《细胞呼吸——需氧呼吸》教学设计
指导思想:
随着新课程改革的深入,生物科学的课堂教学已经从传统的教师讲授式转变成为了以学生为主体的探究式。根据以上理念,本课以学生自主探索为主要学习形式。教师提出阶段性问题,并以图片、Flash动画和文字相结合的视觉媒体材料,先引导学生对所学知识有一个直观的认识,再层层深入思考及探索,最终获得意义上的建构。此外,在课堂教学过程中逐步渗透STS的教育思想,帮助学生把科学、技术和社会三者紧密地联系起来,真正培养学生将理论知识应用于实际生活的能力。
学习任务分析:
1.教材的地位及知识的前后联系:《细胞呼吸——需氧呼吸》选自浙科版的高中生物教材必修1《分子与细胞》第三章第四节,与教材前面的知识有一定的关联性,也具有一定的独立性。这一节教材是在初中已经学过的生物学基础知识的发展。初中教材已经涉及到细胞呼吸的概念和意义。而高中教材则重点讲述了细胞呼吸的过程,同时也为后面理解光合作用尤其是光补偿点的概念、细胞凋亡、发酵工程、生物进化的学习奠定基础。
需氧呼吸的理论知识,与植株的产量提高,粮食的储存等生产实践都有着密切的联系,所以,学好有关的需氧呼吸知识,有利于在生产实践中合理应用各项生产技术。
2.教学重点及分析:《普通高中生物课程标准》在必修1内容中明确提出学习细胞呼吸,重点是需氧呼吸的基本过程及原理。
高中学生对生物的细胞呼吸的认识要提高到一个新水平。需氧呼吸过程是学生理解其分解有机物、释放能量、产生ATP的本质的基础;是理解生物呼吸与植物光合作用的区别和联系的基础。学生认识需氧呼吸过程,有利于理解内外因素对需氧呼吸的影响,有利于理解需氧呼吸的意义。
3.教学难点及分析:
(1)需氧呼吸的原理和本质。
(2)需氧呼吸三阶段物质变化及能量流动。
高二学生有一年没有接触到生物学科,因此在本节课的生物学知识支撑上有比较明显的薄弱和不足。而且,需氧呼吸是一个微观的化学反应过程,因此学生的化学知识,尤其是有机化学的知识不足。在需氧呼吸的过程中,糖类等有机物的彻底分解,需要经过一系列的氧化还原反应,这些反应所伴随的能量变化,学生理解有一定的困难。同时,需氧呼吸的过程比较抽象,如果缺乏直观的手段辅助教学,学生对其理解也有一定困难。
学情分析:
本科的授课对象是高二年级的学生。从知识起点上来看,学生在初中阶段已经学习过生物呼吸的有关知识,对呼吸的气体交换现象、细胞呼吸中分解有机物、释放能量等知识有了一定的了解,但还没有上升到细胞的层面上。在高中生物前两章内容的学习中,他们已经学习了线粒体的功能及作用、ATP与细胞代谢的关系等,这些都是本节内容的基础。而这节内容比较抽象,学生缺乏一定的理性认识,细胞微观世界物质变化的过程,可以利用多媒体演示的方法模拟,将微观的内容具体化、形象化,激发学生的学习兴趣,结合分析归纳法、比较法、讨论法等,从而提高学习效果。
教学目标:
1.知识目标:
(1)说出需氧呼吸的概念。
(2)描述需氧呼吸三阶段主要特征。
(3)概述呼吸现象和需氧呼吸的区别和联系。
(4)说明需氧呼吸是生物获得能量的主要代谢途径。
(5)举例说明需氧呼吸的实际应用。
2.能力目标:
(1)通过讨论需氧呼吸过程,深化理解知识,提高自身综合、归纳、分析能力。
(2)列举需氧呼吸在生产实践中的应用,运用所学的生物知识解决实际问题。
(3)通过搜集有关需氧呼吸的资料,学会鉴别、选择、运用和交流信息。
3.情感态度与价值观目标:
(1)通过学习需氧呼吸的过程,渗透生命活动不断发展变化以及适应的特性,能够学会运用发展、全面的观点认识生命。
(2)关注需氧呼吸与生产生活的联系,认同科学对科技、社会的促进作用,树立科学技术是第一生产力。
五、 教学准备:图片资料收集;视频资料采集;多媒体课件制作
六、 教学方法:探究研讨法,辅以多媒体展示法
七、 教学过程流程图:
八、 教学过程:
(一)激发兴趣,导入新知:
【教师活动】同学们,今天我们学《细胞呼吸——需氧呼吸》。首先,咱们来欣赏一段视频。
【视频展示】百米冲刺的慢镜头,运动员们用力呼吸。
【设计意图】利用视频,展现一个与大家课余生活很贴近的场景,引起同学的兴趣。
【学生活动】认真观看视频。
【教师活动】大家从这里看到什么?
【学生活动】一两个学生回答,活跃课堂气氛。
【教师活动】好的,大家讲得非常生动。正如大家所说,呼吸是一种生理行为。接下里,请大家试着描述呼吸是一个怎样的过程?
【学生活动】从表面行为上看,呼吸是一个吸入氧气、呼出二氧化碳的过程。
【教师活动】那么,大家想想看,呼吸的实质是不是就是我们表面看到的那么简单?
【学生活动】思考猜想呼吸的实质。需要氧气参与的呼吸形式称为需氧呼吸吗?
【教师活动】到底我们同学说的对吗?今天,我们就一起来探讨一下需氧呼吸的实质。
【设计意图】引导学生研究事物从现象入手,再逐步过渡到对其本质的探究,同时也培养和训练了大家的洞察力和归纳表达能力。
(二)问题引导,构建新知:
需氧呼吸概述
【教师活动】我们平常以大米为主食,其中淀粉含量丰富,不知大家是否思考过它最终在体内是怎样产生能量来满足人体生命活动需要,而这与需氧呼吸有何关联呢?
【图片展示】
【教师活动】现在大家从这张图上可以看出什么呢?大家可以分析讨论一下这个图。
【学生讨论】淀粉最终被分解成葡萄糖进入细胞,在细胞内糖与氧反应,生成二氧化碳。这就是需氧呼吸。
【学生讨论】也可以说,细胞呼吸就是,在在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。如果有氧气的参与,就为需氧呼吸。
【设计意图】教师展示图片,学生通过提炼图片提供的信息和自己的思考说出需氧呼吸的概念,概述呼吸现象和需氧呼吸的区别和联系锻炼学生对图表的分析能力,学会合作学习、自主学习。
【教师活动】很好。大家的理解非常正确,也很到位。那么,这又是什么类型的化学反应?
【学生回答】生物利用葡萄糖和吸入的氧气反应是发生氧化反应,而且还能释放大量能量。
【教师活动】那说起氧化,我们说木炭的燃烧也是氧化,木炭燃烧会发出光和热,反应非常剧烈,那么请大家思考一下,需氧呼吸也会和木炭燃烧一样吗?其中可以看出细胞需氧呼吸的什么特点呢?
【学生活动】木炭燃烧是在高温下发生的剧烈的反应。细胞呼吸则是在人体内发生的,需要酶的参与。由于有相关酶的存在,其反应是温和的,持续进行的。
【教师活动】然后,请大家带着问题阅读“细胞呼吸与糖的氧化”,思考一下呼吸时能量以什么形式产生。
【学生活动】细胞呼吸所释放的能量有两个去向:一是形成ATP,而是变成热量丧失。
【教师活动】好的,我们来看看究竟是不是如此
【PPT展示】呼吸现象及过程。
【教师活动】到这里,我想同学们对需氧呼吸已有了进一步认识,请同学们想想需氧呼吸的是实质到底是什么?
【学生活动】从呼吸现象和过程来看,无论是木炭的燃烧还是需氧呼吸,反应的实质都是纤维或葡萄糖中的碳被氧化,其中氢被氧化成水,并产生能量一部分贮存在ATP中,一部分以热能形式散失。
【设计意图】通过木炭燃烧和需氧呼吸的比较,使学生明白两者的异同,需氧呼吸物质能量变化,进而结合需氧呼吸的现象过程综合分析得出需氧呼吸的原理和实质。掌握本节课的一些重难点。
需氧呼吸的三个主要阶段
【教师活动】那么细胞呼吸中的ATP到底是怎么生成的,而氧气又是如何变成二氧化碳的呢?接下来我们就一起来研究细胞呼吸的具体过程。大家能不能发现需氧呼吸三个阶段有什么特点?
【PPT展示】
【组织活动】书上已经介绍了需氧呼吸可以分为三个主要阶段,下面我们就兵分三路,分别来研究这三个阶段,完成PPT上的这张表格),并且动手画画看三个阶段的简图,来介绍给全班同学。(分配好各组任务,组织各小组组长负责协调统筹工作。)
【PPT展示】需氧呼吸三个阶段比较表格提纲。
【学生活动】自主学习。
【教师活动】其实,我们可以发现需氧呼吸的三个阶段有很多相似之处。结合需氧呼吸的方程式,请大家比较需氧呼吸的三个阶段异同。
【教师活动】请同学们分组比较需氧呼吸三阶段异同。引导学生比较需氧呼吸三阶段的主要特征。
【学生活动】记录各组结果,然后到黑板上展示自己组的成果,互相补充。
【教师活动】我们同学综合各组的成果加以修改后,最终结果如此表。
【学生活动】将思考讨论结果呈现在黑板上,与大家分享交流。
【黑板展示】需氧呼吸三个阶段比较
阶段 场所 反应物 产物 释能
第一阶段糖酵解 细胞质基质 葡萄糖 丙酮酸、[H] 少量
第二阶段柠檬酸循环 线粒体 丙酮酸、H2O CO2、[H] 少量
第三阶段电子传递链 线粒体 O2、[H] H2O 大量
【教师活动】下面,请大家利用表格和图片来小结一下需氧呼吸三个阶段的过程及其物质与 能量变化。
【学生回答】简述需氧呼吸的三个阶段过程及其物质能量变化。
【设计意图】采用探讨、自主学习和小组学习的方式,分析归纳得出需氧呼吸三阶段主要特征。深刻理解需氧呼吸。突破本课时这个难点。
(三)课外延伸,运用新知:
【教师活动】通过今天的学习,我们了解了需氧呼吸的原理、本质及具体过程,那么大家想想看,今天所学的知识可以应用到哪些生产活动中呢?
【学生回答】细胞呼吸在水果储存、农业生产产量提高等方面有广泛应用,比如……
【教师活动】那大家刚才说了可以降低水果的需氧呼吸,来运用在水果的储存……(补充同学的回答。)
【设计意图】学生学习本节课的重难点知识之后,结合搜集的资料,要能够举例说出需氧呼吸在实际生产中应用实例,与同学们一起讨论交流。一方面,是学生学会学以致用,关注需氧呼吸与生产生活的联系,真正培养学生将理论知识应用于实际生活的能力。另一方面,从科学知识的具体应用领会认同科学对科技、社会的促进作用,树立科学技术是第一生产力。
【教师总结】下面我们做个简单的回顾。细胞呼吸分为需氧呼吸和厌氧呼吸,需氧呼吸是细胞呼吸的主要方式。本节课我们主要学习了需氧呼吸的原理和实质,还有需氧呼吸三阶段的物质能量变化和特征。请大家也来做个小结,具体说说。
【学生活动】简要回答呼吸的实质;在需氧呼吸过程中,氧气的作用是在电子链末端与氢结合生成水。
【教师活动】(课后思考)那么,细胞呼吸在没有氧气的情况下可以发生吗?这时呼吸作用中物质能量变化又会有怎样的?这个问题请大家回去思考。
九、 形成性评价
1、葡萄糖彻底氧化分解的主要场所在 线粒体 。
2、呼吸作用的实质是( C )。
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
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 )。
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
十、 板书设计
第四节 细胞呼吸——需氧呼吸
一、需氧呼吸原理:
反应式: C6H12O6+6O2—→6CO2+6H2O+能量
二、反应实质:分解有机物,释放能量
三、需氧呼吸三阶段物质能量变化
开始
视频
百米冲刺
讨论:呼吸的现象与实质
图片及动画
淀粉分解及需氧呼吸
讨论:需氧呼吸反应类型和过程
讨论:需氧呼吸特点及其与木炭燃烧的区别
学习课本中呼吸产生能量的形式
分组讨论:比较需氧呼吸三阶段
比较三阶段的异同
需氧呼吸三阶段比较表格框架
PPT
讨论:需氧呼吸在实际生活中的应用
总结结填
教师判断
形成性练习
总结评价与反馈
结束
黑板和图表 展示比较结果
简述需氧呼吸三阶段的物质能量变化
O2
CO2
肺
O2+糖类
CO2+能量等
肺
呼吸的现象
气体的交换和运输
呼吸的实质
第三阶段
场所:线粒体
第二阶段
场所:线粒体
第一阶段
场所:细胞质基质
糖分子失去氢原子
氧分子获得氢原子
酶