资源简介

《细胞通过分解有机分子获取能量》第一课时教学设计
一、背景与设计概述
教材分析：本节课是高中《生物学》必修1“分子与细胞”的第四章第3节第一课时的内容，包括“ATP是生命活动的直接能源物质”和“有氧呼吸产生大量ATP”两部分。两部分之间的联系体现在合成ATP所需的能量主要来自细胞内有机物的氧化分解，即细胞呼吸。本课时为光合作用、神经活动等的能量变化的学习做了极为重要的铺垫。
学情分析：本节课的教学对象是重点高中的高一学生，具备一定的学科基础、思维能力和信息技术素养。在之前的学习中，学生已经知道了线粒体是有氧呼吸的主要场所、主动运输需要消耗能量、有机物能够为生物体提供能量，对本节课的学习做了较好的铺垫。因此，本节课将结合学生已有的概念，提出新的问题，让学生参与各环节的信息化学习活动来解决问题，帮助学生建立新的认识。在掌握知识点的同时，建立结构与功能观、物质与能量观、模型与建模等核心素养。
设计思路：本节课以有氧呼吸的场所和过程为主要的教学环节。课前，学生通过“高木学台进行有关能量物质和有氧呼吸场所的复习，教师通过课堂前测了解学生知识上的不足，从而在在这一基础上实施教学。课上，通过萤火虫的发光现象引入直接能源物质——ATP，通过分析“探究细胞有氧呼吸的场所”实验，指出细胞有氧呼吸的场所，利用信息化教学的优势构建细胞有氧呼吸过程的基本框架。接着安排学生结合教材进行自主学习，通过对有氧呼吸过程模型的构建和完善，从物质和能量的角度说明有氧呼吸的过程。最后以表格形式，对有氧呼吸的过程进行总结。以人体细胞的有氧呼吸为迁移情境，解释其中的物质与能量代谢方式，应用模型解释实际问题，建立社会责任意识。
二、教学目标
1、通过分析萤火虫发光实验的过程、结果等资料，说出ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。
2、通过分析有氧呼吸的相关实验，推理与演绎有氧呼吸的过程与场所，建构有氧呼吸的过程概念模型，并尝试利用模型解决问题。
3、通过总结有氧呼吸过程中的物质变化和能量转换，说明有氧呼吸的实质和意义，形成一定的物质与能量观。
三、教学重点与难点
1、重点：ATP的功能、有氧呼吸过程中的物质变化和能量转换
2、难点：有氧呼吸过程中的物质变化和能量转换
四、教学准备
“高木学习”智适应学习平台（含微课、讲义、习题等）、课件、教材。
五、教学方法
讲授法、讨论法、建模法、启发法。
六、教学过程
教学内容 教师行为 学生行为 设计意图
引入 【提问】萤火虫为什么能发光？ 【材料】简单介绍萤火虫发光的原理，指出该过程需要消耗能量。 【提问】什么物质为发光直接供能？ 思考。 结合生命的物质基础并回答：葡萄糖、脂肪、ATP等。 以特殊的生物现象引出课题，激发学生的学习兴趣。
ATP是直接能源物质 【例题】ATP与其他能源物质。 【材料】介绍“探究萤火虫发光的直接能源物质”的实验方法和实验现象，引导学生分析并得出结论。 【讲解】ATP还是很多生命活动的直接能源物质，因为ATP的化学结构非常适合用于能量的快速转换。 登录高木学习提交判断。 思考并说出结论：ATP是萤火虫发光的直接能源物质。 通过探究活动，提升科学思维能力。 ATP的结构与转化机制略讲，在第二课时中再做补充。
ATP的来源 【提问】萤火虫能发光多久？合成ATP所需的能量又来自哪里？ 【讲解】细胞可以通过氧化分解有机物，将有机物中的能量转换成供生命活动直接使用的ATP，这个过程被称为细胞呼吸。 思考并回答：葡萄糖、脂肪等有机物。 阅读教材。 通过萤火虫发光时间的研究延续情境，过渡到有氧呼吸的定义，同时渗透物质与能量观。
有氧呼吸的场所 【材料】展示“探究细胞有氧呼吸”的第一组实验（细胞匀浆、细胞质基质、细胞器）。 【提问】①试管1、2、3荧光现象出现差异的原因是什么？②葡萄糖的分解产物有哪些？③葡萄糖分解的中间产物是什么？ 【材料】展示“探究细胞有氧呼吸”的第二组实验（线粒体、其他细胞器）。 【提问】①试管4、5、6荧光现象出现差异的原因是什么？②葡萄糖彻底分解的场所在哪里？③细胞有氧呼吸发生的场所在哪里？ 【材料】展示“探究细胞有氧呼吸”的第三组实验（线粒体基质、线粒体膜结构）。 【提问】①试管7、8、9荧光现象出现差异的原因是什么？②丙酮酸分解的场所在哪里？ 回答：葡萄糖分解需要完整细胞，产生较多ATP；细胞质基质能产生少量ATP，产物有丙酮酸；仅有线粒体不产生ATP。 回答：线粒体继续有氧分解生成CO2和H2O，产生大量ATP，与其他细胞器无关。 回答：丙酮酸消耗发生在线粒体基质，产物中含二氧化碳，但产生能量少；后期又在线粒体膜结构上继续反应，产生水和更多能量。 通过分析实验结果，提升科学思维能力。
有氧呼吸的过程 【活动】结合教材，自主学习有氧呼吸的过程，绘制有关过程，提交到“高木学台。 【活动】引导学生找出演示过程中存在的问题，并进行修改，以表格形式进行总结。 【小结】写出有氧呼吸的总反应式，并从物质变化和能量转换的角度总结有氧呼吸的实质和意义。 阅读教材，自主学习，结合上述实验结论并绘图。 上台讲解有氧呼吸的过程。同伴找出不足，并提出修改意见。 思考并说出有氧呼吸过程中的物质变化和能量转换。 提升对文字信息的获取、处理和应用能力。 从物质与能量观的角度理解有氧呼吸的过程。
总结 【巩固习题】人体的正常细胞与癌细胞有氧呼吸的场所与过程。 【课后作业】利用高木学习平台，完成10道课后习题（含个性化习题）和相关章节的自主学习。 回顾本节课所学内容，引发对社会责任的思考。 引导学生从生活中发现生物学问题，感悟生物学学习的价值，提升社会责任。
七、板书
细胞通过分解有机分子获取能量（第一课时）

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