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文檔簡介
1、第五章 細胞的能量供應和利用第1節(jié) 降低化學反應活化能的酶二次備課一、教學目標知識目標:1.說出細胞代謝的概念2.比較酶和無機催化劑的異同,舉例說明酶在細胞代謝中的作用3.概述酶的化學本質 能力目標:1.進行有關實驗的探索,學會控制自變量,觀察和檢測因變量的變化,以及設置對照實驗。2.能對實驗現(xiàn)象和結果進行解釋.分析和處理。情感態(tài)度價值觀:通過閱讀分析“關于酶本質的探索”的資料,認同科學是在不斷地探索和爭論中前進的。二 、教學重點、難點教學重點:1.比較過氧化氫酶在不同條件下分解速率快慢的實驗,并引導學生得出結論酶的高效催化作用(酶的作用)。 2.酶的本質。 3.酶的特性。教學難點:1.酶的活
2、化能降低的原理。2.實驗中控制變量的科學方法。三、課時安排:3課時四、教學方法和手段:(1)探究式教學法:在教師的指導下,學生主動參與酶的特性的討論探究活動,親身體會科學發(fā)現(xiàn)過程,領悟科學研究方法。(2)多媒體輔助教學法:利用多媒體技術,把酶的特性探究實驗演示出來,幫助學生形成正確、系統(tǒng)的知識結構。(3)模擬實驗操作法:利用計算機,進行模擬的實驗操作過程,把本小組設計的實驗方案通過計算機呈現(xiàn),并對結果進行分析。五、具體的教學過程(一)預習自學1.說出細胞代謝的概念2.概述酶的化學本質3.酶的作用和特性(二)重點講授1.細胞代謝引導學生閱讀章首語和章題圖右下方的小詩:新葉伸向和煦的陽光,蚱蜢覬覦
3、綠葉的芬芳。它們?yōu)樯娑@取能量,能量在細胞里流轉激蕩!問:詩中蘊含了怎樣的生物學道理?生: 閱讀、思考并回答:生命活動離不開能量。問:能量的最終源頭是哪里?依靠什么在細胞里流轉激蕩?生:能量的最終源頭是太陽能??炕瘜W反應在細胞里流轉激蕩。問:細胞中每時每刻都進行著許許多多的化學反應,我們稱之為細胞代謝。細胞代謝為什么能在溫和的條件下順利而有效地進行呢? 板書:細胞代謝 生:因為有酶。情境創(chuàng)設這節(jié)課我們先從身邊一個簡單的現(xiàn)象入手。我們每天都需要一定量的食物,食物進入我們體內之后發(fā)生了什么樣的變化?兩百多年前,科學家做了一個有趣的實驗。播放課件:斯巴蘭扎尼的實驗問:這個實驗給大家最深
4、刻的印象是什么? (學生:把肉放進籠子給鷹吞下) 這么做的目的? (學生:避免了肉被嚼碎) 這個實驗想證明什么? (學生:肉是和某種化學物質發(fā)生反應后消失的)問:實驗的巧妙之處就是用金屬籠的作用排除了物理性消化;從實驗中可知:胃液具有化學性消化的作用。然而體內不僅僅消化是化學反應,其實各種生命活動的進行,都離不開化學反應。(課件展示光合作用方程式、呼吸作用方程式、氨基酸的脫水縮合方程式)我們把細胞中每時每刻都進行的化學反應,統(tǒng)稱為細胞代謝。請大家思考細胞代謝的意義?(學生:細胞代謝是生命活動的基礎。)教師:再次觀察上述方程式,找出共同點(這些反應都需要酶的幫助)酶的作用是什么呢?我們本節(jié)課來學
5、習:酶的作用和本質。展示事先準備好的過氧化氫溶液教師:過氧化氫俗稱雙氧水,日常生活中用于傷口處理。大家見過過氧化氫接觸到破潰的皮膚后發(fā)生的現(xiàn)象么?(有大量氣泡產生)過氧化氫是體內的一種代謝廢物,一旦產生,很快就會被細胞內的酶分解。2.酶的本質資料分析教師設置下列問題,讓學生帶著問題去閱讀教材P8182相關內容。巴斯德和李比希的觀點分別是什么?巴斯德和李比希的觀點各有什么積極意義?各有什么局限性?科學發(fā)展過程中出現(xiàn)爭論是正常的。試分析巴斯德和李比希之間出現(xiàn)爭論的原因是什么,這一爭論對后人進一步研究酶的本質起到了什么作用?巴斯德和李比希之間的爭論被哪位科學家的研究成果平息了?簡述畢希納實驗的過程?
6、從畢希納的實驗可以得出什么結論?要證明酵母細胞的提取液和活酵母細胞的作用一樣還需要對實驗如何改進?薩姆納提取到了脲酶,他是如何證明它的化學成分的?薩姆納歷時9年才證明脲酶是蛋白質,并因此榮獲諾貝爾化學獎。你認為他成功的主要原因是什么?請給酶下一個較完整的定義?結合酶本質的探索歷程談談你對馬克思說的:“在科學上沒有平坦的大道,只有不畏勞苦沿著陡峭山路攀登的人,才有希望達到光輝的頂點”這句話的理解。學生討論回答:總結:酶是活細胞產生的具有催化作用的有機物,其中絕大多數(shù)酶是蛋白質。(三)合作探究展示事先準備好的過氧化氫溶液教師:過氧化氫俗稱雙氧水,日常生活中用于傷口處理。大家見過過氧化氫接觸到破潰的
7、皮膚后發(fā)生的現(xiàn)象么?(有大量氣泡產生)過氧化氫是體內的一種代謝廢物,一旦產生,很快就會被細胞內的酶分解。板書:過氧化氫分解的化學方程式教師:大家已經看到了,常溫常壓下,肉眼幾乎看不到過氧化氫的分解。我們一起來想點辦法,幫助這個化學反應的進行吧。【學生活動】學生討論促進該反應發(fā)生的方法教師板書記錄結果,并在適當時機引領學生討論【引領】1.我們在化學實驗中通常采用什么手段提高化學反應速率?(加熱、加催化劑)2.在細胞內,可以通過加熱來提高反應速率嗎?往細胞內加入大量Fe3+呢?為什么?(不可以,細胞內的環(huán)境比較溫和)那用什么方法?(酶)酶就是生物體內的一種催化劑。3.綜合上述方案,比較用那種方式的
8、效果最好(1)引導探究:酶和無機的催化劑相比有什么特殊之處?(2)觀看實驗動畫,回憶實驗內容:比較過氧化氫酶和Fe3+的催化效率(3)學生分組討論a.為什么實驗中要選用新鮮的肝臟?b.為什么要把肝臟研磨碎?c.實驗中加入對比組會否更好?如果會,應如何設置對比組?教師注意引導學生想到“酶具有生物活性”這一概念,并鼓勵學生積極思考、嘗試設計對比實驗組,讓學生在學習的過程中理解實驗的方法及設計過程是多樣的。(4)提出問題:既然實驗的方法可以是多種多樣的,請同學們思考:如何運用以下的實驗材料及器材驗證酶的專一性?(組織學生進行小組討論)(5)小組對實驗設計方案的討論包括以下幾個方面: a.研究目的 b
9、.作出假設 c.實驗過程:實驗器材選取、實驗步驟、現(xiàn)象的觀察與分析、結論 d.表達與交流(討論組的小組長上臺發(fā)言,接受其他小組同學的提問;進行實驗方案的修改,選出代表進行模擬實驗操作。)教師對小組的探究討論活動給予鼓勵評價,接著引導學生繼續(xù)深入探討:小組代表的操作使我們對酶的專一性有了較深的理解,但是我們還需要進一步學習探討酶的一些其他的特性。(6)在前一實驗的基礎上,布置學生利用課余時間小組制定檢測酶的作用條件的實驗方案。在開展實驗前各小組進行實驗設計方案的匯報。最后讓學生運用實驗儀器和藥品,設計實驗探索酶的作用條件,并用圖表表示相應的實驗結果。(7)多媒體展示酶需要適宜的條件:為彌補學生自
10、主學習的不足,教師要使用多媒體課件幫助學生對知識進行歸納整理,使學生對知識有一個全面、系統(tǒng)、準確的了解,在頭腦中形成系統(tǒng)的知識結構。(四)展示反饋課件展示表格對照組實驗組說明1234一H2O2濃度3%3%3%3%無關變量劑量2mL2mL2mL2mL二溫度常溫90 常溫常溫自變量試劑2滴清水2滴清水2滴FeCl32滴新鮮肝臟研磨液結果單位時間氣泡產生量不明顯明顯多很多因變量衛(wèi)生香燃燒情況不復燃不復燃明亮十分明亮結論過氧化氫在不同條件下的分解速率不一樣,酶的催化效率最高教師:課件展示實驗現(xiàn)象的圖片,說明不同方案會使實驗出現(xiàn)不同效果,為使實驗結果嚴謹,實驗設計需要遵循一定的原則?!編熒印坷^續(xù)觀察
11、實驗步驟表格,學生討論回答:1在實驗中,有哪些因素是可以改變的?(試管大小、過氧化氫的濃度和使用量、反應的溫度、反應的時間長短、加入的試劑、過氧化氫的分解速率)我們稱這些在實驗過程中可以改變的因素為變量。2在實驗設計的四支試管中,有哪個因素是不一樣的?(反應條件)。我們改變了反應條件,而保持其他變量一樣。在實驗中我們人為改變的變量稱作自變量,例如(氯化鐵溶液和肝臟研磨液)。3反應條件改變之后,會跟著改變的是什么?(現(xiàn)象)這個反應現(xiàn)象代表著過氧化氫分解的速率。隨著自變量的變化而變化的變量為因變量。4 其他變量,例如過氧化氫溶液的濃度和使用量,它會不會影響過氧化氫的分解速率?(會)怎么排除這些影響
12、?(把各支試管中這些變量都保持一致)像這樣的變量,我們叫無關變量。5設計對照實驗的好處。區(qū)分本實驗中的對照組和實驗組。以問題形式帶領學生從本實驗實例中總結出實驗設計的基本原則:單一變量原則和設計對照實驗原則。【過渡】教師:通過剛才的實驗,大家已經看到了酶的神奇作用,那么酶為什么能做到這一點呢?【引領】為什么加熱和加入無機催化劑可以提高過氧化氫的分解速率?(加熱促進過氧化氫分解,是因為加熱使過氧化氫分子得到能量。從常態(tài)轉化為容易分解的活躍狀態(tài)。分子從常態(tài)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學反應的活躍狀態(tài)所需要的能量稱為活化能。無機催化劑沒有給過氧化氫供能,而是降低了反應的活化能)課件展示:播放有關化學活化能的fla
13、sh,幫助學生理解分子能否參加到化學反應,有兩個方面的影響:分子自身能量高低和化學反應活化能的高低。分析歸納出加熱、化學催化劑、酶提高化學反應速率的本質。(五)練習鞏固10分鐘內完成贏在課堂本節(jié)夯基達標。(六)拓展遷移酶的特性導言 酶作為催化劑,與無機催化劑相比有什么不同呢?通過教材P78實驗,我們已經知道加肝臟研磨液的4號試管放出的O2遠多于加FeCl3溶液的3號試管,從而說明了酶具有高效性。一、酶具有高效性酶的催化效率大約是無機催化劑的10171013倍(思考:這對細胞有什么意義?)二、酶具有專一性補充“探索淀粉酶對淀粉和蔗糖水解的作用”實驗。1實驗原理(1)淀粉麥芽糖(非還原性糖)蔗糖葡
14、萄糖果糖 還原性糖(非還原性糖)(2)還原性糖斐林試劑磚紅色氧化亞銅沉淀(3)用淀粉酶分別催化淀粉和蔗糖后,再用斐林試劑鑒定,根據(jù)是否有磚紅色沉淀來判斷淀粉酶是否對二者都有催化作用,從而探索酶的專一性。2實驗步驟:序號實驗操作內容試管1試管21注入可溶性淀粉溶液2ml2注入蔗糖溶液2ml3注入淀粉酶溶液2ml2ml4將試管放在60水中5分鐘5分鐘5加入斐林試劑2ml2ml6放熱水于大燒杯中加熱煮沸1分鐘1分鐘7觀察實驗現(xiàn)象3實驗結論:4酶的專一性,每一種酶只能催化一種或一類化學反應。三、酶的作用條件較溫和探究影響酶活性的條件。1實驗原理淀粉麥芽糖和葡萄糖磚紅色沉淀碘液 碘液紫藍色復合物 不形成
15、紫藍色復合物2步驟序號實驗操作內容試管1試管2試管3試管1試管2試管31注入可溶性淀粉溶液2mL2mL2mL2注入新鮮淀粉酶溶液1mL1mL1mL3放置溫度6010006010004保溫時間5分鐘5分鐘5分鐘5分鐘5分鐘5分鐘5混合試管1試管2試管36保溫時間5分鐘5分鐘5分鐘7滴碘液1滴1滴1滴8觀察實驗現(xiàn)象序號實驗操作內容試管1試管2試管31注入等量的新鮮淀粉溶液1 mL1 mL1 mL2注入等量的不同PH的溶液1 mL蒸餾水1 mL NaOH1 mL HCl3注入等量的可溶性淀粉溶液2 mL2 mL2 mL4放60熱水中相等時間5分鐘5分鐘5分鐘5加等量斐林試劑并搖勻2 mL2 mL2
16、mL6放熱水中用酒精燈加熱煮沸1分鐘1分鐘1分鐘7觀察實驗現(xiàn)象3實驗結論4分析教材組織學生討論完成教材P84相關問題。教師結合教材P85相關圖講解。在一定溫度范圍內,酶活性隨溫度升高而增強,其中酶的活性最高時的溫度,即為該種酶的最適溫度。若超過最適溫度,酶的活性逐漸下降,甚至喪失。(低溫使酶的活性明顯降低,但酶的空間結構保持穩(wěn)定,在適宜的溫度下酶的活性可以恢復。)每種酶只能在一定限度的PH范圍內表現(xiàn)出活性,其中酶活性最強的PH即為該酶的最適PH。(過酸、過堿會使酶的空間結構遭到破壞,使酶永久失活。)四、總結酶具有高效性、專一性,并且需要適宜的條件作業(yè):1.完成實驗報告 2.完成教材86頁的課后
17、練習。教學反思:第二節(jié) 細胞的能量“通貨”ATP二次備課一、教學目標: 1.知識與技能(1)簡述ATP的化學組成和特點。(2)寫出ATP的分子簡式。(3)解釋ATP在能量代謝中的作用。2.過程與方法(1)通過ATP與ADP相互轉化關系的多媒體動畫,認識ATP在細胞中作為能量流通的原因。(2)通過分析,比較在生物體生命活動中,ATP如何生成又如何消耗,找出能量代謝的規(guī)律。3.情感態(tài)度與價值觀(1)激發(fā)學生的學習興趣和滲透熱愛自然和生命的情感教育。(2)通過對課本P90圖57進行補充和完善,以調動學生學習積極性,培養(yǎng)主動參與的學習態(tài)度,培養(yǎng)用準確的科學術語闡述觀點和進行合作學習的態(tài)度。二、教學重點
18、1.ATP化學組成的特點及其在能量中的作用。2.ATP與ADP的相互轉化。三、教學難點ATP與ADP的相互轉化。四、教具準備 :多媒體課件五、課時安排:1課時教材分析:本節(jié)介紹了有關ATP、ADP的化學組成和兩者的轉化關系,并重點分析了ATP在能量代謝中的作用。作用:承上啟下1、幫助學生認識ATP的化學組成和特點,理解ATP與ADP之間的物質變化和能量轉換。2、為后面進一步學習和理解呼吸作用和光合作用的能量代謝打下堅實的基礎。學情分析:學生的知識基礎:學生通過對必修1第2章學習,已經學習了糖類、脂肪、蛋白質等有機物,明確了能源物質、主要能源物質、儲能物質等概念,這為進一步學習ATP是能量的“通
19、貨”作了鋪墊。學生的能力基礎:學生初步建立思維的目的性、連續(xù)性和邏輯性,但不完善,對抽象知識的理解具有一定的障礙。六、教法學法:引導探究、啟發(fā)式、同時利用多媒體輔助教學手段七、教學過程:(一)預習自學1.簡述ATP的化學組成和特點。2.寫出ATP的分子簡式。3解釋ATP在能量代謝中的作用。(二)重點講授1.細胞內儲存能量的物質有糖類、脂肪、蛋白質等。細胞內消耗能源物質的順序是:糖類脂肪蛋白質。一般情況下生物體內細胞利用的能源物質是糖類,而且糖類中的能量需要分解釋放傳遞給ATP,轉變成活躍的化學能,才能供給各種生命活動利用,從而解決能量的“穩(wěn)定儲存”和“靈活利用”的矛盾。2.直接供給生命活動能量
20、的能源物質是ATP。在生物體內能量的轉換和傳遞中,ATP是一種關鍵物質。ATP是生物體內能量轉換的“中轉站”,它有利于能量的運輸和協(xié)調供給,如線粒體呼吸釋放能量合成的ATP,可以轉移到細胞膜用于主動運輸,也可以進入細胞核推動DNA的復制等等,從而解決“產能”和“用能”在空間上的矛盾。3.ATP的結構與物理、化學知識有密切聯(lián)系,ATP中的能量可以轉變成機械能(如肌肉收縮、鞭毛擺動)、化學能、電能(如神經沖動的傳導)、滲透能(如主動運輸?shù)哪芰浚⒐饽艿绕渌问降哪芰俊?.胞內供能物質有ATP和磷酸肌酸,ATP普遍存在,但含量不多,當ATP大量消耗時,則磷酸肌酸釋放能量供ADP和Pi合成ATP。磷酸
21、肌酸的存在對ATP含量的相對穩(wěn)定起緩沖作用。(三)合作探究情境創(chuàng)設1.提出問題,學生討論(1)螢火蟲發(fā)光需要能量嗎?(2)細胞中的糖類、蛋白質等有機物都儲存著大量穩(wěn)定化學能,生物的生命活動需要能量能直接利用它們嗎?2.教師講解從課文中的唐詩中我們知道,生物的生命活動需要能量。實際上,細胞中還有許多化學反應是需要能量的,這些能量是從哪里來的呢?我們知道,細胞中的糖類、蛋白質等有機物都儲存著大量穩(wěn)定化學能,這些能源物質的穩(wěn)定性,利于大量地儲存,但它們不能直接為細胞的生命活動提供能量,細胞是怎樣解決“穩(wěn)定儲存”和“靈活利用”這一矛盾的?細胞把穩(wěn)定的能量轉化成另一種能直接給細胞的生命活動提供能量的有機
22、物ATP,解決了這一問題。ATP什么物質呢?師生互動1.ATP分子結構特點學生閱讀課本P88相關內容后,教師講解:(1)展示ATP結構式掛圖,向學生介紹腺嘌呤、核糖(兩者結合而成腺苷)、磷酸。(2)ATP是三磷酸腺苷的英文名稱的縮寫。ATP分子的結構可以簡寫成APPP,其中A代表腺苷,P代表磷酸基團,T代表三,代表一種特殊的化學鍵,叫做高能磷酸鍵,ATP分子中大量的能量就儲存在高能磷酸鍵中。ATP水解時高能磷酸鍵可以水解放出大量的能量,達到30.54 kJ/mol。所以說,ATP是細胞內的高能磷酸化合物。2.ATP與ADP相互轉化(1)學生閱讀課本P88P89頁相關內容,回答問題:ATP與AD
23、P是怎樣相互轉化的?(2)教師總結:ATP的化學性質不穩(wěn)定。在有關酶的催化作用下,ATP分子中遠離A的那個高能磷酸鍵很容易水解脫離開來,形成游離的Pi(磷酸),同時,儲存在這個高能磷酸鍵中的能量釋放出來,ATP就轉化成ADP(二磷酸腺苷的英文名稱的縮寫)。在有關酶的催化作用下,ADP可以接受能量,同時與一個游離的Pi結合,重新形成ATP(播放多媒體課件:ATP與ADP相互轉化)。資料顯示,正常人每天ATP的轉變量幾乎接近于體重,但在體內存在的ATP的量是很少的。ATP和ADP在體內總是處于不斷轉化的動態(tài)平衡之中。如下所示:3.ATP的形成途徑(1)學生閱讀課本P89相關內容后,分組討論:動植物
24、ATP的形成途徑有哪些?(2)教師總結:對于綠色植物來說,ADP轉化成ATP時所需的能量來自于呼吸作用和光合作用;對于人、高等動物、真菌和大多數(shù)細菌來說,ADP轉化成ATP時所需的能量除來自于呼吸作用外,人和高等動物還可以來自磷酸肌酸的轉移。4.ATP的利用(1)教師總結:吸能反應總是與ATP水解的反應相聯(lián)系,由ATP水解提供能量;放能反應總是與ATP的合成相聯(lián)系,釋放的能量儲存在ATP中。能量通過ATP分子在吸能反應和放能反應之間循環(huán)流通。(2)學生看課本圖,討論ATP還有哪些用途,從而對該圖進行補充和完善。(四)展示反饋請學生在黑板上畫出ATP與ADP相互轉化的方程式。ATP與ADP相互轉
25、化是可逆反應嗎?(五)練習鞏固10分鐘內完成贏在課堂本節(jié)夯基達標。(六)拓展遷移作業(yè): 1.完成探究報告 2.完成教材課后練習。教學反思第三節(jié) ATP的主要來源細胞呼吸二次備課三維目標 1.知識與技能(1)說出線粒體的結構和功能。(2)說明有氧呼吸和無氧呼吸的異同。(3)說明細胞呼吸的原理,并探討其在生產和生活中的應用。(4)進行酵母菌細胞呼吸方式的探究。2.能力目標。通過自主學習,培養(yǎng)學生的自學能力和分析、歸納、總結的能力。通過合作探究培養(yǎng)學生對信息的獲取、判斷和利用能力。通過評價,培養(yǎng)學生的語言表述能力和評價能力。通過課堂練習,培
26、養(yǎng)學生對于知識的應用能力、發(fā)散能力和遷移能力。3.情感態(tài)度與價值觀(1)通過學習有氧呼吸的主要場所,樹立結構和功能相適應的生物學基本觀點。(2)通過分析有氧呼吸與無氧呼吸的關系,理解生命活動不斷發(fā)展變化以及適應的特性,學會運用發(fā)展變化的觀點認識生命。教學重點有氧呼吸的過程及原理。教學難點1.細胞呼吸的原理和本質。 2.探究酵母菌細胞的呼吸方式。課時安排2課時教學過程(一)預習自學1.說出線粒體的結構和功能。2.說明有氧呼吸和無氧呼吸的異同。(二)重點講授情境創(chuàng)設教師: 指導學生閱讀本節(jié)的開篇資料和問題探討,理解呼吸作用和物質燃燒的區(qū)別和聯(lián)系,本節(jié)內容就以葡萄糖為例來說明細胞呼吸的過程。氧化分解
27、,無論是有氧氣參加,還是無氧氣參加,只要是氧化還原反應,失去電子則為氧化(脫氫則為氧化);得到電子為還原(得氫則為還原)。有機物只有在被氧化成簡單的有機物或徹底氧化為CO2和H2O時,能量釋放,一部分以熱能散失,另一部分被ADP捕獲形成ATP貯存起來。歸納出細胞呼吸的實質:氧化分解有機物,釋放能量,形成ATP。故此細胞呼吸又叫生物氧化。學生閱讀細胞呼吸的概念??茖W家通過大量的實驗證實,細胞呼吸可分為有氧呼吸和無氧呼吸兩種類型。師生互動(一)有氧呼吸對于絕大多數(shù)生物來說,有氧呼吸是細胞呼吸的主要形式,這一過程必須有氧的參與。有氧呼吸的主要場所是線粒體。1.線粒體的結構師:線粒體有哪些結構與呼吸作
28、用相適應?生:線粒體具有內、外兩層膜,內膜的某些部位向線粒體的內腔折疊形成嵴,嵴使內膜的表面積大大增加。嵴的周圍充滿了液態(tài)的基質。線粒體的內膜和基質中含有許多種與有氧呼吸有關的酶。2.有氧呼吸的過程教師:呼吸作用是怎樣進行的呢?學生:閱讀課本P93P94相關內容。教師:有氧呼吸的全過程十分復雜,可以概括地分為三個階段,每個階段的反應都有相應的酶催化。(1)下面以葡萄糖為例講述呼吸作用過程。其他有機物也可以通過呼吸作用氧化分解。第一階段,一個分子的葡萄糖分解成兩個分子的丙酮酸,在分解的過程中釋放能量,一部分被ADP捕獲(把ADP轉變成ATP),并脫下H。這一過程在細胞質的基質完成。第二階段,丙酮
29、酸進入線粒體內,繼續(xù)脫H,氧化分解成二氧化碳,同時釋放能量合成ATP。第三階段,前兩階段脫下的H在線粒體內,與從外界吸收或葉綠體光合作用產生的O2結合成水。在此過程中釋放大量的能量,合成大量的ATP。(2)根據(jù)學生狀況,進一步分析以下幾點:引導學生,寫呼吸作用的反應式: 即C6H126626H2O6CO212H 2能量提問,呼吸作用產生的H2O中的O,來自哪種原料?(學生回答出:來自O2),接著提出,消耗6分子的O2應該產生12個分子的H2O,可是,如果形成12分子的H2O,又需要24個H,一分子的C6H126,只有12個H,差12個H來自哪里?最后指出,呼吸作用還消耗水。分析呼吸作用過程中的
30、能量問題。學生:閱讀課本P94小字。教師:1 mol的葡萄糖徹底氧化分解成二氧化碳和水,釋放出2 870 kJ的能量,其中1 161 kJ左右的能量被ADP捕獲,儲存在ATP中(約38 mol的ATP)??梢?,呼吸過程中釋放的能量,只有40儲存在ATP中,用于推動其他生命活動。其余以熱的形式散失了。因此,在有些情況下,如新鮮蔬菜、糧食等保存,通過控制呼吸速率,可減少有機物的消耗。(3)線粒體是呼吸作用的主要場所。教師:為什么說線粒體是呼吸作用的主要場所?學生:呼吸作用的三個階段,后兩個階段都是在線粒體中進行的。因此,線粒體是呼吸作用的主要場所。播放多媒體課件觀看有氧呼吸全過程3.歸納有氧呼吸概
31、念教師:請同學們歸納有氧呼吸的概念。學生:有氧呼吸是指細胞在氧的參與下,通過多種酶的催化作用,把葡萄糖等有機物徹底氧化分解,產生二氧化碳和水,釋放能量,生成許多ATP的過程。(二)無氧呼吸1.無氧呼吸過程學生:閱讀課本P94P95相關內容。教師:無氧呼吸的第一階段與有氧呼吸的第一階段是否相同?學生:無氧呼吸的第一階段與有氧呼吸的第一階段是相同的。教師:接下來兩者有何不同?學生:在有氧的情況下,丙酮酸進入線粒體繼續(xù)氧化分解,脫下的氫與氧氣結合而消耗,即進行有氧呼吸;在無氧情況下,則在細胞質的基質中,在酶的作用下,利用第一階段脫下的氫,把丙酮酸還原成酒精或乳酸。因此,兩種呼吸作用是在丙酮酸后分道揚
32、鑣的。教師:請學生寫出有關化學方程式: C6H12O62C3H6O3(乳酸)少量能量C6H1262C2H5OH(酒精)2CO2少量能量教師:兩種呼吸作用,有何共同點?學生:兩種呼吸作用,不僅在過程上有共同點,而且都具有分解有機物,釋放能量,產生ATP的本質。教師:兩種呼吸作用,放出的能量有何不同?為什么?學生:無氧呼吸,由于沒有徹底分解有機物,所以釋放的能量少,合成ATP少。因此,利用有機物分解獲得ATP的效率低。教師:無氧呼吸是否有害?學生:由于無氧呼吸產生的小分子有機物,如酒精和乳酸,在細胞中大量積累,對細胞有毒害。因此大多數(shù)生物不能長時間用無氧呼吸維持生命,澇田時應及時排水就是這個道理。
33、教師:無氧呼吸是否有利?學生:生物體或部分器官組織在缺氧條件下,作為有氧呼吸的補充,是生物的適應性的表現(xiàn)(舉例)。教師:在遠古時期,地球的大氣中沒有氧氣,那時微生物的呼吸是無氧呼吸。隨著大氣中出現(xiàn)了氧氣,細胞內出現(xiàn)了有氧呼吸的酶類,在無氧呼吸的基礎上發(fā)展出有氧呼吸。由于有氧呼吸比無氧呼吸優(yōu)越,有氧呼吸逐漸成為絕大多數(shù)生物的主要呼吸形式,但還保留無氧呼吸的能力,使生物體或部分器官組織在缺氧條件下,作為有氧呼吸的補充,是生物的適應性的表現(xiàn)(舉例)。有些微生物,至今仍只在無氧的條件下生活。人類在生活和生產中,對其有很多利用 (舉例)。播放多媒體課件觀看無氧呼吸全過程。2.歸納無氧呼吸概念: 參照有氧
34、呼吸的概念,用準確而精練的語言概括無氧呼吸的定義。學生:一般是指細胞在無氧條件下,通過酶的催化作用,把葡萄糖等有機物分解為不徹底的氧化產物,同時釋放少量能量的過程。3.發(fā)酵: 無氧呼吸如果不用于高等動植物和人體,而用于微生物則叫做發(fā)酵。需要指出的是,工業(yè)上所說的發(fā)酵,并非完全是無氧的,如醋酸發(fā)酵就是需要氧的。(三)比較有氧呼吸和無氧呼吸的異同要求學生完成下表有氧呼吸無氧呼吸呼吸場所細胞質基質、線粒體細胞質基質是否需氧需氧不需氧分解產物二氧化碳和水二氧化碳和酒精或乳酸釋放能量較多較少聯(lián) 系從葡萄糖到丙酮酸這一階段完全相同,從丙酮酸開始,它們才沿著不同的途徑形成不同的產物(四)細胞呼吸原理的應用教
35、師:對照課本P95,說出它們應用的呼吸原理。學生:(1)控制呼吸條件,造成只能進行有氧呼吸或無氧呼吸。如課本中的“創(chuàng)可貼”,中耕松土應用的是有氧呼吸;酸菜、面包、釀酒應用的是無氧呼吸。(2)抑制酶活性、抑制呼吸作用,減弱有機物分解速度等。低溫、減少水分,加CO2、N2等。(三)合作探究1.酵母菌采取何種方式進行細胞呼吸?酵母菌是一種單細胞真菌,在有氧無氧條件下都能生存,屬于兼性厭氧菌,因此便于用來研究細胞的不同呼吸方式。比如平時我們吃的饅頭、面包之所以松軟多孔,就是因為在和面時加入了酵母菌,經發(fā)酵產生的氣體遇熱膨脹所致。2、探究酵母菌發(fā)酵時產生的氣體是什么?師生互動 2. 1、作出假設師:要探
36、究問題,首先得提出假設,你提出的假設是什么?生:酵母菌發(fā)酵時所產生的氣體是CO2。22、實驗原理:(1)、酵母菌是單細胞真菌屬于兼性厭氧菌。進行有氧呼吸產生水和CO2 ,無氧呼吸產生酒精和CO2 。 (2)、 CO2的檢測方法: CO2使澄清石灰水變渾濁, CO2使溴麝香草酚藍水溶液由藍變綠再變黃(3)、酒精的檢測: 橙色的重酪酸鉀溶液在酸性下與酒精發(fā)生反應,變成灰綠色。根據(jù)假設讓學生分組討論、設計實驗方案、根據(jù)實驗結果得出本小組結論。學生討論1.生物實驗中的無關變量很多,必須嚴格控制,要平衡和消除無關變量對實驗的影響,對照實驗是最有效的方法。2.本實驗要探究的問題是酵母菌發(fā)酵時所產生的氣體是
37、不是CO2?首先要考慮的是酵母菌發(fā)酵所需的條件是什么?如何控制?接著要考慮的是如何檢驗CO2?又因為酵母菌發(fā)酵時還可能產生酒精,所以還要考慮的是如何檢驗酒精。根據(jù)以上分析我們設計實驗步驟。3.對實驗結果的分析,如是實驗結果與假設相符,則假設成立。如是實驗結果與假設不相符,則假設不成立,應分析出現(xiàn)此結果的原因,在此基礎上得出正確的結論。(四)展示反饋與其他小組交流。然后,各小組代表用簡明、科學的語言,在班里說出細胞呼吸有幾種方式,每種方式的條件和產物有什么區(qū)別。小結我們通過探究實驗,知道了酵母菌在有氧和無氧條件下都能進行細胞呼吸。在有氧條件下,酵母菌通過細胞呼吸產生大量的二氧化碳和水;在無氧條件
38、下,酵母菌通過細胞呼吸產生酒精,還產生少量的二氧化碳。(五)練習鞏固10分鐘內完成贏在課堂本節(jié)夯基達標。(六)拓展遷移1.呼吸作用 2.有氧呼吸與無氧呼吸的比較作業(yè): 1.完成實驗報告 2.完成教材課后練習。教學反思第四節(jié) 能量之源光與光合作用二次備課教學目標一、知識目標1. 說出綠葉中色素的種類和作用。2. 說出葉綠體的結構和功能。3. 說出光合作用以及對它的認識過程。4. 說出光合作用原理的應用。5. 簡述化能合成作用。二、能力目標嘗試探究影響光合作用強度的環(huán)境因素。三、情感態(tài)度與價值觀通過研究科學家對光合作用原理的探究過程,認同
39、科學是在不斷的觀察、實驗、探索和爭論中前進的;認同科學家不僅要繼承前人的科研成果,而且要善于吸收不同意見中的合理成分,還要有質疑、創(chuàng)新和勇于實踐的科學精神與態(tài)度。教學重點1. 綠葉中色素的種類和作用。2. 光合作用的發(fā)現(xiàn)及研究歷史。3. 光合作用的光反應、暗反應過程及相互關系。4. 影響光合作用強度的環(huán)境因素。教學難點1. 光反應和暗反應的過程。2. 探究影響光作用強度的環(huán)境因素。教學時數(shù)課時。教學過程(一)預習自學1. 說出綠葉中色素的種類和作用。2. 說出葉綠體的結構和功能。3. 說出光合作用以及對它的認識過程。4. 說出光合作用原理的應用。5. 簡述化能合成作用。(二)重點講授.光合作用
40、的過程教師結合教材P103圖講解。光合作用總反應式:CO2H2O(CH2O)O2光反應階段暗反應階段部位類囊體的薄膜上葉綠體的基質中條件光、色素、水、酶H、ATP、CO2、酶物質變化水的光解:2H2O4HO2ATP的形成:ADPPi能量ATPCO2的固定:CO2C52C32C3 (CH2O)C5H2O能量變化光能轉變成活躍的化學能儲存在ATP中ATP中活躍的化學能轉變成穩(wěn)定的化學能儲存在各類有機物中。聯(lián)系光反應為暗反應提供H、ATP,暗反應為光反應提供ADP和Pi。光反應與暗反應是光合作用全過程的兩個階段。既有區(qū)別又有聯(lián)系,是缺一不可的整體。2.光合作用原理的應用。教師指導學生完成P10410
41、5的探究。因素對光合使用的影響在生產上的應用光1、光照強度:光合作用隨光照強度的變化而變化。光照弱時光合作用減慢,光照逐步增強時光合作用隨之加快,但是光照增強到一定程度,光合作用速度不再增加。2、光質不同影響光合速率,白光為復色光,光合作用能力最強。單色光中紅光作用最快,藍紫光次之,綠光最差。3、日變化,光合速率在一天中有變化,一般與太陽輻射進程相符。1適當提高光照強度。2延長光合作用時間。3增加光合作用面積合理密植。4對溫室大棚用無色透明玻璃。5若要降低光合作用則用有色玻璃,如用紅色玻璃,則透紅光吸收其他波長的光,光合能力較白光弱,但較其他單色光強。溫度光合作用的光反應和暗反應是酶促反應,溫
42、度直接影響酶的活性,從而影響光合速率。溫度過高,還會影響植物葉片氣孔開度,影響CO2供應,進而影響暗反應,從而影響光合速率。1適時播種。2溫室栽培植物時,白天適當提高溫度,晚上適當降溫。3植物“午休”現(xiàn)象的原因之一。二氧化碳濃度二氧化碳是光合作用的原料之一。環(huán)境中二氧化碳濃度的高低明顯影響光合速率。在一定范圍內,植物的光合速率是隨CO2濃度增加而增加,但到達一定程度時再增加CO2濃度,光合速率不再增加。溫室栽培植物時適當提高室內CO2的濃度,如施放一定量的干冰或多施農家肥。礦質元素礦質元素直接或間接影響光合作用。N、Mg、Fe、Mn、Cu、P、Cl產生直接影響(N影響酶的含量,N、Mg、Fe、
43、Mn影響葉綠素的組成或生物合成)。K、P、B對光合作用產生間接影響。合理施肥水水分是光合作用原料之一,缺少時光合速率下降。合理灌溉3.化能合成作用學生閱讀教材P105回答:1什么是自養(yǎng)生物?什么是異養(yǎng)生物?(1)自養(yǎng)生物與異養(yǎng)生物的本質區(qū)別是什么?(2)自養(yǎng)生物有哪些類型?它們的主要區(qū)別是什么?教師歸納:自然界中少數(shù)種類的細菌,雖然細胞內沒有葉綠素,不能進行光合作用,但是能利用體外環(huán)境中的某些無機物氧化時所釋放的能量來制造有機物,這種合成作用叫做化能合成作用,如硝化細菌。2NH33O22HNO22H2O能量2HNO2O22HNO3能量6CO26H2OC6H12O66O2(三)合作探究1.葉綠素的提取和分離【問題1】要把光能變成有機物(如淀粉)中的化學能,首先植物體要能夠捕獲光能,那么光能是如何從植物體外到植物體內的呢?如何證明?給出材料與用具:可調節(jié)光源、三棱鏡、白色屏幕、盛有葉綠體色素提取液的試管,學生分組實驗?!締栴}2】從實驗1和實驗2的現(xiàn)象中,你能得出怎樣的結論?【問題3】上述兩個實驗能說明紅光和藍紫光是光合色素吸收的嗎?如果不能,應該怎樣改
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