高中生物《细胞的能量供应和利用》教案新人教版必修1

用心爱心专心-1-分子与细胞第5章细胞的能量供应和利用教材分析与教学建议一、大纲教材与课标教材的比较分析1．知识内容比较分析第1节降低化学反应活化能的酶教材增加了以化学知识为铺垫的酶的作用是“降低活化能”的知识描述又把实验“比较过氧化氢在不同条件下的分解”提到前面讲解，把实验贯穿于整节内容，做到一个实验多处应用，使生物课程真正来自实验。教材对“酶本质的探索”从大纲教材的结论性描述扩展为对整个历程的探索过程。同时还增加了科学实验方法：控制变量法和对照实验。教材还增加了对酶的作用条件的详细探究过程以及科学·技术·社会的内容“酶为生活添姿彩”。把“酶的发现”历程缩减为问题探讨的“斯帕兰扎尼实验”，删除了“探索淀粉酶对淀粉和蔗糖作用”的实验和课外读物“造福人类的酶工程”。整个内容重点体现了是实验探究的课程理念。第2节细胞的能量“通货”——ATP知识内容基本没有改变，只是把知识条目标题作了修改和整合，使核心知识更加突出；对ATP的利用有关内容描述从简单的文字描述扩展为实际例子并增加了扩展性思维要求。第3节ATP的主要来源——细胞呼吸增加了关于“拉瓦锡实验”的问题探讨，特别是增加了“探究酵母菌的细胞呼吸的方式”［教学指导意见不作要求］作为本节教学的引入，符合从感性认识到理性认识的认知规律，同时再次出现科学实验方法“对比实验”的知识描述，体现了新课标的理念。教材把原大纲教材中有关线粒体的结构特点内容从细胞结构章节插入到本节讲述使知识更加系统化；对有氧呼吸内容作相关改动。一是把反应总式从原理性描述改为写简式；二是增加了各阶段反应具体场所的描述及第一、二阶段“不需氧”的文字；三是增加了有氧呼吸与体外燃烧的区别特点和1mol葡萄糖有氧呼吸释放的能量转换到ATP中的计算要求。删除了无氧呼吸的两类型生物的记忆性区分的内容。明确无氧呼吸对绝大多数多细胞生物来说只是机体缺氧条件下部分组织细胞暂时补充能量的行为方式。教材中还删除了有氧呼吸和无氧呼吸的异同点的比较，留作学生发展性要求“自主设计表解”，删除了有氧呼吸与无氧呼吸在进化历程上的关系以及细胞呼吸的意义，增加为细胞呼吸原理的应用条目并具体描述，这样更贴近生活实际。第4节能量之源——光与光合作用本节与大纲教材比较主要是对教材顺序进行了调整，通过大棚蔬菜种植的问题探讨为引入，先讲述捕获光能的色素和结构及叶绿体的功能，然后讲解光合作用的原理和作用。其中内容描述有一些改进。一是色素提取和分离实验中用“无水乙醇”代替“丙酮”作提取液，用“小试管”代替了“烧杯”进行分离实验，结果观察改用直接观察“小试管中滤纸条的色带”，以减少人体接触有毒化学药品的机会，降低人体受毒害的可能。二是叶绿体色素对光的吸收实验描述把“色素溶液放在可见光和三棱镜之间”改为“色素溶液放在阳光和三棱镜之间”,这样即体现了实验的原始性，也提高了描述的科学性，因为阳光是可见光中具备各种波段电磁波的光，上述实验只有具备可见光全部波长的光才能说明问题。三是把叶绿体结构内容从细胞结构中移到此处讲述，但增加了“类囊体”的概念以及类囊体扩展了受光面积的知识；四是在光合作用的原理和应用中把大纲教材中的“光合作用的发现”进行改编，使之成为贯穿光合作用的光反应、暗反应整个过程的探究历程，这样的描述更加符合科学推理过程，有利于培养学生正确的科学探究方法。对光合作用的过程描述中明确了二氧化碳主要是通过“气孔”的通道获得。用心爱心专心-2-教材中删除了大纲教材中的“光合作用的重要意义”增加了“光合作用原理的应用”，并增加了“探索环境因素对光合作用强度的影响”［教学指导意见不作要求］，并把研究影响光合作用强度的环境因素作为本章最高要求列入课标内容,但我省不作要求。教材对大纲教材中的新陈代谢类型一节缩减为本节中的“化能合成作用”中的相关内容。其中文字也作了科学规范。如硝化细菌能将“氨氧化成亚硝酸或硝酸”改为“氨氧化成亚硝酸，进而将亚硝酸氧化成硝酸”，这样使生物知识与化学知识的机理吻合。2．能力要求比较分析（1）关于酶方面的要求提高了，知识目标方面把大纲教材中的“了解酶的本质和特性”提高为“说明酶在代谢中的作用”，这其中包括了对酶本质和特性的理解水平，同时增加了科学探究能力的要求，虽然实验数量减少了，但对实验的要求从原来的“初步学会┄”改为“学会┄”；并要求能举例说明设置对照组和重复实验的意义；在情感目标方面也从原来的感受水平提高到认同水平，即“通过阅读分析资料‘关于酶的本质的探索’，认同科学是在不断的探索和争论中发展”，并在发展要求中增加了基于应用水平的实验设计以及情感目标的经历水平。（2）关于ATP方面的要求，除了增加提出“解释ATP在能量代谢中的作用”与大纲教材理解水平持平外，所有的基本要求均比大纲教材要求低，也就是从原来的理解水平降为了解水平。（3）关于细胞呼吸与大纲的相同知识要求也从原来的“理解有氧呼吸和无氧呼吸”降为“说出有氧呼吸和无氧呼吸的概念、反应式和过程”，增加了“举例说明细胞呼吸在实践中的应用”的理解要求，但是在发展要求中提出“概述有氧呼吸和无氧呼吸的异同”与原教材持平。（4）关于光合作用方面，降低了“绿叶中色素的种类、颜色和作用以及叶绿体的结构和功能”的理解要求为“说出”，对光合作用的过程从原来的应用水平降为“说明”，而对光合作用的认识过程从原来的了解水平提高到“说明”，“色素提取和分离”实验要求没有变化。二、教材分析与教学建议第1节降低化学反应活化能的酶1．知识结构2．教学目标知识目标：①说明酶在细胞代谢中的作用、本质和特性；②完成“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验，学会能根据实验目的，操纵、控制自变量，限制、控制无关变量，观测、测量因变量的科学方法；③设计以“影响酶活性的条件”为主题的实验方案和步骤，撰写实验报告，总结成功的经验、分析失败的原因。④能举例说明设置对照组和重复实验的意义技能目标：正确完成“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验操作。情感目标：通过阅读分析资料“关于酶本质的探索”，认同科学是在不断的探索和争论中发展的；体验评价同学方案的批评责疑精神以及参与交流，听取别人的正确意见，维护或修改自己的方案和意见的合作精神。3．重点、难点分析与突破方法（1）说明酶在代谢中的作用、本质和特性。（重点）通过实验的现象观察、总结归纳出用心爱心专心-3-结论和从资料阅读中归纳结论两条途径来突破；对于酶降低活化能的难点，主要也是从实验的比较分析中感受。（2）通过设计“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，学会控制自变量，观察和检测因变量的变化，以及设置对照组和重复实验（重点和难点）。以学生仔细阅读教材中“控制变量”这一小节的内容后结合实验对如何控制变量展开讨论，并尝试设计探究实验，教师准备好必要的辅垫、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案中的缺陷和错误，把握课堂讨论的方向，运用实验的科学性原则进行点评等来完成。4．教学资源的选择与运用准备无机催化剂的作用机理和蛋白质的理化特性知识，实验探究光盘中的“比较过氧化氢在不同条件下的分解”和“探究影响酶活性的条件”视频摘录5．教学策略与教学方法首先从问题探讨的讨论入手进行激趣，通过学生已有的经验（化学知识）引导构建新知。通过复习催化剂的作用机理，初中的消化酶知识比较细胞中的化学反应与化学课上所学的反应知识导入细胞内的化学反应特点。教材重点安排学生做比较过氧化氢在不同条件下分解速率快慢的实验，引导学生自己得出结论。该实验关系到酶的作用和特性方面的理解掌握，所以在课前一定要把实验中的控制变量的方法原理以及对照实验的设计方法讲解透彻，要求学生体会什么是自变量、因变量、无关变量以及什么是对照实验。引导学生学会确认和控制变量，培养学生的科学探究能力。在学生获得感性知识的基础上，利用教材的卡通式插图、图解和文字叙述，指出酶能够显著降低化学反应所需的活化能。目标的达成关键是对实验操作的正确性以及对实验每一个步骤的操作要求的强调，通过实验让学生在老师的引导下讨论归纳内容要求；建议先安排视频学习，让学生感受实验过程后针对视频实验操作进行共同讨论分析，同时提供一些与实验有关的具体数字（1滴质量分数为20％的新鲜肝脏研磨液含过氧化氢酶的相对数量是1，1滴质量分数为3.5％的氧化铁溶液含催化剂铁离子的相对数量是25万）来加深对酶高效性的印象,讲述中要把活化能的显著降低就能表现出催化效率的高效性给推导出来；同时要挖掘其中蕴含的酶的专一性和条件的温和性。至于酶为什么降低活化能的作用更显著，超出课标的要求，这可以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去探讨。在介绍酶的本质时，需要教师通过实验和生活生产实践中的实例让学生体会酶的概念。充分利用资料中酶的发现历史加深学生对酶本质的认识。在资料分析的教学中，教师提出精心设置的问题之后让学生自读资料。引导学生对科学家从生活现象中发现问题、不断探究、不断进行实验，最终揭示酶的本质的探索历程的精神体验，帮助学生理解绝大多数酶是蛋白质的事实。使学生达成在继承、创新、务实和大胆实践等科学精神和态度方面的教育价值。在学习酶的特性时，要基于学生对于酶的已有认识结合课本实验结论让学生判断酶作为生物催化剂催化化学反应时应具备哪些特点。从蛋白质的特性上去思考酶的特性也是一种不同学科知识的整合。通过酶在其分子结构上有特定的活性部位，而这个活性部位恰恰就是酶具有专一性的原因，再简述酶与底物之间的锁匙关系，一种酶只能催化一种或一类化学反应来突破酶专一性。这种高度的专一性保证了生命活动有条不紊地进行。学习影响酶活性的条件时，教师要重视教材上提供的探究活动，要让学生亲自获得酶的活性受到温度和酸碱度影响的实验证据，如加酶洗衣粉的使用条件等，还可以通过定量化的探究实验让学生认识酶活性的范围，但这是较高层次的要求。本节实验设计能力的教学要围绕讨论以下这些问题。你的选题是什么？你的假设是什么？围绕你的选题，你的实验方案和用心爱心专心-4-步骤如何设计？可用草图或简要的文字加以说明；如何控制实验变量？怎样设置对照组？如何检验实验结果？来解决难点，达到学会控制自变量，观察和检测因变量的变化以及设置对照组；至于实验的重复性原则可以通过举例分析来完成。6．学习评价的方法：主要通过观察学生课堂讨论参与度和通过练习及上交经过讨论修订的设计方案来评价。通过对学生课堂实验操作能力、观察能力、思考分析的能力给予评价。第2节细胞的能量“通货”——ATP1．知识结构2．教学目标知识目标：①简述ATP的化学组成和特点。②写出ATP的分子简式。③解释ATP在能量代谢中的作用能力目标：尝试对化学知识与生物知识的整合能力和进行对信息归纳总结能力情感目标：通过ATP知识的学习，体验生命活动离不开ATP的直接供应能量。认同ATP是细胞内流通的能量“通货”。利用对图5-7进行补充和完善，调动学生的学习积极性和主动参与的学习态度，使学生初步养成知识整合能力以及用准确的科学术语阐述观点和进行合作学习的能力。3．重点、难点分析与突破方法①ATP化学组成的特点；主要通过具体数据展示来达成。高能磷酸键水解时放出的能量是一般化学键放出能量的2倍以上。如每摩尔的高能磷酸键放出的能量多达30.54KJ，而一般的P-O键只能放出8.37～20.92KJ。②ATP在能量代谢中的作用；主要通过对于所有的活细胞来说，几乎都是用ATP作为直接能源物质，推动着新陈代谢中的化学反应顺利地进行；以及ATP在细胞中含量很少，但ATP与ADP总是处在一种动态平衡之中地讲述来达成。③ATP与ADP的相互转化；主要是通过ATP和ADP的分子结构简式来理解其物质转化方面，再引用化学中的水解反应的放能知识和合成反应吸能的来实现突破。4．教学资源的选择与运用制作化学中的水解反应、放热反应和吸能反应的实例幻灯进行对比教学5．教学策略与教学方法本课可以用日常生活中的家电都依靠电能推动才能工作。石油、煤炭、天然气等储存的能量不能直接被电器所利用，需要经过特定的过程（如活力发电）转化为电能，才能用于电器作引子引出生命活动需