浙科版(2019)生物必修1全套教案

文档属性

名称 浙科版(2019)生物必修1全套教案
格式 zip
文件大小 4.5MB
资源类型 教案
版本资源 浙科版(2019)
科目 生物学
更新时间 2020-02-07 20:33:14

文档简介

水和无机盐是构成细胞的重要无机物
【教材分析】
本节课是进入主题的第一节教学内容。本节课包括元素、氢键、化合物的形成,要求学生能说出组成细胞的主要元素、离子键和共价键的形成、水分子具有极性的原因及水和无机盐的作用。本节课教材中所涉及的化学键相关知识又是学生以前所未接触到的,给教学带来了一定的难度。应时刻关注学生的理解情况。
【教学目标与核心素养】
1.知识目标
说出组成细胞的主要元素;认同生命的物质性,说明生物界与非生物界的统一性与差异性;
说出水在细胞中的作用;概述细胞内无机盐的存在形式与生理作用。
2.核心素养
生命观念:通过水在细胞中的作用的学习,认同生物体结构决定功能的观点;认同生命是由物质组成的;树立生物界与非生物界统一性与差异性的生物学观点。
科学思维:通过无机盐的存在形式和生理作用,能根据实例学会推理分析无机盐的作用类型。
社会责任:通过水的重要性的学习,我们应该保护水源,节约用水,关注环境保护。
【教学重难点】
1.教学重点:组成细胞的主要元素,水中氢键的形成,水和无机盐的生理作用
2.教学难点:水中氢键。水和无机盐的生理作用
【课前准备】
多媒体课件、分子结构模型
【教学过程】
1.导入:
PPT展示组成地壳和组成细胞的部分元素的含量(%)表。
提问学生:比较组成地壳和组成细胞的部分元素的含量,通过比较,你能发现什么问题?
引导回答:组成生物体的各种元素在自然界中都可以找到,没有一种是生物体所特有的,不同生物的主要元素组成大体上是相同的。
归纳结论:1.生物与非生物在元素组成上的统一性;2.生物与非生物在元素含量上的差异性。
2.组成细胞的化学元素:
PPT展示:组成人体细胞的主要元素占细胞鲜重或干重的百分比
提问学生:细胞在鲜重和干重时含量最高的元素分别时什么?
总结说明:C是构成细胞的最基本元素(核心元素),是干重时含量最高的元素;O是鲜重时含量最高的元素。
归纳:组成生物体的主要元素有:C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等。
拓展讲解:大量元素和微量元素(根据元素的含量划分)
PPT展示:元素含量的划分图标
引导思考:微量元素含量很低是否就不重要?为什么?举例说明,引导学生讨论
总结归纳:微量元素在生物体中虽然含量很少,但是不可缺少。
例如:Zn能促进淋巴细胞的增殖和活动能力。缺锌:免疫能力下降
PPT展示:元素构成化合物,以及化合物分类的示意图
过渡讨论:C、H、O、N等是构成细胞的主要元素,那么这些元素又是怎样形成细胞的呢?
得出结论:由元素构成分子和离子,在由这两者构成化合物,化合物再构成有机整体。
教师讲述:一种元素可能由一种原子组成,也可能由一种以上的原子组成,如碳元素可以有12C、13C和14C等原子组成。这些质量不同而化学性质相同的原子称为同位素,实验中常利用同位素追踪一种物质的转移途径,称为同位素示踪法。提问:元素形成的化合物的分类?
学生总结:
(1)无机物:水和无机盐
(2)有机物:蛋白质、糖类、脂质、核酸
3.水为生命活动提供了条件
什么是氢键
教师向学生展示水分子的结构模型,引导学生回顾化学中H和O的电子分布
PPT展示:水分子的结构示意图,讲解氢键的形成
教师讲述:水是由氢原子和氧原子通过共用它们的最外层电子而形成的分子,共用的一对电子就形成了一个共价键。水分子之间由于氧略带负电氢略带正电,正负电荷的吸引形成氢键,并通过多媒体向学生展示氢键的形成
总结归纳:
氢键:带有部分正电性的氢原子与带有部分负电性的氧原子或氮原子通过彼此间的相互吸引而形成的一种特殊的分子间作用力
水的重要性:
内容过渡:PPT展示水对于生物体的重要性及其含量
教师讲述:水在生物体中的含量一般为60%—90%,水母可高达97%,是生物体内含量最多的物质,生命活动离不开水。
水的存在形式:
教师提问:心脏和血液的含水量很接近为何心脏呈坚韧的形态而血液却呈流动的液态?
引导学生:联想自然界中水的存在形式得出结论:自由水和结合水,并且指出两者可以相互转化
总结归纳:
自由水:可以自由流动,以游离形式存在,占细胞内全部水的95%以上。
结合水:与细胞内其它物质相结合,约占细胞内全部水的4.5%。
水的生理功能:
引导学生通过阅读课本相关内容并总结水的生理功能
归纳总结,教师补充,得出结论,水的生理功能如下:
(1)良好的溶剂
(2)运输各种物质
(3)参与生物体内多种化学反应
(4)缓和细胞内温度变化
(5)细胞的组成成分
4.细胞中的无机盐:
内容过渡:由于水具有上述一些特性,所以水被认为是生命的摇篮,生命活动离不开水。但水并不是生物体内唯一的无机物,除了水以外,生物体内还有为数不多但作用很大的无机盐存在。
指导学生阅读课本中的无机盐相关知识,并对课本知识进行归纳。
学生总结无机盐的存在形式和含量:
(1)无机盐在细胞的存在形式:绝大多数以离子的形式,并举例说明阳离子和阴离子
(2)水在细胞中的含量很少,仅占1%-1.5%
教师讲述:无机盐在生物体内含量不高,约占1%—1.5%,大多数以离子的形式存在,但它们对于维持生物体的生命活动有着重要的作用。如哺乳动物血液中的Ca2+含量过低,会发生抽搐;Mg2+是叶绿素的必需成分;Fe2+是血红蛋白的主要成分等。
PPT展示:分别举例说明无机盐的各项生理功能
(1)学生思考:①为什么缺铁会导致贫血?
②植物缺镁会影响光合作用,为什么?
教师引导讲解:通过血红蛋白和叶绿素的结构进行解释
总结无机盐的生理功能之一:构成细胞某些复杂化合物的重要组成成分
(2)ppt展示图片,提问:运动员腿抽搐的原因?
教师引导:哺乳动物血液中Ca2+含量过低会导致抽搐,过高会导致肌无力。
总结无机盐的生理功能之二:维持细胞和生物体正常的生命活动
(3)ppt展示图片思考:血液pH值为什么能够维持在7.35-7.45之间?
教师引导并解释
总结无机盐的生理功能之三:维持酸碱平衡
(4)ppt展示图片思考:某人生病到医院输液,你知道用的生理盐水是多少浓度的?
为什么要配制这一浓度,用0.09%或9%浓度可以吗?为什么?
找学生讨论,教师总结补充
总结无机盐的生理功能之四:维持渗透压平衡
教师与学生一起回顾本节课的主要内容。
课堂检测:ppt展示的测试题,师生互动,解答,进一步巩固本节课所学内容。
【教学反思】
本节内容中离子键和共价键较为抽象,而且又不在生物的考纲范畴,个人觉得应弱化处理,让学生理解元素组成化合物,化合物的结构对应其功能。
生物大分子以碳链为骨架
【第一课时】
【教材分析】
本节课是高中生物(浙教版)《生物必修一——分子与细胞》中第一章第二节的内容。在已经学习了一定有机化学知识后,利用已掌握的化学知识引入生物课的新知识。学习、了解细胞和生物体中的有机物的特点、基本结构以及主要生理功能有助于学生进一步学习细胞代谢、个体遗传和生命活动调节等生物学知识,有助于学生认识生命活动的基础。
【教学目标与核心素养】
知识目标:
1.概述糖类的种类和作用。
2.举例说出脂质的种类和作用。
核心素养:
1.运用生物学知识解决社会生活中一些实际问题。
2.养成健康的生活方式和习惯。
【教学重难点】
1.重点:糖类的种类和作用。
2.难点:多糖的种类。
【课前准备】
1.多媒体课件
【教学过程】
教师活动
学生活动
教学意图
第一部分:糖类是细胞的主要能源物质
导入新课激发学习动机
1.展示《中国居民平衡膳食宝塔》
展示《中国居民平衡膳食宝塔》图片,指出科学合理饮食对我们的健康至关重要,食物中不仅含有水、无机盐这些重要的无机物,还含有糖类、脂质、蛋白质、核酸这些重要的有机物,引导学生来学习关注生物体中的四大类重要有机物。
2.提问学生:有机物的定义,并且展示有机物的碳链结构说明碳是所有生命系统的核心元素。
学生思考讨论问题。
引起学生的新鲜感,激发学生进一步学习生物体中重要有机物的热情。并带着问题去学习今天的知识,提高他们的学习兴趣。
讲授新课
(播放第二张PPT)
【提问】展示四种食物的图片并提出问题:饥饿时,为尽快补充能量,应该选择米饭、黄瓜、巧克力、矿泉水中的哪类食品,为什么?
1.教师提出问题:
①生活中都有哪些糖?如冰糖、红糖、白糖等。
②翻阅书籍P8-9,指出糖类在元素组成上有什么共同特点?糖类是根据什么进行分类的?
教师小结:糖类是由碳、氢、氧3种元素构成的具有特定结构的有机物。并且“碳水化合物”仅仅只是一种俗称,不是严格意义上糖类的称谓。
2.糖类的种类和作用
①根据糖类能否水解以及水解后的产物,将糖类分为单糖、二糖和多糖。
②介绍单糖分五碳糖、六碳糖,学生阅读书籍后共同总结单糖的种类分布及其功能。
③介绍二糖的种类,分布,脱水缩合反应的过程。结合图片分析几种二糖是由那些单糖组成的。
④展示图片:汉堡。通过汉堡的多层结构来引导学生认识淀粉、纤维素、糖元的作用。
⑤思考讨论:糖一定是甜的吗?甜的物质一定是糖吗?通过米饭在口腔的消化,奶茶饮料中包含的糖精来举例讲解。
⑥根据教学内容,带领学生总结糖类的三大功能。糖类是生命活动的主要能源物质,构成细胞和生物体的结构成分,是重要的储能物质。
⑦展示图,加强学生对各种糖类分布的记忆
引导学生小组展开讨论
学生讨论与教师共同合作总结糖类的种类分布功能等。
学生结合图片进行记忆。
结合学生生活经验,自然引导学生学习糖类的相关知识。
培养学生的自学能力,促进学生在课堂上勇于表达自己。
培养学生的理解能力,主动进行总结。
第二部分:脂质是一类不溶于水的有机物,具有多种生物学功能
讲授新课
脂质的种类和作用
①展示图片并提出问题:图片中均是很胖的人。这种现象与哪一类有机物密切相关呢?
②介绍其元素组成,注意与糖类进行区别,碳、氢、氧所占比例不同。
③通过北极熊图片,引导学生认识油脂是生物体内良好的贮能物质。
④思考讨论:糖类与油脂元素组成相同,但为什么一个是贮能物质,一个是能源物质呢?通过两种物质的C、H、O含量比较,得出油脂产生的能量多的结论。
⑤通过企鹅、海豹、海象等图片介绍油脂的隔热、保温和缓冲的作用。
⑥简要介绍油脂、磷脂、固醇的作用。
学生讨论与教师共同合作总结脂质的种类和功能等。
学生结合图片进行记忆。
培养学生的理解能力,主动进行总结。
第三部分:小结
讲授新课
1.对本节课学习的糖类和脂质这类能源物质进行总结
(1)细胞中最重要的能源物质:葡萄糖
(2)植物细胞中贮能物质:淀粉
(3)动物细胞中贮能物质:糖元
(4)生物体内的贮能物质:油脂
(5)生物体生命活动的主要能源物质:糖类
肥胖被预测为21世纪的流行病和人类健康的第一杀手。与肥胖有密切关系的高血脂、高血压、冠心病、脂肪肝、糖尿病等疾病都已成为威胁人类健康最严重的疾病。因此,日常饮食中很多人对糖类和脂质是唯恐避之不及,更有一些爱美人士因害怕变胖,而把糖类和脂质视为“天敌”。
你是怎样对待食物中的糖类和脂质的呢?
学生分析并交流他们的发现。
提高学生的语言表达能力
1.运用生物学知识解决社会生活中一些实际问题。
2.养成健康的生活方式和习惯。
形成性评价
1.下列叙述中,属于淀粉、纤维素和糖元的共同特征( )
A.都是细胞内储存能量的主要物质
B.都含有C、H、O、N四种元素
C.基本组成单位都是二糖
D.基本组成单位都是葡萄糖
2.在人体的肝脏和骨骼肌中含量较多的糖是( )
A.乳糖
B.淀粉
C.糖原
D.麦芽糖
3.单位质量的油脂和糖类相比,其所含元素及氧化时的含氧量的特点是油脂( )
A.含O少,氧化时耗氧少
B.含O少,氧化时耗氧多
C.含O多,氧化时耗氧少
D.含O多,氧化时耗氧多
4.生物体内的主要能源物质和主要贮能物质分别是( )
A.糖类、蛋白质
B.糖类、油脂
C.糖类、糖原
D.葡萄糖、糖原
板书设计
糖类和脂质
糖类——糖类是细胞的主要能源物质
1.元素:C、H、O
2.种类:单糖—葡萄糖、半乳糖、果糖
二糖—蔗糖、麦芽糖、乳糖教材分析
淀粉—植物贮能物质
多糖 纤维素—细胞壁主要成分
糖元—动物贮能物质
二、脂质是一类不溶于水的有机物,具有多种生物学功能
1.元素:C、H、O
2. 种类:油脂—贮能物质
磷脂—细胞膜的主要成分
胆固醇
固醇 性激素
维生素D
【第二课时】
【教材分析】
本节课是高中生物(浙教版)《生物必修一——分子与细胞》中第一章第二节的内容。本节是本章的重点内容。通过教材应该使学生明确蛋白质的结构及其多种多样,在生命活动中承担着多种多样的功能,是非常重要的生物大分子。本节重点为:①氨基酸结构特点以及氨基酸形成蛋白质的过程,②蛋白质的结构和功能;难点为:氨基酸形成蛋白质的过程以及蛋白质结构多样性的原因。要达成这一目标,教学中应该以结构与功能相适应的生物学观点为主线,联系初中知识引导学生说出有关蛋白质消化与吸收、重要功能等知识,首先学习结合教材中蛋白质主要功能再认识蛋白质的结构,阐明结构与功能的适应的观点,让学生深刻领会结构与功能相适应的观点,让学生认可──蛋白质可以是生命活动的主要承载者的原因。
【教学目标与核心素养】
知识目标:
1.阐述蛋白质的结构和功能
2.说明氨基酸的结构特点,以及氨基酸形成蛋白质的过程。
核心素养:
1.进一步阐释结构与功能观
2.养成健康的生活方式和习惯。
【教学重难点】
1.教学重点
(1)氨基酸的结构特点以及氨基酸形成蛋白质的过程。
(2)蛋白质的结构和功能。
2.教学难点
(1)氨基酸形成蛋白质的过程。
(2)蛋白质结构多样性的原因。
【课前准备】
1.多媒体课件
【教学过程】
教师活动
学生活动
教学意图
第一部分
导入新课激发学习动机
资料1:专家建议每天吃1—2个鸡蛋
蛋白质与糖类和脂质不同,通常不是生物体内的能源物质,也不能贮存,而每天都要消耗一定的蛋白质,因此,有专家建议每天吃1—2个鸡蛋,有益健康。
一旦摄入的蛋白质不足,就会出现易患病、面黄肌瘦、发育不好等症状,若自身的蛋白质消耗超过20%,人的生命就会终止。你知道这是什么原因吗?
蛋白质在生命活动中承担什么作用呢?它具有怎样的结构与它相适应呢?
学生展开联想
以小组为单位讨论蛋白质的重要作用。讨论后学生归纳。
学生仔细看图后积极思考并热烈发言。
引起学生的新鲜感,激发学生进一步学习生物体中重要有机物的热情。并带着问题去学习今天的知识,提高他们的学习兴趣。
第二部分:蛋白质的功能
讲授新课
蛋白质生命活动的主要承载者
1.作用
构成细胞和生物体的重要物质
生物催化作用
运输载体的作用
具有信息传递作用
免疫功能
总之,一切生命活动都离不开蛋白质,蛋白质是生命活动的主要承担者。
学生通过众多的例子和图片总结蛋白质的功能及蛋白质在生命活动的的作用。
结合学生生活经验,自然引导学生认可蛋白质是生命活动的承载者。
第三部分:蛋白质的结构
讲授新课
蛋白质每种特定的功能都取决于其特定的结构
1.食物中的蛋白质是怎样被人体吸收的?
蛋白质在人体内经过消化,分解为各种氨基酸,才可以被吸收、利用。
必需氨基酸:人体需要,但不能在人体内合成,必须由食物供给。
非必需氨基酸:在人体内由其他化合物转化而来。
问题:
①氨基酸有哪些化学元素组成?
氨基、羧基怎么写?
②这些氨基酸的结构具有什么共同特点?
能否写出氨基酸的通式?
③以上氨基酸的R基分别怎么写?
2.氨基酸的结合方式:脱水缩合
生物体中组成蛋白质的氨基酸只有20种,而据估计,生物界蛋白质种类多达1010~1012种。
探究二:氨基酸是怎样形成蛋白质的
引导学生观察“氨基酸形成蛋白质的示意图”
课件演示:氨基酸分子脱水缩合形成两条链的过程
观察“氨基酸脱水缩合示意图”,阅读氨基酸脱水缩合过程的文字、图解。
讨论:
1.两个氨基酸脱水缩合反应生成一个二肽,失去几分子水?
2.三个氨基酸脱水缩合,失去几分子水?
3.N个氨基酸脱水缩合反应呢?
学生讨论与教师共同得出氨基酸是构成蛋白质的基本单位。
学生对比观察4种氨基酸的结构,识别几种氨基酸结构的共同点和不同点,并正确地书写出它们相同的结构。
通过观察分析,引导得出氨基酸分子的结构通式,并总结氨基酸结构通式的特点。
引导出蛋白质只能消化成氨基酸才能被人体吸收利用。
检测学生掌握的情况,又能进一步加深了学生对氨基酸通式的理解
讲授新课
3.蛋白质结构的多样性
(1)不同的多肽的差别在于其中氨基酸的种类、数目和排列顺序各不相同
①构成每种蛋白质的氨基酸的种类不同
②每个蛋白质分子中氨基酸的数目不同
③氨基酸的排列顺序变化多端
(2)蛋白质的空间结构千差万别
(3)蛋白质正确的空间结构是蛋白质表现其特有的生物学活性所必需的
蛋白质的空间结构并不稳定,随着各种条件的变化,空间结构也会发生改变,蛋白质就会失去生物学活性。
如温度的变化,一般当温度超过40~50℃时,大部分的蛋白质的生物活性会完全丧失。
其他的物理、化学因素:紫外线,X光,强酸碱,重金属等等。
师生共同探讨氨基酸的种类、数目和排列顺序的不同形成不同的多肽
让学生对小组内不同的蛋白质模型进行比较,总结出差异,引导得出氨基酸种类、数目、排列顺序以及肽链的空间结构的不同决定蛋白质的多样性。借助蛋白质模型来增加学生的空间感,认识蛋白质是一种空间结构,了解蛋白质结构多样性的原因。
学生结合图片,体会蛋白质空间结构的多样性,联系功能的多样性,体会结构和功能的相适应性
提高学生的语言表达能力
学生结合数学的排列组合,体现氨基酸的多种组合形式,形成蛋白质的多样性。
总结
形成性评价
1.下列哪项不属于蛋白质的功能( )
A.运载葡萄糖、钾离子等
B.能调节人体的新陈代谢和生长发育
C.与磷脂等化合物共同构成细胞膜
D.细胞和生物体能量的主要来源
2.某种蛋白质由两条多肽链构成,共有肽键500个,则形成该蛋白质时所需氨基酸分子数和生成的水分子数分别为( )
A.498、498
B.500、500
C.502、500
D.501、500
3.某22肽被水解成1个4肽,2个3肽,2个6肽,则这些短肽的游离氨基总数的最小值及肽键总数依次是( )
A.6、18
B.5、18
C.5、17
D.6、17
板书设计
蛋白质
一、蛋白质的功能及其多样性
二蛋白质的结构
1.氨基酸的组成元素
2.蛋白质的结构单位——氨基酸,约有20种
3.氨基酸的结构通式
4.氨基酸结合方式:脱水缩合
5.蛋白质的结构及其多样性
【第三课时】
【教材分析】
本节内容包括核酸的分类、分布和功能等。在学习了细胞成分中无机物及有机物中的糖类和脂质及蛋白质化学结构之后,通过对核酸的进一步学习,使学生对于细胞的分子组成的认识能更加系统,也更完整。为后续相关知识(如细胞的代谢、遗传和变异等)的学习打下坚实的基础。
【教学目标与核心素养】
知识目标:
1.简述核酸是由核苷酸聚合而成的,是储存和传递遗传信息的生物大分子。
2.简述DNA和RNA的区别与联系
3.掌握大分子物质的检测
核心素养:
1.进一步阐释结构与功能观
2.通过描述DNA与RNA的异同点,培养学生的语言表达能力及归纳能力
3.能运用学习蛋白质的多样性进行知识迁移,掌握核酸多样性
【教学重难点】
1.教学重点:核酸的结构
2.教学难点:核酸的结构
【课前准备】
1.多媒体课件
【教学过程】
教师活动
学生活动
教学意图
第一部分
导入新课激发学习动机
一、导入(2min)
同学们知道什么是核酸吗?
那么同学们知道DNA吗?
......
在电视中我我们经常看到,警方通过现场留下的头发丝,皮屑等提取里面的DNA,因为每个人的DNA不同,通过DNA鉴定可以查出真凶,目前广州、福建等地区流浪儿童通过DNA鉴定找到亲生父母,人们甚至利用DNA技术,运用DNA中蕴藏的信息拼出千年古尸的面貌,这是迄今为止新疆出土古尸最早的一具,距今3800多年的历史,成为“楼兰美女”。
这些都是有关DNA在现实生活中的运用,那到底什么是DNA?它为什么可以提供如此多的信息呢?我们今天就一起来学习核酸。它具有怎样的结构与它相适应呢?
可能知道,可能不知道
说出自己知道的DNA(DNA鉴定,亲子鉴定……)
引起学生注意
增加学习兴趣
导入新课
第二部分:核酸的分类与功能
讲授新课
二、核酸的分类与功能
介绍核酸分为脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA),简单介绍核酸的功能。
在书上做好相关笔记
学生知道核酸的分类和功能
第三部分:核苷酸的结构和种类
讲授新课
蛋白质的基本单位是氨基酸引出核酸的基本单位核苷酸:
核苷酸又由三部分组成:一分子含N碱基,一分子五碳糖,一分子磷酸;科学家又根据五碳糖的不同分为脱氧核糖核苷酸简称脱氧核苷酸和核糖核苷酸。
观察图片,思考并作出判断
学生对比观察2种五碳糖的结构,识别2种核苷酸结构的共同点和不同点,
让学生边观察边思考,边学习,使课堂成为师生互动的课堂,让学生更直观更有效的掌握核苷酸的结构与分类
讲授新课
在此图中:五碳糖不同:2号碳上少了一个O,因此这个五碳糖叫脱氧核糖,基本单位叫脱氧核糖核苷酸,是DNA的组成单位;不缺少O的是核糖,基本单位叫核糖核苷酸,是RNA的基本组成单位。
通过观察图中的核苷酸,找出组成核苷酸的基本元素:C、H、O、N、P
在图中能找出磷酸相同,五碳糖不同,而含N碱基是否相同不能看出,找出磷酸、五碳糖,剩下的则是碱基:
DNA:腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G) 胞嘧啶(C)、胸腺嘧啶(T)
RNA:腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胞嘧啶(C)、尿嘧啶(U)
构成DNA和RNA共有几种碱基,几种核苷酸?
跟上老师的思路,师生共同总结核苷酸的种类,碱基的种类
提高学生的语言表达能力
学生结合数学的排列组合,体现氨基酸的多种组合形式,形成蛋白质的多样性。
第四部分:核酸的多样性
为什么DNA的基本单位有4种,而DNA有无数种呢?
提示:根据蛋白质多样性的原因
脱氧核苷酸数量大,其排能够列顺序极其多样化,储存的信息量非常大。遗传信息就蕴藏在核苷酸的排列顺序中。
总结核酸的功能:核酸是携带遗传信息的物质,在生物体的遗传、变异和蛋白质的生物合成中具有重要的作用。
实验:检测生物组织中的糖类和蛋白质
原理:还原糖+本尼迪特试剂——红黄色沉淀
淀粉+碘液——蓝色
蛋白质+双缩脲试剂——紫色
目的要求:1.尝试用化学试剂检测生物组织中的糖类、蛋白质
2.分析实验现象,得出结论
讨论:
1.经过检测,你的哪一项预测与实测的结果一致?
2.你认为哪种食物可以作为人体蛋白质的来源?
3.生物材料原有的颜色是否会影响实验结果?
了解实验的原理
明确实验目的
亲自实验并讨论相关问题
培养学生动手实验能力
检测生物组织中的油脂
原理:油脂+苏丹III——橙黄色
目的要求:1.练习使用高倍显微镜
制作徒手切片并进行染色
尝试用化学试剂检测生物组织中的油脂。
讨论:
描述观察到的现象
你是否观察到位于两个细胞之间的脂肪滴?如何解释这种现象?
当把显微镜的低倍物镜换成高倍物镜后,视野为什么变暗?
了解实验的原理
明确实验目的
亲自实验并讨论相关问题
培养学生动手实验能力,练习使用高倍显微镜能力
总结
板书设计
核酸
一、核酸的分类及功能 二、核酸的结构
DNA脱氧核糖核酸 核酸——核苷酸——五碳糖+磷酸+含N碱基
RNA核糖核酸 DNA—脱氧核苷酸—脱氧核糖+磷酸+A、G、C、T
功能:携带遗传信息 RNA—核糖核苷酸——核糖+磷酸+A、G、C、U
三、核酸蕴含的信息多
核苷酸数量大
核苷酸排列顺序多样
细胞是生命的单位
【教材分析】
第二章细胞的结构是全书重要的基础内容之一,因为细胞是新陈代谢最基本的结构和功能单位。生物体的各项生命活动及生命的生理、行为特点都是建立在细胞这一特殊结构基础之上的。本节内容“细胞是生命单位”作为本章的第一节,既是学生所学的初中知识的延伸与深入,也是高中生物后续许多内容的学习的起始。
本节教材通过细胞学研究史中有代表性的科学家研究成果的介绍,使学生在了解细胞的发现和细胞学说的建立简史的同时,体会科学和技术的关系。引导学生通过观察和比较来认识细胞的多样性和统一性,着重掌握使用高倍显微镜观察细胞的方法,并在此基础上比较不同细胞的异同点,认同原核细胞与真核细胞的异同及细胞学说的内容。进而让学生充分认识细胞是生物体结构和功能的基本单位。教学中注重比较和分析,在这个过程中培养学生总结归纳以及把抽象的内容具体化的能力,培养学生讨论交流的合作意识。
【教学目标与核心素养】
1.知识目标
简述细胞学说的基本观点
举例说出细胞既有多样性又有统一性
高倍镜的使用及比较分析不同细胞的异同点
2.核心素养
(1)归纳分析细胞学说的建立过程
(2)真、原核细胞的结构和其功能相适应
(3)会使用显微镜观察多种多样的细胞
(4)认同细胞是生物体结构和功能的基本单位
【教学重难点】
1.重点:(1)分析细胞学说建立的过程
(2)比较细胞的多样性与统一性
(3)使用显微镜观察各种细胞比较不同细胞的异同点
2.难点:(1)举例说出真核细胞和原核细胞既有多样性又有统一性
(2)使用显微镜观察各种细胞
【课前准备】
1.光学显微镜和永久装片
2.制作临时装片的材料
【教学过程】
教师活动
学生活动
教学意图
第一部分:生物体由细胞构成
导入新课激发学习动机
教师课件图片展示引入:
自然界的生物干差万别,种类繁多,组成这些生物体的细胞形态结构和功能特异,但又具有许多共同的特征
特征。直到17世纪中叶,第一台光学显微镜制成后科学家才发现细胞。
细胞是如何构成生物体的?构成不同生物体的细胞有什么共同特征?
现在请同学们把手臂放在眼前,然后,仔细观察你们的手臂,找出单个细胞?
主要原因:肉眼分辨力低(0.1mm)细胞非常微小,每平方厘米皮肤含有超过10万个细胞
有什么办法可以看手臂上单个细胞呢?
学生思考回顾之前所认识的细胞。
看不到单个皮肤细胞显微镜
利用图片展示细胞图像和生物体图像,让学生直观体验细胞与生物体的关系并带着问题去学习今天的知识,提高他们的学习兴趣。
讲授新课
(播放第二张PPT)
【提问】最早发现细胞的科学家是谁?他是怎样发现的?
【投影展示】其实,胡克发现的是死细胞的壁,而不是活的细胞。
【提问】接下来,细胞的研究发展趋势?
【讲述】
两位科学家的理论综合成为:细胞学说的基础
三位科学家的研究结果共同形成了细胞学说:所有的生物都是由一个或多个细胞组成的;细胞是所有生物的结构和功能的单位;所有细胞必定由别的细胞产生的。
【提问】恩格斯把细胞学说、能量转化和守恒定律、达尔文进化论并列为19世纪自然科学的三大发现。细胞学说的地位和意义为什么如此重要?说说你的理解。
因此生物学的研究就有了细胞学。伴随着科学技术的发展,特别是电子显微镜的使用,使细胞学的研究迅速发展,成为细胞生物学。
学生阅读课本,总结回答:
英国科学家胡克,通过自制的显微镜观察软木塞,看见许多小室,命名为细胞。
学生回答:德国,施莱登研究植物,提出:所有植物都是由细胞组成的,细胞是植物各种功能的基础。
次年,德国,施旺,提出:所有动物也是由细胞组成的。
德国,菲尔肖提出:所有细胞都必定来自别的活细胞。
学生回答:细胞学说的地位和意义之所以重要,理由如下:细胞学说的建立揭示了细胞的统一性和生物体结构的统一性,使人们认识到各种生物之间存在共同的结构基础;细胞学说的建立标志着生物学的研究进入到细胞水平,极大地促进了生物学的研究进程。
通过细胞学说的建立过程介绍,让学生领悟科学发现具有以下特点:科学发现是很多科学家的共同参与,共同努力的结果;科学发现的过程离不开技术的支持;科学发现需要理性思维和实验的结合;科学学说的建立过程是一个不断开拓、继承、修正和发展的过程。
第二部分:细胞既有多样性又有统一性
讲授新课
【过渡讲述】伴随着显微镜技术的发展,在100多年的时间里,人们借助显微镜观察了许多动、植物和单细胞的原生动物,人们注意到,自然界的细胞种类极其繁多,形态、体积、功能和生活环境的差异也是巨大的。
【图片展示】人体的多种细胞图像、各种动植物细胞图像、大肠杆菌、醋酸杆菌、蓝藻等图像
1.请分辨一共有几种细胞?你能说出它们的名称吗?你能从中举一两个例子,说说细胞的形态结构不同的地方。
除病毒外,自然界中的生命都是由细胞构成的。我们可根据细胞是否具有成形的细胞核将细胞初步分为原核细胞和真核细胞。
由原核细胞构成的生物称为原核生物,由真核细胞构成的生物称为真核生物。
几乎所有的原核生物都是由单个细胞构成的,如细菌、蓝细菌等。真核生物可分为多细胞真核生物和单细胞真核生物,大多数的动植物细胞是典型的的真核生物。
2.你能从中举一两个例子,说说它们相同的地方吗?
总结:尽管细胞种类繁多,形态各异,但所有细胞都具有相似的基本结构,如细胞膜、细胞质,真核细胞还具有成形的细胞核;所有细胞都具有C、H、O、N等基本元素,这些元素组成的无机物和有物,构成细胞结构,参与细胞生命活动;所有细胞都以DNA作为遗传物质。
认真观察图片,找出细菌细胞和蓝藻细胞与动植物细胞的主要区别。
小组讨论分别回答问题。
结合初中所学知识,归纳总结不同细胞所具有的共同结构。
培养学生对结构的观察能力以及分辨能力,在对不同类型细胞的相同和不同的观察,体验细胞的多样性与统一性。
真、原核细胞的结构和其功能相适应
类别
原核细胞
真核细胞
细胞大小
较小
较大
细胞核
无成形的细胞核、无核膜、无核仁、无染色体
有成形的真正的细胞核,有核膜、核仁和染色体
细胞质
有核糖体
有核糖体、线粒体等,植物细胞还有叶绿体、液泡等
生物类群
细菌、蓝藻
真菌、植物、动物
生物分类
第三部分:活动:使用显微镜观察各种细胞
讲授新课
1.展示显微镜实物或图片,让学生说出显微镜各种结构名称,认识其功能。
教师显微镜操作示范,并示范边讲解显微镜的操作过程
2.指导学生制作临时装片,并提示学生制作临时装片的注意事项。
3.根据你的观察,说出植物细胞和动物细胞的结构的异同
学生回顾初中知识,认识显微镜的结构,并回忆其功能。
学生活动:学生练习使用显微镜观察各种永久装片,并学习制作临时装片,并能够描述植物细胞和动物细胞在结构上的异同。
学会使用高倍显微镜,学会利用工具寻找证据。
第四部分:细胞是生物体的结构和功能单位
展示病毒、变形虫、反射弧
【提问】病毒生活方式是什么?变形虫生命活动所需的所有代谢活动发生的场所是什么?
一条反射弧由什么构成,进而完成发射活动的?
总结:每个细胞都具有相对独立的代谢系统,机体各项生理功能的完善离不开单个细胞正常的生命活动。细胞是一切生命活动的基本单位,
学生回顾初中知识回答问题
体会生命活动离不开细胞,细胞是生物体结构和功能的基本单位。
【教学反思】
从学生元认知出发来设计问题,问题紧密结合教学目标,问题指向明确,知识的生成循循渐进。教学过程遵循学生的认知规律:课前,下发预习学案,布置预习任务,让他们充分了解学习内容,明确学习目标,必要时,可作诊断性训练,以做到心中有数;再根据学生实际,适当调整教学内容,保证教学效果。活动环节做了有充分的准备,也要让学生有充分的准备;既要发挥“学生的主体作用”,又不能忽视“教师的主导作用”;既要考虑学生的实际,又要达到课标的要求;既要尊重教材,又要创造性地使用教材。只有这样,才能真正体现新课标理念!
形成性评价
1.细胞学说阐明的是( )
A.植物细胞和动物细胞的区别
B.细胞的基本结构
C.生物体结构的统一性
D.细胞种类的多样性
2.施莱登和施旺认为“新细胞从老细胞中产生”。对这一观点的正确理解是( )
A.从老细胞核中长出新细胞
B.在细胞质中像结晶那样产生新细胞
C.细胞通过分裂产生新细胞
D.细胞通过分化产生新细胞
3.察洋葱根尖装片时,视野中看到的细胞数目最多的目镜和物镜组合是( )
A.5×10
B.10×10
C.10×40
D.20×40
4.显微镜使用的基本程序:取镜——安放——对光——制片——观察
显微镜放大倍数是指物像_______的放大倍数。物镜越长,放大倍数越_______;目镜越长,放大倍数越_______。总的放大倍数=目镜倍数×物镜倍数。
使用高倍镜观察细胞的实验操作过程:①先在____倍镜下观察,找到要观察的物像;②移动载玻片,将所要观察的细胞(物像)移动到视野______;③转动转换器,让____倍镜头正对通光孔;④调节____________,使物像清晰。
板书设计
细胞是生命单位
生物体由细胞构成
1.细胞学说的提出者
2.细胞学说的内容
3.细胞学说提出的意义
细胞既有多样性又有统一性
1.多样性体现
真核细胞(真核生物)
原核细胞(原核生物)
2.统一性体现
使用显微镜观察各种细胞
1.制作临时装片
2.学会使用高背显微镜
四、细胞是生物体的结构和功能单位
细胞膜控制细胞与周围环境的联系
【第一课时】
【教材分析】
本节内容包括细胞膜的选择透性、细胞膜的流动性、细胞膜的结构,流动镶嵌模型和细胞壁三部分。这是在学习了第一章《细胞的分子组成》的基础上,通过功能与结构有关,建构质膜的流动镶嵌模型,认识细胞壁的组成和功能,也是后面学习《物质出入细胞的方式》、《神经调节》、《特异性免疫反应》和《植物细胞工程》等内容的基础。由此可见,本节内容起着承上启下的作用,体现了结构与功能相适应的生物学观点。
内容展示科学家对细胞膜结构的探索历程。这是一个很好的科学史教育素材,通过引导学生一步一步地分析科学家的实验和结论,宛如亲历科学家探索的历程,使学生切身感受科学的魅力,自然而然地接受流动镶嵌模型的理论,更重要的是让学生加深对科学过程和方法的理解,明白科学发现的过程是一个长期的过程,涉及到许多科学家的辛勤工作;科学家的观点并不全是真理,还必须通过实践验证;科学学说不是一成不变的,需要不断修正、发展和完善;科学发展与技术有很大的关系,技术的进步可以更好地促进科学的发展。②细胞膜的流动镶嵌模型的基本内容。在众多对细胞膜结构的假说中,细胞膜的流动镶嵌模型是目前人们普遍接受认同的,能较好地解释人们对细胞膜功能的认识,学生必须展开想象力,在头脑中构建细胞膜的空间结构,理解和掌握流动镶嵌模型的基本要点,这对于更好的理解下一节物质跨膜运输的方式有很重要的联系。
【教学目标与核心素养】
知识目标:
1.概述细胞膜的“流动镶嵌模型”的基本内容,体会建立模型是解决问题的科学方法之一。
2.举例说出细胞膜的选择透性。
3.说出膜组成成分的生理作用。
4.说出植物细胞壁的组成和生理作用。
核心素养:
运用对照方法于课堂实验,提高学生的实验能力。
分析磷脂分子在不同条件下的排列方式,提高运用和处理信息能力。
探讨质膜结构模型,认同生物体结构与功能相统一的生物学观点,树立辩证唯物主义观点
【教学重难点】
1.教学重点:质膜的结构和功能。
2.教学难点:质膜的流动镶嵌模型。探讨建立生物膜模型的过程如何体现结构与功能相适应的观点。
【课前准备】
1.实验材料和用具
2.多媒体课件
【教学过程】
教师活动
学生活动
教学意图
第一部分:活动:通过模拟实验探究膜的透过性
导入新课激发学习动机
展示图片
你了解细胞膜吗?
细胞膜作用有哪些?
细胞膜是细胞对外界环境的屏障,控制着物质的进出,保证了胞内环境的相对稳定,使细胞内的生命活动有序进行。
学生思考回顾之前所认识的细胞。
利用图片展示细胞图像和细胞膜图像,让学生带着问题去学习今天的知识,提高他们的学习兴趣。明确学习内容。
讲授新课
(播放第二张PPT)
提问:细胞膜的结构是如何与控制物质进出的功能相适应的呢?
投影展示:半透膜:一些膜具有一定大小的孔径,水等小分子和离子可以自由通过,而蛋白质、淀粉等大分子则无法通过,这种膜称为半透膜。透析膜就是一种半透膜。
提问:如果我们将淀粉溶液和葡萄糖溶液分别装入透析袋里(图2-9),那么,透析膜对两者的通透情况是否相同?细胞膜是否具有类似特性?
讨论:
1.A组加入碘-碘化钾溶液后,烧杯内蒸馏水呈现什么颜色?静置12h后颜色又如何?原因是什么?透析袋内淀粉溶液颜色有何变化?
2.A组实验说明了什么?
3.本尼迪特试剂检测的现象是什么?B组实验说明了什么?
小结:细胞膜是系统的边界,将细胞内与外界环境分隔开,是外界物质进入细胞的屏障。所以,可以推测细胞膜对物质的进出具有选择透过性。
实验操作:学生按教材实验步骤进行实验,并观察现象。
学生交流讨论,教师帮助归纳:
1.烧杯内蒸馏水没有颜色变化;静置12h后,还是没有颜色变化,说明烧杯中没有淀粉,也就是淀粉不能从透析袋中进入烧杯中;透析袋内淀粉溶液颜色变蓝色。
2.A组实验中碘可以通过透析袋,而淀粉分子无法通过。说明了半透膜对分子进出具有半透性。
3.出现砖红色沉淀,说明了葡萄糖分子可以穿过半透膜。说明了半透膜对分子进出具有半透性。
通过细胞学说的建立过程介绍,让学生领悟科学发现具有以下特点:科学发现是很多科学家的共同参与,共同努力的结果;科学发现的过程离不开技术的支持;科学发现需要理性思维和实验的结合;科学学说的建立过程是一个不断开拓、继承、修正和发展的过程。
第二部分:细胞膜具有选择透过性
讲授新课
选择透过性:细胞膜可以控制物质进出,选择性地吸收营养物质和排出代谢产物,保持细胞内生化反应有序进行。这一特性称为细胞膜的选择透过性(selective permeability)。
小肠绒毛上皮细胞能够吸收葡萄糖,却很难吸收相对分子质量比葡萄糖小的木糖;例2、人的红细胞中的K+的浓度比血浆高,而Na+的浓度比血浆低
通过实验认可细胞膜具有选择透过性
通过半透膜实验让学生体会膜的选择透过性,培养能够模拟实验来解决微观难以观察到的生命现象。培养学生的实验思维。
第三部分:细胞膜主要有磷脂和蛋白质构成
磷脂
脂肪酸分子具有亲脂性;磷酸分子具有亲水性。
磷脂分子是一端亲脂而另一端亲水的两性分子。
膜蛋白
膜蛋白也和磷脂分子一样,有水溶性部分和脂溶性部分。
细胞的功能越多,其膜蛋白的种类和数量就越多。细胞膜的功能主要通过膜蛋白来实现。
胆固醇
胆固醇存在于动物细胞膜中,位于磷脂双分子层的疏水环境中,具有一个很小的亲水基团,与磷脂头部链接。
对细胞膜中磷脂分子的活动具有双重调节作用。
一方面,胆固醇通过与磷题固醇脂脂肪链的相互作用,具有限制其运动、增加其有序性的作用;
另一方面,也能将磷脂分子分隔开以增强其运动性。这种双重的调节作用取决于环境和胆固醇的数量。
例如,环境温度较低时胆固醇有助于保持细胞膜的柔韧性;细胞膜外侧磷脂分子中胆固醇的含量往往高于内侧,因此内侧的磷脂活动性较弱
生物膜
细胞内所有的膜称为生物膜。虽然细胞内不同部位的膜功能有所不同,但它们都具有相似的物质
组成和空间结构
认真阅读教材,熟记细胞膜的组成成分及特点
了解细胞膜的成分
小结
【教学反思】
结合内容,通过模拟实验探究膜的透过性,体验生物膜的选择透过性。实验的成功关键在于实验前的一切准备:包括学生认可这个模拟实验材料,以及一切实验用具的准备。活动环节做了有充分的准备,也要让学生有充分的准备;既要发挥“学生的主体作用”,又不能忽视“教师的主导作用”;既要考虑学生的实际,又要达到课标的要求;既要尊重教材,又要创造性地使用教材。只有这样,才能真正体现新课标理念!
形成性评价
1.以半透膜为实验材料进行“通过模拟实验探究膜的透过性”活动。下列叙述错误的是( )
A.实验用半透膜模拟的是生物膜
B.实验中烧杯中的溶液变蓝色
C.B组烧杯中的溶液出现砖红色沉淀,说明葡萄糖分子可以通过半透膜
D.实验结果推测生物膜作为细胞的边界,对物质的进出具有选择透过性
2.在哺乳动物的受精过程中,精子能够与卵细胞相互识别,精子将其头部钻入卵细胞中,与卵细胞发生结合,当一个精子进入后,细胞发生变化,不再让其他精子进入。这一现象体现出细胞膜能够( )
A.保障细胞内部环境的相对稳定
B.控制物质进出细胞
C.保证卵细胞摄入所需要的精子
D.进行细胞间的信息交流
3.变形虫的任何部位都能伸出伪足,人体某些白细胞能吞噬病菌,这些生理过程的完成都依赖于细胞膜的( )
A.保护作用
B.一定的流动性
C.全透性
D.选择透过性
板书设计
细胞膜控制细胞与周围环境的联系
第一课时
通过模拟实验探究膜的透过性
1.实验结果
A:透析袋中变蓝色,烧杯中不变
B:烧杯中出现砖红色沉淀
2.结论:透析膜对分子的进出具有半透性,推测细胞膜对物质的进出具有选择透过性
二、细胞膜具有选择透过性
【第二课时】
【教材分析】
本节内容包括细胞膜的选择透性、细胞膜的流动性、细胞膜的结构,流动镶嵌模型和细胞壁三部分。这是在学习了第一章《细胞的分子组成》的基础上,通过功能与结构有关,建构质膜的流动镶嵌模型,认识细胞壁的组成和功能,也是后面学习《物质出入细胞的方式》、《神经调节》、《特异性免疫反应》和《植物细胞工程》等内容的基础。由此可见,本节内容起着承上启下的作用,体现了结构与功能相适应的生物学观点。
内容展示科学家对细胞膜结构的探索历程。这是一个很好的科学史教育素材,通过引导学生一步一步地分析科学家的实验和结论,宛如亲历科学家探索的历程,使学生切身感受科学的魅力,自然而然地接受流动镶嵌模型的理论,更重要的是让学生加深对科学过程和方法的理解,明白科学发现的过程是一个长期的过程,涉及到许多科学家的辛勤工作;科学家的观点并不全是真理,还必须通过实践验证;科学学说不是一成不变的,需要不断修正、发展和完善;科学发展与技术有很大的关系,技术的进步可以更好地促进科学的发展。②细胞膜的流动镶嵌模型的基本内容。在众多对细胞膜结构的假说中,细胞膜的流动镶嵌模型是目前人们普遍接受认同的,能较好地解释人们对细胞膜功能的认识,学生必须展开想象力,在头脑中构建细胞膜的空间结构,理解和掌握流动镶嵌模型的基本要点,这对于更好的理解下一节物质跨膜运输的方式有很重要的联系。
【教学目标与核心素养】
知识目标:
1.概述细胞膜的“流动镶嵌模型”的基本内容,体会建立模型是解决问题的科学方法之一。
2.举例说出细胞膜的选择透性。
3.说出膜组成成分的生理作用。
4.说出植物细胞壁的组成和生理作用。
核心素养:
1.运用对照方法于课堂实验,提高学生的实验能力。
2.分析磷脂分子在不同条件下的排列方式,提高运用和处理信息能力。
3.探讨质膜结构模型,认同生物体结构与功能相统一的生物学观点,树立辩证唯物主义观点。
【教学重难点】
1.教学重点:质膜的结构和功能。
2.教学难点:质膜的流动镶嵌模型。探讨建立生物膜模型的过程如何体现结构与功能相适应的观点
【课前准备】
1.实验材料和用具
2.多媒体课件
【教学过程】
教师活动
学生活动
教学意图
第一部分:生物膜具有流动性
导入新课激发学习动机
展示图片
问题引导:质膜的选择透性到底是如何选择呢,我们知道结构与功能是相统一的,这需要从它的结构谈起,科学家常常会通过实验设计并设想出一些模型来解释。
学生思考回顾之前所认识的细胞。
利用图片展示细胞图像和细胞膜图像,让学生带着问题去学习今天的知识,提高他们的学习兴趣。明确学习内容。
讲授新课
(播放第二张PPT)
问题1:细胞膜的组成成分是什么呢?
投影展示:19世纪末,欧文顿(E.Overton)用500多种物质进行上万次实验,发现:凡是可以溶于脂质的物质,比不能溶于脂质的物质更容易通过细胞膜。
引导学生分析实验现象得出结论。
课件展示问题:
设问:1.最初认识到生物膜是由脂质组成的,是通过对
现象的推理分析还是通过膜成分的提取和鉴定?
2.在推理分析得出结论后,还有必要对膜的成分进行提取、分离和鉴定吗?
3.那为什么一开始不直接对膜的成分进行提取、分离和鉴定呢?
指出欧文顿得出的结论是假说,假说是需要验证的。
得出结论:膜是由脂质组成的。
回答问题
1.通过对现象的推理分析。
2.有必要,通过鉴定能更准确地说明问题。
3.当时的技术不能实现。
阅读资料,思考老师提问。
回答问题
1.磷脂。
2.因为当时技术不支持
培养学生主动获取知识的能力、归纳能力及与人交流信息的能力。
领悟科学研究的方法“假说”是怎样提出来的。
提出问题,引起思考,激发思维探究的欲望,引起学生学习的兴趣。
培养学生主动获取知识的能力、归纳能力及与人交流信息的能力。
资料2:
20世纪初,科学家第一次将膜从哺乳动物的红细胞中分离出来,然后进行化学分析。得出膜的主要成分是脂质和蛋白质。
设问:1.我们以前学习过,其中脂质中最丰富的是什么?
2.为什么是哺乳动物的红细胞而不是其它细胞?
问题2:脂质和蛋白质是怎样结合构成膜的呢?
教师课件展示资料引导学生分析实验现象得出结论。
思维探究
依据磷脂分子的性质,请推测磷脂分子在下列界面中的排布情况。
依据细胞的内外环境,磷脂分子在细胞膜中怎样分布?
资料2:1925年,戈特(E.Gorter)和格兰德尔(F.Grendel)用有机溶剂抽提了人红细胞细胞膜的脂质成分后,将其铺展在水面,测出其面积约为所有红细胞表面积的2倍,并推测细胞膜由双层脂质分子构成。
阅读资料,得出结论:细胞膜中脂质是双层的。
以小组为单位讨论磷脂分子在下列情况中的排列方式(从磷脂结构分析)
1.平铺于水面上(空气—水界面)。
2.细胞膜上。
白板上汇报展示
蛋白质位于细胞膜的什么位置?是怎样分布的?
资料3:随后,丹尼利(J.Danielli)和戴维森(H.Davson)发现细胞膜的表面张力比油-水界面的张力低得多,推测出膜中含有蛋白质,从而提出了“蛋白质一脂质一蛋白质”的“三明治”模型,认为细胞膜是由双层脂质分子及其内外表面附着的蛋白质共同构成。
1959年,罗伯逊根据电镜超薄切片中细胞膜展现的暗——亮——暗三条带(图2-16),推测两边暗的条带是蛋白质,中间亮的部分是脂双层分子。罗伯逊在“三明治”模型的基础上提出了单位膜模型,推断所有的生物膜都由蛋白质-脂质一蛋白质构成。
“三明治”模型和单位膜模型的不足之处是把脂质看成静态的刚性结构。这样的结构是否能体现膜的功能呢?
学生思考,举例说明
培养学生问题意识,给予巩固知识,学生发散性思维启动已有知识的空间。
资料4:
人——鼠细胞融合实验
这个实验说明了什么?
细胞膜上的蛋白质分是呈流动状态的。
观看,描述实验结果,分析实验结论
培养学生主动获取知识的能力、归纳能力及与人交流信息的能力。
电镜冰冻蚀刻(冰冻断裂)将标本冰冻,然后用冷刀断开,升温后暴露断裂面。
从标本中能得出什么结论?
蛋白质在膜中的分布是不对称的,蛋白质镶嵌、嵌入、横跨在磷脂双分子层中。
观看,描述实验结果,分析实验结论
培养学生主动获取知识的能力、归纳能力及与人交流信息的能力。
1972年,桑格和尼克森在新的观察和实验证据的基础上,提出了流动镶嵌模型。
展示图片介绍各种结构名称。
该理论主要包括:
1.磷脂双分子层构成了生物膜的基本支架。
2.蛋白质分子有的镶在磷脂双分子层表面,有的全部或部分嵌入磷脂双分子层中,有的贯穿于整个磷脂双分子层,体现了膜内外结构的不对称性。
3.磷脂和蛋白质位置不是固定的,生物膜具有一定流动性
提问:根据前面的分析,小组合作画出流动镶嵌模型。
及时引导。
动画展示流动镶嵌模型
描述模型的主要内容。
学生通过归纳、总结,主动获得结构模型的基本内容。
第二部分:细胞壁是植物、真菌和大多数原核细胞的外层结构
讲授新课
植物:纤维素和果胶
真菌:壳多糖(几丁质)
细菌:肽聚糖
青霉素抑菌作用原理:抑制细菌合成肽聚糖。
水、离子和其他分子都极易通过纤维之间的空隙,所以细胞壁与细胞的选择透性无关。
作用:保护、支持。
联系生活:细胞壁的功能
事例1:青霉素为什么能杀菌?原因:青霉素抑制细菌合成肽聚糖。因为不能合成细胞壁物质,细菌就不能生长和繁殖,所以青霉素能杀菌。
事例2:参天大树之所以能挺立?
原因:靠死细胞的细胞壁支撑、支持作用。
认真阅读教材,做好笔记
第三部分:小结
形成性评价
1.若将细胞膜的磷脂提取后放入盛有水的容器中,下列能正确反映其分布的图是( )
2.用红色荧光染料标记人细胞膜上的蛋白质,用绿色荧光染料标记小鼠细胞膜上的蛋白质。把人和小鼠的细胞融合。刚融合时融合细胞一半发红色荧光,另一半发绿色荧光,将融合后的细胞在适宜的条件下培养,保持其活性,但融合后的杂交细胞仍为一半红,一半绿,发生这一现象可能的原因是( )
A.人细胞与小鼠细胞发生反应
B.构成人细胞的磷脂分子和小鼠细胞的磷脂分子不具亲和性
C.人细胞的蛋白质分子大位于下方,小鼠细胞的蛋白质分子小位于上方
D.细胞膜上的蛋白质变性,细胞膜失去了流动性
3.白细胞可以吞噬整个病菌,这一事实说明细胞膜( )
A.具有选择透过性
B.具有全透性
C.具有一定的流动性
D.具有保护作用
4.下面有选择透过性细胞膜的一组细胞是( )
①食用的糖醋蒜的细胞
②蚕豆叶的表皮细胞
③植物的根毛细胞
④人口腔上皮细胞
⑤用盐酸解离的洋葱根尖细胞
A.①②③
B.②③⑤
C.①④⑤
D.②③④
5.细胞膜与其完成各种生理功能极为重要的结构特点是( )
A.磷脂排列成双分子层
B.蛋白质分子覆盖或镶嵌于磷脂双分子层
C.两侧膜物质分子排列不对称
D.膜物质具有一定的流动性
板书设计
细胞膜控制细胞与周围环境的联系
第二课时
一、对生物膜结构的探索历程
二、流动镶嵌模型的基本内容
1.基本支架:磷脂双分子层
2.蛋白质的位置:镶嵌、贯穿
3.细胞膜的外侧:糖蛋白
4.结构特性:具有一定的流动性
三、小结
细胞质是多项生命活动的场所
【第1课时】
【教材分析】
本节内容是第二章第三节的内容,是第二章的重点内容之一。它是后面将要学习的光合作用、呼吸作用、蛋白质的合成、动物细胞的有丝分裂等的最根本的基础。通过学习,使学生从系统的角度来认识到细胞,认识系统内的主要细胞器的结构和功能及细胞器之间是怎样分工合作,协调配合来完成细胞的生命活动的,为后面学习细胞的能量的供应和利用奠定细胞学基础。
本节课用二个课时来完成。第一课学习细胞器的结构、形态和功能。第二课进行活动观察叶绿体和胞质流动及细胞器模型的制作
【教学目标与核心素养】
1.知识目标:
(1)识别几种细胞器形态
(2)说出几种细胞器的结构和功能,树立生物结构与功能相适应的生物学辩证观点。
(3)说出细胞溶胶的功能。
2.核心素养:
树立生物结构与功能相适应的生物学辩证观点
建构模型
【教学重难点】
1.重点:(1)8种细胞器的结构和功能,
(2)观察叶绿体和细胞质流动
(3)使用显微镜观察各种细胞比较不同细胞的异同点
2难点:(1)将细胞器的功能和生物体的相关生命现象联系起来并灵活运用
(2)叶绿体的观察和细胞质流动
(3)制作各种细胞器模型
【课前准备】
多媒体课件、导学案、细胞器模型、印制细胞器图片
【教学过程】
教师活动
学生活动
教学意图
第一部分:生物体由细胞构成
导入新课激发学习动机
创设情景:多媒体展示细胞结构示意图:
细胞包括细胞壁,细胞膜,细胞质,细胞核。
上节课我们学习了细胞膜和细胞壁的结构和功能,今天我们继续来学习细胞质的结构和功能,以及细胞质中各结构之间的联系。
提问:什么叫细胞质?
学生思考、回答:
细胞质是细胞膜包被的细胞内的大部分物质
成分:有各种细胞器和透明、黏稠、流动着的液体组成.
细胞器的成分:有膜包被,如细胞核、线粒体、叶绿体、高尔基体、溶酶体、液泡等。无膜包被,如中心体、核糖体等。
他们共同完成细胞的功能。
利用图片展示细胞图像清楚本节的教学内容,并带着问题去学习今天的知识,提高他们的学习兴趣。
讲授新课
(播放第二张PPT)
提问:问:要想研究细胞器的结构和功能,必须要把各种细胞器从细胞中分离出来,那么分离细胞器的方法是什么呢?
说出分离细胞器的方法是:差速离心法
了解分离细胞器的方法:差速离心法
第二部分:细胞质中有多种细胞器
讲授新课
过渡讲述:分离得到各种细胞器后,下面我们就了解一下各种细胞的结构和功能。
出示动植物细胞亚显微结构示意图
教师指出:细胞的亚显微结构是在电子显微镜下看到的,光学显微镜下看到的是细胞的显微结构;电子显微镜放倍数远远于光显微镜,光学显微镜能看到细胞基本结构(细胞壁、细胞膜、细胞质、细胞核)、极少数细胞器(叶绿体、染色线粒体)染色的染色体等;电显微镜观察细胞内几乎任何结构。
动植物细胞中有哪些细胞器?
细胞质中除了有细胞器还有什么?它的成分有哪些?有什么功能?
出示图片,你能说出图中细胞器的名字吗?
前后六人为一组,每小组负责两种细胞器,以小组为单位组进行组内合作交流,完成学案上“各种细胞器的分布、结构和功能表”,并把组内解决不了的问题写在疑问卡上。
学生聆听
指认动植物细胞中的细胞器
同学根据图片、观察细胞器,并尝试说出各种细胞器的名字。
了解显微结构和亚显微结构。
通过识图,初步了解细胞中的细胞器。
了解细胞质基质的成分功能。
学会观察,学生思考各细胞器的名称。
讲授新课
名称
分布
形态
结构
功能
线粒体
叶绿体
内质网
高尔基体
液泡
溶酶体
核糖体
中心体
小组代表发言介绍各自负责的细胞器,其他同学进行提问。
让第一组同学将叶绿体和线粒体模型放到展台上进行展示,并尝试说出它们的分布、结构和功能,其它小组进行补充。
教师出示线粒体图片重点强调其结构、功能。
出示叶绿体图片重点强调其结构、功能和分布。
进行适当点拨!在此过程中渗透结构和功能的统一性。
出示线粒体和叶绿体的比较表
组织第二组同学介绍内质网和高尔基体。
教师出示内质网和高尔基体的图片强调它们形态结构上的区别。
组织第三组同学介绍溶酶体和液泡。
教师出示溶酶体和液泡的图片,强调溶酶体含有多种水解酶,液泡含有色素。
组织第四组同学介绍核糖体和中心体。
教师出示核糖体和中心体的图片,强调他们的分布和功能。
教师再次出示各种细胞器的分布、结构和功能表
学习了八种细胞器,接着我们结合导学案对八种细胞器从膜结构、分布、成分、功能上进行分类总结。
学生回顾初中知识,认识显微镜的结构,并回忆其功能
学生活动:学生练习使用显微镜观察各种永久装片,并学习制作临时装片,并能够描述植物细胞和动物细胞在结构上的异同。
组内合作交流,将疑问写在疑问卡上。
第一组同学用展台展示叶绿体、线粒体模型,并说出它们的结构和功能。其它小组进行补充。
学生观看聆听。
学生代表回答。
第二组同学代表介绍内质网和高尔基体的结构和功能。其它小组进行补充。
观看、比较。
第三组同学代表介绍溶酶体和液泡的分布、结构和功能。其它小组进行补充。
观看、比较。
第四组同学代表介绍核糖体和中心体的分布、结构和功能。其它小组进行补充。
观看、聆听。
师生共同总结。
学会使用高倍显微镜,学会利用工具寻找证据
教学反思
关于细胞的结构和功能等微观水平的内容,离学生的生活经验较远,学生在学习了各种细胞器的结构和功能之后,脑子里还是一个个独立的细胞器的印象,还没有把这些细胞器作为一个系统的组成成分联系起来,在这种状态下,学习本课内容有一定的难度和挑战性。因此教学过程既要突出学生的主动参与,又要强调教师的主导。教学内容要增加直观性,促进学生的理解。
形成性评价
1.下图为高等动、植物细胞亚显微结构图,根据图回答:
(1)与动物细胞比较,高等植物细胞特有的细胞器是[ ]______和[ ]______。
(2)若B细胞中①产生的气体扩散到②中被利用,要经过______层磷脂分子。
(3)在动物细胞的增殖过程中起作用的细胞器是[ ]______。
(4)将无机物合成有机物,并将光能转变成储存在有机物中的化学能的细胞器是[ ]______。
(5)如果B图为大蒜根细胞,则应该没有[ ]______。
2.下图表示几种细胞器的模式简图,据图回答:
(1)能进行光合作用的细胞器是[ ]_______。
(2)细胞生命活动所需的能量,大约95%来自[ ]_______。
(3)[ ]_______是细胞内蛋白质加工,以及脂质合成的“车间”。
(4)对蛋白质进行加工、分类和包装的“车间”及“分拣”是[ ]_______。
(5)[A]和[C]都能通过各自的方式来增大表面积,其中[A]通过_______,[C]通过_______的方式来增大表面积。
细胞器归类:
归类条件(成分)
相关的细胞器
归类条件(功能)
相关的细胞器
双层膜结构的
能产生ATP的
含有核酸的细胞器
与主动转运有关的
含有色素的细胞器
与分泌蛋白有关的
板书设计
细胞质是多项生命活动的场所
分布 形态 结构 功能
线粒体
内质网
核糖体
高尔基体
液泡
中心体
细胞溶胶
【第2课时】
【教材分析】
本节内容是第二章第三节的内容,是第二章的重点内容之一。它是后面将要学习的光合作用、呼吸作用、蛋白质的合成、动物细胞的有丝分裂等的最根本的基础。通过学习,使学生从系统的角度来认识到细胞,认识系统内的主要细胞器的结构和功能及细胞器之间是怎样分工合作,协调配合来完成细胞的生命活动的,为后面学习细胞的能量的供应和利用奠定细胞学基础。
本节课用二个课时来完成。第一课学习细胞器的结构、形态和功能。第二课进行活动观察叶绿体和胞质流动,叶绿体是植物细胞中较大的一种细胞器,是真核生物光合作用的唯一场所,能发生特有的能量转换。由于具有这一重要功能,所以它一直是细胞生物学、遗传学和分子生物学的重要研究对象。
本实验选自浙科版生物必修1第二章第三节的实验部分,是掌握叶绿体的形态及其在细胞内的分布规律的常规实验。本实验主要是观察叶绿体在细胞中的形态、分布,增加学生对叶绿体的感性认知,使学生更好地掌握叶绿体的结构知识,为后续的光合作用学习打下扎实的基础。
【教学目标与核心素养】
1.知识目标:
(1)通过实验观察正确描述叶绿体的颜色、形态、分布等特点。
(2)体会实验材料选择的重要性,说出材料选择的符合要求、易操作等原则。
(3)进一步熟练高倍镜使用的操作和临时装片的制作。树立生物结构与功能相适应的生物学辩证观点
2.核心素养:
(1)认同科学结论来源于科学实验研究。
(2)通过观察欣赏、体会生物结构的精细和美。
【教学重难点】
1.重点:(1)观察叶绿体和细胞质流动
(2)使用显微镜观察各种细胞比较不同细胞的异同点
2.难点:(1)将细胞器的功能和生物体的相关生命现象联系起来并灵活运用
(2)叶绿体的观察和细胞质流动
(3)制作各种细胞器模型
【课前准备】
1.学生的准备:在课前预习本实验的实验内容与实验操作步骤,并思考实验的原理,以及对于自己所不理解的实验提出疑问。并准备进行观察叶绿体的自带材料。
2.教师的准备:
(1)多媒体课件。
(2)实验材料和用具:显微镜、剪刀、刀片、镊子、滴管、水、载玻片、盖玻片、吸水纸、擦镜纸、菠菜、黑藻、蚕豆叶、韭菜等。
(3)学生实验报告单。
教师活动
学生活动
教学意图
第一部分:观察叶绿体和细胞质流动
导入新课激发学习动机
回顾上节的内容。
讲解:叶绿体是真核细胞中进行光合作用的唯一场所,对植物、动物、乃至整个生物界具有重要作用。但是我们以前是在书本、课件中观察叶绿体的图片,我们希望能更观察到真实的叶绿体。
导出课题:观察叶绿体和胞质流动。
认同叶绿体的重要性
通过教师对叶绿体重要性的简单描述,引起学生对本实验观察叶绿体的足够重视和兴趣。
二、讲解实验步骤




1.取材[板书]
(1)要求学生展示课前要求自带的本实验实验材料,并说明带这些材料进行实验的原因。
(2)教师展示教师准备的材料。
(3)得出实验材料选择的依据:符合实验要求。
[板书]合要求
2.制作临时装片
[过渡]用显微镜观察叶绿体需要制成临时装片。
[板书]制作装片
(1)提问:临时装片的制作方法?盖玻片的盖法?
(2)示范:黑藻小叶的临时装片制作的步骤。
(3)菠菜、韭菜等其他材料不能直接制成装片,需要对叶片进行处理,怎样进行?教师演示,多媒体课件强调处理的方法。
3.观察[板书]
(1)提问:用高倍镜观察的步骤。
(2)提问:本实验可以观察的叶绿体的内容。
4.结果记录、分析[板书]
(1)本实验结果记录的两种方法:表格法和绘图法。
(2)板画简单展示1个叶肉细胞中叶绿体的画法。
1.由个别学生展示所带材料,并从含有叶绿体、符合实验要求角度分析选这些材料的原因。
认同实验材料选择的符合实验要求的原则。
2.回忆临时装片的制作实验和制作步骤、注意事项。
[回答]先在载玻片的中央滴一滴清水,再把需观察的实验材料平展在水滴中,最后盖上盖玻片。盖玻片先一侧接触水滴,再全部放下。
认同需要对实验材料进行一定处理的目的是处理为有利于观察的一层细胞。
懂得撕取叶片中叶肉细胞的方法。
3.回忆并回答用高倍镜观察的方法。
回答本实验观察的有关内容:颜色、形状、数量、分布等。
4.认同实验结果有不同的记录方式。
了解分离细胞器的方法:差速离心法
三、学生、实验观察
讲授新课
1.说明要求:
(1)每个小组至少制作3张临时装片并进行观察,每人至少制作1张临时装片。
(2)设计表格并记录实验结果。
(3)以绘图的形式记录两种实验材料的各1个叶肉细胞中的叶绿体形态和分布。
(4)合理安排时间、注意相互合作。
2.巡视指导学生的实验过程。
1.明确实验要求。
2.进行实验观察和记录
1.使学生对实验的过程要求更为明确,尤其强调实验结果的记录和同学间的相互合作。
2.通过巡视和指导对学生的实验过程能更顺利得以实施。
3、通过拍摄更增加学生的好胜心,并为实验结果的分析做准备。
四、实验结果的展示、分析和讨论
讲授新课
1.提问:是否都观察到了叶绿体?观察到的是什么材料的叶绿体?为什么在课本中选择的实验材料为黑藻?
讨论
1.描述叶绿体的形态和在细胞中的分布
2.观察到的叶绿体是如何移动的?
3.如果你看到细胞内的叶绿体并没有移动,尝试解释其原因。
4.胞质环流对于活细胞有什么意义?
学生根据图片说明材料来源。得出不同植物叶肉细胞的叶绿体形态分布等有所不同。
1.使学生进一步认同实验材料选择的重要性。
2.体会生物学知识的获得是实验研究的结果。认识生物结构的精细和美。
第二部分:细胞溶胶是细胞代谢的主要场所
细胞质中有一种透明、粘稠、流动着的液体,称为细胞溶胶。
细胞溶胶与细胞内其他结构相互配合,协同完成各项生命活动
观看、聆听。
师生共同总结结。
第三部分:细胞骨架维持细胞形态并控制细胞运动和胞内运输
(1)主要成分是?有哪些功能?
回答:主要成分:由蛋白质纤维构成的支架(无膜)
功能:维持细胞形态、参与物质运输
师生共同总结结。
教学反思
采用“实验观察-解决问题”的教学模式。希望通过实验材料种类的增加和选择,增加实验的趣味性和学生的自主选择性,并使学生体会在实验中实验材料选择的重要性和选择的依据。通过实验过程的各种材料的观察的比较,体会科学实验需要严谨和一丝不苟的精神。
形成性评价
画出两种不同实验材料的细胞中叶绿体分布的简图。
五、问题与讨论:
(1)教材中观察叶绿体时选择黑藻为实验材料的原因?归纳实验材料选择的依据。
原因为________________________________________________________。
实验材料选择的依据?
________________________________________________________。
(2)临时装片中的材料要随时保持有水状态的原因?
________________________________________________________。
板书设计
细胞质是多项生命活动的场所
第2课时
活动:观察叶绿体和细胞质流动
步骤:
取材——制作装片——观察(颜色、形状、数量、分布)、胞质环流——记录结果并分析(表格记录、绘图)
细胞溶胶是细胞代谢的主要场所
第三部分:细胞骨架维持细胞形态并控制细胞运动和胞内运输
细胞核是细胞生命活动的控制中心
【教材分析】
该节课内容较简单,主要包括细胞核的结构和功能。以及通过实验的观察,由学生自己总结细胞核的功能,重点在于逻辑知识的推理。
【教学目标与核心素养】
知识目标:
能掌握细胞核的结构组成,能掌握细胞核的功能;能深入结构决定功能思维。能掌握真核与原核细胞结构的区别。
核心素养:
知道生物体的基本结构和功能单位为细胞;细胞的结构组成由三部分构成;本部分主要掌握核的结构和功能;在此过程中渗透核心素养中的生命观,任何生物(除病毒)都是由细胞组成的,我们有共同的起源,自然界的生命可以说与我们息息相关,每个人都应当善待生命,保护生命,维系地球。以及培养他们的理科逻辑推理能力。
【教学重难点】
学习重点:细胞核结构组成;细胞核的功能;真核细胞与原核细胞结构的区别。
学习难点:由细胞核的结构推导细胞核的功能。
【教学过程】
教师活动 学生活动
教师活动1
提问:细胞由几部分构成?细胞核是什么结构组成的?学生活动1
回答:根据PPT展示细胞核的结构,回答问题。
活动意图说明:
让学生复习回忆细胞的结构组成,从而引出细胞核。
教师活动2
PPT演示细胞核的结构组成,根据各结构的物质组成,分析各结构的功能 学生活动2
阅读课本,观察、学习和记录
活动意图说明:
通过此项展示,让学生具体了解细胞核的结构组成,主要是根据结构推理功能。
教师活动3
PPT展示细胞核核膜的结构分析,阅读课本,找出答案。 学的活动3
阅读课本,观察,分析,思考及回答。
活动意图说明:
锻炼及培养学生的归纳总结的能力,深入学会结构决定功能的思维模式。
教的活动4
PPT展示核仁的结构和功能 学的活动4
观察,学习,记录。
活动意图说明:
目的是为后续的学习方式做铺垫,让学生学会知识之间的相互关联性,学会分析联系。
教的活动5
PPT展示染色质的物质组成,同时展示实验,由学生自己观察实验现象和结构,总结染色质的功能及细胞核的功能。 学的活动5
回答:根据分析,实验,描述细胞核的功能
活动意图说明:
归入主题,明了染色质的物质组成,以及根据实验明白细胞核的功能,树立结构决定功能的理念。
教的活动6
提问:真核细胞与原核细胞,两者结构上的主要区别是什么?用什么方式就可推测出? 学的活动6
回答:根据自己的知识推理得出结论,而不只是单纯的机械记忆。
活动意图说明:
归入主题,分析原核细胞与真核细胞结构的不同,结构不同导致功能不同。总结为什么细胞核是生命活动的中心。
教学板书设计
细胞核是生命活动的控制中心:
1.细胞核的结构组成:核膜、核仁和染色质
2.核膜①结构②功能
3.核仁①结构②功能
4.染色质①结构②功能
【教学反思】
该节课内容相对简单,内容较少,便于记忆。所以在本节更要注重结构决定功能思维的引导,不断渗透生物学科的核心素养。
细胞在结构和功能上是一个统一整体
【教材分析】
该节课内容较简单,主要是生物膜的结构和功能的相关性,同时细胞中各细胞器的功能的相互协作,共同完成某项生理活动。相对记忆任务较为轻松。
【教学目标与核心素养】
知识目标:
能掌握生物膜的概念;能掌握生物膜之间的相互关联性;能掌握细胞器之间的相互关联性。
核心素养:
知道生物体的基本结构和功能单位为细胞;细胞的结构组成由三部分构成;细胞是一个整体结构,各部分之间在结构和功能上彼此相关联,此部分主要介绍细胞生物膜的功能及细胞器的功能是相互关联的。在此过程中渗透核心素养中的生命观,任何生物都是彼此相关的,彼此不能分开,从而每个人都应当善待生命,保护生命,维系地球。
【教学重难点】
学习重点:生物膜的概念;生物膜之间的相互关联性;细胞器之间的相互关联性。
学习难点:生物膜之间的关联性,以及细胞器之间功能的相关性。
学习活动设计
教师活动
学生活动
教师活动1
提问:依据细胞的结构组成,为什么细胞能完成相应的生理功能,请举出一个实例。
学生活动1
回答:举出一种细胞所行使功能的实例。
活动意图说明:
让学生根据自己所学知识,总结相关的内容。
教师活动2
提问:在此过程中,都有哪些结构参与了此活动?PPT展示生物膜的实例。
学生活动2
学生自己根据生物膜概念,说出生物膜包含的种类。
活动意图说明:
通过此项展示,让学生自己学会根据掌握的知识,归纳总结。
教师活动3
PPT展示生物膜如何相互作用,完成相应的生理功能。
学生活动3
阅读课本,观察,分析,根据PPT描述生物膜的功能的连贯性。
活动意图说明:
锻炼及培养学生的归纳总结的能力,深入学会知识的相互关联性。
教师活动4
提问:根据刚才实例的介绍,体现了生物膜的什么特性?
学生活动4
回答问题。
活动意图说明:
目的是为让学生学会通过自己的阅读获取信息和知识的能力。
教师活动5
PPT实例展示,分泌蛋白的分泌过程,各细胞器之间的功能的连贯性
学生活动5
描述回答过程。
活动意图说明:
目的是为让学生学会通过自己的阅读获取信息和知识的能力。
教师活动6
当堂小练习
学生活动6
回答问题,了解自己知识的掌握情况。
活动意图说明:
锻炼学生自己的读图分析能力。
教学板书设计
细胞在结构和功能上是一个整体:
1.生物膜的概念;
2.生物膜功能的体现的原理;
3.分泌蛋白的分泌体现了细胞的结构和功能实际上是一个整体。
【教学反思】
该节课内容相对简单,内容较少,便于记忆。所以在本节更要注重知识之间连贯性的引导。
原核细胞内无成型细胞核
【教材分析】
该节课内容较简单,主要是原核细胞的结构,并与真核细胞做比较,同时了解无细胞结构的生物——病毒。没有什么逻辑思维的难度,记忆任务也较为轻松。能掌握原核细胞的结构;能掌握原核细胞与真核细胞结构的区别;能掌握病毒的结构特点及生活方式。
【教学目标与核心素养】
1.知识目标
能掌握原核细胞的结构;能掌握原核细胞与真核细胞结构的区别;能掌握病毒的结构特点及生活方式。
2.核心素养
知道生物体的基本结构和功能单位为细胞;细胞的结构组成由三部分构成;细胞是一个整体结构,各部分之间在结构和功能上彼此相关联,此部分主要介绍原核细胞的结构,并与真核细胞的结构做比较,同时了解无细胞结构的生物--病毒。在此过程中渗透核心素养中的生命观,任何生物都是彼此相关的,彼此不能分开,从而每个人都应当善待生命,保护生命,维系地球。
【教学重难点】
重点:原核细胞的结构;原核与真核细胞结构的区别;病毒的结构特点及生活方式。
难点:病毒寄生生活方式的过程;真核与原核细胞的区别。
【教学过程】
学习活动设计
教师活动
学生活动
教师活动1
PPT展示原核细胞结构图
学生活动1
回答:分析回答包含的结构名称。
活动意图说明:
让学生根据自己所学知识,总结相关的内容。
教师活动2
PPT展示,原核与真核细胞结构图
学生活动2
学生自己归纳总结,两者在结构上的区别与联系。
活动意图说明:
通过此项展示,让学生自己学会根据掌握的知识,归纳总结。
教师活动3
PPT展示由原核细胞所构成的原核生物的种类。
学的活动3
阅读课本,观察,分析,根据结构组成图,总结加深原核细胞的结构特点。
活动意图说明:
锻炼及培养学生的归纳总结的能力,深入学会知识的相互关联性。
教的活动4
提问:根据刚才原核细胞结构的介绍,那在生物进化过程中,原核生物先于真核生物出现,还是真核生物?
学的活动4
阅读课本,分析回答。
活动意图说明:
目的是为让学生学会通过自己的阅读获取信息和知识的能力。
教的活动5
提问:原核生物的出现对自然界产生了什么样的影响?
学的活动5
阅读课本,分析回答。
活动意图说明:
目的是为让学生学会通过自己的阅读获取信息和知识的能力。
教的活动6
PPT展示病毒的结构图,及侵染过程
学的活动6
观察,分析,描述病毒与原核、真核细胞结构上的区别。
活动意图说明:
锻炼学生自己的读图分析能力。
教的活动7
当堂小练习
学的活动7
测试知识的掌握程度
活动意图说明:
了解学生自己的听课学习能力。
教学板书设计
原核细胞内无成形的细胞核:
1.原核细胞的结构;
2.原核细胞与真核细胞结构上的区别;
3.病毒的结构特点及生活方式。
【教学反思】
该节课内容相对简单,内容较少,便于记忆。所以在本节更要注重知识之间连贯性的引导。
ATP是细胞内的“能量通货”
【教材分析】
该部分内容是细胞中发生化学反应,也即代谢部分的主要内容,涉及到物质和能量的变化,相对比较抽象,不容易理解,其中ATP和酶是细胞代谢的基础物质,在此基础上进行物质出入细胞的方式和呼吸作用和光合作用的讲解。是必修一的重点章节。
【教学目标与核心素养】
知道ATP的全称及结构简式,知道ATP的组成,知道ATP的功能,知道ATP与ADP的相互转化,知道ATP的能量来源。
在此过程中渗透核心素养中的生命观,任何生物(除病毒)都是由细胞组成的,我们有共同的起源,自然界的生命可以说与我们息息相关,每个人都应当善待生命,保护护生命,维系地球。
【教学重难点】
1.教学重点:ATP的分子简式、ATP的生理功能;ATP与ADP的相互转变在新城代谢中的作用
2.教学难点:ATP与ADP的相互转变在新城代谢中的作用;理解细胞中的能量转化,放能反应和吸能反应。
【课前准备】
PPT
【教学过程】
教师活动
学生活动
教的活动1
通过PPT展示,生物体的任何活动都需要能量的消耗
学的活动1
观察,记录
教师活动2
PPT展示萤火虫的光的来源,引出生物体内的能量物质ATP
学生活动2
阅读,记录
教师活动3
提问:学生化学中所学习的化学能是什么?
学的活动3
回忆,分析,讨论
教的活动4
实验显示ATP的能与葡萄糖中化学能的区别
学的活动4
自己分析比较,得出结论:ATP为生命活动提供直接能量
教的活动5
PPT展示,ATP的发现历史
学的活动5
回答,观察,书写
教的活动6
通过PPT展示,学生阅读
ATP的合成过程
回答问题:阅读课本,①描述其合成要素
②及相关的科学家所做的贡献
学的活动6
观察、阅读、学习和记录
教的活动7
通过PPT展示,ATP的结构组成
学的活动7
观察、阅读、学习和记录
教的活动8
PPT展示ATP结构如何决定功能
学的活动8
观察、阅读、学习和记录
教的活动9
PPT展示ATP与ADP之间的转化关系
学的活动9
观察、阅读、学习和记录
【教学反思】
本部分内容与能量的转化有关,相对较为抽象,需要用更形象生动的实例进行讲解,但ATP物质本身结构只是简单介绍,没有进行太深奥的讲解,对学生的记忆能力没有太多压力。
酶是生物催化剂
【教材分析】
该部分内容是细胞中发生化学反应,也即代谢部分的主要内容,涉及到物质和能量的变化,相对比较抽象,不容易理解,其中ATP和酶是细胞代谢的基础物质,在此基础上进行物质出入细胞的方式和呼吸作用和光合作用的讲解。是必修一的重点章节。
【教学目标】
1.描述酶的发现过程,举例说明酶是生物催化剂,说明酶的催化活性极高,说明酶具有专一性,分析酶的催化作用受很多因素的影响
2.在此过程中渗透核心素养中的生命观,任何生物(除病毒)都是由细胞组成的,我们有共同的起源,自然界的生命可以说与我们息息相关,每个人都应当善待生命,保护生命,维系地球
【教学重点】
酶是生物催化剂,说明酶的催化活性极高,说明酶具有专一性,分析酶的催化作用受很多因素的影响。
【教学难点】
分析酶的催化作用受很多因素的影响。
【教学过程】
课前准备:PPT
教师活动
学生活动
教的活动1
通过PPT展示,介绍什么是新陈代谢。
学生活动1
观察,记录。
教师活动2
PPT展示新陈代谢过程中伴随着物质和能量的改变,那物质变化过程中必然需要一种催化剂——酶,酶的发现历史的介绍。
学生活动2
阅读,记录。
教师活动3
提问:什么是酶,有什么作用?
学的活动3
分析,讨论。
教的活动4
PPT展示酶的催化原理。
学的活动4
自己分析比较,得出结论。
教的活动5
PPT展示,引导学生分析影响酶作用的因素有哪些?
学的活动5
回答,观察,书写。
教的活动6
通过PPT展示,酶相对比于无机催化剂来说,其特性是什么?
学的活动6
观察、阅读、学习和记录。
教的活动7
实验演示:酶的催化特性。
学的活动7
观察、阅读、学习和记录,自己分析讨论,得出结论。
教的活动8
针对性练习。
学的活动8
观察、回答。
【教学反思】
本部分内容与代谢密切相关,相对较为抽象,需要用更形象生动的实例进行讲解,但酶物质本身在学习了蛋白质和核酸的基础上,只是简单介绍,没有进行太深奥的讲解,对学生的记忆能力没有太多压力。主要是影响因素对酶作用的影响相对稍显难度。
物质通过多种方式出入细胞
【教学目标】
一、知识目标:
1.能够概述渗透机理以及渗透吸水的两大组成因素;
2.举例说出物质跨膜运输方式的类型和特点;
3.说出被动运输和主动转运的异同点;
4.能够分析质壁分离原理。
二、技能目标:
1.能够从渗透演示实验中表达现象;
2.能够联系现实生活,用所学知识解释生活中的现象;
3.能够用类比和对比的方法归纳总结进行学习。
三、情感目标:
1.能够参与讨论交流,培养团结协作能力;
2.通过对外界环境的浓度高低对植物吸收水或矿物质的重要性的掌握,结合我国近年来土地盐碱化严重的事实,学会关注我国面临的水资源短缺问题,从而树立保护环境,节约用水的意识。
【教学重点】
渗透装置的分析、物质出入细胞方式的异同点
【教学难点】
解决方法:物质出入细胞方式的异同点,利用教学媒体以及演示实验,以及对比、类比的方法。
【教学方法】
主要采用自主合作式学习。教师讲解和学生活动相结合,充分调动学生的积极性。学生通过观察演示实验,主动讨论和思考,并且通过对比的方式进行本堂课的学习,教师通过课件和演示实验进行教学。
【教学准备】
玻璃漏斗、三个烧杯、墨水、猪的膀胱膜、棉纱布(全透)、滴有红墨水的质量浓度为30%蔗糖溶液、新鲜青菜
【教学设计】
教学程序
教师行为
学生行为
设计意图
一、复习旧课;
展示细胞膜动态FLASH图,问学生细胞膜的结构和功能。
思考回忆细胞膜知识点,回答老师的问题。
以生动形象的细胞膜动态FLASH图做开场引入,不仅吸引学生的注意力,激发学生的学习动机,同时也为学习本节课内容打下知识基础;
二、被动转运不需要消耗能量;
教师设疑:为什么家里的加湿器的蒸汽可以飘遍整个房间?引出水分子扩散和渗透,以及两者的比较。
结合生活,积极思考,了解扩散和渗透。
通过同学都熟知的生活用品加湿器来引出水分子扩散和渗透,简单明了,同学们也容易接受,对于概念的掌握起者抛砖引玉的作用;
(1)渗透吸水的第一个影响因素——浓度差;
为进一步让学生了解水分子渗透,教师设疑:青菜放在盐水中会干瘪,放在清水中会变得干挺,为什么啊?
教师进一步分析水分子渗透原理,通过PPT展示,比较外界浓度和植物细胞液浓度,得出水分子从水分子数量多的地方流向水分子低的地方;
学生总结:放在盐水中,植物失水;放在清水中,植物吸水;
学生概括:水分子由低浓度溶液流向高浓度溶液;
对简单的生活事例进行比较和思考,挖掘出其产生的原因和机理,引出本堂课内容,同时把学生的学习主动性调动起来;
(2)渗透吸水的第二个影响因素——半透膜;
(3)探讨动植物细胞都可看成渗透系统;
(4)运用渗透机理,解决实际问题
(5)植物渗透机制与现实生活相联系,探讨如何环境问题
教师设疑:植物渗透吸水除了与溶液浓度差有关(水分子由低浓度溶液流向高浓度溶液)外,还与什么因素有关呢?
教师做渗透装置演示实验,做对比实验:A装置中玻璃漏斗口扎上棉纱布(全透)。B装置中玻璃漏斗口扎上猪的膀胱膜(大分子不能透过,水分子可以透过)。C、装置中玻璃漏斗口扎上塑料薄膜。把三个玻璃漏斗口朝下,在漏斗里装满滴有红墨水的蔗糖溶液(蔗糖分子是大分子),分别放到三个装有清水的烧杯里,让学生观察现象。
3、教师提问:
1)是什么力量使B装置中的蔗糖溶液上升?为什么A装置中的蔗糖溶液下降了?C装置的液面没有任何变化?
2)如果把B装置的水换成等浓度的蔗糖,你认为蔗糖溶液还会上升吗?
4、再进行FLASH演示实验,让学生对于实验印象更加深刻,引导学生分析得出发生渗透作用的两个条件:一是有半透膜,二是膜两侧存在浓度差。对于动植物细胞而言,当外界浓度比细胞液浓度大时,植物失水;当外界浓度比细胞液浓度小时,植物吸水;
5、在理解渗透原理的基础上,设疑:为什么活细胞可以看成一个渗透系统?
教师先引导学生分析一个成熟植物细胞的结构:细胞壁是全透性的,而原生质层是具有选择透过性的,另外液泡细胞具有一定的浓度(即细胞液的浓度)与外界溶液之间形成浓度差。因此植物浓度和外界浓度进行的比较,确切的说,是植物的细胞液浓度与外界浓度的比较。在此基础上,再引导学生思考分析动物细胞;
7、通过刚才所讲授的知识,教师现在指导学生进行知识的实际运用。让学生翻书到课本54页—渗透使红细胞破裂,使植物细胞发生质壁分离图,引出质壁分离的概念。让学生来对照分析在细胞内外水分子数相对变化时,红细胞和植物细胞的变化,说出引起这种变化的原因和机制,注意两者的不同之处。并及时通过PPT布置题目进行巩固。
8、根据学生已经学到的知识,教师设疑:我国现在有好多地方的土地都已经盐碱化了,大家运用刚才所学到的渗透知识想一下,这样会对植物造成影响吗?
教师问:那我们该如何做啊?
学生观察现象,A下
降,B上升,C不变。
学生思考讨论得出半透膜(猪的膀胱膜)的存在对渗透吸水的重要性。
学生通过对刚才青菜实验的理解,思考总结出浓度差是发生渗透吸水的另外一个原因。
理解液面上升的原理认识渗透原理。
在老师的引导下,学生结合上节课所学细胞知识,结合渗透机制,对植物细胞渗透作用理解的基础上,进一步对动物细胞进行了解;
通过观察图片,运用刚才所学的渗透知识,分析归纳,积极发言,说出现象发生的原因,进一步强化学生对于外界溶液浓度如何影响水分得失的理解;
学生积极发言:会影响的,外界环境的溶液浓度大大超过植物根的本身,根据水的渗透原理,当外界浓度比细胞液浓度大时,植物失水。因此在这种环境下,植物因失水而枯萎;
学生们异口同声的回答:我们要保护环境!
通过这种模型教学和演示实验相结合的方式,可以将生活经验以外的情况作出仿真,因此缩短了理论和实践的距离,教师和学生可同时进行言语交流和视觉直视,实现了【教学目标】,突破了第一个【教学难点】;
通过动植物细胞对比的观察,同学的思考讨论,以及结合所学知识,更生动形象的了解渗透机制,深化理解知识点,了解动植物细胞渗透系统的区别;
通过课本中红细胞和植物细胞的渗透吸水的观察来巩固刚才关于渗透吸水的机理,同时能够调动学生的学习热情,使学生有更多参与学习的机会,促使学生正确和熟练掌握关于渗透吸水机制的相关知识或技能,实现教学的能力目标;
恰倒好处的关于环保问题的提出,可以让学生马上把刚学到的知识与现实具体问题相联系,培养学生保护环境的意识,实现本节课的情感目标;
(6)被动转转运自由扩散以及特点;
易化扩散以及特点;
1、(1)展示一张关于各种物质运输进出细胞膜的FLASH,有些物质可以通过细胞膜,有些则不可以,以此进入新话题:物质出入细胞有哪些方式?
(2)展示自由扩散的FLASH,让学生观察这种扩散有什么特点,讨论后回答。
教师根据学生的回答进行总结,并让学生举例。由于学生基本上只了解水分子和气体,教师进行补充甘油,脂肪酸 ,酒精,苯并解释原因。
2、(1)教师设疑:刚才这种方式只适合小分子,那么稍微大一点,就不能用这种方式了,那么它们用什么方式呢?
(2)让学生观看PPT上关于易化扩散的FLASH,并让学生总结特点
(3)教师回答:是的,这种方式借助一种蛋白质,我们称它为载体蛋白。这个过程也不需要能量,这种物质从浓度高一侧转运到浓度低一侧,我们称它为易化扩散。举例:葡萄糖进入红细胞。
(4)让学生比较自由扩散和易化扩散;
(5)教师总结:我们把自由扩散和易化扩散统称为被动转运,即转运不需要能量,物质运输从浓度高到浓度低;
学生观察讨论后回答,扩散从浓度高到浓度低,不需要能量,直接运输;
学生回答:扩散从浓度高到浓度低,需要借助一种蛋白质,不需要能量;
学生讨论后回答:不同点是易化扩散需要载体蛋白,自由扩散不需要;相同点是两者都不需要能量,物质从浓度高到浓度低转运。
用多媒体演示物质跨膜运输的各种方式,直观形象,能具体表现出事物的空间中的关系,缩短课本中难懂字词和脑中抽象思维的转化时间,正确理解跨膜运输的各种方式以及区别;
三、主动转运需要载体蛋白,并且消耗能量
(1)主动转运以及特点;
(2)胞吞和胞饮以及特点;
(3)列表方式比较物质运输方式各个特点和彼此区别;
1、质疑:如果只有被动运输,那么细胞内外的浓度应该差不多,但事实上,海水雨的鳃要把体内的盐从浓度较低的体液排到浓度很高的海水里;海带中的碘离子比海水高出40倍。这就说明除了被动运输外,还需要一种运输方式,把物质从浓度低到浓度高转运,我们把它称为是主动转运。展示PPT上关于主动转运的FLASH,让学生总结特点。
2、教师举例:钾离子,碘离子,葡萄糖进入小肠上皮细胞,氨基酸等;
(1)教师提问:大家看到过变形虫吧,物质是如何进出它的体内的呢?还有我们体内的吞噬细胞,它是如何消灭病毒的呢?
(2)根据学生的回答,教师说:大家从日常生活知识中就知道了,物质出入细胞除了我们刚才所说的被动和主动转运,还有向变形虫和病毒这样通过包裹这样的方式进入体内的。引出胞吞和胞吐。举例:人体消化系统中消化酶的分泌;
4、PPT上打出列表——关于扩散,渗透,被动运输,主动转运,胞吞,胞饮在被转运物质,耗能情况,载体三方面进行区别比较,让学生总结物质出入细胞的六种方式;
教师用投影的方式,把表格填的好的与不好的进行对比展示,及时纠正学生的知识漏洞,加深记忆。
学生观察FLASH后回答:物质从浓度低转运到浓度高;需要载体蛋白,还需要能量。
学生大家一起讨论起变形虫来:它的身体变形,把物质包裹进入身体的,吞噬细胞也是。
学生按四人小组完成列表;
在多媒体上展示列表来比较物质运输的各种方式,清晰明了,之后通过投影同学填好的表格来查漏补缺。通过师生合作互动的方式完成,不仅便于教师检测学生对于这部分内容的掌握程度,也有助于学生对于知识进行系统的理解和记忆,突破了教学的第二个难点;
四、小结和知识拓展
1、让学生总结本节课的内容;
2、和学生一起做思考题:品质好的护肤品通常很快被人体的皮肤吸收,这是为什么呢?请根据你的理由推测出护肤品的某些成分,并说明你的理由。
学生经过本次课学习,知道了甘油类物质很容易穿过细胞膜,因此推出护肤品中有甘油类物质。
从生活中学生熟悉的事物入手——护肤品,结合本堂课学到的知识进行分析,可以帮助学生总结回忆,把所学知识运用到生活,对所学知识进行有效扩展,实现【教学目标】。
【板书设计】
第二节物质出入细胞的方式:
扩散——分布均匀;
二、渗透——需要半透膜和浓度差。细胞液浓度比外界浓度小时,细胞失水;细胞液浓度比外界浓度大时,细胞吸水;
被动运输——自由扩散和易化扩散;特点;
四、主动转运;特点;
五、胞吞和胞吐;特点;
【教学反思】
这节课知识点比较多,也很重要,几个并列知识点之间学生容易搞混。因此为了让学生能对知识点有一个清楚的认识和理解,教师大都采用了演示实验的方式。为了学生能够很好的区分扩散,渗透,被动运输,主动转运,胞吞,胞饮这几个知识点,教师采用阅读,演示实验,列表比较类比,并加有举例的方式,对于知识点的理解和区分有很大的帮助。在授导教学方式的基础上,穿插自辅式教学方式,充分调动了学生的积极性。学生进行主动讨论和思考,并且通过对比的方式进行本堂课的学习,分析和解决遇到的问题,收到了很好的教学效果。当然也存在一定的不足,因为知识量大,外加上学生讨论所需要的时间,课堂时间控制方面存在缺陷。
细胞呼吸为细胞生活提供能量
【教学目标】
一、知识目标
1.解释细胞呼吸的本质。
2.说明糖酵解、柠檬酸循环的主要过程。
3.描述电子传递与氧化磷酸化过程。
4.概述乳酸发酵与乙醇发酵。
5.解释细胞呼吸是细胞代谢的核心。
6.关注细胞呼吸的知识与人们生产生活的关系。
二、能力目标
1.通过分析细胞呼吸的过程,帮助学生形成分析问题、解决问题的能力,培养他们良好的思维品质。
2.通过师生一起分析蛋白质和脂肪进入柠檬酸循环的方式,培养学生知识的迁移和综合能力。
3.通过分析多种物质的代谢过程,培养学生的抽象思维能力。
三、情感态度与价值观
1.不要孤立地看待某一种生命现象,既要重视局部对于整体的作用,又要重视局部间的联系。
2.感受生命的奇妙,生命是一个复杂、精细、高效的自动运转过程,形成科学的价值观和世界观。
3.通过学生之间的讨论,师生、生生之间的交流,学生享受愉快地合作交流的乐趣,培养合作交流的意识。
【教材分析】
【教材的地位作用】
“细胞呼吸”是本章的重点内容之一。教材在分析了物质的交换方式、能量通货——ATP和生物催化剂——酶以后,安排了细胞呼吸这一节。细胞呼吸是生物界所有生物每时每刻都在进行的生命活动。教材先简要叙述了细胞呼吸的概念,然后重点分析了细胞呼吸的本质、需氧呼吸和厌氧呼吸的生理过程以及细胞呼吸的意义。提出细胞呼吸就是糖的氧化,是放能反应。需氧呼吸需经历糖酵解、柠檬酸循环和NADH中的高能电子在呼吸链中的传递。厌氧呼吸是在无氧的条件下发生的,如乳酸发酵和乙醇发酵。最后概括性地指出细胞呼吸是细胞代谢的具体表现,细胞呼吸是细胞的代谢中心。
【教学重点】
细胞呼吸的概念,及需氧呼吸的过程;厌氧呼吸的类型及过程;细胞呼吸与细胞代谢的关系。
【教学难点】
需氧呼吸的三个阶段既是教学的重点又是教学的难点,让学生结合书本插图,通过阅读、讨论等方法,掌握葡萄糖氧化分解的过程,关注每个阶段产生的ATP、NADH, FADH2的产生情况。
【教学设计】
【设计思路】
对生物体的呼吸作用,学生并不陌生。通过初中阶段的学习,学生已经知道呼吸作用的本质是细胞内的有机物氧化分解释放能量,但这仅仅是感性上的认识。有机物是怎样氧化分解并释放能量的?这一过程与有机物在生物体外的燃烧有什么不同(后者也是氧化分解并释放能量)?这一过程必须要有氧的参与吗?在无氧的条件下能不能进行?细胞呼吸对于细胞的代谢有什么重要意义?这些问题学生并不清楚。高中阶段将从分子水平上解决这些问题,本节可安排3-4课时。
第1课时的教学可结合学生已有的知识和经验,从学生所熟悉的“呼吸”和“木头燃烧”入手,引导学生思考“呼吸”与“细胞呼吸”的区别,“细胞呼吸”与“木头燃烧”的区别,从而真正理解细胞呼吸的实质就是糖的氧化这一标题。对于这一部分的教学可采用讲授、交流与讨论相结合的教学模式,充分发挥学生的主体作用,使学生主动地获取生物学新知识。
第2课时主要进行知识性内容的教学,主要介绍细胞呼吸的具体的三个阶段,可以讲授法为主,组织学生讨论、交流,适当采用直观教学手段,说明糖酵解和柠檬酸循环的过程、场所和产物,特别要注意对ATP的形成作重点讲解。
第3课时通过对生活实例的比较分析归纳得出厌氧呼吸的特点,并通过实验、实例及与需氧呼吸的比较分析,使学生理解乙醇发酵和乳酸发酵的过程。
第4课时是学习了细胞呼吸具体过程之后,进一步说明蛋白质和脂肪作为能源物质是怎样参与柠檬酸循环的,另一方面细胞呼吸产生的许多中间代谢产物是细胞内多种物质合成的原材料,同时细胞呼吸过程释放出的能量又是许多物质合成所必须的。从而说明细胞呼吸是各种细胞代谢的核心所在。
另外,在需氧呼吸的三个阶段以及细胞呼吸与代谢的关系,教学过程中运用了图片、多媒体动画,形象地展示了细胞呼吸的具体过程。
【教学过程】
【第一课时】
【教学流程】
教师活动
学生活动
教学意图
导入新课
【讲述】我们知道,所有生物体的一切生命活动都需要能量。无论是我们人类还是肉眼难寻的细菌;无论是千姿百态的动物还是漫山遍野的植物,如果能量供应一旦停止,生命也就结束了。
【提问】那么,生物体又是如何产生和提供能量的呢?
设置疑问,让学生思考,迅速进入新课的教学。
联系生活,引入新课。
一、细胞呼吸的本质是糖等有机物的氧化分解
需氧呼吸与木头燃烧的区别和联系
课后小结
【提问】“细胞呼吸”与我们通常所说的“呼吸”是一回事吗?(可以带学生回忆人体呼吸的过程,让学生比较呼吸与细胞呼吸的不同。)
【指导学生交流】师生共同得出:“细胞呼吸”并非我们学习过的“呼吸”,我们熟悉的“呼吸”指的是人和动物体从周围环境中吸入空气,利用其中的氧气,同时呼出二氧化碳。细胞呼吸就是细胞内进行的将糖类等有机物分解成无机物或者小分子有机物,并且释放能量的过程。根据细胞呼吸过程中是否有氧参与,我们把细胞呼吸分为需氧呼吸和厌氧呼吸。
【提问】那么,需氧呼吸的过程又是如何发生的呢?细胞呼吸的实质又是什么呢?
【讲述】需氧呼吸必须有氧参加,氧气把糖分子氧化成二氧化碳和水,同时释放能量。反应如下:
C6H12O6+6O2→6CO2+6H2O+能量
【创设情境】但是,早在18世纪法国化学家拉瓦锡就发现木头燃烧也需要氧,发生的也是类似的反应,并且把需氧呼吸比作碳和氢的“缓慢燃烧过程”。
【提问】拉瓦锡的这一说法有道理吗?需氧呼吸与木头燃烧有什么区别和联系呢?
【指导学生交流】演示木头燃烧的实验,指导学生联系需氧呼吸的概念,比较需氧呼吸与木头燃烧的异同点。
【师生讨论】得出:
1.区别:有机物在体外燃烧时,是在高温下发生的,其中储存的能量是一次性全部释放出来的,并且以光和热的形式表现出来;而细胞呼吸是细胞在常温、常压下将葡萄糖氧化分解,所产生的能量有相当一部分储存在ATP中,其余的则转变成热能释放,在这个过程中能量是逐步地、缓慢地释放,随时地被细胞利用。
这就相当于放在高处的大石块,由于本身的重量和所在的高度具有了很大的势能。燃烧就像石块从高处直接落下来,势能会迅速地转变成动能释放出来,产生强大的冲击力。细胞呼吸就像在高处的石块经过许多台阶缓缓滚动到最低层,将能量一点点释放出来,而只有这样释放出来的能量才能被有效地、充分地利用。
【提问】那么,细胞中葡萄糖的能量利用效率有多少呢?
每个ATP分子中的能量大约是一个葡萄糖分子中能量的1%,细胞中每氧化1个葡萄糖分子,可以合成约32个ATP分子。所以,细胞中葡萄糖的能量利用效率大约为30%。与现有的机械相比,这是很高的效率了。例如,传统的蒸汽机,能量转化效率只有8%,现代化的汽车引擎,能量转化效率也只有25%左右。
【讲述】2、联系:在化学中我们知道,物质得电子或[H]称为被还原,失电子或[H]称为被氧化。葡萄糖分子与氧反应的方程式如下:
糖分子失去氢原子
C6H12O6+6O2→6CO2+6H2O+能量
氧分子获得氢原子
【指导学生交流】分析在细胞呼吸过程中,物质的得失电子情况。
【讲述】从上述的方程式中,我们可以发现,不管是在木材燃烧的过程中还是在细胞呼吸的过程中,都是糖分子失去氢原子,氧分子获得氢原子,也就是在这两个过程中都是糖被氧化了。
所以无论是木材的燃烧还是细胞呼吸,反应的实质是一样的,都是纤维或葡萄糖的碳氧化为二氧化碳,其中的氢被氧化成水。
在糖的氧化反应中,葡萄糖分子中发生了化学键的变化,化学键所储存的能量通过氧化还原作用释放出来。
【提问】那么细胞呼吸又是如何缓慢而又有效地释放其中的能量的呢?
【讲述】细胞呼吸是细胞内一系列由多种酶参与催化、有控制的氧化还原反应。我们可以将反应划分为三个阶段:糖酵解、柠檬酸循环和电子传递链。
通过这一系列的氧化还原反应,葡萄糖被彻底分解成CO2和H2O,而储存在其中的能量也分阶段地、缓慢地释放出来,一部分储存到ATP中,供生物体生命活动所需要。
【小结】引导学生一起回顾本节课的主要内容,理解细胞呼吸的实质就是糖的氧化,是一系列有控制的氧化还原反应,可细分为糖酵解、柠檬酸循环和电子传递链三个阶段,对于这三个阶段具体的来龙去脉下节课讨论学习。
回忆旧知,小组讨论、交流、比较,最后得出结论。
启发学生对比燃烧有机物释放能量和细胞内利用有机物中释放能量之间的差异,产生认知冲突,提高思维兴奋性。
通过形象地比喻,启发学生理解细胞呼吸的实质。
计算、分析得出:细胞呼吸中葡萄糖的能量利用高。
结合化学基础知识,组织学生讨论,分析细胞呼吸过程中,物质的得失电子,启发学生深入理解细胞呼吸的实质。
学生分析图表,使学生能从整体上把握细胞呼吸。
总结、概括
提出问题,引起思考。在学生已有的知识背景下主动建构新知识。
联系生活,思考问题,启发想象,加深理解。
分析数据,培养学生分析问题的能力。
培养学生分析、归纳与总结的能力。
培养学生读图能力。同时给下节课作铺垫。
启发学生总结和概括,培养学生的归纳能力。
【反馈检测】
1、呼吸作用的实质是( )。
A.分解有机物,储藏能量 B.合成有机物,储藏能量
C.分解有机物,释放能量 D.合成有机物,释放能量
2、关于细胞呼吸的特点,下列表述中不正确的是( )。
A.需要多种酶参与 B.释放二氧化碳
C.分解有机物不彻底 D.生成大量的ATP
3、新鲜蔬菜放在冰箱里的冷藏室里,能适当延长保鲜时间的生理原因是( )。
A.细胞呼吸减弱 B.细胞呼吸加强
C.光合作用减弱 D.促进了物质分解
4、1g葡萄糖在细胞内氧化和在体外燃烧,其共同点是( )。
A.C6H12O2+6O2→6CO2+6H2O+能量 B.60%能量以热的形式散发
C.需H2O参与间接供氧 D.碳原子直接与O2结合生成CO2
5、细胞呼吸是一系列有控制的氧化还原反应,可以将反应划分为三个阶段:_________、_________、_________。
6、书写葡萄糖参与细胞呼吸过程的反应式:___________________________。
7、简述木头燃烧和细胞呼吸的区别和联系。
【参考答案】1、C。2、C。3、A。4、A。5、糖酵解;柠檬酸循环;电子传递链。6、C6H12O6+6O2→6CO2+6H2O+能量。7、区别:有机物在体外燃烧时,是在高温下发生的,其中储存的能量是一次性全部释放出来的,并且以光和热的形式表现出来;而细胞呼吸是细胞在常温、常压下将葡萄糖氧化分解,所产生的能量有相当一部分储存在ATP中,其余的则转变成热能释放,在这个过程中能量是逐步地、缓慢地释放,随时地被细胞利用。联系:所以无论是木材的燃烧还是细胞呼吸,反应的实质是一样的,都是纤维或葡萄糖的碳氧化为二氧化碳,其中的氢被氧化成水。
【第二课时】
【教学流程】
教师活动
学生活动
教学意图
导入新课
一、细胞呼吸从糖酵解开始。
二、柠檬酸循环
通过上节课的学习,我们知道,细胞呼吸就是糖的氧化。
【提问】细胞呼吸又包括哪几个具体的阶段呢?
这节课我们继续讨论细胞呼吸的具体过程。
【背景介绍】糖酵解名称的由来,是因为动物进行呼吸作用时候,首先利用糖元作为呼吸基质,把它转变成葡萄糖,然后葡萄糖在无氧条件下进行分解而生成乳酸,所以这个过程称为糖酵解。
【指导学生阅读,组织学生讨论】得出以下结论:
1、场所:细胞质基质;
2、过程:一个葡萄糖分子转变为两个丙酮酸;
3、产物:2个丙酮酸、2个ATP、2个NADH;
糖酵解的全部反应如下:
C6H12O6+2NAD++2ADP+2Pi→
2CH3COCOOH+2NADH+2H++2ATP
【介绍】NADH是一种还原型辅酶,氧化形式为NAD+,是氢的载体,在电子传递链中将被氧气。
【讲述】我们前面讲到,细胞中每氧化1个葡萄糖分子,可以合成约32个ATP分子。而在糖酵解过程中只产生少量ATP,所以葡萄糖分子中的绝大部分化学能仍存在于丙酮酸中。
【提问】那么丙酮酸中的能量又是如何进一步释放出来呢?
【讲述】丙酮酸形成后,然后进入线粒体。
(可帮助学生回忆线粒体的结构以及物质的跨膜运输的方式,以加深理解。)
丙酮酸进入线粒体后,首先在一种复杂酶系统的催化下形成一个二碳的单位[C2],脱去一个CO2,并形成一个NADH,这个反应叫做脱羧反应。反应式如下:C3 +NAD+→[C2]+CO2+NADH+H+
【提问】二碳单位然后进入柠檬酸循环,那么柠檬酸循环又是怎样的一个循环过程呢
指导学生结合教材图示阅读,组织学生讨论、交流。得出以下结论:
1、柠檬酸循环:二碳单位与一个C4酸合成为一个C6酸,即柠檬酸。然后柠檬酸经两次脱羧,丢掉两个二氧化碳,又形成一个C4酸,于是柠檬酸循环的第二轮开始。通过柠檬酸循环,将所有的丙酮酸源源不断地转变为CO2,释放到细胞之外。
2、场所:线粒体
3、产物:3个CO2、1个ATP、4个NADH、1个FADH2
【介绍】FAD是另外一种辅酶,氧化形式为FAD,还原形式为FADH2,FADH2和NADH都的氢的载体,它们携带氢参与电子传递链。
【讲述】通过糖酵解、丙酮酸脱羧反应、柠檬酸循环三个过程,葡萄糖被彻底地分解成CO2,同时释放的能量部分储存在ATP中。
【提问】那么,大家计算下,1mol葡萄糖经过彻底地氧化可以产生多少ATP呢?
【分析】糖酵解过程产生2molATP,柠檬酸循环产生2molATP,所以整个过程直接产生的ATP很少,只有4mol。
【追问】那么还有大量的能量储存在哪里呢?
【分析】这些没有释放出来的能量暂时储存在了NADH和FADH2这两种辅酶中。
【提问】那么,1mol葡萄糖经过彻底地氧化又可以产生多少NADH和FADH2呢?
【分析】糖酵解过程产生2个NADH,柠檬酸循环,包括丙酮酸的脱羧反应过程共产生8个NADH和2个FADH2.所以1mol葡萄糖经过彻底地氧化分解可以产生10molNADH和2molFADH2.
【设问】那么,这些辅酶中的能量又是如何释放出来的呢?
回忆、回答。在已有的基础上继续深入学习。
学生带着问题阅读,组织学生讨论得出糖酵解的场所、过程及产物,最后总结出糖酵解的总反应式。
可制作相应课件,观察多媒体展示。
指导学生阅读,组织学生讨论、交流。
计算、分析。
复习旧知,导入新课。
培养学生自学能力和总结归纳能力。
利用教学媒体增强教学的直观性,促进学生对概念的理解。
培养学生的团队精神。
步步设疑,深入探究。设置悬念,激发兴趣。
通过设置一系列问题,帮助学生加深理解细胞呼吸的具体过程。
三、电子传递链
【思考】电子传递链的组成是什么?电子传递链存在于何处?电子最终传递给了什么物质?这一阶段产生了多少mol的ATP?
学生回答、教师归纳:电子传递链由三种蛋白质复合体组成,每种复合体中又有一种以上的电子传递体;存在于线粒体内膜中;电子传递链的最后一站是与氧结合形成水。也就是NADH和FADH2氧化所脱的H+与O2结合形成水。
教师板书:
1、电子传递链的组成:三种蛋白质复合体。
2、电子传递链存在于:线粒体内膜。
3、反应式(略,见书本93页)。
【讲述】每氧化1mol葡萄糖可以合成约32molATP。糖酵解过程产生2molATP,柠檬酸循环产生2molATP,那么,应该有28molATP在此阶段产生。
【小结】教师设计表格(以一个葡萄糖分子的氧化分解为例)
条件
场所
产物
糖酵解
有氧时
细胞质基质
2个丙酮酸,2个ATP,2个NADH
柠檬酸循环
有氧时
线粒体基质
6个CO2,2个ATP,8个NADH,2个FADH2
电子传递链
有氧时
线粒体内膜
6个H2O,28个ATP
总反应式:C6H12O6+6O2→6CO2+6H2O+能量
释放的能量一部分贮存在ATP中,其余的以热能形式散失。
带着问题阅读。
组织讨论、回答。
学生完成。
小资料:蛋白质复合体是有几个结构
相似、功能相关的多肽链通过二硫键或其它共价键形成的复合物。
培养学生自学能力和总结归纳能力。
【反馈检测】
1、一分子葡萄糖在需氧呼吸分解过程中,经过柠檬酸循环阶段,能直接产生几个分子的ATP?( )
A.1 B.2 C.4 D.0
2、在有氧情况下,1分子葡萄糖生成2分子丙酮酸的反应可净生成( )
A.8ATP+2NADH+2H+ B.4ATP+2NADH+2H+
C.2ATP+NADH+H+ D.2ATP+2NADH+2H+
3、柠檬酸循环发生在( )
A.线粒体 B.叶绿体 C.细胞质 D.细胞核
4、让一只鼠吸入含有放射性18O的O2,该鼠体内最先出现标记氧原子的是( )。
A.丙酮酸 B.二氧化碳 C.乳酸 D.水
5、下列哪一种活动释放能量最多( )。
A.光解 B.糖酵解 C.柠檬酸循环 D.呼吸链中最后的氧化作用
6、将酵母菌研磨、离心分离后,得到上清液(含细胞质基质)和沉淀物(含细胞器)。把等量上清液、沉淀物和未离心处理的匀浆分别放入甲、乙、丙3个试管中(如下图),分别进行以下4项独立的实验(实验一、二、三由供选答案中选一项正确的代号填充,实验四填充、简答):
(1)实验一:向3个试管中分别滴加等量的葡萄糖溶液,甲、乙、丙中的终产物分别是_______。
(2)实验二:向3个试管分别滴加等量的丙酮酸,甲、乙、丙中的最终产物分别是_______。
(3)实验三:在隔绝空气的条件下,重复实验一,甲、乙、丙中的最终产物分别是_______。
(4)实验四:向3个试管分别加入等量的萤光素(萤火虫尾部提取的可以发光的物质)。重复实验一和实验二。从理论上讲,发萤光最强的是实验_______中的_______试管。
A.H2O+CO2 B.乙醇+CO2 C.H2O D.无反应
参考答案:1、B;2、D;3、A;4、D;5、D;6、(1)B、D、A;(2)B、A、A;(3)B、D、B;(4)一;丙。
【第三课时】
【教学流程】
教师活动
学生活动
教学意图
引入新课
【创设情境】播放3则录像片断:
1.正进行中长跑比赛的运动员。
2.被洪水淹没的植物。
3.酿酒的过程。
【提问】1.这是我们在生活中经常能看到的生命现象,其中酿酒实际上是哪一类生物的生理活动过程?
2.这三种生命现象有什么共同点?
观察。
思考、回答:“微生物”。
观察、分析、小组讨论,得出结论。“它们都处于缺氧的状态下,进行厌氧呼吸。”
从生活实际出发,激发学生的学习兴趣,自然地引入厌氧呼吸。
培养学生观察、分析、归纳总结的能力。
一、概述
【讲述】厌氧呼吸是一种古老的呼吸作用形式,它的出现早在需氧呼吸之前生物,请大家阅读书本93页的小资料,以及厌氧呼吸的第一段内容,厌氧呼吸有什么特点,然后想一想厌氧呼吸的存在对生物来说有什么意义?
【板书】一、概述
讨论、分析,得出结论:①与需氧呼吸相比厌氧呼吸是在无氧的条件下进行的,并且只能释放少量的能量;②仍有许多微生物只能进行厌氧呼吸;③进行需氧呼吸的生物处于缺氧状态时,厌氧呼吸就是需氧呼吸的有效补充。
培养学生分析、归纳总结的能力。
二、厌氧呼吸的类型
1.乙醇发酵
2.乳酸发酵
教师肯定学生的回答。
地球上绝大多数生物都能进行厌氧呼吸,但是不同的生物厌氧呼吸的类型是不一样的,最常见的厌氧呼吸类型是乳酸发酵和乙醇发酵。
【板书】二、厌氧呼吸的类型
1.乙醇发酵
下面我们来看一个演示实验:乙醇发酵实验(教师操作)。
【提问】①广口瓶、大试管内出现哪些现象?拔广口瓶的塞子后,会闻到什么气味?试分析原因。
②为什么广口瓶中要加30ml 10%的葡萄糖溶液,并置于35℃水浴中预热。
③为什么广口瓶的混合液表面滴加一薄层液体石蜡?
④试验中为什么要使酵母悬浮液与葡萄糖溶液充分混合,并将广口瓶置于30℃水浴中?
⑤在整个实验过程中到底发生怎样的变化呢?
教师总结:如果厌氧呼吸的产物是乙醇就可以称为乙醇发酵。成熟的苹果切开后有酒味,就是因为果肉中进行了乙醇发酵。它的总反应式是:
【板书】C6H12O6+2ADP+2Pi
2C2H5OH+2CO2+2ATP
大家想一想还有哪些现象属于乙醇发酵?
【过渡】那么乙醇发酵的过程究竟是怎样的呢?让我们先来回顾一下需氧呼吸。
【提问】1.需氧呼吸分为几个阶段?2.糖酵解的产物是什么?【讲述】乙醇发酵中乙醇的来源就是糖酵解的产物丙酮酸。
【过渡】在需氧呼吸过程中葡萄糖通过糖酵解被分解为丙酮酸,丙酮酸进入线粒体最终被分解为二氧化碳和水。但是在没有氧气的情况下丙酮酸不能进入线粒体,于是反应继续在哪里进行?
【讲述】丙酮酸先经过脱羧反应形成乙醛和二氧化碳。
【板书】CH3COCOOH→CH3CHO+2CO2
【讲述】乙醛再被还原为乙醇。
【板书】CH3CHO+NADH+H+→2CH3CH2OH+NAD+
【讲述】这些过程都需要酶的催化作用
【过渡】大多数植物的厌氧呼吸都属于乙醇发酵,而动物比如说人的厌氧呼吸呢?
【提问】大家知道如果你不是经常做运动,而今天进行800米测试,那么这两天你的肌肉会有什么感觉?
【讲述】为什么会觉得酸呢?实际上就是肌肉细胞在缺氧条件下进行厌氧呼吸产生了乳酸的缘故。这就是厌氧呼吸的又一种类型:乳酸发酵。
【板书】乳酸发酵
【讲述】乳酸发酵就是指葡萄糖在无氧条件下分解产生乳酸,它的总反应式是:
【板书】C6H12O6+2ADP+2Pi→
2CH3CHOHCOOH+2ATP
乳酸发酵的反应历程和糖酵解的一样,只是在形成丙酮酸后,丙酮酸在乳酸脱氢酶的催化下被NADH还原为乳酸。
【板书】CH3COCOOH + NADH+H+→CH3CHOHCOOH+ NAD+
【讲述】乳酸发酵所产生的ATP仅为需氧呼吸的1/19左右,那么在剧烈运动需要大量能量的情况下,肌肉细胞为什么还要进行厌氧呼吸呢?
【提问】大家想想还有哪些乳酸发酵的例子。
总结:动物细胞进行厌氧呼吸往往是产生乳酸属于乳酸发酵,有些微生物也进行乳酸发酵,如酸奶、酸菜的制作就是利用乳酸细菌进行的乳酸发酵。
【小结】这一节课我们学习了生物的厌氧呼吸,厌氧呼吸的两种类型乙醇发酵和乳酸发酵。并知道了它们的过程
学生观察、思考
回答:广口瓶中有气泡,大试管澄清石灰水变混浊,拔掉广口瓶塞子后有酒精的味道。因为有二氧化碳和酒精产生。
回答:葡萄糖会被分解,水浴是为了保证酵母菌的生命活性,或者说是酶的生命活性。
回答:隔绝空气。
回答:使酵母菌将充分葡萄糖分解,并保持酵母菌活性。
回答:酵母菌在无氧条件下通过厌氧呼吸将葡萄糖分解为酒精和二氧化碳。
回答:酿酒,发面,水果腐烂……
回答:糖酵解,柠檬酸循环,电子传递链;丙酮酸。
倾听、理解。
回答:细胞质基质。
回答:酸。倾听、思考。
倾听、理解。
阅读,思考、回答:是一种克服暂时缺氧的应急措施,是为争取时间而消耗较多能量的方法。
思考、回答:制作酸奶、酸菜……
培养学生观察和分析的能力。
培养学生分析、归纳总结的能力。
从生活实际出发,激发学生的学习兴趣。
使学生理解乙醇发酵的过程。
从生活实际出发,激发学生的学习兴趣。
使学生理解乳酸发酵的过程。
培养学生自学能力。
联系实际,激发兴趣。
【反馈检测】
1、贮藏在地窖中的大量马铃薯处在相对缺氧状态下,可以通过厌氧呼吸获得少量能量。这时葡萄糖被分解为( )
A.乳酸和二氧化碳 B.乳酸 C.酒精和二氧化碳 D.酒精
2、下图表示大气中氧的浓度对植物组织内CO2产生的影响。
(1)A点表示植物组织释放的CO2较多,这些CO2是_________的产物。
(2)由A到B,CO2的释放量急剧减少,其原因是_________。
(3)由B到C,CO2的释放量又不断增加,其主要原因是_________。
(4)为了有利于贮藏蔬菜或水果,贮藏室内的氧气应调节到图中的哪一点所对应的浓度?_________。采取这一措施的理由是_________。
3、下图表示某种植物的非绿色器官在不同氧浓度下O2吸收量和CO2释放量的变化,请据图回答:
(1)外界氧浓度在10%以下时,该器官的呼吸作用方式是_________。
(2)该器官CO2的释放与O2的吸收两条曲线在P点相交后则重合为一条曲线,此时该器官的呼吸作用方式是_________。
(3)当外界氧浓度为4%~5%时,该器官CO2释放量的相对值为0.6,而O2吸收量的相对值为0.4.此时,无氧呼吸消耗葡萄糖的相对值约相当于有氧呼吸的_________倍;释放的能量约相当于有氧呼吸的_________倍;形成ATP的数量约相当于有氧呼吸的_________倍。
参考答案:1、B;2、(1)厌氧呼吸;(2)氧气增加,厌氧呼吸受到抑制;(3)氧气充足时需氧呼吸加强,CO2释放量增多;(4)B点;这时需氧呼吸已明显降低,同时又抑制了厌氧呼吸,水果和蔬菜组织内糖类等有机物分解得最慢;3、(1)需氧呼吸和厌氧呼吸;(2)需氧呼吸;(3)1.5;0.1;0.07。
【第四课时】
【教学流程】
教师活动
学生活动
教学意图
复习:引入新课
【复习提问】
1.写出以葡萄糖为原料的细胞呼吸的反应式。
2.细胞呼吸包括哪几个阶段?每个阶段具体有哪些变化过程?
3.柠檬酸循环的实质是什么?
【过渡】细胞在正常情况以糖类作为原料进行细胞呼吸,但在饥饿等特殊状态下也可以分解蛋白质和脂肪作为原料,这些物质分解后又是如何进入柠檬酸循环的呢?
回忆、思考、回答。
思考。
通过复习巩固前一节课所学过的内容自然地过渡到新知识的学习。
承上启下,实现知识的顺利过渡。
脂肪的氧化
蛋白质的氧化
细胞呼吸是细胞代谢的核心。
【板书】脂肪的氧化
【提问】回忆甘油三酯的结构,并说出一分子甘油三酯分别是由哪几部分组成的?
展示甘油三酯的分子结构图。
【讲述】甘油三酯是由一分子的甘油和三个分子的脂肪酸组成的。因此脂肪的氧化首先是在一系列脂肪酶的作用下,分解生成甘油和脂肪酸,并释放入血供其它组织利用。
那么,这两种物质又是如何被充分氧化的呢?
帮助学生分析甘油和脂肪酸的结构并归纳出:甘油是形成一个另一种三碳化合物分子形式进入糖酵解过程,而脂肪酸则被多次分解后以二碳化合物的形式进入柠檬酸循环。
1.甘油→C3(三碳化合物)→糖酵解途径→柠檬酸循环。
2.脂肪酸→C2(二碳化合物)→柠檬酸循环。
【板书】蛋白质的氧化
与脂肪的氧化相比,蛋白质的氧化过程要复杂些。
【提问】蛋白质的基本单位是什么?回忆并写出丙氨酸和缬氨酸的结构式。
如果蛋白质分解产生的有丙氨酸,它是如何再进步分解参与细胞呼吸过程的呢?
以丙氨酸为例,多媒体展示丙氨酸的分解过程:丙氨酸→丙酮酸→C2(二碳化合物)→柠檬酸循环。
蛋白质被用于呼吸作用时,首先被分解成氨基酸,氨基酸脱去氨基后变成含三、四、五个碳的分子,分别进入柠檬酸循环的不同位点,最终被完全氧化。
【思考】糖类、蛋白质、脂肪这些大分子物质在氧的参与下不断地被氧化分解,除了产生许多中间产物外,同时大量生成还有什么?
【小结】细胞代谢是一系列复杂的生物化学反应过程,在氧的参与下大分子物质不断地被氧化分解,同时还生成了大量的能量供给各项生命活动的需要,这就是细胞呼吸过程。另一方面分解代谢产生的各种中间产物也是细胞各种合成代谢所需的原料,能为合成反应提供碳骨架。
【多媒体展示】中间产物а-酮戊二酸、草酰乙酸等物质与氨基酸之间的相互转化。
【本课时总结】从上述这些过程大家可以发现细胞呼吸一方面通过氧化过程产生了大量的能量供给细胞生命活动的需要,另一方面代谢产生的各种中间产物又为细胞合成多种其它物质提供了碳骨架。
多媒体展示教材73页图3-18“细胞呼吸与细胞代谢的关系”。帮助学生进行小结。
细胞呼吸时不仅分解糖类,同时也可利用蛋白质和脂肪作为能源物质,这些物质最终都参与了柠檬酸循环;另一方面细胞呼吸通过氧化过程产生了大量的能量供给细胞生命活动的需要,代谢产生的各种中间产物又为细胞合成多种其它物质提供了碳骨架。由此可以说细胞呼吸是各种细胞代谢的核心所在。
复习回忆
观察。
小组讨论并归纳。
回忆与思考。
观察与思考。
思考。
观察与思考。
帮助回忆。
直观教学,便于学生迅速理解。
启发式教学,充分发挥学生的主体性。
直观教学,帮助学生理解。
直观教学帮助学生了解细胞呼吸产生的中间代谢参与其它物质合成的过程,进一步理解细胞呼吸是细胞代谢的核心。
【反馈检测】
1、人和动物体内的主要能源物质是( )
A.脂质 B.蛋白质 C.ATP D.糖类
2、糖类、脂肪、蛋白质三类营养物质,在动物体内代谢时可以相互转化,沟通转化的枢纽是( )
A.三羧酸循环 B.丙酮酸氧化 C.糖的酵解 D.ATP的形成
3、下列叙述正确的是( )
A.甘油是形成一个二碳化合物进入糖酵解过程的
B.脂肪酸是以三碳化合物形式进入柠檬酸循环的
C.丙氨酸是脱氨基后形成丙酮酸参与柠檬酸循环的
D.所有的氨基酸脱去氨基后,都是形成三个碳的分子参与柠檬酸循环的
参考答案:1、D;2、A;3、C。
光合作用将光能转化为化学能
【教学目标分析】
1.知识与技能:说明光反应和碳反应过程及相互联系;概述光合作用的意义;说出绿叶中色素的种类和作用。
2.过程与方法:培养处理科学信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力;训练语言表达能力、思维能力和掌握思维的方法。
3.情感态度与价值观:通过光合作用发现史的学习,形成科学的精神和态度,认同科学方法在科学发展上的重要性。
【教学重难点】
重点:光反应和碳反应过程与意义;绿叶中色素的种类和作用。
难点:光反应和碳反应的过程与联系
【教学流程设计】
教师活动
学生活动
教学意图
一、创设情境,激发兴趣
教师出示一个盛有清水的烧杯并提问:什么方法能利用烧杯中的水释放氧气?
并根据学生的描述进行引导,书写板书
思考并回答初中学过的有
关光合作用知识:原料、
产物、条件及场所。
利用实物,导入新课,引起学生的兴趣。
二、搭建支架,学习新知
(一)出示叶绿体图,说出各结构名称
(二)以资料的形式展示叶绿体中色素的种类、颜色、含量及功能
1.问:叶绿体中含量最多的色素种类和颜色分别是什么?
2.问:推测色素位于叶绿体的哪个结构上?
3.告知学生:与光合作用有关的酶位于类囊体薄膜和叶绿体基质中。
观察图片,回忆旧知:思考并回答学过叶绿体的具体结构。
通过资料内容推断叶绿体中含量最多的色素为叶绿素a(蓝绿色),从而根据叶绿体的结构图推知色素位于类囊体膜上。
PPT中对于结构名称采取先隐去后逐步呈现的方法激起了学生的挑战欲望,从而积极提取已有知识。简单介绍色素,确定色素及酶的具体场所,为光反应和碳反应具体场所、条件的推导埋下伏笔。
三、展现科学史,体会探究乐趣
(一)探究光合作用产生的中O的来源
1.分组讨论:光合作用释放的是来自同是气体的,还是,还是两者兼有?如何用实验证明?
2.在副板上根据学生描述画出实验简图。
3.PPT展示经典实验及实验结果,请学生说出实验结论:
(二)借助科学史探究光反应过程
1.探究光反应的物质变化
(1)光反应中除了水的分解之外,是否还存在其他物质变化?
以音频的形式配合图片展示科学史——资料1:美国科学家阿尔农将叶绿体从植物中分离出来,加到添加了ADP、Pi和NADP+的水溶液中,在没有的的条件下给予光照,发现叶绿体中有氧气放出,并且会有ATP和NADPH产生。
(2)引导学生根据音频资料、已学知识及物质守恒定律推断光反应物质变化的具体过程并展示在板书上。
2.PPT展示光反应的产物—NADPH的相关资料,引导学生推断光反应中的能量变化
3.请学生归纳光反应的条件
4.请学生推测光反应的具体场所
(三)借助科学史探究碳反应过程
1.引出“碳反应”
提出问题:ATP和NADPH作为光反应的产物,并没有出现在总方程式中,说明它们在光合作用过程中可能有什么作用?
2.探究碳反应的物质变化
(1)以音频的形式配合图片展示科学史——资料2:美国科学家阿尔农继续用离体叶绿体做实验,在黑暗条件下,供给二氧化碳、ATP和NADPH,发现叶绿体能将二氧化碳转变为三碳糖,ATP和NADPH含量急剧下降。这个过程因为不需要光,以前被称为暗反应,后改为碳反应。
(2)提出问题:可以用什么方法来研究碳反应过程中是如何转化为三碳糖的?
(3)音频配合展示科学史——资料3:美国科学家卡尔文利用同位素标记法进行了探究实验,研究小球藻在光合作用时转化为三碳糖的路线。卡尔文将标记的通入到盛有小球藻的玻璃器皿中,给予充足的光照,每隔一段时间取样,并立即杀死小球藻。将小球藻中被标记的化合物提取出来。实验发现:光照后检测产物,发现有多种带标记的化合物(三碳酸、三碳糖等);若将光照时间逐渐缩短至几分之一秒时发现,90%的放射性出现在三碳酸中。
(4)提出问题:说明在碳反应过程中,首先转化成什么物质?
追问:可能是由几份参与反应形成一份三碳酸?
(5)以音频的形式展示科学史——资料4:实验证明,事实并非如此。当卡尔文对这种三碳化合物分子结构进行分析时发现,只有一个C有放射性,而另外两个C没有。那么这两个碳只能来自小球藻细胞本身。那小球藻细胞中是不是存在二碳化合物呢?卡尔文及其同事通过改变实验条件来搜寻二碳化合物,但却始终没有找到。然后在研究中却发现有一种五碳化合物呈现规律性变化。
(6)与学生一起归纳碳反应的物质变化:
①的固定及三碳酸的还原。
请学生推测三碳酸的还原中的还原剂。
②请学生思考:若碳反应只有这两步反应,碳反应能否长时间顺利进行?
③说明碳反应中的物质变化过程:的固定、三碳酸的还原、五碳化合物的再生,所有反应都需要酶的催化。由于科学家卡尔文在该过程的研究中的卓越贡献,碳反应也被称为卡尔文循环,卡尔文也因此获得了1961年的诺贝尔化学奖。
3.请学生推断碳反应中的能量变化
4.请学生归纳碳反应的条件
5.请学生推测碳反应的具体场所
6.展示科学史——资料4,请学生分小组讨论:卡尔文当时可能通过改变什么实验条件使得化合物含量出现相应的变化?
展示科学史——资料4:卡尔文及其同事通过改变实验条件来搜寻二碳化合物,但却始终没有找到。然后在研究中却发现有一种五碳化合物呈现规律性变化。由此提出上述问题。
开展合作学习:学生四人一组就实验方法和具体实验操作步骤展开讨论。
小组代表发言:①可以利用同位素标记法进行实验证明中的O的来源。②O的同位素为。③描述实验思路:取两支试管,编号为A和B。A试管加入和,B试管加入和。观察产生的是否带有标记。
实验结论:光合作用释放的氧全部来自参加反应的水。
根据资料1推断出光反应中的物质变化:水的分解、ATP的合成、NADPH的合成。
在教师的引导下,说出光反应中物质变化的三条反应式。
根据已学知识(ATP)和新学的知识(NADPH)及光反应的物质变化推断出光反应中的能量变化:光能转化为ATP、NADPH中活跃的化学能。
根据音频资料1推断光反应的条件:光、色素、酶。
根据光反应的条件推断光反应的场所:叶绿体的类囊体薄膜。
学生经过思考,认识到ATP和NADPH可能既是光反应的产物,又是下一个阶段的反应物。
学生明确了“下一个阶段”的名称为“碳反应”,光合作用的直接产物为“三碳糖”,而不是总方程式中的“葡萄糖”。
学生经过思考回答:同位素标记法,标记C元素。
学生根据音频资料回答:三碳酸。
根据物质守恒,学生回答:3份。
学生根据科学家卡尔文的研究结果,明确了碳反应过程中,首先是与五碳化合物反应生成三碳酸,三碳酸再经过反应生成三碳糖。
学生根据前面的NADPH的知识,意识到NADPH为还原剂,并且由于产物三碳糖中含有大量能量,故ATP也参与了这一步的反应。
学生回答:由于五碳化合物的含量是有限的,所以为了保证碳反应的顺利进行,还应有五碳化合物的再生。
推断出碳反应能量变化:ATP、NADPH中活跃的化学能转化为有机物中稳定的化学能。
归纳出碳反应的条件为:需要,不需要光直接参与。
根据与光合作用有关的酶在叶绿体中的分布,推测出碳反应的场所为:叶绿体基质。
学生四人一组就该问题展开讨论。
小组代表1发言:浓度。理由是当浓度升高时,的固定反应速率加快,而短时间内五碳化合物的再生反应速率不变,所以五碳化合物含量会降低。
小组代表2发言:光照强度。理由是当光照强度增强时,
光反应速率加快,产物ATP和NADPH增加,三碳酸的还原反应速率加快,产生的三碳糖增加,所以五碳化合物的再生反应速率加快。而短时间内,的固定反应速率不变,所以五碳化合物的含量会升高。
学生通过分组讨论,锻炼了实验设计的能力,也明白了光合作用产生的氧气全部是来自水。引出了本课第一个重点内容:光反应。
经典实验的展示,也是科学史的展示,验证了学生的探究,使学生体会到了探究的乐趣。
给学生再现了光反应过程研究的科学史,在短时间内直观、形象地显现出探究的全过程,突出体现了科学研究的精密、严谨和巧妙,充分培养了学生的思维能力和创新能力,激发了学生的求知欲,培养了学生学习的主动性。
借助科学史,学生自己归纳出光反应的场所、条件、物质变化及能量变化,解决了本节课的第一个重点及难点,充分调动了学生的积极性,发挥了学生的主体地位。
通过对科学史的分析,培养了学生处理科学信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力等。
课件中声、像、图、文并茂地展示科学史的发展,学生仿佛置身当时环境,感受到浓浓的学术研究氛围,为自主研究和讨论奠定基础。
通过讨论,学生的思路更开阔、更灵活、更深刻、更新颖。在讨论过程中,训练学生的语言表达能力,训练了学生的思维能力和掌握思维的方法。
以音频形式结合图片,展现科学史——科学家对碳反应的研究过程,从而让学生探究出碳反应过程中的物质变化。
引导学生探究出完整的卡尔文循环过程。
借助信息技术,还原科学家的实验过程,让学生真切地感受到科学的严密性,体会到了探究学习的快乐。并解决本节课的又一重点和难点。
学生通过对该问题的探讨,有了外界因素能改变光合作用速率的初步意识,并且明确了光反应速率能影响碳反应速率。
提出光合速率,表光光合速率,真正光合速率的概念
提出影响光合作用的环境因素并分析其在生产上的应用
复习呼吸作用和光合作用分析它们的反应式,并通过细胞呼吸一节中提到的呼吸速率引出光合率;再通过分析反应式,提出表光光合速率,真正光合速率的概念。
书写光合作用反应方程式,分析反应式,学生小组合作总结归纳影响光合作用的环境因素,教师做适当补充和总结;
绘制光照强度对光合作用速率的影响曲线并准确描述;并分析其在生产上的应用
让学生自己绘制、温度对光合作用速率的影响曲线并准确描述,并分析其在生产上的应用,教师点评。
复习呼吸作用和光合作用的要点,并提出光合速率等概念为下面的学习做铺垫。
复习已有知识,学以致用;在原有知识基础上引导归纳、绘图、准确表达。
四、小结延伸
(一)借助多媒体,展示光合作用全过程
借助图片的动态过程复习光合作用的光反应和碳反应过程
(二)展示三碳糖的去路
在总反应式中,光合作用的产物是葡萄糖,那三碳糖除了合成葡萄糖之外,还能合成其他物质么?
借助动态过程学习三碳糖的去路。
(三)总反应式的拓展
根据光反应和碳反应的过程,对方程式进行修改。
所以高中阶段光合作用的总方程式为:
与老师一起描述光合作用的过程,对整节课的重点知识进行及时的回顾。
根据中的O全部都来自反应物中的,可知产生6份,需要12份。反应物12份和6份比产物一份和6份,多了12个H和6个O。说明产物还有6份。
利用信息技术形象模拟呈现光合作用时叶绿体内部的物质变化,既加深理解,又增强记忆。
归纳复习本课的重点:光反应和碳反应的过程,并且引到碳反应的产物三碳糖。
明确光合作用的产物除了糖类外,还有其他有机物,并且说明这些有机物合成的场所。
在学生学习了光反应和碳反应的具体过程之后,经过老师的引导,很容易得到这条更为科学和直观的总方程式。
细胞通过分裂增殖
【教学目标】
1、简述细胞周期。
2、概述细胞有丝分裂的过程,区别各时期细胞分裂图。
3、概述有丝分裂过程中染色体数目、DNA数目的变化规律。
4、绘制各时期细胞简图。
5、掌握癌细胞的特征和导致癌变的因素。
【教学重点难点】
1.教学重点:有丝分裂的过程,区别各时期细胞分裂图;有丝分裂过程中染色体数目、DNA数目的变化规律。
【教学方法】
讨论、比较
【教学准备】
多媒体课件
【教学设计】
教学程序
教师组织与指导
学生活动
设计意图
创设情境
引出课题
导入新课
【提问】:1、大家知道人体大约有多少个细胞构成?
2、人体是有什么开始发育而来的?
3、从受精卵到这么多的细胞,是通过什么过程来完成的?
4、人体中的细胞形态也是不同的,是什么原因导致细胞形态多样?
【小结】细胞数目的增多是细胞增殖的结果,细胞类型的变化是细胞分化的结果。今天我们来学习第四章 细胞的增殖和分化
首先来学习第一节 细胞的增殖
学生思考讨论:
大约个细胞
受精卵
细胞增殖
细胞分化
激发学生思考,使学生进入本课。
探讨细胞增殖的意义和方式
生物体的细胞增殖普遍存在,大家举例说明一下?细胞增殖有什么意义呢?
【讲述】:细胞以分裂的方式进行增殖,真核细胞的分裂方式有三种:有丝分裂、减数分裂。有丝分裂是真核生物进行细胞分裂的主要方式。
比如单细胞的生物要繁殖,产生子代个体;多细胞的生物要长大;一些衰老死亡的细胞需要新细胞的更新等。这些都是通过细胞增殖实现的。
学生总结:细胞增殖是重要的细胞生命活动,是生物体生长,发育,繁殖,遗传的基础。
引起思考进入状态
探讨有丝分裂的细胞周期
【动画演示】:有丝分裂的动画
每个细胞分裂一次都要经历这样一个过程,我们称之为细胞周期。
学生看书,思考问题:
1.什么是细胞周期?
2.一个细胞周期包括哪些过程?
3.一个细胞周期应该先是哪个阶段开始?
多媒体展示细胞有丝分裂的周期性,从而总结细胞周期及其概念和过程。
学生看书,思考并回答问题:
连续分裂的细胞从上一次细胞分裂结束到下一次细胞分裂结束所经历的整个过程。
一个细胞周期包括两个阶段:分裂间期(包括期、S期、期)和分裂期(M期),应该先是分裂间期,然后分裂期。
提高识图能力,分析判断能力
分裂间期细胞变化的探讨
引导学生观察细胞周期图,指出间期所占的时间较长
【提问】1、为什么间期较长——间期为细胞分裂期进行活跃的物质准备
2:进行哪些准备呢(提示:主要考虑分裂得到的子细胞与亲代细胞含相同的遗传物质)
举例说明不同细胞的细胞周期时间,比较细胞分裂间期和分裂期的时间。
多媒体展示间期细胞的变化,并指出染色质复制后的状态,用板图演示。
仔细阅读细胞周期(多媒体)
思考并回答问题1,得出:作物质准备
思考回答问题2,得出:进行DNA分子的复制和有关蛋白质的合成
提高逻辑思维能力,明确间期的特点和重要性
分裂期的整体展示
多媒体展示细胞分裂期的整个过程,指导学生观察(主要注意染色体的行为变化)
分裂期是一个完整的过程,但人为地可以分为4个时期:前、中、后、末。学习过程中重点注意染色体的行为变化
仔细阅读,观察,重点观察染色体的行为变化
锻炼整体思维及观察能力,明确细胞分裂是一个连续的过程
探讨分裂前期的变化特点
多媒体展示前期的变化,然后请学生概括所看到的细胞发生的变化
评价,总结学生的回答:核膜、核仁消失,出现纺锤体以及染色质变成染色体(含两个姐妹染色单体)
表格总结染色质,染色体、染色单体、着丝点、DNA的关系
学生观察,比较,分析,总结:细胞核及核仁消失,染色质变成染色体,两极出现丝状物
培养观察思考能力,让学生从观察中获得细胞分裂前期的变化特点的知识
探讨分裂中期的变化特点
在前期的基础上多媒体展示中期的变化,请学生观察后说出发生了哪些变化
指出此时期的染色体由于纺锤丝的牵引,着丝点都排在细胞中央的一个平面上(赤道板),此时期染色体形态稳定,数目清晰,便于观察
请学生数一数细胞中染色体、单体、DNA的数目
学生观察多媒体所展示的变化,用自己的话总结此时期的变化:染色体移到细胞中间
数一数此细胞中染色体、单体、DNA的数目
提高观察分析能力,能说出此时期的特点,能数染色体、单体、DNA的数目
探讨分裂后期的变化特点
请学生预测细胞中的染色体在后期将会发生什么变化
多媒体展示后期变化,验证学生的猜测
总结:着丝点分裂,姐妹染色单体分开成两条相同的染色体,此时细胞中出现两组相同的染色体,分别向细胞两极移动
请学生数这时期染色体、单体、DNA数目
学生分析、猜测:
1.染色体分成两份
2.单体分开,形成两组相同的染色体成
检验猜想
数染色体、单体、DNA数目
提高逻辑推理能力,尝试作出假设和猜想从而加深对后期特点的理解
探讨末期变化特点
多媒体展示末期变化
说出末期的变化:染色体变成染色质,纺锤丝消失,出现核膜、核仁,形成两个新的细胞核,中间出现细胞板,形成新的细胞壁,分裂成两个子细胞
将末期变化与前期进行比较
请学生说出这时期染色体、DNA的数量变化
观察、听讲、比较
分析染色体、DNA的变化
提高分析观察能力,能所出末期的变化特点
重新回顾整个细胞周期
多媒体回放整个细胞周期细胞的变化
学生仔细回顾,把细胞的分裂过程看成一连续的过程
巩固
探讨动物细胞有丝分裂与植物细胞有丝分裂的异同
多媒体同时演示动、植物细胞有丝分裂过程
请学生说出不同点
学生观察、讨论:
1.纺锤体的形成机制
2.细胞质的分裂方式
明确动物细胞与植物细胞有丝分裂的区别,提高分析比较能力
总结有丝分裂并分析其意义
有丝分裂过程其实主要就是亲代细胞中的染色体经过复制之后,精确地分配到两个子细胞中。由于染色体上有遗传物质DNA,因而在细胞的亲代和子代之间保持了遗传性状的稳定性,对生物的遗传有重要意义。
概括总结有丝分裂过程,并明确、体会其意义
提高逻辑思维能力及分析事物本质的能力
简单介绍无丝分裂
指导学生阅读无丝分裂有关内容
简述其过程及特点:没有出现纺锤丝和染色体
阅读,理解
知道无丝分裂的过程及特点
介绍癌细胞的特征和癌变的因素
癌细胞的特征:
1、在适宜条件下,癌细胞能无限增殖;
2、细胞形态结构发生显著变化;
3、细胞表面发生变化。
致癌因素包括内因和外因,外因包括物理致癌因子、化学致癌因子和病毒致癌因子
概括总结癌细胞的特征和癌变的因素
高观察分析能力。
训练
指导学生完成训练
完成训练
知识巩固
细胞通过分裂增殖 DNA 染色体 染色单体
意义:
细胞 减数分裂
增值 分裂间期:DNA的复制 4-8 4 0-8
类型 和蛋白质的合成
有丝 前期:膜仁消失现两体 8 4 8
分裂 中期:形数清晰赤道齐 8 4 8
分裂期
后期:点裂数增均两极 8 8 0
末期:两消两现出新壁 4 4 0
细胞通过分化产生不同类型的细胞
【教学目标】
1、知识目标
举例说明细胞分化的概念和生物学意义;说出细胞发生癌变的原因并说出癌细胞的主要特征;说出什么是细胞全能性并举例说明细胞的全能性理论在动植物克隆技术中的应用;举例说明干细胞的种类、特点和应用。
2、能力目标
通过公共信息资源(如图书馆、电视、互联网等)收集有关细胞分化、干细胞研究方面的资料,学会鉴别、选择、运用和分享信息,形成评估有关信息科学性的意识和能力,并尝试科技小论文的写作。
3、情感态度与价值观
关注人类的健康问题,认同良好的生活习惯对身体健康的重要意义,树立内因与外因影响生命活动的辩证唯物主义观点,确立积极的生活态度和健康的生活方式。
【教学重难点】
1、教学重点:细胞分化的概念和意义,细胞全能性的概念。
2、教学难点:细胞全能性、干细胞概念及实例。
【教学方法与策略】
1.本节课的授课形式以学习分析正确例证为主,教师主要起引导和提示作用,是“学与教”的过程模式。
2.在教学中为了激发学生的学习动机,采取了以下策略:创设问题情境,激发学生的认识兴趣和求知欲;使学习材料与社会生活相联系,增强学生对获得有用的知识本身发生兴趣;进行正确的评价和适当的表扬,以巩固和发展学生正确的学习动机。
【课时安排】
本节课需要1课时。
【课前准备】
资料的收集与整理
教师安排学生分组,呈现教学目标。让学生自己阅读课本,明确教材中已有内容,提出问题:针对细胞的分化这部分内容,除了教材安排的内容外,我们还需要了解哪些方面的知识内容?开展讨论,确立需要补充的资料范围。
教师根据讨论结果,最终确定收集资料的方向和重点。并分配内容到各学习小组。A组收集“骨髓移植”方面的资料。B组收集“克隆技术”方面的资料。C组收集“干细胞研究与应用”方面的资料。各小组明确目的后,通过公共信息资源(如图书馆、互联网等)收集有关的资料,一段时间后,各小组进行资料的汇总归类。教师可以帮助学生进行筛选与补充,学生选择符合本小组收集范围的内容进行整合,并开展组间交流,分享资料。
【教学过程】
【课件演示】
展示A组同学收集的一段某市为白血病患者捐献骨髓的新闻报道,同时向学生展示有关白血病和骨髓移植方面的文字资料。
【提出问题】
1、请同学们根据这段新闻报道和对课前收集资料的整理说说对白血病的了解。
2、捐献适量的造血干细胞,为什么不会伤害捐献者的身体健康?
3、骨髓移植为什么可以治疗人类白血病?
【学生讨论】
1、白血病患者的血液中出现大量的异常白细胞,而正常的血细胞明显减少。
2、健康人的造血干细胞会不断产生新的血细胞。
3、骨髓内有造血干细胞,造血干细胞可以产生各种血细胞(过渡)。
【课件演示】
造血干细胞的分化形成各种血细胞示意图。通过观察由造血干细胞产生的各种血细胞在形态、结构和生理功能上的差异引出细胞分化。
【课件演示】
人体受精卵与各组织的发生,植物形成层与各种组织的形成等实例。
【提出问题】
受精卵发育成个体的过程中细胞由少变多,依靠的是哪种细胞增殖方式呢?由一个或一种细胞增殖产生的后代细胞在形态、结构和生理功能上会发生差异性,是不是遗传物质发生了变异?
【学生讨论】
学生联系细胞增殖的有关知识。受精卵发育成个体的过程中细胞由少变多,依靠的是有丝分裂,而有丝分裂的重要意义是在母代和子代之间保证了遗传物质的稳定性。因此,在整个过程中,排除变异的可能,遗传物质被稳定地传递下去,并没有发生变化。
【教师引导】
既然同一个体的每个细胞都由受精卵有丝分裂产生,都含有相同的遗传物质,那么细胞和细胞之间的差异由什么物质引起的呢?
【学生讨论 教师共同归纳】
一方面,生物与生物之间,细胞与细胞之间,他们存在差异,主要是执行生命功能的蛋白质不同,蛋白质的种类,数量的不同构成了细胞之间形态、结构和生理功能的差异。
另一方面,细胞核在细胞内占了如此大的区域,在细丝状的染色质上存储了很多的遗传信息,并不是所有的遗传信息都通过蛋白质体现出来了,由同一个受精卵发育而来的肌肉细胞和胰腺细胞,他们拥有了相同的遗传物质,但是,遗传信息的执行情况不同。
【教师引导】
高度分化的细胞,已经失去了继续分裂的能力,那它们还能像早期胚胎细胞那样,再分化成其他细胞吗?引入细胞全能性的探究。
根据细胞分化和分裂的关系,细胞分裂是分化的基础,要想让高度分化的细胞再继续分化,必须要具备什么条件?(首先要恢复其分裂能力。)那能否实现呢?
出示实物长芽的土豆块茎,其埋入土中会生根、长叶、开花,这是细胞分裂、分化的结果,那么将土豆切成很小的一块,每个小块能长成完整植株吗?学生讨论,同学根据所收集整理资料揭示答案(能),(过渡)
【课件演示】展示B组同学收集“克隆技术”方面的资料,植物组织培养的一组图片、植物组织培养的流程图、动物克隆的发展历程及相关图片文字资料。
【教师引导】要求学生讨论:通过对植物组织培养实验的分析,得出什么是细胞全能性的概念?细胞为什么会有全能性呢?
细胞全能性是指高度分化的植物细胞,仍然具有发育成完整个体的潜能,这种潜能我们称之为细胞全能性。高度分化的植物细胞中含有保持本物种遗传性的全部基因,这也就是细胞具有全能性的根本原因。
按照以上逻辑进行分析,高度分化的动物细胞也应该具有全能性,也应该能够发育成一个完整的个体。但事实是否如此呢?
【课件演示】动物克隆的发展历程,及“多莉”产生的过程图解及文字资料。
【提出问题】
补充资料:1952年,美国学者布里格斯和金将豹蛙囊胚期(胚胎发育早期)细胞的核取出,移植到去核的豹蛙卵细胞中,成功地孵育出了豹蛙的幼体。然而,当他们将分化程度更高的细胞核进行核移植时,则没有得到预期的结果。他们认为,这可能是由于动物个体发育的过程中细胞逐渐丢失了部分遗传物质或遗传物质发生畸变引起的。你认为布里格斯等人对他们实验结果的解释正确吗?根据书本知识及收集的资料分析,可否提供支持或反对的理由。
学生提取相关知识,提出质疑:①他们所用的实验动物是不是具有代表性?其他生物也如此吗?②1952年,当时的科学技术是不是达到了体细胞核移植克隆动物的水平?后来“多莉”的产生证实了高度分化的体细胞的细胞核进行核移植,可以克隆出动物个体,说明在个体发育的过程中细胞中的遗传物质并没有丢失或发生畸变,每个细胞核中仍然具有全部遗传物质。
【教师引导】既然每个细胞的细胞核仍然具有全部遗传物质,那为什么高度分化的动物细胞不能直接发育成一个完整的个体,动物细胞的全能性究竟怎样呢?那么在动物体和人体内,就没有能够进行分裂和分化的细胞了吗?(过渡)
受精卵能发育成完整个体,是有全能性的,它分裂为二的两个细胞呢?(展示可爱的双胞胎图片)这两个细胞再分裂呢?四胞胎,再分裂呢?
学生提取资料与课本中的相关知识,总结出受精卵早期分裂出的细胞是具全能性的。随着细胞的分裂与分化,发育的潜能渐渐被局限,从全能干细胞到多能干细胞,到单能干细胞,最后成为分化终端的细胞。
【学生讨论,师生共同归纳】植物细胞和动物细胞全能性的差异:植物的每个体细胞都能培育成一个完整植株,动物细胞随着个体发育,细胞的全能性受到限制,但细胞核仍具有全能性。
在动物和人体内仍保留少数具有分裂和分化能力的细胞——干细胞,根据干细胞分化潜能不同可分为全能干细胞、多能干细胞、单能干细胞。
【课件演示】展示C组学生收集的“干细胞研究进展与应用”方面的图片与文字资料。以增强学生理论联系实际,关注与人类健康密切相关的生物学热点问题的意识。
【板书设计】
第二节 细胞分化
一、细胞分化
1.概念
2.细胞分化的实质
二、细胞全能性
1.概念
2.细胞全能性的物质基础
3.干细胞的种类
细胞凋亡是编程性死亡
【教学目标】
1.描述细胞衰老的特征。
2.简述细胞的衰老和凋亡是细胞生命活动的正常现象,形成珍惜生命、关注健康的科学生命观。
【教学重难点】
1.教学重点:
细胞衰老的特征;
2.教学难点
细胞衰老和机体衰老的区别。
【教学设计】
教学程序
教师组织与指导
学生活动
创设情境
引出课题
导入新课
个体衰老和细胞衰老的关系
创设情景:
【提问】
一、机体衰老的过程:
1.人体的衰老表现出哪些特征?
2.老年人体内有没有幼嫩的细胞?
3.年轻人体内有没有衰老的细胞?
4.个体衰老与细胞衰老有什么关系?
单细胞生物:细胞的衰老或死亡就是个体的衰老或死亡。
多细胞生物:体内的细胞总是在不断更新着,总有一部分细胞处于衰老或走向死亡。
学生思考讨论:
白发、皱纹、老年斑、耳聋、眼花、记忆力减退、肌肉萎缩等。
有,如造血干细胞一生都能增殖产生各种类型的血细胞。
有,皮肤表皮细胞衰老成角质层细胞。
以生活中的实例,吸引学生的兴趣,激发学生思考,使学生进入本课
细胞衰老的特征
【提问】
二、细胞衰老有什么特征?
细胞内的水分减少;
酶的活性降低;
色素的沉积;
呼吸速率减慢,细胞核体积增大;
细胞膜通透性改变,使物质运输功能降低。
【提示】老年斑是由于细胞内的色素随着细胞衰老而逐渐积累造成的。衰老细胞中出现色素聚集,主要是脂褐素的堆积。皮肤细胞的脂褐素颗粒大,就出现了老年斑。白化病人的头发呈白色是头发基部黑色素细胞内酪氨酸酶活性降低所致
引起思考进入状态
细胞衰老最终表现为细胞的形态、结构和功能发生变化。
细胞的凋亡
【提问】什么是细胞的凋亡?
细胞的凋亡是一种自然的生理过程,由基因所决定的细胞自动结束生命的过程。
你能举几个例子吗?
【提问】细胞凋亡的意义?
完成正常的发育;
维持内部环境的稳定
【提问】细胞凋亡和细胞坏死的区别?
细胞凋亡:正常的自动的生理;由基因调控的;缓慢的、程序性的;
细胞坏死:病理的被动的;由外界不利因素引起的;急速的、突发性的。
学生看书,思考并回答问题:
蝌蚪尾和鳃的消失;
植物单性花器官退化;
在成熟的生物体中,细胞的自然更新、被病原体感染的细胞的清除。
【板书设计】
第三节 细胞的衰老和凋亡
一、机体衰老和细胞衰老的比较
二、细胞衰老的特征:
三、细胞凋亡
1.概念
2.细胞凋亡和细胞衰老的区别
【作业设计】
(C类)1.关于个体衰老与细胞衰老的关系,下列说法正确的是( )
A.细胞的衰老就是个体的衰老
B.衰老的生物体内,细胞都处于衰老状态
C.年幼的生物体内,没有衰老的细胞
D.从总体上看,个体衰老的过程是组成个体的细胞普遍衰老的过程
(B类)2.关于细胞凋亡的说法,不正确的是( )
A.细胞凋亡就是细胞坏死
B.细胞凋亡发生在多细胞生物生命历程的各个时期
C.红细胞的正常死亡过程就是细胞凋亡
D.细胞凋亡对于生物体完成正常发育,维持内环境稳定和抵御外因干扰起重要作用
(A类)3.下列有关细胞衰老的叙述中,错误的是( )
A.细胞的衰老是一种正常的生命现象
B.衰老的细胞体积缩小,核体积增大
C.衰老的细胞内部物质的交流和信息的传递速度减慢
D.衰老细胞的新陈代谢加快,导致脂褐素等色素大量积存
【参考答案】
1.【答案】D
1.【答案】A
1.【答案】D