高中生物高中 分子與細(xì)胞（新課標(biāo)）第5章 細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用教學(xué)設(shè)計(jì)

1、基于實(shí)驗(yàn)探究和模型建構(gòu)的“細(xì)胞呼吸”復(fù)習(xí)課陳 維 (四川省雙流中學(xué))摘要：生物通過(guò)細(xì)胞呼吸將儲(chǔ)存在有機(jī)分子中的能量轉(zhuǎn)化為生命活動(dòng)可以利用的能量。細(xì)胞呼吸的方式包括有氧呼吸和無(wú)氧呼吸，其產(chǎn)物、過(guò)程和場(chǎng)所不盡相同。通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究和分析，學(xué)生對(duì)三種呼吸方式的產(chǎn)物有了直觀感受，再通過(guò)模型建構(gòu)活動(dòng)，學(xué)生對(duì)細(xì)胞呼吸的過(guò)程和場(chǎng)所更加明晰。關(guān)鍵詞：實(shí)驗(yàn)探究 模型建構(gòu) 細(xì)胞呼吸1. 教材分析“細(xì)胞呼吸”在生物課程標(biāo)準(zhǔn)中屬于以下概念體系：概念2 細(xì)胞的生存需要能量和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，并通過(guò)分裂實(shí)現(xiàn)增殖。 細(xì)胞的功能絕大多數(shù)基于化學(xué)反應(yīng)，這些反應(yīng)發(fā)生在細(xì)胞的特定區(qū)域。 說(shuō)明生物通過(guò)細(xì)胞呼吸將儲(chǔ)存在有機(jī)分子中的能量轉(zhuǎn)化為生命活

2、動(dòng)可以利用的能量。在人教版教科書(shū)中“細(xì)胞呼吸”屬于必修模塊I第5章第3節(jié)，主要內(nèi)容有細(xì)胞呼吸的方式、有氧呼吸、無(wú)氧呼吸、細(xì)胞呼吸原理的應(yīng)用四個(gè)部分。2. 學(xué)情分析高考科目中，生物進(jìn)入高中總復(fù)習(xí)階段的時(shí)間較早。很多學(xué)生在高二下期還沒(méi)有做好高考奮斗的心理準(zhǔn)備，學(xué)習(xí)積極性不夠高。為此，要從激發(fā)學(xué)生興趣、調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性的方向組織教學(xué)。本節(jié)課以實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象觀察和實(shí)驗(yàn)分析引入，讓學(xué)生從直觀感受過(guò)渡到理性分析，以小組共建模型和總結(jié)歸納貫穿課堂，讓學(xué)生在活動(dòng)中回顧知識(shí)、建構(gòu)概念。3. 教學(xué)目標(biāo)及評(píng)價(jià)目標(biāo) 基于以上對(duì)教材和學(xué)情的分析，本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)主要包括： 通過(guò)實(shí)驗(yàn)分析和產(chǎn)物檢測(cè)，說(shuō)出判斷細(xì)胞呼吸方式的方法，提

3、高科學(xué)探究能力； 通過(guò)小組合作構(gòu)建細(xì)胞呼吸過(guò)程模型，描述有氧呼吸和無(wú)氧呼吸的場(chǎng)所和過(guò)程。針對(duì)以上教學(xué)目標(biāo)，本節(jié)課的評(píng)價(jià)目標(biāo)為：（1）學(xué)生能通過(guò)特征性反應(yīng)物或產(chǎn)物、細(xì)胞種類(lèi)、細(xì)胞呼吸的場(chǎng)所等信息判斷細(xì)胞呼吸的方式；（2）學(xué)生能說(shuō)明有氧呼吸和無(wú)氧呼吸發(fā)生的場(chǎng)所、各個(gè)階段的反應(yīng)物、產(chǎn)物和釋放能量的多少，并嘗試用基礎(chǔ)知識(shí)解釋種子萌發(fā)等實(shí)際問(wèn)題。4. 教學(xué)過(guò)程 導(dǎo)課請(qǐng)實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備的小助手簡(jiǎn)單介紹實(shí)驗(yàn)過(guò)程，見(jiàn)圖1：將3個(gè)錐形瓶編號(hào)為1、2、3，分別加入120 mL質(zhì)量濃度為5%的葡萄糖溶液，再在1號(hào)和2號(hào)錐形瓶中加入1 g酵母菌、3號(hào)錐形瓶中加入1 g乳酸菌，混勻后用氣球?qū)⑵靠诿芊獠⒅糜谙嗤瑮l件下。圖1 實(shí)驗(yàn)

4、裝置教師提問(wèn)：哪兩組實(shí)驗(yàn)形成對(duì)比，自變量是什么？實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象說(shuō)明了什么？ 問(wèn)題探究1：判斷細(xì)胞呼吸的方式 學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析：1號(hào)和2號(hào)形成對(duì)比，自變量是錐形瓶的容積，2號(hào)氣球膨脹程度明顯較大，說(shuō)明酵母菌在無(wú)氧條件下釋放的氣體較多。2號(hào)和3號(hào)形成對(duì)比，自變量是微生物的種類(lèi)，2號(hào)氣球膨脹明顯、3號(hào)無(wú)變化，說(shuō)明酵母菌在無(wú)氧條件下會(huì)釋放氣體，而乳酸菌不會(huì)。教師追問(wèn)：呼吸作用產(chǎn)物如何檢測(cè)？學(xué)生活動(dòng)：進(jìn)行CO2和酒精的檢測(cè)。檢測(cè)CO2時(shí)用注射器扎破氣球、抽取氣體注入溴麝香草酚藍(lán)水溶液，檢測(cè)酒精時(shí)用吸管吸取少量培養(yǎng)液注入試管，再加入酸性重鉻酸鉀溶液。全班同學(xué)一邊觀察一邊記錄在學(xué)案上。教師引導(dǎo)：酵母菌呼吸作

5、用的產(chǎn)物，還有哪些難以進(jìn)行檢測(cè)的？學(xué)生回答后，教師完善板書(shū)。學(xué)生活動(dòng)：完成【例1】評(píng)價(jià)學(xué)生能否判斷細(xì)胞呼吸的方式。【例1】人體肌細(xì)胞既可進(jìn)行有氧呼吸又可進(jìn)行無(wú)氧呼吸。肌細(xì)胞氧化分解葡萄糖時(shí)，下列敘述錯(cuò)誤的是A若消耗了O2，說(shuō)明進(jìn)行了有氧呼吸B若產(chǎn)生了乳酸，說(shuō)明進(jìn)行了無(wú)氧呼吸C若產(chǎn)生了CO2，說(shuō)明進(jìn)行了有氧呼吸D若O2消耗量等于CO2產(chǎn)生量，說(shuō)明只進(jìn)行有氧呼吸該題大多數(shù)學(xué)生誤選C，請(qǐng)選擇正確答案D的同學(xué)講解后，教師結(jié)合板書(shū)總結(jié)：判斷細(xì)胞的呼吸方式，可以根據(jù)特征性底物或產(chǎn)物，還需注意審題，如細(xì)胞類(lèi)型、場(chǎng)所等。 問(wèn)題探究2：有氧呼吸和無(wú)氧呼吸的過(guò)程 教師引導(dǎo)：以上三組實(shí)驗(yàn)所代表的呼吸作用過(guò)程，在哪里

6、發(fā)生？具體過(guò)程怎樣？請(qǐng)同學(xué)們小組合作，先完成任務(wù)一：建構(gòu)細(xì)胞呼吸的過(guò)程模型，并在此基礎(chǔ)上完成任務(wù)二：總結(jié)總反應(yīng)式。圖2 模型建構(gòu)材料(有氧呼吸組)學(xué)生活動(dòng)：建構(gòu)模型時(shí)，學(xué)生首先需要根據(jù)標(biāo)題確定本組的構(gòu)建內(nèi)容（全班分為“有氧呼吸的過(guò)程”、“酵母菌無(wú)氧呼吸的過(guò)程”和“人體肌細(xì)胞無(wú)氧呼吸的過(guò)程”三種不同的模型構(gòu)建），再回顧教材，然后將反應(yīng)物和產(chǎn)物的貼紙擺放在細(xì)胞內(nèi)相應(yīng)位置，確定無(wú)誤后粘貼，最后總結(jié)出總反應(yīng)方程式。建構(gòu)完成后，分別請(qǐng)三個(gè)小組的同學(xué)展示本組模型并描述過(guò)程，另請(qǐng)其他同學(xué)補(bǔ)充。教師引導(dǎo)：我們不僅能自主建構(gòu)模型，也要能識(shí)別已有的模型圖。請(qǐng)同學(xué)們完成任務(wù)三：寫(xiě)出圖中各符號(hào)代表的物質(zhì)。學(xué)生活動(dòng)：獨(dú)

7、立思考、分析概念圖。然后依次回答各字母代表的物質(zhì)名稱(chēng)。教師引導(dǎo)：我們已經(jīng)能將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用于酵母菌制酒的實(shí)踐分析，那么能否遷移到種子萌發(fā)過(guò)程的分析呢？請(qǐng)完成【例2】評(píng)價(jià)學(xué)生能否應(yīng)用知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題。a葡萄糖+ccd【例2】（2023年成都市一診題改編）干種子萌發(fā)過(guò)程中，CO2釋放量（QCO2）和O2吸收量（QO2）的變化趨勢(shì)如下圖甲所示（假設(shè)呼吸底物都是葡萄糖）。種子萌發(fā)過(guò)程中可能發(fā)生的相關(guān)生理過(guò)程如圖乙所示，其中ae表示物質(zhì)，表示過(guò)程?；卮鹣铝袉?wèn)題： 圖甲 圖乙（1）種子萌發(fā)過(guò)程中的1230 h之間，細(xì)胞呼吸的產(chǎn)物是CO2和_。（2）若種子萌發(fā)過(guò)程缺氧，將導(dǎo)致_（填圖乙中的數(shù)字）過(guò)程無(wú)法進(jìn)行，這會(huì)使種子萌發(fā)速度變慢甚至死亡，原因是_。設(shè)計(jì)意圖：小組合作、建構(gòu)模型能讓學(xué)生在活動(dòng)中回顧相關(guān)知識(shí)，但是最終目的是提高學(xué)生結(jié)合基礎(chǔ)知識(shí)、分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。例2選用了2023年成都市第一次診斷性測(cè)試的一道非選擇題并進(jìn)行了改編，該題對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力和語(yǔ)言表達(dá)能力要求較高，故先讓學(xué)生獨(dú)立思考、辨識(shí)概念圖，再分析種子萌發(fā)過(guò)程中的氣體變化，這樣逐級(jí)遞進(jìn)地分析問(wèn)題更容易讓他們接受。5. 教學(xué)反思在倡導(dǎo)減輕高中生課業(yè)負(fù)擔(dān)的今天，提高課堂教學(xué)效率至關(guān)重要，課堂教學(xué)效率的提高依賴(lài)于學(xué)生的主動(dòng)參與及積極思考。以實(shí)驗(yàn)探究為主線的課堂教學(xué)，能讓學(xué)生將直觀感受與實(shí)驗(yàn)