学习方法，通过这堂课不光要学生用这种方法学习本节知识，更重要的是培养学生在今后的学习中主动用这种学习方法的习惯。三、课时安排：1课时四、教学设计：创设情境的纯思维探究学习活动教学说明(课堂时间安排)进入本节“问题探讨”创设的萤火虫发光的情景讨论:萤火虫发光的生物学意义？发光过程有能量的转换吗？学习新知识什么是ATP？为什么说ATP是细胞能量的通货100元大钞商品交换的通货商品交换是如何进行的？钞票在商品交换中起什么作用？能量交换和商品交换有相似之处吗？ATP在能量交换在相当于商品交换中的钞票

17、，而且是方便支出的“小票”。为什么这么说？ATP作为能量物质和我们之前学过的脂肪、蛋白质等大分子能量物质有什么不同？ATP与ADP的相互转化及这种转化在能量的储存、转移和利用中的作用小节补充练习“求偶行为，雌性萤火虫发出微弱的光蛰伏在草丛中，雄虫发现后会用一种兴奋的明亮的闪光来示好，等待着雌虫发光的变化以确定自己有多大成功的把握。”有。萤火虫腹部细胞内一些有机物中储存的化学能，只有在转变成光能时，萤火虫才能发光。（3）带着P88 “本节聚焦”P90 思考与讨论的问题阅读课本 (6)问题能否解决？如何解决的？有的学生就会说从书本上哪句话得出答案，有的学生就会说从以往学过的哪些知识得知老师对对的、

18、完整的答案给予充分的肯定，对于错误的答案指出来，但不马上说出正确的答案是什么。(8)指导学生运用知识迁移的方法学习新事物谈话法强调ATP是直接的能源物质(5)我们的日常生活每天都需要必要的开销，这些消费要通过我们手里的流通货币。但是如果我们总是拿出大额面值的钞票进行交易会很麻烦，比如我们不必要在买一根冰棒、一串糖葫芦或一管牙膏时拿出百元大钞，相反如果我们把百元大钞换成100张一元小票，在进行交易时就会很方便。细胞利用能量也是如此，在细胞中的“百元大钞”相当于储存能量的有机物大分子，ATP分子就是那个可以在细胞内流通的“小票”。结构与功能相适应，探究ATP的结构利用ATP与ADP的相互转化图或课

19、件，与化学上的可逆反应的比较分析 （10） 继续利用前面的比喻，将细胞中的能量通货比作我们日常生活中的零用钱，它会随着每天的花销而减少，因此要维持正常生活必须不断破开大面值的钞票给予补充，细胞中的大面值钞票主要是糖类等有机物。在有机物分解时释放出的能量能被用来合成ATP，这个过程通过ATP与ADP的相互转化来实现。请同学概括回答P88 “本节聚焦”P90 思考与讨论的问题(5)（10）附“本节随堂练习”选择题：1.公鸡体内的直接能源物质是（ C ）A.蛋白质 B.糖元 C.ATP D.脂肪2. ATP在细胞的含量及其生成速度分别是（ D ）A.很多，很慢 B.很少，很慢 C.很多，很慢 D.很

20、少，很快3. ATP能在细胞内释放能量，储存能量，从结构上看其原因是（ C ）腺苷很容易吸收和释放能量 第二个磷酸基团很容易从ATP上脱离和结合第三个磷酸基团很容易从ATP上脱离，使ATP转变成ADPADP可以迅速地与磷酸基团结合，吸收能量形成第二个高能磷酸键，使ADP转变成ATPA. B. C. D.4.下列关于 ATP ADP+Pi+能量 的反应式的叙述，正确的是（ A ）A.物质可逆，能量不可逆 B.能量可逆，物质不可逆C.两者均可逆 D.生物体内ADP转化成ATP的能量都来自呼吸作用5.下列叙述错误的是（ B ）A.在叶绿体、线粒体中都能合成ATPB.在光反应、暗反应中都能合成ATPC

21、.在有氧呼吸、无氧呼吸中都能合成ATPD.在动植物细胞中都能合成ATP简答题：试述ATP和蛋白质、脂肪、糖类的关系。选择题参考答案：CDCAB简答题：学生在作答时，只要有说到ATP是直接的能源物质，脂肪、蛋白质等是大分子能量物质即可。第五章 第3节 ATP的主要来源细胞呼吸一、教学目标1.知识目标：理解细胞呼吸的概念。通过对酵母菌细胞呼吸方式的探究，说明细胞呼吸的两种方式。说明线粒体的结构和功能。理解细胞呼吸两种方式的原理、本质及其异同。探讨细胞呼吸在生产生活中的应用。2.技能目标：设计“探究酵母菌细胞呼吸方式”的实验方案和步骤，撰写实验探究性活动的实验报告，总结成功的经验、分析失败的原因。按

22、所设计的实验方案和步骤，正确完成相关的实验操作。3.情感目标：评价自己的方案和别组同学的方案，参与交流，听取别人的正确意见，积极维护或修改自己的方案和意见。认识到细胞呼吸原理在实践中应用的广泛性。二、教学重点、难点分析：1.通过对酵母菌细胞呼吸方式的探究，说明细胞呼吸的两种方式。对酵母菌呼吸方式的研究，是能让学生通过亲身体验，直观的认识细胞呼吸存在有氧和无氧两种方式的一个定性实验。该实验是细胞呼吸理论知识学习的铺垫，因此实验的引入建立在学生的一些生活小常识上。实验的设计书本也只提供了一些参考资料，显得较为的无序性。因此如何引导学生综合利用资源合理建立实验装置；如何控制有氧和无氧两种条件；如何综

23、合分析实验现象，剥茧抽丝，推理出细胞呼吸的两种方式；以及如何让学生在推理、判断中培养良好的思维习惯和对知识的迁移总结的能力是本节的重点也是难点。该重难点的突破主要要采用通过教师设置一系列具有引导意义的问题与学生之间充分讨论相结合的方法。2.理解细胞呼吸两种方式的原理、本质及其异同。呼吸作用过程的知识，是学生理解其分解有机物，释放能量，产生ATP的本质的基础；是理解有氧呼吸和无氧呼吸区别和联系的基础；是理解生物呼吸作用与植物光合作用区别与联系的基础。同时，呼吸作用的过程复杂、抽象，物质的变化还伴随着能量的变化，尤其高一的学生有机化学知识不足，对其理解有一定的困难，因此作为本节的重点也是难点。该点

24、的突破可采用这样的方法：学生边自学边填图，在对有氧呼吸和无氧呼吸过程有基本认识的基础上，教师引导学生列表对比两者的异同，对知识进行提炼、总结和升华。三、课时安排：本节内容分3课时完成四、教学过程教学活动意图第1课时引入复习上一节有关ATP的知识，引发思考：对生物生命活动如此重要的ATP从何而来呢？让我们一起重走科学家们的探索历程吧：（书P91问题讨论）18世纪，化学家拉瓦锡发现物质燃烧需要氧气，并且把呼吸作用比作碳和氢的“缓慢燃烧过程”。后来人们发现，呼吸作用的实质是细胞内有机物的氧化分解，并且释放能量。讨论：1.回忆初中学过的呼吸作用对比物质的燃烧有什么共同点？2.呼吸作用能够像燃料在体外燃

25、烧那么剧烈吗？3.你能尝试在回答问题2的基础上用自己的语言表达什么叫细胞呼吸吗？4.在无氧的条件下，细胞还能进行呼吸作用吗？如果有，能释放能量吗？一、 细胞呼吸学习书P91细胞呼吸的概念二、呼吸的方式1.认识酵母菌：兼性厌氧，便于用来研究细胞呼吸的不同方式。2.主题：本探究活动中，你需要设计和进行对比实验，分析有氧和无氧条件下酵母菌细胞呼吸的情况。3.阅读书P92参考案例和参考资料，思考以下问题：酵母菌使葡萄糖发酵，可能会产生哪些产物？如何检测是否产生了这些产物？装置A和装置B有什么不同？为什么？（怎样控制有氧和无氧的条件？）如何比较CO2产生的多少？ 对实验你还有什么疑问或新的想法？通过问题

26、“对生物生命活动如此重要的ATP从何而来”引出全课的主题。问题层层深入。引导学生理解：1.呼吸作用与燃烧极其相似，需要氧的辅助，进行氧化分解，能释放出大量的能量。这个巨大的能量就是ATP的来源。2.呼吸作用不能象燃料一样剧烈燃烧，否则会摧毁细胞结构。它是由一系列相对温和，能量缓慢释放的氧化分解的化学反应所组成的。3.第四个问题不急于给学生明确的答复，但能给学生明显的提示，提供思考的空间，激发对“探究酵母菌细胞呼吸方式”的研究热情。对比学生用自己语言表达的概念与书本表述，重点在以下两方面给予强调：科学严谨性存在物质与能量两方面的变化。明确主题，达成共识通过一系列的问题引导学生的思考和讨论：通过问

27、题引导学生思考实验装置的连接；通过问题引导学生对实验现象的预测；通过问题给学生更多的发言空间。学习活动意图4.进行实验装置AB条件有无加氧产物CO2酒精结论5.结论、交流让2-3个实验小组汇报实验结果，并要求学生用简明而科学的语言，在班里说出酵母菌的细胞呼吸有几种方式，每种方式的条件和产物有什么？重洛酸钾可以检测有无酒精存在。想一想，这一原理在日常生活中可以有什么用处？6.小结及拓展科学家通过大量的实验证实，类似于酵母菌细胞这样的呼吸方式是普遍存在于生物界中的老师巡视，参加某些组的讨论和实验。通过左表既能让学生明确实验现象，方便总结出细胞呼吸的两种方式；又能一目了然地进行对比，为学习什么是对比

28、实验，提供了更形象具体的素材。若时间来得及，为了不致于由酵母菌的个性推广到生物界的普遍性过于生硬，可以举一两的生活中的例子。如果时间不允许可留到第二节课通过“细胞呼吸原理的应用”来印证其普遍性。学习活动意图第2课时一、 复习复习细胞呼吸的概念、类型、条件与产物二、引入通过上节课的学习，同学们对细胞呼吸有了初步的了解，那么，大家说说“细胞呼吸”与我们通常所说的“呼吸”是一回事吗？对于绝大多数生物来说，有氧呼吸是细胞呼吸的主要形式，我们首先对有氧呼吸这一重要的生化反应进行“慢动作分解”，看看它是如何一步步进行的。三、线粒体的结构要了解细胞呼吸，我们必须得先了解一个与之密不可分的细胞器线粒体1.通过

29、动画展示线粒体在细胞中的分布2.通过图片展示线粒体的结构四、有氧呼吸1.自学书P93-P94有氧呼吸，边看书边完成下列反应式：第一阶段： + +少量ATP第二阶段： + +少量ATP第三阶段：所有 + + 2.将三个反应式的左边加左边，右边加右边，消去左右相同的内容，并配平方程式，你看到了什么？（可得总反应式）3.小结：区别三个阶段的不同反应场所区别三个阶段产生ATP的量的不同点出这三个阶段的进行需要不同的酶和温和的条件方能顺利进行让学生明白：如果说呼吸是一个物理过程，那么细胞呼吸则是由多种酶参与的多步骤的化学反应过程更形象具体的了解呼吸作用的“场所”、“工厂”通过三道填空题让学生的自学有地放矢，同时让学生明白化学变化的关键所在。让学生了解总反应式的由来。并根据总反应式指导学生理解有氧呼吸的概念。同时也能为接下来学生自己总结无氧呼吸的概念指引一个思考的方向。我认为，与其将这三个过程再照本宣科一次，不如给学生更多动脑动手的机会。对学生来说更具有挑战性和趣味性。作为教师所要做的是站在比学生略高的高度，帮助他们提纲挈领。学习活动意图4.练习：在细胞内，1MOL葡萄糖彻底氧化分解以后，可使1161KJ左右的能量储存在ATP中，其余的能量则以热能的形式散失掉了，这些能量大约能使多少个ADP转化为ATP？五、无氧呼吸1.有氧呼吸普遍存在生物界中的，但无氧呼吸不是所