板书大赛高中理科组赵璟(《ATP的主要来源——细胞呼吸》(第1课时)教学设计)
一、教材分析
本节课位于人教版高中生物必修一第5章第3节。因本节内容中的有氧呼吸和线粒体相联系,细胞呼吸释放能量与细胞分裂、蛋白质合成、DNA复制等知识相联系,细胞呼吸与生态系统的物质循环、能量流动等知识相联系,所以本节内容在整个高中生物学教材中具有重要的地位和作用。
本节内容涉及细胞呼吸、有氧呼吸和无氧呼吸三个概念的学习,它们之间相互联系,又有所区别,有氧呼吸和无氧呼吸是细胞呼吸的子概念,是细胞呼吸这一概念的深化。另外本节内容还包括探究酵母菌呼吸方式的实验和细胞呼吸原理的应用。根据教学实际情况,本节内容将分3课时进行,第1课时的主要内容是细胞呼吸和有氧呼吸的概念及有氧呼吸的过程,第2课时的主要内容是细胞无氧呼吸的概念、过程及探究酵母菌呼吸方式的实验,第3课时的主要内容是有氧呼吸和无氧呼吸的比较以及细胞呼吸原理的应用。
二、学情分析
学生在初中已经对呼吸的气体交换现象、呼吸作用中分解有机物、释放能量等知识有了一定的了解,而本节内容是从更深的理论层次来探讨生命的本质内容,具有较深的抽象性,而且牵涉到许多化学知识,因此对学生而言,本节的学习有一定难度。但是,有关细胞呼吸这一知识在现实生活中的应用较广,如酿酒时先通气后密闭,苹果储存久了有酒香,剧烈运动会感到肌肉酸痛等。因此,如果围绕这事例构建细胞呼吸及有氧呼吸和无氧呼吸的概念,学生的学习积极性、主动性应该是比较高的。
三、教学目标
1.通过分析、讨论、归纳有氧呼吸过程中物质变化和能量变化,形成物质与能量观、结构与功能观等基本生命观念。
2.通过构建有氧呼吸的过程模型,培养自主分析、解决问题的能力逐渐形成科学思维的习惯。
3.通过联系生产、生活等实际,激发学生学习生物学生兴趣和动机,培养学生关心科学技术的发展,关心社会生活的意识和进行生命科学价值观的教育。
四、教学重难点
1.教学重点:有氧呼吸的过程
2.教学难点:有氧呼吸中的物质变化和能量变化
五、教学方法
自主学习、模型构建、诱导启发等方法
六、教学过程
(一)回顾旧知,导入新知:
【教师活动】提问:生物体的能源物质都有哪些?主要能源物质是什么?直接能源物质又是什么?
【学生活动】答:生物体的能源物质有糖类、脂肪、蛋白质。主要能源物质是葡萄糖。直接能源物质是ATP。
【教师活动】提问:糖类等有机物是通过什么途径转化成ATP的?
【学生活动】答:通过呼吸作用和光合作用。
【教师活动】提问:哪种途径是主要途径呢?
【学生活动】答:呼吸作用
【教师活动】由于呼吸作用是在细胞内进行的,因此也叫细胞呼吸。本节课我们将要学习第5章第3节《ATP的主要来源--细胞呼吸》
书写板书:5-3 ATP的主要来源--细胞呼吸
(二)讲授新课:
【教师活动】我们先看看细胞呼吸的概念:生物体中的有机物在细胞内经过一系列的氧化分解,最终生成CO2或其他产物,并且释放出能量的总过程,叫细胞呼吸。
书写板书:一、概念
根据呼吸条件的不同可以分为有氧呼吸和无氧呼吸两种。
书写板书: 有氧呼吸
二、方式:
无氧呼吸
那我们先看看有氧呼吸。
书写板书:三、有氧呼吸
探究一:近日,胶州胶莱镇王坛村的一对夫妇,下地窖取大姜时因缺氧发生昏迷,经治疗这对夫妇已经脱险。
医生告诉记者,张先生夫妇是因为地窖中氧气不足,吸入过多的二氧化碳大脑缺氧造成的。
地窖中为什么会缺氧,又为什么会有那么多的二氧化碳呢?
【学生活动】大姜细胞进行呼吸作用时吸收了氧气,释放了二氧化碳。
【归纳总结】呼吸作用过程中:消耗氧气,释放二氧化碳
【教师活动】探究二:为什么把手插进堆放一段时间的新鲜谷堆,会有潮湿和发烫的感觉?
【学生讨论】潮湿是因为产生水分,发烫是因为产生热能。
【归纳总结】呼吸作用过程中:产生H2O,释放热量。
【教师活动】探究三:为什么甜玉米放时间长了甜味会变淡?
【学生回答】糖类被消耗掉。
【归纳总结】呼吸作用过程中:消耗糖类等有机物。
【教师活动】请你们推测出有氧呼吸的公式
【学生讨论】氧气+糖类→二氧化碳+水+能量
【教师活动】现在大家根据上面你们概括的有氧呼吸的公式答出有氧呼吸的概念。
【学生活动】有氧呼吸的概念:指细胞在氧的参与下,通过多种酶的催化作用,把葡萄糖等有机物彻底氧化分解,产生二氧化碳和水,释放能量,生成许多ATP的过程。
【教师活动】有氧呼吸的过程是怎样的呢?
书写板书:1.过程图示
【教师活动】提问:有氧呼吸的主要场所是哪里呢?
【学生活动】答:线粒体。
【教师活动】画出线粒体的结构图。
书写板书:
【教师活动】提问:线粒体有哪些适合作为有氧呼吸主要场所的结构特点?
【学生活动】答:线粒体内膜向内折叠形成嵴,使内膜的表面积大大增加。嵴的周围充满液态的基质。线粒体内膜上和基质中含有许多种与有氧呼吸有关的酶。
【教师活动】在线粒体结构图上标注各部分结构。
现在请大家速览教材P93,注意以下有关问题:
1.第一阶段的反应场所、反应物、产物是什么?
2.第二阶段的反应场所、反应物、产物是什么?
3.第三阶段的反应场所、反应物、产物是什么?
【学生活动】看书,找答案,并初步掌握哟氧呼吸的三个阶段。
【教师活动】和学生一起表述,并在黑板上画出过程图示。
【教师活动】让我们尝试写出有氧呼吸的分阶段方程式吧。
书写板书:
【教师活动】找出反应物和生成物,概括一下有氧呼吸的总方程式吧。
【学生活动】自主归纳:
【教师活动】在板书上标注反应物和生成物,并写出总反应式:
【教师活动】提问:上述反应生成物中的CO2和H2O中的O分别来自反应物中的什么物质?生成物H2O中的H来自反应物中的什么物质?
【学生活动】回答:生成物CO2中的O来自反应物中的C6H12O6和H2O,生成物H2O中的O来自反应物中的O2,生成物H2O中的H来自反应物中的C6H12O6和H2O。
1mol葡萄糖彻底氧化分解,共释放2870kJ的能量,其中有1161kJ左右的能量转移到ATP中,另一部分以热能形式散失。1mol葡萄糖形成丙酮酸时只释放出196.65kJ的能量,其中只有61.08kJ的能量储存在ATP中。
1.有氧呼吸释放的能量主要以什么形式存在?有什么用途?
2.有氧呼吸的能量转换效率大约是多少?
3.有氧呼吸释放的能量约形成多少mol的ATP?
4.有氧呼吸第一阶段约形成多少mol的ATP?
【学生活动】自主计算,并回答:
1.2870-1161=1709,故有氧呼吸释放的能量主要以以热能形式散失,主要用于体温的维持。
2.1161/2870×100%=40%,有氧呼吸的能量转换效率大约是40%。
3.1161/30.54≈38,有氧呼吸释放的能量约形成38molATP。
4.61.08/30.54≈2,有氧呼吸第一阶段约形成2mol的ATP。
【教师活动】经过大量验证,有氧呼吸第一和第二阶段约各形成2mol的ATP,第三阶段约形成34mol的ATP,共计形成约38mol的ATP。
【设计意图】通过过程图示帮助学生将细胞呼吸的抽象过程具体化和形象化,让学生通过提炼图片提供的信息和自己的思考说出有氧呼吸的过程,并理解整个过程中物质和能量的转换。
(三)课堂小结及巩固:
【教师活动】下面,请大家利用我们刚学过的只是来回答以下问题:
1.哪个阶段产生CO2?
2.哪个阶段有氧气的参与?
3.哪个阶段产生能量最多?
4.哪个阶段有水的参与?
5.哪个阶段产生水?
6.哪个阶段产生[H]最多?
7.能产生ATP的场所是?
【学生活动】积极回答抢答题。
【教师活动】请练习大册子当堂检测第5题
【学生活动】在大册子做当堂检测第5题
(四)作业布置:
【教师活动】那今天的作业就是大家回去以后详细的有氧呼吸三个阶段的异同,并以表格的形式概括出来。
七、板书设计
5-3 ATP的主要来源--细胞呼吸
一、概念
有氧呼吸
二、方式
无氧呼吸
三、有氧呼吸
1.过程图示
八、教学反思
本节课通过一系列情境的设置,引导学生答疑、质疑、讨论过程中让学生建构知识体系,并通过教师及时掌握反馈信息,适时点拨、调节,让学生在典例分析中形成良好的思维习惯,并通过图示分析等直观教学手段,较好地解决了教学中的重点和难点,预测能收到较理想的教学效果,而且通过留出一定的时间让学生提问,体现了以学生为主体的思想。
2.本节课在自主探究、合作释疑中教师要做好有效调控,及时铺设将知识拓展的问题,才能引导学生思维不断深入;并在全班学生合作探究后仍不能解决的时候给与解疑点拨,所以教师的作用是贯穿始终的,这就要求教师不断学习先进的教育理念,充分了解学生的认知结构,善于将知识问题化,锤炼课堂语言,充分发挥自己的实践智慧,采用各种有效地教学设计,构建高效快乐课堂!