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第3课时　光合色素对光能的捕获与转化
教学过程
导入新课
师
同学们，我们上一次在实验室中提取并分离了叶绿体中的色素，了解了高等绿色植物叶绿体内的色素种类主要有哪些呢？
生
胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b。
师
那么这四种色素对光的吸收有什么区别呢？
学生活动：阅读P54的相关文本，注意对“可见光光谱示意图”“物体颜色形成示意图”等图片的阅读，并进行讨论。
推进新课
　板　书：（二）光合色素对光能的捕获和转化
师
（1）太阳光是一种复色光；假如让太阳光通过三棱镜，我们可以看见太阳光被分成红、橙、黄、绿、蓝、青、紫7色连续光谱。
（2）这7色连续光谱的波长在380～760 nm之间，我们称之为可见光。波长略小于380 nm的光是紫外光，波长略大于760 nm的光为红外光。
（3）物体的颜色的决定是复杂的。简单而言，不透明物体的颜色主要是由反射光的颜色决定的；透明物体的颜色主要是由透射光的颜色来决定的。
（4）我们看到一个黑色物体，则是因为它吸收了所有的光波，没有反射光，故其呈黑色。
（5）我们看到一块蓝色的玻璃，则是因为除了蓝色光能透过玻璃进入我们的眼睛，其他的单色光均被该种玻璃吸收了。
师
那么，根据这个原理推断，为何桑树的叶片显绿色呢？
生
这是因为当太阳光投射于桑树的叶片上时，除了绿色光以外的其他单色光均被植物叶片吸收了，而将绿色光反射出来。
师
究其根本，是因为叶绿体中的色素分子具有较强的吸收光的能力，除了一部分橙光、黄光和大部分绿色光之外，其他的单色光基本上都能被绿色植物吸收。当然，事物往往具有两面性，我们发现，生活在海洋中的某些藻类，能在一定程度上利用绿色光进行光合作用。
师
叶绿体中的4种色素，具体吸收什么波长的光呢？
教师出示演示实验：将预先提取好的叶绿体中的4种色素溶液分别放在可见光与三棱镜之间，让学生观察在光屏上出现了什么现象？
生
在光屏的某些位置出现了暗带。
师
在什么位置出现了暗带？这种实验现象直接说明了什么？间接说明了什么？
生
（1）对叶绿素a的提取液进行处理的时候，主要在蓝紫光和红橙光区域出现了暗带；而对叶绿素b的提取液进行处理的时候，同样在蓝紫光和红橙光区域出现了明显的暗带；对叶黄素与胡萝卜素处理时，暗带主要出现在蓝紫光区域。
（2）直接说明了连续光谱中这些波长的光被吸收了。
（3）对于叶绿素a而言，其实所有的单色光都被吸收了，因为所有波长的光均比未放置叶绿素a时显得暗；但是吸收红橙光和蓝紫光较原来显得最暗，所以可以推测叶绿素a主要吸收红橙光和蓝紫光，而绿光较原来也变暗了，但减少量最少，所以可以推测叶绿素a对原来的绿光吸收量最少。
（4）同理可推测：叶绿素b主要吸收红橙光和蓝紫光，而对绿光吸收最少；类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，对绿光的吸收量也最少。
师
假如直接把叶绿体中的色素提取液置于可见光与三棱镜之间，我们在光屏上可以发现什么现象？
生
发现在红橙光和蓝紫光区域出现明显暗带。
活动安排：师生共同实验证明。
师
光合色素能吸收光波；不同的光合色素所吸收的光波不同。现在，在科学实验中，我们还能运用分光光度计测定色素对不同波长的光的吸收能力。
师
在上述实验中，我们只能证明叶绿体中的色素提取液对于不同波长的光的吸收能力不同。那么，我们能否直接证明不同波长的光的光合作用效率不同呢？
学生活动：阅读文本P55相关内容。
小组讨论下列问题：恩吉尔曼的这个实验能证明什么？实验中用好氧型细菌的作用是什么？实验对于环境的要求是什么？假如用厌氧型细菌代替这个实验中的好氧型细菌，会出现怎样的现象？
生甲
这个实验可以证明红光与蓝紫光这两种单色光的光合作用效率最高。
生乙
好氧型细菌可以指示在装片的什么部位产生了O2。
生丙
实验需要置于黑暗、厌氧的环境，黑暗可以使外界光照影响实验结果，而厌氧可以使得好氧型细菌在实验开始之初均匀分布，避免影响实验现象。
生丁
假如用厌氧型细菌代替这个实验中的好氧型细菌，则厌氧型细菌主要集中分布于绿光区域，而在红光、蓝紫光区域分布最少。
师
假如在一容器中放入一定数量的衣藻，并置于黑暗条件下，将一束可见光通过三棱镜照射到该容器，问，衣藻在容器中将如何分布？假如同时在容器中放入一定数量的草履虫，问草履虫在容器中如何分布？假如放入的是乳酸菌而非草履虫呢？
第一组代表发言：此时衣藻在容器中不均匀分布，在红光区域与蓝紫光区域分布较多，而在绿光区域分布较少，这是因为红光与蓝紫光的光合作用效率较高；另一个原因可能是衣藻具眼点，眼点具感光作用。
第二组代表发言：草履虫在容器中不均匀分布，同样是在红光区域与蓝紫光区域分布较多，而在绿光区域分布较少，这是因为草履虫是需氧型生物，在红光区域与蓝紫光区域的衣藻较多，光合作用释放了较多的O2，适宜于草履虫生活。
第三组代表发言：假如放入的是乳酸菌而非草履虫的话，则乳酸菌主要集中于绿光区域，这是因为乳酸菌是厌氧型生物，在O2分布较多的地方不能正常生活。
师
叶绿体的提取液直接加入CO2等光合作用原料，进行光照，能否产生光合作用的产物呢？
学生讨论、教师补充：科学实验的结果表明，叶绿体的提取液是不能完成光合作用的。
师
这是为什么呢？
生
细胞正常进行各项生命活动的前提条件是细胞保持结构的完整性。
师
那么你能否推测光合作用的基本单位是什么呢？
生
叶绿体。
师
我们如何来证明呢？
媒体信息：展示恩吉尔曼的相关实验图片与文本信息。
师
（1）恩吉尔曼也进行了另一个有关光合作用的实验。他选用的实验材料是水绵。水绵是常见的淡水藻类，每条水绵由许多个结构相同的长筒状细胞连接而成。水绵很明显的特点是：叶绿体呈带状，螺旋排列在细胞里。
（2）他先将载有水绵和好氧细菌的临时装片放在没有空气并且黑暗的环境里，先用极细光束来照射水绵在显微镜下观察发现，好氧细菌只集中在叶绿体被光束照射到的部位附近。如果将上述临时装片完全暴露在光下，好氧细菌则集中在叶绿体所有受光部位周围。
师
好氧细菌集中于叶绿体所有受光部位的周围，这说明了什么问题呢？
生
氧是由叶绿体释放出来的，叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所。
师
为什么选用水绵作为实验材料？为什么选用黑暗并且没有空气的环境？为什么先用极细光束照射水绵，而后又让水绵完全暴露在光下？
引导学生讨论回答：
（1）选用水绵作为实验材料，是因为水绵不仅有细而长的带状叶绿体，而且螺旋分布于细胞中，便于进行观察和分析研究。
（2）选用黑暗并且没有空气的环境，是为了排除实验前环境中光线和O2的影响，确保实验的准确性。
（3）先选极细光束，用好氧细菌检测，能准确判断水绵细胞中释放氧的部位；而后用完全曝光的水绵与之作对照，从而证明了实验结果完全是由光照引起的，并且氧是由叶绿体释放出来的。
师
恩吉尔曼的实验巧妙地证明了光合作用的场所是叶绿体。
师
叶片与叶绿体具有怎样的关系呢？
媒体技术：通过文字结合图片的媒体技术，展示一组叶片与叶绿体的多媒体信息。
师
（1）叶片是进行光合作用的主要场所。叶片不是进行光合作用的唯一场所,含有叶绿体的幼嫩植物的茎，未成熟果实的绿色果皮，均可进行光合作用。
（2）实验证明，离体叶绿体的光合作用速率可达到完整叶片的80%～90%。由此可见，叶绿体是光合作用的形态学单位。
（3）为了研究叶绿体及其他细胞器的结构、成分和化学反应，目前是利用细胞匀浆法和分级离心法（密度梯度离心技术），将细胞中大小不同的颗粒（细胞器）分离开。然后，再进行生化或其他分析。
师
植物的叶绿体形态与数量具有怎样的特征呢？
媒体技术：通过文字结合图片的媒体技术，展示一组叶绿体形态与数量的多媒体信息。
师
（1）高等植物的叶绿体大多数呈椭圆形，一般直径约3～6 μm,厚约2～3 μm。
（2）叶绿体的数量与植物的种类、植物的生活环境、植物所处的生长阶段等有关系。
（3）一般而言，绿色植物的叶中所含有的叶绿体数量较多，叶绿体的表面积总和要比叶面积大许多。这有利于植物对于太阳光能和CO2的吸收和利用。
教师设置情景：植物的叶绿体的亚显微结构具有怎样的特征呢？
媒体技术：通过文字结合图片的媒体技术，展示一组叶绿体的亚显微结构的多媒体信息。
师
（1）在电子显微镜下，我们可以看到叶绿体有两层膜控制细胞质中的物质进出叶绿体的作用，是一个选择性的屏障。
（2）叶绿体膜以内的液体状的叶绿体基质，与呈颗粒状的基粒。
（3）叶绿体基质：叶绿体基质呈淡黄色，主要成分可溶性蛋白（酶）和其他代谢活跃的物质（如C5——一种单糖类化合物，是光合作用过程中的反应底物），基质呈高度流动性的状态，基质中具有多种固定CO2的酶，所以光合作用的产物——葡萄糖类化合物是在叶绿体的基质中形成和储藏起来的；在叶绿体的基质中，分布着许多浓绿色的颗粒，一些颗粒间有相互联系的结构，这些颗粒称为叶绿体的基粒。
（4）基粒由一些类似于我们玩的飞碟状的结构组成，我们姑且称为类囊体（囊状结构）。
（5）类囊体（囊状结构）呈圆饼状，每一个片层是由自身闭合的双层薄片构成，这些薄片便可称为基粒片层薄膜。
（6）叶绿体的光合色素就分布于这些类囊体（囊状结构）的薄膜上，一些与光合作用光反应阶段有关的物质也分布于其上（如参与光反应酶等）。光合作用过程中光能的转化主要发生于叶绿体的基粒片层薄膜。
（7）一个典型的成熟的植物叶绿体，一般具有20～200个基粒。
（8）值得指出的是，叶绿体的类囊体（囊状结构）薄膜垛叠成基粒，在高等植物中具有重要的意义。
师
叶绿体的类囊体（囊状结构）薄膜垛叠成基粒，在高等植物中究竟具有怎样的意义？
生
这样可以增加光合作用中的酶和色素的附着面积，从而可以提高光合作用效率。
师
叶绿体类囊体（囊状结构）膜的垛叠意味着捕获光能的机构的高度密集，更有效地收集光能，加速光反应；其二，膜系统往往是酶的排列支架，膜垛叠犹如形成一个长的代谢输送带，使代谢顺利进行。
师
类似通过增加面积以增加其自身功能的例子还有哪些？
生甲
内质网膜的来回折叠增加酶的附着面积。
生乙
线粒体的内膜向内折叠成嵴，增加有氧呼吸的面积。
生丙
小肠绒毛上皮细胞朝向消化腔一侧来回折叠形成小肠绒毛，扩大了消化吸收的面积。
……
师
在自然界存在许多通过各种方式扩大表面积的现象。例如叶簇生、森林中树木的分层分布现象，均可扩大光合作用叶子对光吸收的面积指数，也是生物对环境的适应。
师
各种光合色素的作用是否相同呢？
课堂小结
研究表明，各种光合色素中，只有少数特殊状态的叶绿素a分子才能吸收、转换光能，同时也能接受并利用其他色素分子传递来的光能；而其他的色素分子只能吸收光能，并将光能传递给特殊状态的叶绿素a分子，自身并不能利用光能；叶黄素和胡萝卜素还具有保护叶绿素免受强光伤害的作用。

板书设计
（二）光合色素对光能的捕获和转化
绿色植物叶片的颜色
色素分子的化学式
恩吉尔曼实验
第四章　光合作用和细胞呼吸
本章规划
在我们学习了细胞的结构与功能之后，理解了细胞的结构与其功能相适应的特征，了解了不同细胞的多样性，感受到了细胞整体的一种和谐与统一的美。在本章，我们将一起学习细胞代谢的知识。
1.本章内容组成
本章内容由三节组成：ＡＴＰ和酶、光合作用和细胞呼吸。第一节介绍了ＡＴＰ和ＡＤＰ之间的相互转化以及ＡＴＰ在生命活动中的广泛应用，介绍了酶的概念、酶促反应以及影响酶促反应的因素，它们是学习光合作用和细胞呼吸的必备知识；第二节介绍光合作用发现过程的科学史、光合作用的色素及其对光能的捕获、光合作用的过程、影响光合作用的环境因素等；第三节介绍细胞呼吸的本质和过程、有氧呼吸和无氧呼吸的区别以及细胞呼吸原理的应用。
2.本章教材地位
本章教材在学生学习了细胞的化学组成、细胞的结构和功能的基础上，讲述ＡＴＰ和酶在新陈代谢中的作用、光合作用和细胞呼吸的主要过程及其应用，促进学生对生物体新陈代谢的必要性和意义的理解。社会的可持续发展离不开光合作用和细胞呼吸。光合作用为生物界提供有机物和氧气，是地球上绝大多数生物赖以生存的基础，在人类生命活动中起着多方面、多层次的影响；细胞呼吸不断地产生能量，为生物体的生命活动提供能量保障。本章内容是生物学科的核心知识。
本章内容与前后章节知识有着内在的联系，本章在本模块中具有承上启下的重要作用。学生可以进一步理解只有在能量的供应下，细胞膜才能行使主动运输的功能，并且加深理解把叶绿体和线粒体分别比喻为植物细胞的“能量转换站”和所有细胞的“动力车间”的含义；有助于学生加深领会活细胞之所以能够经历生长、增殖等生命历程，是与能量的供应和利用分不开的。光合作用和细胞呼吸需要第三章中叶绿体、线粒体结构等知识作基础，后续内容如细胞分裂、分化等过程需要细胞呼吸为其提供能量，需要酶进行催化。叶绿体只有在保持细胞结构完整性的基础上才能使其各项功能得以正常进行。光合作用所需要的原料及形成的产物又涉及物质出入细胞膜等有关知识，另外光合作用和细胞呼吸正常进行还需要其他细胞结构的协作和支持。酶和ＡＴＰ是生物体新陈代谢过程中必不可少的物质，光合作用和细胞呼吸过程需要酶的参与，并涉及能量的释放和利用，这些都是学习后续内容的必备知识。
此外，生物必修2《遗传与进化》中有关“基因的表达”以及生物必修3《稳态与环境》中有关“动物和人体生命活动的调节”等，实际上都是细胞在得到能量供应的情况下才能进行的生命活动。学习本章的内容，有助于学生对这两个必修模块中相关内容的理解。生物选修1《生物技术实践》中的专题1和专题2都与本章第3节有密切的关系，专题2和专题4都与本章第1节有密切的关系。生物选修2《生物科学与社会》中的第2章与本章第4节有密切的关系，第3章与本章的第1、3节有密切的关系。生物选修3《现代生物科技专题》中的专题5与本章的第1、3、4节有着密切的关系。
3.本章在技能培养以及情感、态度与价值观引导方面的作用
通过叶绿素的提取与分离实验等实验的操作，可以培养学生利用生物实验器材进行实验操作的能力。
在本章中将通过引导学生回顾酶、光合作用与细胞呼吸的研究历程，感受科学家聪慧的头脑与睿智的目光，以及他们坚定不移的科学态度，不迷信、不武断，敢于挑战权威，勇于承认错误的科学品质。通过学习ＡＴＰ与ADP的转化、光合作用与呼吸作用过程，体会生命活动的复杂性与多元化；而酶促反应的学习，将使学生感受生命的美，从而尊重生命、关爱生命。光合作用与细胞呼吸知识的学习，将有助于学生从整体上理解生命活动过程中的能量代谢，理解代谢过程中物质循环、能量流动与信息传递相伴相随的特征；感悟光合作用是自然界最基本的物质代谢与能量代谢；体会太阳能是地球上生物生命活动的能量最终来源。本章的学习可以有效地提高学生科学探究的意识与能力，锻炼科学探究的基本技能。因而本章教学中应强调对学生的科学探究意识与实践能力的培养。
教学重点：
1.酶在代谢中的作用，解释ATP在能量代谢中的作用。
2.光合作用的过程以及人类对光合作用的认识过程。
3.影响光合作用速率的环境因素。
4.细胞呼吸的过程。
5.细胞呼吸原理的应用。
教学难点：
1.ＡＴＰ和ＡＤＰ之间的相互转化过程中物质转变与能量转换间的关系；探究影响酶作用速率的因素时如何进行实验的设计。
2.回顾光合作用的发现过程以了解光合作用的本质；光合作用过程中物质代谢、能量代谢与信息转换及其相互关系。
3.通过数据分析，以研究影响光合作用速率的环境因素。
4.细胞呼吸过程中的物质与能量代谢过程；有氧呼吸与无氧呼吸的区别与联系。
5.应用细胞呼吸的原理解释相关现象。
课时安排：
第一节　ATP和酶　3课时
第二节　光合作用　5课时
第三节　细胞呼吸　3课时
第一节　ATP和酶
从容说课
“ATP和酶”一节主要分为：生命活动的能量“货币”——ATP、酶与酶促反应两部分内容。本节的关键词是“ATP、酶与酶促反应”。本节主要阐述了ＡＴＰ和ＡＤＰ之间的相互转化以及ＡＴＰ在生命活动中的广泛应用、酶的概念、酶促反应以及影响酶促反应的因素。
ＡＴＰ和酶是生物新陈代谢过程中的重要物质，是多项生物化学反应的联系纽带。光合作用和细胞呼吸总反应由许许多多的反应组成，这些反应不仅需要酶的参与，还涉及能量的释放和利用。
关于ＡＴＰ部分内容，教材首先通过形象的比喻——“生命活动的能量货币”来引出ATP，接着介绍了ATP的发现与结构，然后着重分析了ＡＴＰ和ＡＤＰ之间相互转化过程的物质转变与能量转换及其生理意义。对于ＡＴＰ和ＡＤＰ之间的相互转化是一种微观、动态的过程，我们建议教学中加强对于文本中“ＡＴＰ和ＡＤＰ之间的相互转化”图群的阅读，有条件的学校可设置Flash动画以模拟该过程中的物质转变与能量转换。对于ＡＴＰ在生命活动中的广泛应用，我们建议教师预设多种问题情景，引导学生分析、讨论。
关于酶部分的内容，课本首先定义了酶的概念，然后通过实验，帮助学生理解酶的特性，对于酶促反应的过程，课本试图借助“酶促反应过程示意图”准确展示这一动态过程，我们也建议有条件的学校在教学过程中引入计算机辅助教育手段，帮助学生理解这一微观、动态的复杂过程。接着教材对酶的概念进行了补充与完善。而对于影响酶促反应的因素，我们的教学建议是：在“边做边学”的基础上，引导学生自主归纳、总结。
本节共设置了1个“边做边学”、1个“放眼社会”、1个“课题研究”、1个“评价指南”、1个“继续探究”、1个“拓展视野”和相应的图与图群。“边做边学”的题目是研究“酶的特性”，分为2个子项目，我们建议，实验一可以在学生自主完成实验的基础上，小组讨论实验数据，寻找替代实验方法，最后班级交流；实验二较为复杂，因此我们建议，采用小组合作的方式进行科学实验，实验结束后，以小组为单位进行交流。“课题研究”的题目是“影响酶作用速率的因素”，我们的教学建议是组成课题小组，以小组为单位，首先提出实验假设，根据相应的假设进行实验设计，并对实验方案的可行性进行论证，然后利用实验室器材进行科学实验，最后通过对实验数据的分析接受或否定假设。本节还有图群2个：ＡＴＰ与ＡＤＰ相互转化图、酶促反应过程示意图；图片1张：酶与药物；函数图2张，表格一个。教师可根据图的特点合理展示图片，图文结合，帮助学生理解相关知识。最后我们建议学生利用图书馆、网络或其他媒体手段，收集有关酶在社会、生活中应用的信息，并做成课题研究报告，进行班级内部交流，或在网上展示。
教学重点
1.讨论酶的特性以及与新陈代谢的关系是本节教学的重点之一。
2.在新陈代谢与ATP的内容中，ATP的分子特点和ATP与ADP的相互转变在新陈代谢中的作用，是本节教学的另一重点。在新陈代谢与ATP的内容中，ATP的分子特点和ATP与ADP的相互转变的特点及其新陈代谢中的作用，是本节教学的教学重点之二。
教学难点
1.控制变量的科学方法。
2.酶在酶促反应过程中的作用机制。
3.ATP在能量的储存、转移和利用中的作用，是本节学习的难点。
教具准备
ATP与ADP相互转化的多媒体课件、酶促反应过程的Flash动画、“酶的特性”的实验器材、教师通过网络等途径收集一组有关酶与ATP的信息。
课时安排
3课时
三维目标
1.简述ATP的化学组成和特点；写出ATP的分子简式；解释ATP在能量代谢中的作用。
2.说出酶的化学本质；能举例说明酶的特性和酶促反应的过程。
3.会使用相应的实验器材，研究酶的特性与影响酶促反应速率的因素。
4.通过ATP与ADP相互转换示意图、酶促反应示意图等图与图群的阅读训练，初步形成图文转换能力和用规范的生物学语言来表述问题的能力。
5.参与“影响酶作用速率的因素”的课题研究，形成实验设计能力、利用实验器材完成实验的能力、观察能力和资料的收集与处理能力。
6.进行有关的实验和探究，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；培养学生问题的对比分析能力与归纳能力；小组学习中的合作与交往能力。
7.通过阅读分析“关于酶本质的探索”的资料，认同科学是在不断的探索和争论中前进的。
8.认同科学家不仅要继承前人的科研成果，而且要善于吸收不同意见中的合理成分，还要具有质疑、创新和勇于实践的科学精神与态度。
9.培养学生树立科学技术是一把双刃利剑的观点，学会用辩证的观点看待科学技术对人类社会发展的作用。
10.通过回顾酶的发现历程，感受科学家聪慧的头脑与睿智的目光，以及他们坚定不移的科学态度，不迷信、不武断，敢于挑战权威，勇于承认错误的科学品质。
11.通过小组学习过程中的合作与交往培养学生的协作意识与交往的态度。
第1课时　生命活动的能量“货币”——ATP
教学过程
导入新课
教师用多媒体出示右图所示的图片,或其他有关萤火虫的图片或视频，并用一定方式呈现下述诗句：“银烛秋光冷画屏，轻罗小扇扑流萤。天街夜色凉如水，卧看牵牛织女星。”
师
让我们重新品读唐代诗人杜牧这首情景交融的诗句，想象夜空中与星光媲美的点点流萤，从生物学角度思考下列问题：
（1）萤火虫发光的生物学意义是什么
（2）萤火虫体内有发光物质吗
学生活动：学生分小组讨论，提出见解。
小组发言，师生共同总结：
（1）根据初中所学的知识，从动物行为角度来看，萤火虫发光的生物学意义主要是相互传递求偶信号，以便交尾、繁衍后代。
（2）在一些科普性的文章中，我们了解到了萤火虫腹部后端细胞内的荧光素，是其特有的发光物质。
师
根据前面所学的知识，你能否指出维持萤火虫生命活动的主要能量来源是什么？萤火虫细胞代谢所需能量的储存形式主要是什么？
生
维持萤火虫生命活动的主要能量来源是糖类；萤火虫细胞代谢所需能量的储存形式主要是脂肪。
师
我们是否知道萤火虫体内糖类、脂肪的储存能量从何而来呢？
师
可以根据初中生物中光合作用的相关知识回答上述问题。
生
能量的最终来源是太阳能；主要通过绿色植物的光合作用，把光能转化为化学能的形式储存在糖类与脂肪等有机物中。当动物将绿色植物以食物形式摄入体内以后，通过一些复杂的途径，最终转化为动物体内的糖类、脂肪或其他有机物，并将能量储存在这些有机物中。
师
是否所有的动物都以绿色植物为食物？假如不是，它们的能量最终来源是什么？
生
不是，如猫科动物属于肉食性动物，不以绿色植物为食物；但是，从本质上讲，它们最终还是以绿色植物为食物，所以，它们的能量最终来源还是太阳能。
师
我们把目光回到萤火虫身上，根据相关的物理学、化学与生物学知识，思考下列问题：
（1）萤火虫发光时，是否需要将糖类等有机物中储存的化学能释放出来？那么，这些能源物质中的能量是如何释放出来的呢？所释放出来的能量，能否直接用于生命活动呢？
（2）如果不能的话，萤火虫发光所需能量的直接来源是什么？
推进新课
　板　书：一、生命活动的能量“货币”——ATP
教师活动：教师利用多媒体展示“生物体的生命活动需要消耗ＡＴＰ”的图群，辅以文字解说，通过视听结合方法优化课堂教学，使学生形成直观的印象：ＡＴＰ是生命活动的直接能源物质。
学生活动：学生以问题指向为目标，以自主学习为主要方法，结合小组合作讨论，对书本“生命活动的能量货币——ATP”展开学习，强调对于书本图群“ATP与ADP相互转换示意图、生物体内生命活动需要消耗ATP”的阅读。
学生小组讨论后，推举代表发言，其他小组可以对其提出的观点表示赞同或反对，若提出反对意见，必须陈述不接受该观点的原因，并能提出自己的观点。
生甲
光能本身就是一种能量形式，并且在萤火虫发光过程中，有大量能量向周围散失了，从能量的转化与守恒角度来看，萤火虫需要将储存在糖类与脂肪等有机物中的化学能释放出来。
生乙
根据物理学知识可以得出，萤火虫发光时产生的是光能，而在萤火虫体内的糖类与脂肪等有机物中储存的是化学能，只有将化学能转化为光能，才能发光。
生丙
从我们已学的知识无法判断有机物中的化学能是否能直接用于发光这样的生命活动。不过，书本的知识或许能说明一些问题。
生丁
书本提出了一种叫做腺嘌呤核苷三磷酸的物质，是萤火虫发光时的直接能源物质。但是，我们无法理解在生命活动中，为何腺嘌呤核苷三磷酸是直接的能源物质。
　板　书：（一）ATP的结构
师
我们通过初中阶段的学习，知道如葡萄糖、脂肪等物质都是生命活动的直接能源物质。那么，ＡＴＰ与葡萄糖等能源物质究竟有什么区别？你能否设计一个实验证明你的假设。
【教学实验】
实验假设
ＡＴＰ是生命活动的直接能源物质。
实验器材
试管、葡萄糖液、ＡＴＰ溶液、萤火虫尾部提取液、滴管等。
实验设计
（1）取三支试管，加入等量的萤火虫尾部提取液，分别标记为A、B、C。
（2）向A试管内加入数滴ＡＴＰ溶液，B试管内加入等量的葡萄糖，C试管内加入等量的蒸馏水。
（3）观察三支试管内萤火虫尾部提取液的发光情况，记录并分析数据。
实验结果与分析：（略）
师
假如你有一张百元大钞，你很难用它购买一些零星物品，如一块糖果、一张活页纸或者一支笔芯。假如你有100张一元的钞票，那么你就会很方便。细胞中通用的能量货币——腺嘌呤核苷三磷酸，就如我们日常生活中的零用钱，它会随着每天的花销而减少，因此要维持正常生活必须不断破开大面值的钞票给予补充，细胞中的大面值钞票主要是糖类等有机物。
（1）植物和动物通过呼吸作用分解有机物释放出的能量,除了一部分以热能的形式散失或维持体温外，一部分就会被转移并储存到细胞内像腺嘌呤核苷三磷酸这样的化合物中。
（2）在细胞内用于细胞代谢中能量转移的化合物有很多种，但腺嘌呤核苷三磷酸是最主要的。
（3）其实,从本质上来讲,能量通用“货币”——“小面额钞票”，应该是储存在腺嘌呤核苷三磷酸这样的分子中的化学能，而非腺嘌呤核苷三磷酸本身。
师
我们已经懂得腺嘌呤核苷三磷酸是细胞内的能量“货币”，那么腺嘌呤核苷三磷酸究竟是一种怎样的物质？ATP又是怎样一种物质？ATP中A、T、P各代表什么意思？
生
腺嘌呤核苷三磷酸是一种不稳定的高能化合物，由一分子腺嘌呤、一分子核糖和三分子磷酸组成，简称ATP。ATP中：A代表腺苷、T代表3个、P代表磷酸基团。
师
那么腺苷是一种怎样的构造？ATP中一分子腺嘌呤、一分子核糖和三分子磷酸是如何连接而形成ATP的？
学生活动：学生根据“ATP与ADP的相互转化示意图”图群中提供信息，思考问题。
生
腺苷是由腺嘌呤和脱氧核糖脱水缩合而形成的；ATP中核糖位于腺嘌呤与磷酸之间，具体来说，是一分子腺嘌呤、一分子核糖和三分子磷酸依次脱水缩合而成。（如下图）
师
你是否了解表示ATP结构组成的结构简式？什么叫做高能化合物？为什么ATP是一种高能化合物？为什么说ATP是一种不稳定高能化合物？
师生讨论，以教师进行知识拓展为主：
（1）ATP结构简式一般表示为A—P～P～P。在这个结构简式中，A代表腺苷、P代表磷酸基团、“～”是高能磷酸键、“—”是普通磷酸键；ATP中的能量主要集中于两个高能磷酸键中。
（2）高能化合物的特点是它的高能化学键水解时释放出的化学能是正常化学键释放化学能的2倍以上，一般在20.92 kJ/mol以上。
（3）ATP的高能磷酸键（也即酸酐键，用“～”表示）在水解时释放的能量为30.54 kJ/mol，远远高于一般的高能化合物的高能键断裂时释放的能量，因而ATP是一种高能化合物。
（4）ATP分子中远离腺苷的那一个高能磷酸键不稳定，容易断裂，转变为ADP，同时释放出能量。当然，ADP也容易与一个磷酸分子脱水缩合而形成ATP，同时储存能量。因而，我们称ATP为一种不稳定高能化合物。
师
需要指出的是，ATP分子既可以水解一个磷酸基团，而形成二磷酸腺苷（ADP）和磷酸（Pi）；又可以同时水解两个磷酸基团，而形成一磷酸腺苷（AMP）和焦磷酸（PPi）。
师
ADP与ATP是如何转化的？具有怎样的特征？合成ATP的能量来源有哪些？试举例说明。ATP水解形成ADP，高能磷酸键断裂所释放的能量主要用于哪些生命活动？
　板　书：（二）ATP与ADP的相互转化以及ATP的功能
教师活动：打开多媒体课件，学生观察并思考问题，教师结合问题分析。
对于ATP与ADP相互转化的过程，采用多媒体交互式动画，以ATP→ADP为例：以红色的“～”表示远离腺苷的那个高能磷酸键，以蓝色的“～” 表示靠近腺苷的那个高能磷酸键，以黑色的“—” 表示普通磷酸键，动态展示ATP中远离腺苷的那个高能磷酸键水解，释放能量形成ADP的过程。以帮助学生理解ATP与ADP的相互转化这一动态、微观的生理过程。
学生活动：学生根据初中所学的知识，结合文本与图片，自主思考上述问题。
学生讨论，师生共同总结：
（1）ADP与ATP的相互转化可以这样表示：
。
（2）ADP合成ATP储存能量，ATP水解成为ADP释放能量。
（3）ATP在细胞内的储存量极少，但是细胞内通过ADP与ATP快速、高效的转化，使得细胞内的ATP含量处于动态平衡之中，以满足细胞代谢过程中对能量的需求。
（4）ADP合成ATP时的能量来源，在绿色植物中主要来自于光合作用和呼吸作用；而对于动物细胞，则由ADP生成ATP的能量来源主要来自于呼吸作用；对于一些特殊的微生物，如硝化细菌，则其生成ATP的能量来源除了呼吸作用之外，还可以来自于一种称为化能合成作用的生理过程；对于病毒，其自身缺乏代谢相关的酶系统，因而其生命活动所需的ATP直接来自于宿主细胞。
（5）ATP水解成为ADP所释放的能量，用于机体各种生命活动所需。如：在动物体内，可以用于细胞的生长和分裂、细胞的主动运输（无机盐离子的吸收等）、神经传导、肌肉收缩、恒温动物体温的维持以及某些动物的发光现象；在植物体内，可以用于矿质元素的吸收、光合作用、蛋白质合成、细胞的生长与分裂等生命活动；在细菌、真菌的生命活动中，ATP也扮演着重要的角色。
（6）在ADP与ATP的相互转化过程中，物质是可逆的，能量是不可逆的。
（7）在生物体内的细胞中，时刻进行着ADP与ATP的相互转化。在能量流动过程中，ATP就像能量“货币”一样，是一种活跃、直接可利用的化学能。ATP为细胞正常的代谢提供了能量保证。ADP与ATP的相互转化既可以保证生命活动的能量的正常供应，又可以避免细胞内用不尽的能量白白浪费。
师
（1）纯净的ATP是一种白色粉末状物质，能溶于水。在医疗上一般有片剂和注射液两种。片剂可口服，注射液可肌肉注射或静脉注射。一方面可以辅助治疗心肌萎缩、脑溢血后遗症、心肌炎等，另一方面可以提供能量，起到改善患者新陈代谢的作用。
（2）在动物和人体细胞（特别是肌细胞）内，除了ATP外，其他的高能磷酸化合物还有磷酸肌酸（可用C～P代表）。当动物和人体细胞由于能量大量消耗而使细胞内的ATP含量过分减少时，在有关酶的催化作用下，磷酸肌酸中的磷酸基团连同能量一起转移给ADP，从而生成ATP和肌酸（可用C代表）；当ATP含量比较多时，在有关酶的催化作用下，ATP可以将磷酸基团连同能量一起转移给肌酸，使肌酸转变成磷酸肌酸。对于动物和人体细胞来说，磷酸肌酸只是能量的一种储存形式，而不能直接被利用。由此可见，对于动物和人体细胞来说，磷酸肌酸在能量释放、转移和利用之间起着缓冲作用，从而使细胞内ATP的含量能够保持相对的稳定，ATP系统的动态平衡得以维持。
师
化学中讲的可逆反应的特点是：正逆反应都能在同一条件下进行，ADP与ATP的相互转化的反应是可逆反应吗？
学生小组讨论,教师引导,师生共同总结：
（1）从反应条件看，ATP的分解是水解反应，催化该反应的是水解酶；而ATP是合成反应，催化该反应的是合成酶。由于酶具有专一性，因此，这两个反应的条件不同。
（2）从能量看，ATP水解释放的能量是储存在高能磷酸键内的化学能；而合成ATP的能量主要有光能和有机物分解时所释放的化学能。因此，能量的来源是不同的。
（3）从合成与分解的场所来看：ATP合成的场所是细胞质基质、线粒体和叶绿体；而ATP分解的场所较多。因此，合成与分解的场所不尽相同。
（4）因此，ATP与ADP相互转变的反应是不可逆的。但是，ATP与ADP在活细胞中永无止境地循环着，该循环使ATP不会因能量的不断消耗而用尽，从而保证了生命活动的顺利进行。
师
ATP与细胞代谢具有怎样的关系
课堂小结
（1）ATP是生物体细胞内普遍存在的一种含高能量的有机化合物，是细胞各项生命活动的直接能源，它的分解与合成就存在着能量的释放和储存。
（2）细胞内糖类、脂类等能源物质是比较稳定的，可以相对大量地储存能量，但利用时，一般需经呼吸作用分解后，将部分能量转移给ATP，转变成活跃形式的化学能，由ATP直接供给各种生命活动利用，解决了“稳定储存”和“灵活利用”的矛盾。
（3）各种能源物质中的能量，需要转换成ATP这种“能量货币”形式才能利用，有利于能量的运输和协调供给，如线粒体呼吸释放能量合成的ATP，可以转移到细胞膜用于主动运输，也可以进入细胞核推动DNA的复制等，因此，解决了“产能”和“用能”在空间上的矛盾。

板书设计
第四章　光合作用和细胞呼吸
第一节　ATP和酶
一、生命活动的能量货币——ATP
1.ATP的名称：腺嘌呤核苷三磷酸　简称ATP
2.分子结构简式为：A—P～P～P
3.ATP与ADP相互转化的关系与特点
4.ATP在生命活动中的应用：为各项生命活动直接提供能量 第4课时　蛋白质（二）
教学过程
导入新课
师
（1）鉴定蛋白质的原理是什么？
（蛋白质与双缩脲试剂发生作用，产生紫色反应）
（2）蛋白质的基本组成单位是什么？写出其结构通式。
师
氨基酸是小分子物质，它是如何形成生物大分子蛋白质的呢？
推进新课
教师活动：利用多媒体动画演示两个氨基酸分子脱水缩合形成二肽的过程，并特别显示肽键（—NH—CO—），同时指出：由两个氨基酸分子脱水缩合形成的物质叫二肽。
生
形成二肽过程中脱去的一个水分子中H原子是来自哪个氨基酸？O原子来自哪个氨基酸？
（脱去的水分子中H原子来自一个氨基酸的氨基和另一个氨基酸的羧基；O原子来自一个氨基酸分子的羧基）
教师活动：演示3个氨基酸脱水缩合形成三肽的过程。
生
（1）由三个氨基酸脱水缩合形成的物质叫什么？
（2）形成三肽时脱去几分子水？三肽中含有氨基和羧基各几个？
（脱去2分子水，形成两个肽键，至少含有1个氨基和1个羧基）
师
若有n个氨基酸脱水缩合形成一条肽链，平均每个氨基酸分子的相对分子质量是a，则脱去水分子多少？形成几个肽键？形成的肽链中至少含有氨基和羧基各多少个？形成的多肽链的相对分子质量是多少？
生
脱去水分子：n-1；形成肽键：n-1；肽链中至少含有氨基和羧基各一个；形成多肽链的相对分子质量为an-18(n-1)。
教师活动：投影显示胰岛素分子的结构图，并说明胰岛素是由51个氨基酸脱水缩合形成，含有两条肽链。启发学生思考胰岛素分子合成时形成的肽键数、脱去水分子数和分子中含有的氨基和羧基数？
（形成49个肽键，脱去水分子49个，分子中含有的氨基和羧基数至少各2个）
师
（1）若一个蛋白质分子中由n个氨基酸脱水缩合形成，含有m条肽链，氨基酸的平均相对分子质量为a，则形成蛋白质过程中脱去水分子是多少？该蛋白质分子中含有肽键多少个？至少含氨基和羧基各是多少？该蛋白质相对分子质量是多少？
（2）血红蛋白是人体红细胞中的主要成分，它由574个氨基酸形成，共含有4条肽链，那么一个血红蛋白分子含肽键多少？至少含有氨基和羧基多少？
生
(1)脱去水分子n-m个，含肽键n-m个，至少含有氨基和羧基各m个，蛋白质相对分子质量是na-18(n-m)。
(2)含有570个肽键，至少分别含有4个氨基和羧基。
课件展示：
氨基酸数、肽键数、失去水分子数及蛋白质的相对分子质量关系表：
肽链数 氨基酸平均相对分子质量 氨基酸数 肽键数 脱去水分子数 蛋白质相对分子质量 羧基数 氨基数
一条肽链 a n n-1 n-1 na-18(n-1) 至少1个 至少1个
m条肽链 a n n-1 n-m na-18(n-m) 至少m个 至少m个
课件展示：
名　称 氨基酸数量
1.催产素 9
2.牛加压素 9
3.血管舒缓素 9
4.平滑肌舒张素 10
5.猪促黑色素细胞激素 13
6.人促黑色素细胞激素 22
生
(1)上表中1～3这三种多肽所含氨基酸数相同，为什么其生理功能不相同？
（构成这三种多肽的氨基酸种类和排列顺序不同。因此其结构不同，功能也不相同）
(2)上表中3与4，5与6的功能相似，但具有专一性，主要原因是什么？
（组成的氨基酸数目、种类和排列顺序不同，功能也不同）
生
假如有1 000个氨基酸形成的具有一条肽链的蛋白质分子，从理论上说可因氨基酸种类、排列顺序的不同而有多少种？这体现了蛋白质分子具有什么特点？
（201 000种，体现了蛋白质分子的多样性）
教师活动：展示胰岛素分子立体结构图，以显示其具有特殊的空间结构，并指出蛋白质具有特定的空间结构，这与其功能有密切关系。
生
蛋白质的空间结构能保持不变吗？举例说明。
（蛋白质的空间结构会随着环境条件的改变而改变。如煮鸡蛋、烫发等过程中，就是因高温破坏蛋白质空间结构而使蛋白质变性失活）
教师引导学生归纳蛋白质分子结构层次表：
课件展示：
因为组成蛋白质的氨基酸的数量、种类、排列顺序的不同，以及蛋白质的肽链数目和空间结构的不同，使蛋白质分子结构具有多样性，不同蛋白质分子结构不同，其具有的功能也不同。蛋白质分子结构与其相应的功能是统一的。
学生活动：学生阅读教材P21表23，举例说明蛋白质具有的功能。
生甲
肌肉主要是蛋白质。
生乙
血液红细胞中的血红蛋白具有运输O2的作用。
生丙
胰岛素可用来治疗糖尿病。
……
课堂小结
蛋白质的功能：
（1）催化作用，如酶；
（2）运输作用，如红细胞中的血红蛋白；
（3）收缩运动作用，如肌肉中的蛋白质；
（4）有机体结构成分，如组成细胞的蛋白质；
（5）免疫作用，如抗体；
（6）调控作用，如胰岛素。
板书设计第三章　细胞的结构和功能
本章规划
在学习了细胞的化学成分之后，本章将在细胞水平上认识生命现象。
1.本章内容组成
本章包括三节内容：《生命活动的基本单位——细胞》《细胞的类型和结构》和《物质的跨膜运输》。本单元的知识点有：细胞的发现和细胞学说的建立，使用显微镜观察细胞，细胞的大小和形态，原核细胞与真核细胞，细胞壁、细胞膜、细胞质、细胞器、细胞核的结构和功能，制作真核细胞模型，被动运输、主动运输等。学习本章的要求是：概述细胞学说建立的过程，概述细胞学说的内容和意义，使用显微镜观察各种各样的细胞，区别原核细胞与真核细胞，概述细胞膜和细胞核的结构和功能，举例说出主要细胞器的结构和功能，举例说明物质的被动运输，举例说明物质的主动运输。
2.本章教材地位
本章主要阐述生命的结构基础，即细胞是生物体结构和功能的基本单位，细胞是生命活动的基本单位。因此，本章学习的细胞结构与功能、物质跨膜运输的知识，必然对后续学习本模块中光合作用和细胞呼吸，学习细胞增殖、分化、衰老和凋亡等知识起着重要作用，是学习这些知识的必备基础。有关细胞核的知识是学习《遗传与进化》模块中减数分裂和有性生殖、遗传和染色体、遗传的分子基础等知识的基础。细胞的结构与功能、物质的跨膜运输的知识又是学习《稳态与环境》模块中动物生命活动的调节、人体的内环境与稳态等知识的基础。本章的知识还与选修模块中相关内容有着内在联系。例如《生物科学与社会》选修模块中有关人工授精、试管婴儿、生殖技术知识，是以细胞结构与功能知识为基础的；
《现代生物科技专题》模块中，克隆技术、胚胎工程等内容都是对有关细胞知识的应用和拓展。此外，学生通过本章的探究性学习活动和光学显微镜的使用获得的技能，对进一步学习生物技术实践等内容起重要作用。
3.本章在技能培养与情感、态度与价值观引导方面的作用
通过学习使用光学显微镜观察各种各样的细胞，使用高倍显微镜观察细胞结构，提高学生使用显微镜、制作临时装片的方法和技能，尝试制作真核细胞的模型。通过对细胞学说的知识学习，认识细胞学说的建立是一个开拓、继承、修正和发展完善的过程。认识显微镜技术的进步对生物科学的发展的重大意义。通过对细胞的结构和功能的学习，认同细胞是基本的生命系统。通过学习生物膜在工业、农业和医学上的应用，认识生物科学对社会科技进步的价值。通过探究有关显微技术的发展对认识细胞本质的影响，探究植物叶片颜色，探究利用生物膜滤过海水盐分等活动，发展学生的科学探究能力，学会利用媒体获得有关生物学的信息。
教学重点：
1.高倍显微镜的使用。
2.分析细胞学说建立的过程。
3.细胞膜、细胞器、细胞核的结构和功能。
4.物质跨膜运输的方式。
5.制作真核细胞的结构模型。
教学难点：
1.原核细胞和真核细胞的区别和联系。
2.制作细胞临时玻片标本。
3.理解细胞核是细胞生命系统的控制中心。
4.主动运输。
课时安排：
第一节　生命活动的基本单位——细胞　2课时
第二节　细胞的类型和结构　4课时
第三节　物质的跨膜运输　2课时
第一节　生命活动的基本单位——细胞
从容说课
本节教材首先介绍细胞学说的建立和发展过程，介绍生物科学研究的重要工具——显微镜的发明和发展知识，使用光学显微镜观察各种各样的细胞，认识细胞的大小和形态。本节的关键词是细胞学说。
本节内容主要通过介绍细胞学说的建立和发展的科学史知识，使学生不仅能认识细胞学说的内容，更能从细胞学的建立、修正和发展过程中认识生物科学的发现过程。这些知识既是《分子与细胞》模块的重要组成部分，更对学生全面学习本模块知识有重要作用。本节教材翔实介绍了生物科学研究的重要工具——显微镜，以及使用光学显微镜观察各种各样细胞的知识。显微镜的知识以及光学显微镜的操作技能是学生进一步学习后续实验的重要基础。因此，本节教材对学生学习好后续有关知识起着重要作用。
分析细胞学说的教学过程中，教师适当引用细胞学说的相关的背景资料，提高学生的学习兴趣，并在教师引导下，认真阅读分析有关科学史知识，不仅要认识细胞学说的内容，更要从科学史中认识到细胞学说的建立是一个不断开拓、继承、修正和发展完善的过程，同时，感受细胞学说建立的过程是一个科学探究的过程。
学习中学生物学知识必然离不开光学显微镜。做好这节内容的教学工作的关键在于引导学生“做”。具体包括临时玻片标本的制作和光学显微镜的使用。虽然在初中阶段学习过相关技能和操作，但由于脱节时间较长，特别是教学中未能真正落实好学生实验，学生动得少，从而影响教学目标的实现。在实际教学中，学生积极性虽然很高，但若组织不好，往往教学效果很差。因此，教师在实验操作之前，可适当组织引导学生讨论临时玻片标本的制作方法与步骤，以及显微镜的使用方法、步骤，并给予正确规范的示范和指导。学生只有真正掌握了这些操作步骤之后，才能更好地完成观察各种细胞的实验。
本节教材设置了1个“回眸历史”、1个“边做边学”、1个“继续探究”和
1个“拓展视野”学习栏目。“回眸历史”学习栏目以四张图片的形式，按照时间顺序把细胞学说的建立过程串连起来，不仅知识呈现的形式能引起学生学习的兴趣和注意，而且，更能让学生认识细胞学说的建立是一个不断开拓、继承、修正和发展完善的过程，是一则很好的科学史教育的素材。“边做边学”的内容是使用光学显微镜观察各种各样的细胞，这项学习内容突出在于让学生动手，通过实验，不仅能让学生亲身观察各种细胞，获得感性认识，更有利于学生的实践操作、观察、绘图等能力的发展。围绕有关显微技术的发展对认识细胞本质的影响为内容的“继续探究”活动，不仅能使学生从活动中认识显微技术的发展进步对生物科学的发展的重大意义，认识生物科学的发展与其他自然科学的密切关系，而且也能让学生学会利用多种媒体收集信息、获取知识，培养学生学会从多种渠道获取知识的方法和能力。
教学重点
1.分析细胞学说建立的过程。
2.使用光学显微镜观察各种细胞。
教学难点
使用光学显微镜观察各种细胞。
教具准备
细胞学说的建立与发展史料课件、光学显微镜、相关实验用具、材料等。
课时安排
2课时
三维目标
1.概述细胞学说建立的过程。
2.概述细胞学说的内容和意义。
3.练习制作临时玻片标本，使用显微镜和绘图的技能。
4.通过使用光学显微镜观察各种各样的细胞的实验教学，培养学生的实验观察能力。
5.通过有关显微技术的发展对认识细胞本质的影响的探究活动，培养学生科学探究的能力和利用多种媒体收集信息、获取知识的能力。
6.认同细胞学说的建立是一个开拓、继承、修正和发展完善的过程。
7.认识显微技术的发展进步对生物科学发展的重大意义。
8.通过使用光学显微镜观察各种细胞的实验，激发学生学习生物科学的兴趣。
第1课时　细胞学说、显微镜
教学过程
导入新课
利用多媒体展示水螅捕食、繁殖的过程，教师简要说明水螅是一种腔肠动物，接着，展示水螅结构模式图，利用学生初中已学的水螅的知识，引导学生观察并认识水螅是由细胞构成的，细胞是生命活动的基本单位。
推进新课
　板　书：一、细胞学说的建立与发展
师
细胞是怎样被发现的呢？
学生活动：阅读P26“回眸历史”第一段资料，并观察英国科学家胡克自制的显微镜及所观察到的细胞图像。
师
（1）英国科学家胡克自制的显微镜能放大的倍数为40～140倍，他利用自制显微镜观察了软木（栎树皮）的薄片，第一次描述了植物细胞的构造，并首次借用拉丁文Cellar（小室）这个词来称呼他所看到的类似蜂巢的极小的封闭小室，实际上这个小室只是死细胞的细胞壁。胡克有关细胞的首次描述是在他的著作《显微图谱》一书中于1665年发表的。
（2）荷兰学者列文虎克用设计较好的显微镜观察了许多动植物的活细胞和原生动物，并于1674年在观察鱼的红细胞时描述了细胞核的结构，此后，虽对细胞观察的资料不断增加，积累了较丰富的材料，但在长达170多年的历史中，对细胞的知识以及它与有机体的关系，人们并没有进行科学概括，没有上升到具有普遍指导意义的理论高度。
师
细胞是谁发现并首次命名的？他所观察到的细胞是真正的细胞吗？
生
发现并首次命名细胞的是英国科学家胡克，但他所观察到的细胞不是真正的细胞，而仅仅是植物死细胞的细胞壁。
学生活动：阅读“回眸历史”中关于施莱登和施旺的资料。
师
（1）德国植物学家施莱登在总结前人工作的基础上，通过自己观察了大量植物组织后，于1838年发表了《植物发生论》，他指出细胞是构成植物的基本单位。他的研究为细胞学说的建立作出了巨大贡献。
（2）德国动物学家施旺通过对鱼、蛙、猪等多种动物细胞的系统观察，并将施莱登与自己的发现概述起来，论证了动植物均由细胞组成。于1839年发表了《动植物构造及生长相似性之显微研究》，著名的“细胞学说”由此诞生。
师
（1）细胞学说的内容主要是什么？
（2）细胞学说的建立有什么重大意义？
生
（1）细胞学说的主要内容是：一切动物和植物都是由细胞构成的，细胞是一切动植物的基本单位。
（2）细胞学说建立的意义：它使人们对动物和植物的认识能统一到细胞的基础上，对现代生物科学的发展具有重要的意义。被恩格斯列为19世纪自然科学的“三大发现”之一。
师
细胞学说提出后的几十年中，它被推广到许多领域的研究中，对当时生物学的发展起了重大促进和指导作用。同时，这一学说本身也迅速得到充实、发展而且日益完善。1958年德国医生和病理学家魏尔肖的研究被认为是对细胞学说的重要补充。
师
魏尔肖对细胞学说的贡献主要是什么？
学生阅读教材回答：魏尔肖对细胞学说的贡献主要是提出了“细胞只能来自细胞，细胞是一个相对独立的生命活动的基本单位”。这被认为是对细胞学说的重要补充。
师
（1）细胞学说的建立和发展与哪些科学家的工作是分不开的？
（2）细胞学说的建立与显微镜的发明和利用有什么关系？
生
（1）细胞学说的建立和发展与英国科学家胡克、德国植物学家施莱登、德国动物学家施旺、德国医生和病理学家魏尔肖等科学家的研究工作是分不开的。
（2）正是由于显微镜的发明和利用，才有了细胞的发现。随着显微镜技术的提高和应用，以及对各种动植物细胞的大量观察和研究，才有了细胞学说的建立与发展。
师
细胞的发现和细胞学说的建立都离不开重要的研究工具——显微镜。
　板　书：二、研究工具——显微镜
学生活动：阅读显微镜一节内容，讨论并回答下列问题：
（1）阐述显微镜的发展过程。
从17世纪列文虎克自制的显微镜（放大300倍），到现代普通光学显微镜（最大放大1 500倍），再到电子显微镜（可放大上百万倍）。
（2）哪几位科学家对显微镜的发展作出了重大贡献？
一是列文虎克，于17世纪自制成功由2块镜片构成的“显微镜”，能将微小物体放大300倍，为显微镜的早期发展作出了巨大贡献。
二是德国青年科学家卢斯卡，于20世纪30年代初，利用高电压下电子流波长很短的特点，制造出放大10 000倍的高分辨率电子显微镜。
（3）常用电子显微镜有哪两种类型？两者的区别主要是什么？用途上有何不同？
常用电子显微镜有透射电子显微镜和扫描电子显微镜。两者的区别主要是成像原理不同，透射电子显微镜的成像原理和光学显微镜基本相同，利用电子穿透切片，经过电磁“透镜”放大成像；扫描电子显微镜依靠电子射到样品表面后发射出的更多二次电子，放大后形成反映样品表面形态特征的三维图像。用途上，前者适合于观察细胞内部超微结构，后者适合于观察细胞等样品的表面形态和结构。
教师活动：
（1）利用多媒体展示我国自制的电子显微镜以及利用电子显微镜所观察到的细菌等图像。
（2）利用多媒体展示普通光学显微镜。并启发学生联系初中所学的光学显微镜的知识，准确识别其各部分结构与功能；同时，教师利用普通光学显微镜作示范。
师
（1）某光学显微镜目镜为10×，物镜为40×，则该显微镜能放大多少倍？
（2）有一架光学显微镜的镜盒里有4个镜头。甲、乙一端有螺纹，甲较长，乙较短；丙和丁无螺纹，丙较长，丁较短。若要在视野中看到较多的细胞，应选择哪组镜头？
生
（1）400倍。（2）乙和丙。
板书设计
第三章　细胞的结构和功能
第一节　生命活动的基本单位——细胞
一、细胞学说的建立与发展
细胞发现细胞学说建立补充完善
二、研究工具——显微镜
列文虎克自制显微镜现代光学显微镜电子显微镜 第2课时　课题研究、放眼社会
教学过程
导入新课
教师利用多媒体分别演示O2、葡萄糖进入人的红细胞，Na+进入小肠绒毛上皮细胞的过程。
师
刚才演示的三种物质进入细胞的方式分别是什么？
生
O2、葡萄糖进入红细胞分别属于扩散和易化扩散方式，Na+进入小肠绒毛上皮细胞属于主动运输。
推进新课
　板　书：三、物质跨膜运输方式的比较
教师投影显示三种运输方式的比较表，要求学生讨论归纳完成下表：21世纪教育网
物质跨膜运输方式的比较
方式21世纪教育网21世纪教育网[来源:21世纪教育网] 被动运输21世纪教育网21世纪教育网21世纪教育网 主动运输[来源:21世纪教育网][21世纪教育网
简单扩散 易化扩散
方向 高浓度向低浓度 高浓度向低浓度 低浓度向高浓度
载体 不需要 需要 需要
能量 不消耗 不消耗 消耗
作用 被选择吸收的物质能从浓度高的一侧通过细胞膜向浓度低的一侧转运 能保证生活细胞按照生命活动需要，主动地选择吸收所需物质，排出代谢废物和对细胞有害的物质
师
生活细胞的细胞膜可以让水分子自由通过，细胞要选择吸收的离子和小分子物质也可以通过，其他的离子、小分子物质和大分子物质则不能通过，由此表明生活细胞细胞的膜具有的功能特性是选择通透性。
教师设疑引入课题研究：死亡的细胞细胞膜是否也具有选择通透性呢？
　板　书：四、课题研究
学生阅读教材P42课题研究内容，讨论设计实验方案。
师
细胞活性检查是细胞培养的基本技术，染料排除法是检查细胞活性常用的方法。其原理是：细胞损伤或死亡时，某些染料如台盼蓝，可穿透变性的细胞膜与解体的DNA结合，使其着色。活的细胞能阻止这类染料进入细胞内，因而可以鉴别细胞的死活。在显微镜下观察，用台盼蓝染色时，凡折光性强而不着色者为活细胞，染上蓝色者为死细胞。
学生活动：讨论设计实验方案。
教师活动：教师巡回指导，了解学生的设计情况。选择1～2个设计方案，请有关同学作说明，并就此展开讨论，完善实验设计方案：
研究课题：测试酵母菌的存活率。
实验器材：酵母菌悬液、台盼蓝染液、光学显微镜、载玻片、盖玻片、吸管、吸水纸、镊子等。
方法与步骤
（1）制作酵母菌的临时玻片标本。
（2）用高倍显微镜观察酵母菌细胞临时玻片标本。
（3）从盖玻片一侧滴入台盼蓝染液，在盖玻片的另一侧用吸水纸吸引。这样重复几次，使盖玻片下的酵母菌细胞浸润在蔗糖溶液中。
（4）用高倍显微镜观察酵母菌细胞着色情况，并记录视野中酵母菌细胞总数及着色数。
活动过程：学生分组进行实验，教师巡回指导。
小组讨论：实验结束后，各小组在班内交流实验观察到的现象，组织讨论：
（1）为什么在染色前先观察酵母菌细胞装片？
（2）染色后，为什么有的酵母菌呈现蓝色，有的酵母菌细胞不着色？
（3）本实验能说明什么？
师生讨论归纳：
（1）染色前先观察酵母菌细胞装片，便于进行染色前后对照。
（2）染色后，死酵母菌细胞细胞膜失去选择通透性，染料能进入细胞内与DNA结合而呈蓝色，活酵母菌细胞细胞膜具有选择通透性，台盼蓝染料不能进入细胞内而不着色。
（3）本实验说明了生活细胞细胞膜具有选择通透性。
　板　书：五、放眼社会：生物膜在工业、农业和医学上的应用
学生活动：阅读教材P42“放眼社会”，并结合自己课前通过网络、图书资料等途径查找到的“生物膜与工、农、医的关系”的相关内容，交流讨论生物膜在生产生活中的作用。
（课前布置学生以生物膜与工、农、医的关系为主题内容去查找相关资料）
学生交流后归纳生物膜的应用：
（1）工业方面的应用：海水淡化处理、污水处理等。
（2）农业方面的应用：研究农作物抗寒、抗旱、耐盐的机理，寻找改善农作物品质的新途径。
（3）医学方面的应用：研制透析型人工肾。
教师活动：多媒体展示血液透析仪及人工肾工作原理，并介绍其在医疗上的巨大应用价值。
课堂小结
本节主要讲述了物质跨膜运输的主要方式，使我们进一步认识细胞膜在细胞中的重要功能。细胞膜是细胞的一个组成部分。回顾本章所学细胞的结构和功能知识，同学们要认识到细胞各部分结构既相对独立，又彼此联系，是不可分割的整体，细胞各部分结构和功能是统一的。
板书设计
三、物质跨膜运输方式的比较
四、课题研究
五、放眼社会：生物膜在工业、农业和医学上的应用
活动与探究
探究课题：
设计一个滤去海水中盐分或污水中重金属离子的方案。
方法与步骤：
（1）2～3个人一组，以小组合作形式进行。
（2）各小组制定研究计划。
（3）实施研究计划：各小组成员分工，分别利用网络、图书资料等查找海水淡化、污水处理的相关资料（有条件的可以先参观污水处理厂），作必要的记录。
（4）各小组根据收集的资料，讨论并完成实验设计方案。
结果与交流：
各小组在班级中说明实验设计方案，进行交流讨论。
习题详解
1.解析：脂溶性物质能优先通过生物膜，且生物膜会被溶解脂质的溶剂溶解，说明生物膜中含有脂质；蛋白酶能分解蛋白质，说明生物膜中有蛋白质。
答案：脂质、蛋白质
2.解析：细胞膜能让水分子自由通过，细胞要选择吸收的离子和小分子物质也能通过，不需要的离子、小分子和大分子物质都不能通过，这体现了细胞膜具有选择通透性。
答案：选择通透
3.解析：简单扩散不需要载体，扩散速度决定于细胞膜内外浓度差；易化扩散，不仅受细胞膜内外浓度差影响，而且需要载体协助。载体的化学本质是蛋白质，因此，简单扩散不受蛋白酶影响，乙醇、二氧化碳为脂溶性小分子物质，以简单扩散方式进出细胞膜，而氨基酸则是以主动运输方式进入细胞。
答案：（1）简单扩散　易化扩散
（2）A　载体是一种蛋白质，简单扩散不需要载体，所以在加入蛋白酶后，简单扩散系不受影响。
（3）简单扩散　主动运输
4.解析：葡萄糖进入红细胞是通过易化扩散方式，而进入小肠绒毛上皮细胞是通过主动运输方式。
答案：B
5.答案：甘油进入细胞是简单扩散，不需要载体，也不消耗能量；葡萄糖进入红细胞是易化扩散，需要载体，不消耗能量；K+进入细胞是主动运输方式，既需要载体协助，也需消耗能量。
6.解析：细胞膜是以磷脂双分子层为基本骨架，蛋白质排布、嵌插或贯穿于磷脂双分子层中，细胞膜外有一些糖类，与蛋白质形成糖蛋白，从结构特点来说，它具有一定的流动性。从功能来说，它具有选择透过性。细胞吸水膨胀时，由于细胞膜具有流动性使磷脂双分子层变薄。被动运输都是顺浓度梯度，不需要消耗能量，包括简单扩散和易化扩散两种方式。
答案：（1）蛋白质　磷脂双分子层　糖蛋白（糖被）
（2）选择透过性　具有流动性
（3）流动性
（4）b、c、d 第二节　光合作用
从容说课
《光合作用》一节主要可以分为光合作用的历史回眸、光合作用的色素及其对光能的捕获、光合作用的过程、影响光合作用的环境因素等四部分内容。
关于光合作用的历史回眸，课本试图通过对光合作用的发现历史反应过程的回顾，以阐明绿色植物光合作用的实质。在教学中，注意让学生以教材中展现的光合作用研究历史中的重要事件为线索，遵循科学家的探索思路，总结出光合作用的探究历程。因为教材上介绍的历史非常经典，所介绍的都是在光合作用探索历程中所出现的典型问题和解决的方法，学生认真了解其重要过程，等于沿着科学家的发现思路作了一次思维的探究，这对于学生认识和掌握光合作用的具体过程是有必要的。
关于光合色素与光能的捕获部分，课本首先借助物理知识中物体颜色的知识，引出绿色植物的叶片颜色为何是绿色的话题，进而引出植物的光合色素可能有哪些种类，然后通过《提取和分离叶绿体中的色素》的实验来理解光合色素的种类与作用，最后通过恩吉尔曼实验提出了光合作用的基本单位是叶绿体。色素提取和分离的实验，除课本所介绍的用具和方法外，也可用成套的微量提取器来做这个实验，这样可以降低操作难度，效果也更明显。实验中要让学生仔细观察分离出的不同色带，注意色带的不同颜色、分布顺序和宽窄，并思考其中的原因。将提取的色素液放在光源和分光棱镜之间，可以发现在红光和蓝紫光部分呈现暗带，说明这部分波长的光被色素吸收，由此让学生思考色素吸收的光用来做什么。有条件的学校还可以让学生观察色素的荧光现象，并简单介绍荧光现象产生的原因，让学生了解色素吸收了光能的事实。色素是植物吸收光能的物质，但是这些物质主要分布在小小的叶绿体内，这是科学家通过实验发现的。可以先将恩吉尔曼的实验介绍给学生，让学生讨论恩吉尔曼的两个设计巧妙的实验说明了什么问题，然后再让学生认识叶绿体的基本结构以及这种结构适于分布色素和多种酶的特点。
关于光合作用的原理和大致过程，重点要学生掌握光反应和暗反应两个过程的区别和联系，特别是光合作用过程中的物质变化和能量变化的过程、发生的部位和条件等知识。教材在遵循科学准确的原则下，利用“光合作用过程”的图群，力求形象、生动地描述有氧呼吸的过程。在教学过程中，建议运用多媒体辅助教学手段，帮助学生建立细胞光合作用的动态模型，通过物质转变与能量转换两条主线，理解细胞有氧呼吸的场所、条件、原料、过程、产物以及产物去向等过程。同时，作为高中学生，应该试图从化学反应的角度看待光合作用的过程，从化学反应发生的变化去认识水和CO2是如何转变成有机物糖类等物质的。同时让学生明确在这两个过程中每一个物质变化的来龙去脉和相应的能量转化的过程，以便从整体上认识和理解光合作用。
在学习光合作用过程的基础上，为了更好地认识光合作用原理在农业生产中的应用，可以结合学生初中已有的知识基础，让学生联系光合作用的原理来分析、解释环境因素对光合作用强度的影响。
本节共设置了1个“回眸历史”、1个“边做边学”、2个“积极思维”、1个“放眼社会”、1个“评价指南”、1个“继续探究”、1个“走近职业”、1个“拓展视野”和相应的图与图群。“边做边学”的题目是《提取和分离叶绿体中的色素》，教学中可以先通过一段实况录像展示叶绿素的提取与分离的过程，以视频的方式呈现给学习者相应的情景，便于学习者模仿，易于在以后的实际操作中正确掌握实验的技能，然后，由实验小组讨论操作要点，在实验过程中，建议学生对实验进行创新，最后展示小组实验成果。“积极思维”的题目有2个：其一是“恩吉尔曼的实验巧妙在哪里”，该部分内容具有很好的思维训练价值，我们建议以综合运用发现教学、合作学习为主的多种教学传递程序，结合采用多媒体辅助教学手段进行恩吉尔曼实验的变式模拟；其二是“哪些环境因素影响光合作用”，我们的教学建议是首先展示一组光照强度影响光合作用速率的问题情景，引导学生讨论光照强度对光合作用速率的影响特征，并从光合作用过程的机理分析其本质，对于CO2对光合作用的影响，则采用学生自主分析、小组讨论、师生共同总结的方法组织教学，并引导学生思考水、矿质元素、温度对光合作用速率可能的影响。本节还有图群3个：光合作用发现过程图、光合作用图解、提取和分离叶绿体中色素的过程；图片8张：物体颜色示意图、可见光谱示意图、恩吉尔曼的实验结果、叶绿素的吸收光谱以及设施农业等；表格1张，函数图3张。教师可根据图的特点合理展示图片，图文结合，帮助学生理解相关知识。最后我们建议学生利用图书馆、网络或其他媒体手段，收集有关光合作用在社会、生活中应用的信息，并做成课题研究报告，进行班级内部交流，或在网上展示。
教学重点
1.光合作用的发现过程。
2.光合色素的作用及种类。
3.光合作用的过程。
4.从生产实践的角度探讨影响光合作用的环境因素。
教学难点
1.控制变量的科学方法。
2.光合作用的发现过程。
3.光合作用的过程。
4.影响光合作用的因素。
教具准备
光合作用过程的多媒体课件、“提取和分离叶绿体中的色素”的视频录像、“提取和分离叶绿体中的色素”的实验器材、教师通过网络等途径收集的一组有关“光合作用的研究最新进展、光合作用与农业”的信息。
课时安排
5课时
三维目标
1.说出人类对光合作用的认识过程。
2.举例说出主要的光合作用色素的种类和作用。
3.概述光合作用的过程，理解光反应、暗反应的过程及其相互作用的关系。
4.能利用实验器材提取和分离叶绿体中的色素。
5.通过对“光合作用”等图群学习，进一步提高图表对比分析能力以及运用恰当的生物学知识有效地表述图表、公式等提供的信息能力。
6.探索光照强度、CO2浓度对光合作用速率的影响，形成归纳与演绎能力、生物学的绘图能力、实验设计能力及数据分析能力。
7.通过亲历实验设计的过程，感知定性实验与定量实验之间的关系。
8.通过阅读分析“解开光合作用之谜”的资料，认同科学是不断进步与发展的；感受伟大的科学家睿智的目光与不屈不挠的探索精神。
9.认同科学家不仅要继承前人的科研成果，而且要善于吸收不同意见中的合理成分，还要具有质疑、创新和勇于实践的科学精神与态度。
10.树立科学、社会、技术相统一的思想（STS）。
11.通过亲历提取和分离叶绿体中色素的过程，培养学生严谨、求实、创新的精神。
12.通过小组学习过程中的合作与交往，培养学生的协作意识与交往的态度。
第1课时　光合作用历史回眸
教学过程
　　（班级分成若干活动小组，课外设计并完成光合作用兴趣实验，并将实验数据做成多媒体课件，本课时建议安排在多媒体教室）
导入新课
教师通过视频展示一组预先摄制好的录像，展示一学生参观现代化农业示范基地的大棚种植园的过程。以学生的角度观察大棚内的温度控制、人工补充光照、气肥补充、空间合理利用等措施与光合作用的关系，并引导学生从不同角度，考察影响大棚种植的经济效益的因素。
师
有些大棚用红色或蓝色的塑料薄膜代替普通塑料薄膜，在有的温室内悬挂发红色或蓝色光的灯管。
（1）用这种方法有什么好处？不同颜色的光照对植物的光合作用会有影响吗？
（2）为什么不用绿色的塑料薄膜或补充绿色光源？
学生活动：学生思考、讨论。
生
（1）这样的方法可以提高光合作用的产量；同颜色的光照对植物的光合作用可能会有影响，但具体是如何影响的，我们无法知道。
（2）不用绿色的塑料薄膜或补充绿色光源，可能是这样的举措无助于提高植物的光合作用产量。
师
为了解释这样的问题，我们需要来学习光合作用的知识。
师
在自然界中绿色植物随处可见，但是哪位同学曾观察到光合作用是怎样进行的呢？
生
没有。
师
那么，科学家们到底是怎样发现光合作用这一生理过程的呢？
推进新课
　板　书：一、光合作用历史回眸
课件展示：
（1）我们历来喜好把第一个从事某一领域工作的人称为奠基者。如果光合作用的研究领域也有这样一个人的话，那么他就是比利时人——范·海尔蒙特（呈示海尔蒙特像或相关资料）。
（2）人们说，早期的光合作用的研究是由一批医生、牧师和化学家完成的。着重于研究参加光合作用的原料和光合作用的产物。光合作用的研究伴随着化学、物理学、哲学等学科的发展而不断取得进步；到一定阶段，它又促进了相关学科的发展。
（3）到了近代，对于光合作用的研究则主要集中于对于光合作用机理的研究——光合作用的生物化学过程的研究。这其中以希尔、卡尔文为代表（呈示希尔、卡尔文像或实验资料），这一阶段，许多科学家因致力于光合作用的研究而受到世人瞩目，并获得诺贝尔奖。当然，我们更应记住那些为科学奉献终生而默默无闻的人——一些真正伟大的人！
（4）光合作用的研究是一个漫长、艰苦的过程，我们今天一起来回顾其中一些伟大的科学家的经典的实验，感悟他们精妙的实验设计、准确而客观的实验分析与睿智的目光。
案例一：
师
过去，人们一直以为，小小的种子之所以能够长成参天大树，完全依赖于土壤。事情果真是这样？1648年，一位比利时的科学家范·海尔蒙特对此产生了怀疑，于是他设计了这样一个实验：他把一棵重2.5 kg的柳树苗栽种到一个木桶里，木桶里盛有事先称过重量的土壤。以后，他每天只用纯净的雨水浇灌树苗。为防止灰尘落入，他还专门制作了桶盖。五年以后，柳树增重80多千克，而土壤却只减少了0.1 kg，海尔蒙特为此提出了植物生长所需的养料主要来自于水，而不是土壤这一观点。
师
范·海尔蒙特的“柳树实验”进步之处在什么地方？不足之处又在什么地方？试用你已有的知识加以评价。
生
进步之处是以实验为证据推翻了人们传统认识中“小小的种子之所以能够长成参天大树，完全依靠于土壤”的观点；不足之处是当时他却没有考虑到空气在植物生长（即光合作用）中的作用。
师
那么是谁首先想到植物的生长与空气的作用有关的呢？
　　
案例二：
课件展示：
（1）在光线充足的地方，我们将一支点燃的蜡烛和一只小白鼠分别放到两个不同的密闭的玻璃罩里，看到蜡烛不久熄灭了，小白鼠也很快死去。
（2）将点燃的蜡烛与绿色植物一起放在一个玻璃罩内，置于充足光照条件下，蜡烛不易熄灭。
（3）将点燃的蜡烛与小白鼠一起放在一个玻璃罩内，置于充足光照条件下，小白鼠也不容易窒息而死。
师
（1）根据书本提供的信息，你能否说出这个实验最初是由谁提出并完成的？这位科学家根据这个实验提出了什么观点？
（2）假如用一不透光的纸盒将实验（2）与（3）中的玻璃罩罩住，使它不接受光线，重复做（2）实验，会出现怎样的结果？这又说明了什么？
生甲
最初是由一位英国科学家普利斯特莱在1771年完成的。
生乙
这位科学家认为植物可以通过光合作用吸收CO2，产生O2。
（教师延迟评价）
生丙
这位科学家认为植物可以在光照条件下更新空气的成分。
生丁
我认为学生乙的观点并不正确。因为，据我了解，普利斯特莱所处的时代人们还不了解空气的组成成分，直到1785年，人们才了解了光合作用过程中放出的气体是O2，吸收的是CO2。因此,我赞同丙的观点。
生戊
假如用一不透光的纸盒将实验（2）（3）中的玻璃罩罩住，使它不接受光线，重复做（2）实验，会发现蜡烛不久熄灭了，小白鼠也很快死去。这可以说明植物的光合作用需要光。
……
师
（1）非常感谢前面同学自由的发言，引领了我们的思维，丁同学严密的逻辑与宽广的知识面更让我们感到了科学的美。的确，普利斯特莱根据上述实验，提出了“植物可以更新因蜡烛燃烧或小白鼠呼吸而变得浑浊的空气的观点”。
（2）但是他没有发现植物在更新空气中的作用，而是将空气的更新归因于植物的生长。
（3）当时有人重复普利斯特莱的实验，却得到了完全相反的结论。认为植物与动物一样能使空气变得浑浊，这个结论在当时引起了很多关注。
（4）1779年，荷兰医生扬·英根豪斯（J.Ingenhousz）经过500多次实验，发现了普利斯特莱的实验只有在光照条件下才能成功，而且只有植物的绿色部分才能更新浑浊的空气。
案例三：
师
我们能否设计一个实验以证明植物的光合作用需要光照呢？及吸收CO2并产生O2呢？
学生活动：阅读文本中关于扬·英根豪斯（J.Ingenhousz）实验的介绍，以学习小组为单位，设计、修正实验，并讨论其可行性，利用课后时间完成实验（强调实验的因地取材）。
设计一：证明植物的光合作用需要光照
学生设计实例：
实验原理
根据已有知识可以得知植物光合作用可以产生淀粉，而我们可以利用碘液来鉴定淀粉。
实验器材
生长良好的天竺葵植株，烧杯，碘液，酒精，剪刀，镊子。
实验步骤
（1）取同种两株生长状况类似的天竺葵，分别标记为A、B，均放在黑暗条件下12小时，进行饥饿处理。
（2）将经过饥饿处理后的A株植株放在光照条件下处理3～4小时，而B株放在黑暗条件下处理相同时间，其他条件均相同。
（3）分别取处理之后的A、B两株植株大小基本相同的两片叶子，用酒精加热脱脂，滴加碘液处理，观察其颜色变化。
实验预测及分析
（1）A、B两株植株的叶片滴加碘液后均为蓝色，则说明植物光合作用并非一定需要光照。
（2）A植株的叶片滴加碘液后为蓝色，B植株的叶片滴加碘液后不显蓝色，则说明植物光合作用需要光照。
（3）A植株的叶片滴加碘液后不显蓝色，B植株的叶片滴加碘液后显蓝色，则说明光照抑制植物光合作用。
实验结果
以实验数据为最后结果。
师
实验中需要注意什么事项？
生
要注意实验之前的饥饿处理，处理时间要相对长一些，以消耗掉其中原有的淀粉；注意实验组与对照组的单因子变量控制。
设计二：证明光合作用需要CO2
学生设计实例：
实验步骤
（1）取两株生长状况良好的普通天竺葵，放在黑暗条件下12小时，进行饥饿处理。
（2）将经过饥饿处理后的植株各取下一片叶片，酒精加热脱脂，滴加碘液处理，观察其颜色变化。
（3）将上述两株植株如右图所示，放在光照条件下处理3～4小时，取处理之后的甲、乙植株各一片叶子，用酒精加热脱脂，滴加碘液处理，观察其颜色变化。
实验预测及分析
（1）若甲装置中天竺葵的叶片滴加碘液后均呈现蓝色，而乙装置中的叶片不显蓝色，则说明光合作用需要CO2。
（2）若甲装置中天竺葵的叶片滴加碘液后不现蓝色，而乙装置中的叶片显蓝色，则说明CO2抑制光合作用。
（3）若甲、乙装置中的叶片均显蓝色，则说明CO2不是光合作用所必需的。
设计三：证明光合作用产生O2
学生设计实例：
实验步骤
（1）取一份生长状况良好的金鱼藻，如右图所示放在充足光照、适宜温度条件下（烧杯中加入一定的NaHCO3），处理3～4小时，并令之为实验组。
（2）取相同的实验装置，不放金鱼藻，其他条件不变的情况下进行相同处理，并令之为对照组。
（3）收集两个装置中所产生的气体，以带火星的卫生香放在试管口，看其是否复燃。
实验预测及分析
（1）若实验组与对照组中卫生香均复燃，则直接说明两支试管均产生了O2，间接说明O2不是植物光合作用产生的。
（2）若实验组中卫生香复燃，对照组卫生香不复燃，则直接说明实验组产生了O2，对照组没有产生O2，间接说明植物光合作用产生O2。
（3）若实验组中卫生香不复燃，对照组卫生香复燃，则直接说明实验组消耗了O2，对照组没有消耗O2，间接说明植物光合作用消耗O2。
案例四：
师
光合作用过程中，绿色植物吸收了光能，那么从能量转化与守恒角度来看，光能到哪里去了呢？
生
转化为有机物中的化学能。
师
那么，你了解的光合作用合成的有机物有哪些呢？
生
淀粉。
师
那么你用什么方法可以证明你的推论？
生
可以进行这样的实验，实验设计如下：
（1）取一株生长状况良好的天竺葵，放在黑暗条件下12小时，进行饥饿处理。
（2）将经过饥饿处理后的植株取下一片叶片，酒精加热脱脂，滴加碘液处理，观察其颜色变化。
（3）将上述植株放在光照条件下处理3～4小时，取处理之后的植株的一片叶子，用酒精加热脱脂，滴加碘液处理，观察其颜色变化。
师
为何要首先对经过饥饿处理后的植株叶片进行碘液处理，观察其颜色变化？
生甲
可以鉴定其中的淀粉是否被完全消耗了。
生乙
还可以说明在第三步中若滴加碘液后产生了蓝色，则其蓝色并非是由叶片中原有物质产生的。
师
我们来回顾一段关于对光合作用产物的探索的一段历程：
（1）光合作用历史中的另一个里程碑就是1854年，一个德国医生Robert Mayer宣布：植物把太阳光能转化为化学能。
因而，在20世纪的中叶，光合作用现象用这样的式子表示：
CO2+H2O+光 O2+有机物质+化学能
（2）1864年，德国植物学家萨克斯（J.von Sachs）（萨克斯还发现植物呼吸）证明了光合作用时有淀粉生成。
萨克斯把一些绿叶放在黑暗的房间中一些时间，使其中的淀粉消失。然后，他使无淀粉的叶子的一半照光，另一半用黑纸遮住，使其仍处于黑暗之中，若干时间之后，整片叶子用碘蒸气处理。结果，由于形成了淀粉—碘络合物，叶子的照光部分呈黑紫色，而另一半则没有颜色。
（3）需要指出的是，在萨克斯的实验中，绿叶在光照条件下处理的时间不能过长；因为植物叶片内的维管系统会把光照部分产生的淀粉运输至黑暗部分的叶片，而导致实验数据不正确。
案例五：
师
在扬·英根豪斯的实验中，发现植物的光合作用是由绿叶来进行的。那么我们能否设计一个实验以证明光合作用需要叶绿体？
教师引导：用多媒体展示一组关于银边天竺葵叶片结构特点的信息。
学生活动：独立设计其中一个实验，小组交流、讨论，分享设计方案。
学生设计实例：
实验步骤
（1）取一株生长状况良好的银边天竺葵，放在黑暗条件下12小时，进行饥饿处理。
（2）将经过饥饿处理后的植株取下一片叶片，酒精加热脱脂，滴加碘液处理，观察其颜色变化。
（3）将上述植株放在光照条件下处理3～4小时，取处理之后的植株的一片叶子，用酒精加热脱脂，滴加碘液处理，观察其颜色变化。
实验预测及分析
（1）若银边天竺葵的银边部分与绿色部分滴加碘液后均现蓝色，说明光合作用不一定需要叶绿体。
（2）若银边天竺葵的银边部分滴加碘液后均现蓝色，绿色部分滴加碘液后不现蓝色，说明叶绿体抑制光合作用的进行。
（3）若银边天竺葵的银边部分滴加碘液后不现蓝色，绿色部分滴加碘液后现蓝色，则说明光合作用需要叶绿体。
师
光合作用中的原料是CO2和H2O，那么光合作用产生的O2究竟是从何而来的呢？
学生活动：阅读文本中“解开光合作用之谜”中鲁宾、卡门与卡尔文研究的相关信息。
课件展示：
(1)放射性同位素可用于追踪物质的运行与变化规律。用放射性同位素标记的化合物，化学性质不会发生改变。科学家通过追踪放射性同位素标记的化合物，可以弄清化学反应的详细过程。这种技术称为同位素示踪技术。
同位素示踪技术是一种生物科学研究的技术手段。同位素示踪技术与X光衍射技术是20世纪初期至70年代的生命科学研究较为成功的两种技术手段。
(2)普通的、无放射性的碳是12C。第一个用作示踪者的同位素碳是11C，但是因为它的半衰期只有20.5秒，因而，它的应用成效有限。
(3)卡门(M.Kamen)和鲁宾(Sam .Ruben)发现了寿命长的14C(它的半衰期为5 720年)，这就使示踪碳从标记物质（如CO2或者重碳酸盐）相继进入有机物质成为可能。因此，同位素14C逐渐成为最重要的碳的示踪者。
（4）借助光合作用的光化学反应中形成的还原剂(NADPH),CO2转变成碳水化合物,这是光合作用中分析得最清楚的一个阶段。
取得这个成就，是因为应用了一种简便的示踪剂——放射性碳同位素14C。根据物理常识,我们知道,这样的示踪者能用来追踪各种元素在化学反应中的途径,其方法是观察不同反应中的中间产物和最终产物,它们特有的放射线的出现。
把这种方法应用于光合作用的研究是一个惊人的成就。为此,在1961年把诺贝尔奖授予了美国加利福尼亚州立大学伯克利分校的M.卡尔文。以奖励他与A.A.Benson、J.Basshan及其同事们，在这个领域取得的极其重大的进展。
师
从上面这些信息，你能否设计一种可以证明光合作用中释放的O2分子究竟是从何而来的？
学生活动：学生讨论，小组合作提出设计方案。
设计案例：
（1）取生长状况良好的小球藻分成均等的两份，分别标记为A、B。
（2）将A置于一盛有同位素18O标记的H2 18O的试管中，同时在容器中充入未被同位素标记的CO2，一段时间后，收集光合作用中所产生的O2，鉴定其放射性。
（3）将B置于一盛有未被同位素标记的H2O的试管中，同时在容器中充入被同位素18O标记的C18O2，一段时间后，收集光合作用中所产生的O2，鉴定其放射性。
（4）对实验结果进行分析。
师
（1）鲁宾与卡门两位科学家进行了同样的实验，发现在类似于A组的实验中，所收集的O2全部都是具有放射性18O的18O2；而在类似于B组的实验中，所收集的O2全部是无放射性的O2。间接说明了光发合作用所产生O2都来自于参加光合作用的水。
（2）美国科学家M.卡尔文利用小球藻作为实验材料，用14C标记的14CO2进行光合作用，然后追踪其放射性。最终探明CO2的碳在光合作用中转化成有机物的碳途径，这一途径称为卡尔文循环。
师
你知道同位素还可以利用在其他方面吗？
生
同位素还可以检测地层中化石的地质历史年代，其原理是利用“半衰期”法测定。
课堂小结
关于同位素的利用，你还可以与你小组内的同学交流一下自己的看法；或在课后查阅相关资料，以取得更多的信息。

板书设计
第二节　光合作用
一、光合作用历史回眸
1.范·海尔蒙特的“柳树实验”——植物生长的养料主要来自于水；
2.科学家普利斯特莱植物与动物的气体交换实验——植物生长需要吸收二氧化碳，同时释放氧气；
3.扬·英根豪斯（J.Ingenhousz）——光合作用需要光照；
4.萨克斯（J.von Sachs）——光合作用时有淀粉生成；
5.鲁宾、卡门——光合作用中释放的氧来自于H2O，糖中的氢也来自于水；
6.M.卡尔文——卡尔文循环。
第2课时　像科学家一样实验：科学实验
教学过程
导入新课
师
在对生物科学的探究过程中，会遇到各种各样的问题，而问题的解决往往要通过实验，学会像科学家一样运用科学方法进行实验，我们才能透过生命的现象考察生命的本质。
师
那么，科学家一般如何开展生命科学的研究呢？
推进新课
　板　书：二、像科学家一样实验：科学实验
生
科学实验。
师
生命科学家如何进行实验的呢？
生
研究生命科学的程序为：
①生命科学的研究大多从观察开始；
②在观察中提出问题；
③根据观察到的现象以及研究者自身的知识与经验,对所提出的问题作一个初步的解释及设想,进而提出假说；
④对所提出的假说作出科学的预测；
⑤设计严谨的实验对预测进行检验,即用科学实验验证假说的正确与否，在生物学研究的实验设计中要设计对照实验组,要考虑数量及重复性；
⑥对实验数据进行统计分析,并得出结论；
⑦结论可能肯定所作的假说,也可能修正假说，甚至否定假说并进一步观察,进入下一个认识周期。
师
我们一般把怎样的活动称为观察？如何进行观察？
　板　书：（一）观察
师
生命科学的研究大多从观察开始。当你用一种或多种感官去收集有关这个世界的信息时，就是在观察。
学生活动：阅读课本P9边做边学：观察池塘水中的“生命世界”部分内容，理解实验的目的与要求。
实验器材
若干个玻璃缸中分别盛有适量的取自不同池塘的池塘水，每个实验桌上备有量筒、温度计、pH试纸、滴管、载玻片、盖玻片、显微镜、显微镜挂图、当地常见的原生水生生物的彩图。
实验步骤
1.实验指导
（1）教师先出示显微镜挂图,帮助学生复习显微镜知识,了解目镜和物镜的放大倍数,粗、细准焦螺旋的使用方法。
（2）学生代表演示对光的几个步骤，待对光正确后，放上永久装片，进行观察，找到物像。
（3）请学生说出挂图中原生水生生物的名称，以及细胞的主要结构。
2.分组实验
（1）每组用量筒量取10 mL池塘水，并用温度计、pH试纸测量水的温度和酸碱度。
（2）用滴管吸取1滴池塘水，制作成临时装片标本。
（3）先用显微镜的低倍镜观察，记录所见生物的种类、数量和形态结构特征。（与黑板上的挂图所示原生水生生物模式图进行对照）
（4）再转动转换器，用高倍镜观察，与低倍镜所观察到的现象作比较。
（5）教师巡视指导。
学生活动：向其他组同学汇报所观察得到的数据。
师
如何向其他小组同学汇报观察得到的各种数据？怎样才能向其他小组同学汇报尽可能多的数据？
生
可以先边观察边画图，边记录，收集数据；然后以柱形图或扇形图形式体现出来。
学生各组汇报观察结果：
（1）在低倍镜下观察到的物像要多，视野较明亮；而高倍镜下观察到的物像少，形态大，视野较暗。
（2）可以观察到原生动物，如变形虫、草履虫、眼虫；观察到单细胞植物，如衣藻、球藻等。
师
从数据分析，我们可以得到什么推测呢？
多媒体呈现情景：在水质良好的水体中，水生原生生物的种类、数量较适宜；在无机氮、磷丰富的水体中，单细胞藻类的数量较多，而种类数量较少；有机质丰富的池塘水中，草履虫、眼虫数量很多；化学污染比较严重的水体，则水生生物的种类与数量均较少。
生
根据自己观察得到的数据分析自己所取的水体样本来自于何种水质的水体。
师
生命科学实验，离不开测量，那么如何开展生命科学研究中的测量呢？
　板　书：（二）测量
生
阅读课本相关内容，讨论上述问题。
师
（1）通过感官或仪器观察，有时难以得到精确的数据，而测量则能对被测量的对象用比较精确的数据加以表示。
（2）通过测量，科学家能把观察的结果表达得更加精确，从而在交流时可以给出更多的信息。
（3）科学的测量应力求精确，因而要多次测量求其平均值。
（4）记录测量结果时应使用标准计量单位，标准计量单位有哪些呢？
课件展示：
长度 米（m）
质量 千克（kg）
体积 升（L）
面积 公顷（hm2）
能量 焦（J）
师
通过前面知识的学习，我们理解了实验设计的重要性。那么，我们该如何进行实验设计呢？
　板　书：（三）收集数据与分析数据
学生活动：阅读文本相关内容，讨论上述问题。
师
（1）把分类、观察或测量得到的内容如实地记录下来的过程称为数据收集。
（2）再运用数学知识（如统计学方法）整理、分析、归纳各种数据，可能会发现事物的内在规律，得出独到的见解，并通过实验报告的形式与他人交流。
例如，斯巴兰扎尼通过4组实验，认真收集实验过程中的各种数据，在分析数据的基础上得出，只要密封肉汤并长时间加热煮沸便能杀灭全部微生物，就不会有生命自然发生的结论。
师
在任何时候，安全总是第一位的，生命科学实验也不例外。那么，我们该如何安全地开展生物实验呢？
　板　书：（四）安全实验
学生活动：阅读文本相关内容，讨论上述问题。
课堂小结
（1）科学实验需要确保实验安全。
（2）只有安全理解并能自觉遵守实验安全守则才能确保实验安全。
例如：①使用护目镜、实验围裙或外套等是实验穿着的规定；②在实验中试管口切勿朝向自己或他人等是加热及用火安全的规定；③不要随意把化学药品倒进水槽中等是化学药品安全使用的规定；④安全使用锐器和实验用动植物；⑤安全进行野外观察或实验等。
板书设计
二、像科学家一样实验：科学实验
（一）观察
（二）测量
（三）收集数据与分析数据
（四）安全实验
活动与探究
“在污染的水域与清洁的水域中，动植物的种类有什么不同”的活动建议。
探究原理：目前，工业污染和生活废弃物导致许多水域遭受严重污染，使得这些水域的生物多样性受到严重破坏，通过调查，使学生通过亲历科学探究的过程，掌握科学探究的基本技能与方法，感悟生命科技与社会生产、生活的紧密联系，更热爱科学，关注社会发展，爱护家园。　　
探究步骤：
1.课题准备
①了解所给的背景资料，明确实验设计方向。
②学生分组：分组原则在兼顾学生兴趣、便于开展工作的前提下，应进行各种学习类型的活动者之间的分组搭配。
③确定子课题：为了尽可能减少学生的重复性劳动，教师再将该课题分成若干子课题，例如：养殖水体、天然湖泊、池塘、化工厂附近水域、运河、公园水域等。
④学生选择子课题：学生可以根据自己的兴趣爱好、熟悉情况等选择一项子课题。根据每个子课题所报名的学生人数，由学生推选组长，并进行适当分工。
⑤学生寻求获取帮助
途径：学生可以从教师、父母、亲戚朋友那里寻求帮助。
帮助内容：进行社会调查和收集资料的渠道，如养殖水体、天然湖泊、池塘、化工厂附近水域、运河、公园水域的名称、坐落地点。
注意：教师在提供帮助时不要把所有的信息都提供给学生，因为活动的结果不是目的的全部，我们更应关注活动过程中学习者的发展。
2.确立研究方案与时间：进行课题调查研究之前，每个子课题组应设计一个大致的调查方案，以便减少调查的盲目性；为了及时进行总结交流，我们可以统一规定社会调查完成的时间(如一个月)。
3.社会调查的开展：略。
4.信息分析、撰写课题报告：调查完毕，应及时组织学生整理资料等，并完成子课题的调查报告。报告的形式可以不作统一规定，以鼓励学生发挥自己的聪明才智。例如文字报告、图片、照片、录像网页等形式。
5.课题报告的交流和展示：可以根据本校的条件自行安排。如出黑板报、举办报告或展览、召开小型“新闻发布会”或小型“学术报告会”等。
6.组织学生交流调查研究的收获体会、获得信息的方法、调查研究中克服困难的办法等。
习题详解
1.提示：教师可以指导学生从实验目的、实验原理、实验器材、实验步骤、实验结果以及实验结论等方面来比较雷迪与巴斯德实验设计的异同，让学生学会科学的比较方法。在指导学生说出两人在挑战“自然发生说”上所作的贡献时，教师要让学生了解科学的研究方法是长期科学实践的产物，各个科学家的长期的不懈努力才会使得科学不断发展。
2.提示：教师可以让学生联系自己的生活，让学生学会观察自己的周围世界，并和自己已经学习的生活世界相联系起来，从而产生所需要探究的问题。然后按照科学研究的一般过程，先提出一个需要探究的问题，并提出假设，然后设计一个实验。选择合理的器材进行实验，教师引导学生正确收集实验数据并分析，而后得出结论，将得出的结论与实验预测进行比较。最后教师可指导学生写出一份报告，在一定范围内交流、展示。
第二章　细胞的化学组成
本章规划
在学习了第一章《生物科学和我们》后，让学生深刻体会到生物科学与人类健康等方面的密切关系，激发起学生对生物科学产生强烈的求知欲。从本章开始学习生物学的最基本知识——细胞化学的组成。
1.本章内容组成
本章共分两节，第一节是《细胞中的原子和分子》，第二节是《细胞中的生物大分子》。第一节主要讲述了组成细胞的原子、分子和细胞中的无机分子。第二节主要讲述了生物大分子的基本骨架和糖类、脂质、蛋白质、核酸等生物大分子的种类、结构及其在生命活动中的功能。
2.本章教材地位
自然界中的生物千姿百态，从结构上说，除病毒外生物体是由细胞构成的。细胞是生物体结构和功能的基本单位。要认识细胞，首先要了解细胞这个生命系统的物质组成。通过本章学习，学生不仅能获得关于组成细胞的原子和分子及原子是如何形成分子的知识，认识细胞的化学组成中无机分子和生物大分子的种类、结构和功能，同时也使学生在实验操作、科学探究、搜集信息、处理信息等方面的能力得到一定程度的训练和提高。这些知识和能力都为学生进一步学习后续章节内容打下扎实的基础。
本章内容是生物学的最基本知识，因此，本章内容与后续各章节有密切联系，是学好后续各模块各章节的基础。“分子与细胞”模块中第三章《细胞的结构和功能》、第四章《光合作用和细胞呼吸》、第五章《细胞增殖、分化、衰老和凋亡》都与本章知识有密切联系。“遗传和进化”模块中“减数分裂和有性生殖”“遗传的分子基础”等都联系到本章中有关蛋白质、核酸等知识。“稳态与环境”模块中的“生物个体的稳态和调节”“生态系统的稳态”等也都要以本章知识为基础。
3.本章在技能培养及情感、态度与价值观引导方面的作用
本章通过学习组成细胞的原子和分子以及组成细胞的无机分子和生物大分子，让学生从物质组成上认同生命的物质性，更深入地理解生命的本质。通过学习生物体的元素组成、来源，没有一种元素是生物体所特有的，使学生认同生物界在物质组成上的统一性，以及组成生物体物质的特殊性。本章中的“边做边学”栏目，设置了对淀粉、麦芽糖和蛋白质的鉴定活动内容。通过实验、观察等操作活动，培养学生正确使用实验器具进行生物学实验的操作技能，提高学生的生物科学素养。以“尝试鉴定脂肪”的课题研究为载体，不仅让学生学到了知识，更能让学生体验科学探究过程，发展学生科学探究的能力。在每一节后都提出了“继续探究”的内容和建议，或引导学生利用网络、期刊等多种媒体搜集有关生物学信息，或运用实验法探究某生物学知识，这些活动能有效地发展学生的科学探究能力，而且能使学生在情感、态度和价值观方面得到发展。结合“拓展视野”栏目，介绍中国利用太空条件进行蛋白质结晶的研究，合理灌溉等生物科学知识，让学生了解我国生物科技发展状况，激发学生的爱国情感，认同生物科学在社会发展中的价值。
教学重点：
1.组成细胞的原子和分子。
2.水和无机盐的存在形式及生理功能。
3.细胞中四种生物大分子的种类、结构和功能。
4.鉴定生物细胞中的糖类、脂肪、蛋白质实验。
5.生物大分子的基本骨架。
教学难点：
1.细胞的原子及原子形成分子。
2.鉴定生物细胞中的糖类、脂肪、蛋白质的实验。
3.氨基酸形成蛋白质的过程及蛋白质结构多样性的原因。
4.生物大分子的基本骨架。
课时安排：
第一节　细胞中的原子和分子　1课时
第二节　细胞中的生物大分子　5课时
第一节　细胞中的原子和分子
从容说课
本节内容主要包括：组成细胞的原子和分子，细胞中的无机分子两个部分。具体讲述了生物体的组成元素与地球上已发现元素之间的关系，说明组成生物体的化学元素并非生物所独有。接着介绍了原子的构成以及原子是如何形成分子的有关知识。然后，教材介绍了水和无机盐在细胞中的存在形式及其在生命活动中的重要意义。
原子是物质的基本单元，分子是由原子构成的。因此，原子的结构以及原子形成分子的知识，是学生进一步学习细胞中生物大分子的基础，也是学习后续各章节、模块的知识基础。
本节教材前一部分关于组成细胞的原子和分子知识是后一部分学习细胞中的无机分子的知识基础，所以组成细胞的原子和分子是本节的重点之一，虽然学生有一定的原子、分子的化学知识，但原子的结构、离子键、共价键、氢键等知识是十分抽象的，学生摸不着看不见，缺少感性认识作基础。这无疑增加了学生学习的困难。因此，可以用多媒体动画形象直观地模拟原子的结构以及离子键、共价键、氢键的形成过程，这对于帮助学生理解原子的结构以及原子形成分子的知识十分重要，从而有效地突破这个难点知识的教学。
水和无机盐的知识是本节教学的另一个重点。教学中可采取自主学习的形式，设计有关的讨论思考题让学生阅读有关细胞中水和无机盐的内容。从含量、存在形式和其在生命活动中的功能几方面自主地获得有关知识。教学中教师应注意与生活实际相联系，利用收集的生动丰富的素材，运用大量的事实，使学生对水、无机盐的功能获得深刻理解，这对学生后续学习细胞结构、代谢、调节、稳态等知识都有重要意义。
本节教材中共设置了1个“积极思维”、1个“继续探究”和1个“拓展视野”学习栏目。围绕“原子是怎样形成分子的”的积极思维活动，是新教材力图促进学生学习方式的变革，引导学生主动积极地去学习。教学中教师应引导学生认真阅读有关的事实，并辅以多媒体动画演示原子之间十分抽象的各种化学键的形成过程，创设讨论问题，让学生在讨论中合作学习，不断修正、提高、完善自己的认识和理解，真正实现自主性学习。结合教学内容，建议学生就Fe、Mn、Cu、Zn、Mo等微量元素和人体健康关系进行“继续探究”，是本教材的一个特色。教学中可指导学生以分组合作形式进行探究活动，从不同媒体渠道去收集有关资料，并进行知识整理、交流。这个学习栏目正体现了新课程所倡导的探究性学习的理念。
教学重点
1.组成细胞的原子和分子。
2.水和无机盐的存在形式及生理功能。
教学难点
细胞的原子及原子形成分子。
教具准备
青蛙胚发育过程的影像资料、地壳与生物细胞元素组成比较表、人体元素组成图表、原子结构及原子形成分子的Flash动画、水黾水面运动的影像资料、水分子间形成氢键的动画等。
课时安排
1课时
三维目标
1.举例说出构成细胞的原子和分子。
2.举例说出细胞中无机分子的功能。
3.通过“原子是怎样形成分子的”积极思维活动，培养学生的观察能力、图文信息分析归纳的思维能力。
4.通过利用网络或期刊等媒体收集细胞中某些微量元素和人体健康关系的资料的继续探究活动，培养学生利用多种媒体进行搜集生物学信息的方法。
5.通过学习细胞中原子和分子组成，深刻理解生命的本质，认同生命的物质性。
6.通过生物体组成元素与地壳的组成元素比较，认识生物界在物质组成上的统一性。

教学过程
导入新课
教师利用多媒体展示青蛙从一个受精卵开始经过细胞分裂、分化逐渐发育成一个蝌蚪的过程。教师结合上述情境指出，蝌蚪和绝大多数生物一样，都是由细胞组成的，细胞是组成生物体结构和功能的基本单位。细胞之所以能作为生物体结构和功能的基本单位，这与细胞的化学组成有密切关系，研究细胞的化学组成，首先从组成细胞中的原子和分子开始。
推进新课
　板　书：一、细胞的原子和分子
教师呈现问题情境：利用多媒体呈现农民在玉米田间劳动情景。
师
人和玉米分别含有哪些元素？判断的依据是什么？
（教师可启发学生从人和玉米所含物质、生长所需营养等角度去分析判断）
生甲
人和玉米都含有H、O，因为两者都含有水。
生乙
都含有C、O，因为两者都进行呼吸，产生二氧化碳。
生丙
都含有N，因为玉米生长需消耗大量尿素等化肥，人吃玉米。
……
(教师应注意组织好学生讨论，科学合理的说法都应积极肯定)
师
根据科学家的研究，人和玉米是由多种化学元素组成。（出示玉米和人体化学元素的对比表投影片）
玉米和人体的化学元素组成（质量分数/%）
元素 玉米 人体 元素 玉米 人体
O 44.43 14.62 Si 1.17 0.005
C 43.57 55.99 Cl 0.14 0.47
H 6.24 7.46 Al 0.11 -
N 1.46 9.33 Fe 0.08 0.012
K 0.92 1.09 Mn 0.004 -
Ca 0.23 4.67 Na - 0.47
P 0.20 3.11 Zn - 0.01
Mg 0.18 0.16 Rb - 0.005
S 0.17 0.78
生
从玉米和人体化学元素的对比表可得到什么结论？
师
（1）组成生物体的化学元素大体相同。
（2）在相同生物体内，各种化学元素的含量相差很大。
师
人和玉米的化学元素组成中，实际上除了表中所列9种元素外，还有Si、Cl、Al、Fe、Na、Zn……据统计，在生物体细胞内至少可以找到62种元素。地球上天然存在的元素有90多种。（出示地壳和生物细胞元素组成比较表）
师
从地壳和生物细胞元素组成比较表中可以说明什么？
生
组成生物体的化学元素中，没有一种是生物所特有的，说明了生物界与非生物界的统一性。
学生活动：阅读教材P12表2-1一项关于“硒与克山病相关性”研究的记录表。
师
克山病是一种原因不明，以心肌细胞变性、坏死为主要疼痛特征的地方性心肌病，1935年首先发生于黑龙江省克山县，故名克山病。该病病因至今不明，经过几代人大量研究，目前病因研究主要集中到生物地球化学病因及生物病因两大方面。
师
（1）从表中可得到什么结论？
（2）硒在无机自然界是否存在？
生
（1）表中数据说明人体缺硒与克山病有明显关系。
（2）硒是无机自然界中所含有的一种化学元素。
师
组成生物体的各种物质的基本单元是原子，原子的结构是如何构成的呢？（教师利用多媒体呈现H、C、O、Na、Cl这几种原子的结构图）
师
原子是由原子核和外围电子构成，原子核又是由中子和质子构成。每一种元素的原子核中都带有固定数量的质子。
师
观察H、C、O、Na、Cl五种原子结构思考下列问题：
（1）这五种原子中质子数、中子数、电子数分别是多少？
（2）每一种原子的质量数与原子核中质子数和中子数是什么关系？
（3）正常原子从整体上看为什么呈电中性？
学生活动：阅读教材P12相关段落，并观察五种原子结构图后讨论回答。
（1）H、C、O、Na、Cl的质子数分别是1、6、8、11、17,中子数分别是0、6、8、12、20,电子数分别是1、6、8、11、17。
（2）每一种原子的质量数等于其原子核中质子数和中子数之和。
（3）原子核外围绕有电子，每一个电子带一个单位负电荷，而一个质子带有一个单位正电荷，带正电的质子数与核外电子数相等，所以整体上原子呈电中性。
师
原子是怎样形成分子的呢？
学生活动：阅读教材P13提供的事实。
教师创设问题情景：利用多媒体动画展示钠原子和氯原子形成氯化钠分子的过程。
师
氯原子和钠原子之间通过什么键形成氯化钠分子？如何形成？
生
离子键，钠原子失去一个电子成为正离子，氯原子得到一个电子形成负离子，正负离子之间产生静电作用而形成离子键。
教师活动：利用多媒体动画展示氢原子和氧原子形成水分子的过程以及水分子与水分子之间相互作用形成氢键的过程。
师
（1）一个水分子中H和O原子之间通过什么键形成水分子？
（2）水分子之间通过什么键相互作用而连在一起？
生
（1）水分子中H和O之间形成共价键。
（2）水分子之间形成氢键。
师
水分子是由H和O原子组成的。原子一般通过各种化学键的作用形成分子，除了一些稀有气体和单质金属等以单原子状态存在外，分子一般由两个或两个以上原子构成。细胞中的水和无机盐就是由相应的原子所形成的无机分子。
教师提出阅读提纲：
（1）水和无机盐在细胞中含量占多少？
（2）水和无机盐在细胞中分别以什么形式存在？
（3）水和无机盐在细胞生命活动中有什么生理功能？
学生阅读教材P14～P15思考、讨论并回答上述问题：
（1）水分占细胞总质量的60%～90%，无机盐约占细胞总质量的1.5%。
（2）水在细胞中以自由水和结合水两种形式存在，无机盐常以离子形式存在。
（3）水的生理功能有：水是良好溶剂，运输作用，参与细胞内代谢作用，提供生化反应环境，结合水是细胞结构的重要成分。无机盐的作用：细胞组成成分；参与细胞各种生命活动。

课堂小结
提出讨论问题：
（1）水黾为什么没有下沉？
（2）水面张力如何产生？
学生阅读教材讨论后回答：
（1）水黾依靠水面张力而在水面自由运动不下沉。
（2）水分子之间形成氢键使水面张力增强。
教师活动：利用多媒体演示水分子之间通过氢键结合的过程。
师
举例说明生物体因哪种无机盐过多或缺少而产生什么病症？
生甲
缺钙引起抽搐、软骨病。
生乙
钙盐过多引起肌无力。
生丙
缺铁引起缺铁性贫血。
生丁
缺碘引起地方性甲状腺肿、呆小症。
……
板书设计
第二章　细胞的化学组成
第一节　细胞中的原子和分子
一、组成细胞的原子和分子
二、细胞中的无机分子

活动与探究
探究题目：人体细胞中某些微量元素与人体健康关系
方法与步骤：
（1）全班学生分成若干合作探究小组，每组3～4人，每组设一名召集人。
（2）各小组分工合作，通过网络、报刊、图书、影像资料等多种途径收集有关人体细胞中某些微量元素与人体健康关系的资料并作好记录。
（3）各小组汇总收集到的资料并进行讨论整理，确定一名，将研究结果写成一份研究报告。
结果与交流：
教师组织全班进行交流汇报，各小组汇报研究结果。
习题详解
1.解析：组成细胞的化学元素中Zn、Fe、Cu等含量很少，属于微量元素。
答案：D
2.解析：组成细胞的各种元素都来源于自然界，但同一种化学元素在不同细胞中含量不同，细胞中某种元素的含量是由生命活动的需要决定的。
答案：C
3.解析：原子之间通过化学键形成分子，原子之间通过共用电子对形成的化学键叫共价键
答案：A
4.解析：炎热夏季，植物蒸腾作用加强，失水萎蔫，这部分水是植物体内的自由水。
答案：B
5.解析：I是人体甲状腺激素的组成元素。
答案：B
第4课时　制作真核细胞模型
教学过程
导入新课
课前了解各小组制作真核细胞模型的情况，选择并展示几个小组制作成功的细胞模型并让学生作简要说明，教师作适当的点评和肯定，从而引入新课。
推进新课
　板　书：三、制作真核细胞模型
师
真核细胞包括动物细胞、植物细胞等，制作真核细胞模型，就必须十分明确动物细胞、植物细胞等真核细胞的结构与区别。
师
（1）动植物细胞的结构包括哪几部分？
（2）植物细胞与动物细胞相比有什么不同点？
生
（1）动植物细胞的结构包括细胞膜、细胞质和细胞核，细胞质中含有线粒体、内质网、核糖体、高尔基体、中心体等细胞器。
（2）植物细胞具有细胞壁、叶绿体、大液泡，低等植物还具有中心体。
师
进行实验制作前，必须先进行实验方案的设计，根据课前制作细胞模型的体会，讨论选用什么材料制作细胞的各部分结构比较合适呢？
师生共同讨论归纳：建立模型时，可选用：
细胞壁——合适的塑料包装，如果冻外包装壳等。
细胞膜——冰箱用的保鲜膜等。
细胞质——琼脂、明胶或凉粉等。
细胞核——荔枝核等。
细胞器——彩色橡皮泥或面团捏制，也可选绿葡萄、直径为2 mm的塑料吸管等。
师
细胞作为基本的生命系统，其结构复杂而精巧，各组成部分之间分工合作，使生命活动协调有序地进行。因此，制作时要注意保证各部分结构的大小比例协调。据测量，大多数动植物细胞直径约100 μm，细胞核直径为5～10 μm，线粒体直径为0.5～1 μm，长度为2～3 μm，中心粒直径为0.2～0.4 μm，核糖体最小。
（教师课前准备实验材料：琼脂或明胶、果冻外包装壳、保鲜膜、荔枝核、彩色橡皮泥、直径约2 mm的塑料吸管、大头针若干等等）
教师指导：
（1）根据比例先制作好各种细胞器等结构。
（2）把一包无色的明胶溶解在温水中，再把它倒进一个长方形盒子（模拟植物细胞）或一个圆形盒子（模拟动物细胞）。
（3）将制作好的各种细胞器、细胞核在明胶凝固前插进明胶里。
学生实验：4人一组，小组讨论并决定模拟制作动物细胞还是植物细胞的亚显微结构模型，然后，分工合作制作细胞各部分结构，再进行组装。
学生展示模型，并交流制作的体会，说出细胞各部分功能。
师
（1）细胞中各部分结构之间有什么联系？
（2）每一种细胞的各部分结构是否都相同？
课堂小结
（1）细胞中各部分结构之间在形态、结构和功能上各不相同，每一种结构都与其功能相适应，各种结构之间相互联系、相互依存，从而构成一个整体，细胞才能正常地完成各种生命活动。
（2）每一种细胞功能不同，其细胞结构也不相同。
板书设计
三、制作真核细胞模型
细胞：直径100 μm
细胞壁——塑料包装
细胞膜——保鲜膜
细胞核：直径5～10 μm——荔枝核
细胞质——琼脂
线粒体：直径0.5～1 μm，长2～3 μm——红色橡皮泥
内质网——橘黄色橡皮泥
高尔基体——棕色橡皮泥
中心体——塑料吸管
核糖体——粉色橡皮泥
活动与探究
探究课题：植物叶片的颜色是由液泡中色素还是叶绿体中的色素决定的？
方法与步骤：
（1）每2人一组，可选新鲜菠菜或青菜叶片或其他植物叶片为材料。
（2）用镊子撕取叶的表皮，制作临时玻片标本。
（3）采用徒手切片法，制作叶片横切面的临时玻片标本。
（4）利用显微镜比较观察叶片表皮临时玻片标本和叶片横切面的临时玻片标本。
分析与结论：本小组研究的是什么植物？叶片表皮细胞与叶肉细胞分别呈什么颜色？这说明了什么？
结果与交流：各小组在班级中就实验体会、结果以及发现的问题进行交流和讨论。
习题详解
1.解析：蓝藻细胞是原核细胞，没有细胞核、叶绿体和线粒体，动植物细胞和原核细胞含有核糖体。
答案：C
2.解析：胰岛素是蛋白质，在核糖体上合成，再由高尔基体加工形成分泌物，分泌到细胞外，线粒体提供能量。
答案：C
3.解析：根毛细胞、表皮细胞和筛管细胞都不含有叶绿体，叶肉细胞含叶绿体。
答案：A
4.解析：线粒体和叶绿体都具有双层膜，都含有DNA，但它们的功能不同，因此，所含酶也不同。原核细胞中都不会有这两种细胞器。
答案：C
5.解析：本题考查对植物细胞和动物细胞亚显微结构和功能的知识。观察比较这两个图形，可见左图细胞具有细胞壁、叶绿体和液泡，这是植物细胞所具有的结构，右图细胞不具有这些结构，据此判定该细胞是植物细胞，右图细胞是动物细胞。是高尔基体，它与植物细胞壁形成有关。中心体是动物细胞所具有的细胞器。线粒体是生活细胞进行有氧呼吸和形成ATP的主要场所。细胞核是细胞遗传物质储存和复制的主要场所。
答案：（1）植物　③　细胞壁　④　叶绿体　⑤　液泡　高尔基体　细胞壁
（2）动物　??　中心体　??　线粒体　呼吸作用
（3）储存　复制
（4）（略）
6.解析：氨基酸是蛋白质的基本组成单位，此实验过程中，放射性氨基酸首先在核糖体上大量积累，说明这些氨基酸正参与合成蛋白质，继而在内质网中出现，且数量不断增多，说明合成的蛋白质不断进入内质网，因为内质网有运输蛋白质到达高尔基体等细胞结构的重要功能。培养液中含有核糖体和内质网完成其功能所需要的物质和条件，所以培养液相当于细胞质基质。
答案：（1）核糖体是蛋白质合成的场所
(2）内质网与蛋白质的合成有关，是蛋白质的运输通道
（3）细胞质基质 第三节　细胞呼吸
从容说课
细胞呼吸是生物体的重要生理活动，是生命的基本特征之一。这部分知识既与植物的光合作用有密切联系，同时又与后续内容密不可分，因此本节内容起到承前启后的作用。
《细胞呼吸》一节主要分为细胞呼吸产生能量、细胞呼吸的过程（有氧呼吸、无氧呼吸以及二者的区别）、细胞呼吸原理的应用。
关于细胞呼吸产生能量，本节首先在学生学习了初中生物学的基础上，创设了“汽车奔驰需要燃烧汽油提供能量，那么生物体的生命活动的能量从何而来”的问题情景，引导学生通过分析呼吸作用与物质燃烧的异同点等问题，进入本节的学习，进而提出了细胞呼吸的概念。由于学生在初中阶段学习过有关绿色植物和人体的呼吸作用以及细菌、真菌与食品制作的关系等基础知识，所以，教材一开始就将概括性很强的细胞呼吸定义呈现给学生，教学过程中可以通过对文本中表格的分析，加强学生对于“不同生物的细胞呼吸速率是不同的”理解。
关于细胞呼吸的过程，教材分为有氧呼吸、无氧呼吸以及二者间的比较。
（1）关于“有氧呼吸原理和大致过程”，教材在遵循科学准确的原则下，利用“细胞呼吸”的图群，力求形象、生动地描述有氧呼吸的过程。在教学过程中，建议加强对文本中“细胞呼吸”的图群的阅读以加强对于细胞有氧呼吸的理解，有条件的学校建议合理运用多媒体辅助教学手段，帮助学生建立细胞有氧呼吸的模型，通过物质转变与能量转换两条主线，理解在细胞有氧呼吸的场所、条件、原料、过程、产物以及产物去向等过程。
（2）关于“无氧呼吸的过程与原理”，教材首先通过“细胞呼吸是否都需要氧的参与”这个问题，以酵母菌为材料，设计了一个探究其呼吸方式到底有几种的实验，从而引出细胞无氧呼吸的概念。对于细胞的呼吸过程，文本相对简化。对于“以酵母菌为材料，设计了一个探究其呼吸方式到底有几种”的实验，探究的难度比较大，学生一般对其中某些原理和检测产物的方法不甚了解，所以，教材对提出问题和设计实验这两个步骤提供了必要的参考案例和参考资料。需要说明的是，教材通过这个探究实验，还介绍了什么是对比实验。关于无氧呼吸的定义，教材提出让学生在学习了有关内容后，参照有氧呼吸的定义进行归纳和概括，以加深学生对知识的理解，同时也有助于培养学生主动参与学习的态度和用准确而简明的科学术语进行归纳和概括的能力。
（3）关于“有氧呼吸与无氧呼吸的比较”，文本主要通过图群提供直观印象，然后通过列表比较二者间的主要区别，教学中建议适当引导学生对二者间的联系进行分析。教学过程中在加强对文本中相应图群阅读的基础上，有条件的学校可以设置多媒体辅助教学手段，帮助学生理解有氧呼吸与无氧呼吸在场所、酶、产物以及释放能量多少方面的区别以及与某些过程的联系。教材的最后对无氧呼吸的意义进行了阐述。
（4）关于细胞呼吸原理的应用，教材采取了引导学生分析有关资料和通过讨论及补充相关实例的形式，使学生理解其原理在日常生活和工农业生产中的应用，并培养学生根据相关科学原理举一反三地联系实际的能力。通过要求学生举例说出呼吸作用的原理在生产上的应用，进一步使学生了解绿色植物与人类生活的联系，有利于引导学生进行研究性和创造性的学习，并加强生物学与生产和生活实际的联系，开阔学生的视野。
本节共设置了1个“积极思维”、1个“放眼社会”、1个“评价指南”、1个“继续探究”、1个“走近职业”、1个“拓展视野”。教师可根据各种活动特点，合理运用教学策略，组织学生开展活动。另外，本章有5个重要的图群：有氧呼吸过程中能量的释放图、细胞有氧呼吸与无氧呼吸示意图；图片4张，酵母菌呼吸实验示意图、工业发酵罐实物图等；此外还有表格2张，函数图2张。教师可根据图的特点合理展示图片，图文结合，帮助学生理解相关知识。
最后我们建议学生利用图书馆、网络或其他媒体手段，收集有关细胞在社会、生活中的应用的信息，并做成课题研究报告，进行班级内部交流，或在网上展示。
教学重点
1.细胞呼吸的本质。
2.有氧呼吸与无氧呼吸的过程。
3.有氧呼吸与无氧呼吸的区别。
4.从生产实践的角度探讨细胞呼吸原理的应用。
教学难点
1.有氧呼吸与无氧呼吸的过程。
2.细胞呼吸原理的应用。
教具准备
细胞有氧呼吸与无氧呼吸过程的多媒体课件、细胞有氧呼吸与无氧呼吸区别的投影片、教师通过网络等途径收集的一组有关“细胞呼吸在生产实践中的应用”的信息。
课时安排
3课时

三维目标
1.说明细胞呼吸的本质，能对细胞呼吸与有机燃料的燃烧进行比较。
2.说明有氧呼吸与无氧呼吸的过程。
3.说出细胞的无氧呼吸与有氧呼吸的区别。
4.说出细胞呼吸原理的应用。
5.运用实验器材进行“影响酵母菌无氧呼吸的因素”的实验探究。
6.通过对“有氧呼吸的过程、细胞中有氧呼吸与无氧呼吸示意图”等图群学习，进一步提高图表对比分析能力以及运用恰当的生物学知识有效地表述图表、公式等提供的信息能力。
7.参与有氧呼吸与无氧呼吸的区别的比较讨论，形成综合分析问题的能力。
8.尝试探究“影响酵母菌无氧呼吸的因素”，探索影响酵母菌无氧呼吸的多种因素。
9.参与实验设计，懂得定性实验与定量实验之间的关系。
10.认同科学不仅要继承前人的科研成果，而且要善于吸收不同意见中的合理成分，还要具有质疑、创新和勇于实践的科学精神与态度。
11.认同科学、社会、技术相统一的思想（STS）。
12.通过亲历探究“影响酵母菌无氧呼吸的因素”的过程，培养学生严谨、求实、创新的精神。
13.通过小组学习过程中的合作与交往，培养学生的协作意识与交往的态度。
第1课时　细胞呼吸产生能量与细胞呼吸的过程（有氧呼吸）
教学过程
导入新课
课件展示：
（1）寒冷冬季的一个夜晚，一群人围在一堆篝火旁取暖。
（2）某现代化啤酒生产企业，利用发酵工程技术大量生产啤酒。
（3）某同学因10 000米长跑以后，觉得筋疲力尽。
（4）一片果园内的果树因遭受水淹而正在慢慢萎蔫，并不断有果树死去。
（5）农民经常要锄田，因为这样可以提高作物的产量。
（6）汽车在飞快地奔驰，同时不断地消耗着汽油，一些尾气正从其排气管中被排出。
师
上述问题的中心问题是什么？能否从中选出与其他不同的资料？并论述你的依据。
学生活动：学生自主思考，列出观点。
生甲
上述问题的中心是能量问题。
生乙
（1）（6）谈的是非生物的能量问题，而其他资料谈论的是生物体内的能量问题。
生丙
（6）谈论的是环境污染问题。
……
师
我们今天选出一个问题来进行讨论，我们要讨论的问题是生物体内的能量供应问题——细胞呼吸。
师
我们知道，物质的燃烧需要氧气，发现这一现象的是法国化学家拉瓦锡。拉瓦锡还曾经把生物的细胞呼吸比作碳和氢的缓慢燃烧过程。那么，拉瓦锡的这一说法有道理吗？细胞呼吸能够像燃料燃烧那样剧烈吗？
推进新课
　板　书：一、细胞呼吸产生能量（一）细胞呼吸与有机物燃烧的不同点
生
不能。
师
为什么？
学生活动：学生思考、讨论。
师
细胞呼吸不能像燃料燃烧那样剧烈的原因是多方面的，例如：（1）如同我们生活的环境一样，细胞要生活在常温、常压下；（2）细胞内的酶促反应需要适宜的温度，假如呼吸作用像燃料燃烧那样剧烈的话，会在短时间内释放大量的能量，而导致温度急剧升高，从而导致酶变性失去活性；（3）同时也会导致大量的能量浪费，因为细胞内的ADP与ATP的量有限，大量的能量在短时间内释放，不能及时转移到ADP内以合成ATP，造成生物体细胞内的能量浪费。
师
生命活动的直接能源物质是什么？细胞中的主要能源物质是什么？动物细胞内储存能量的物质是什么？植物细胞内储存能量的物质是什么？生物体内储存能量的物质是什么？
生
生命活动的直接能源物质是ATP；细胞中的主要能源物质是糖类；动物细胞内储存能量的物质是糖元；植物细胞内储存能量的物质是淀粉；生物体内储存能量的物质是脂肪。
师
细胞的生命活动离不开能量，许多化学反应都需要耗能，那么糖类等能源物质是怎样被细胞利用的呢？储存在这些有机物中的能量是如何转移到ATP中的呢？
生
在细胞中应该有一个类似糖类等能源物质燃烧的过程，可以将糖类等分子中的能量释放出来，但又不伤及细胞。
　板　书：（二）细胞呼吸的定义
师
（1）在生物细胞内，糖类等有机物中储存的能量是逐步地、缓慢地被释放出来的，除了一部分以热量形式向外界释放以外，还有一部分能量被转移到ATP中，随时地被细胞利用于各种生命活动过程。
（2）科学家经过研究发现，在细胞中的确存在这样的过程，这就是细胞呼吸。
（3）细胞呼吸主要指糖类、脂质与蛋白质等有机物，在生物活细胞内氧化分解为水和二氧化碳，或者分解为不彻底的氧化产物，同时释放能量的过程。
（4）细胞呼吸不同于有机物在体外被燃烧氧化的另一个特点，是有机物在细胞内多种酶的催化作用下，被逐步分解，因为能量是被逐步释放的，因而没有剧烈的发光、发热的现象。
师
“细胞呼吸”与我们通常了解的“呼吸运动”是一回事吗？
学生活动：回忆人体呼吸的过程，试图比较“呼吸运动”与“呼吸作用”的不同，并尝试与他人交流自己的观点。
师
（1）其实“细胞呼吸”并非我们学习过的“呼吸运动”。我们熟悉的“呼吸运动”也就是所谓的肺通气，是指人和动物体通过呼吸肌的运动使得胸廓、膈肌收缩或扩张，以改变胸廓容积，最终改变胸廓内的压强，从而达成与外界进行的气体交换过程。
（2）而“细胞呼吸”是指糖类、脂质与蛋白质等有机物，在生物活细胞内氧化分解为水和二氧化碳，或者分解为不彻底的氧化产物，同时释放能量的过程，通常也叫做“呼吸作用”。正是因为所有生物的细胞都具备这一功能，才能保证所有生物正常的生命活动。
（3）“呼吸运动”与“细胞呼吸”的现象和本质是有所区别的。
师生互动：教师引导学生阅读文本P61，并尝试对表格提供的信息进行分析。
生甲
表格中不同植物组织的细胞呼吸速率是在25 ℃条件下测得的，说明温度会影响细胞呼吸的速率，可能与温度影响细胞内呼吸酶的活性有关。
生乙
说明不同植物细胞呼吸的速率是不同的，可能与不同植物细胞内呼吸酶的种类不同有关。
生丙
表格中干种子的呼吸作用速率最小，可能与干种子细胞缺乏自由水有关。
……
　板　书：（三）细胞呼吸的实质
课件展示：
（1）在一个氧气充足的公园里，一个游园者正在慢慢散步，此时，该游园者体内的细胞利用氧将糖类等有机物氧化分解，产生二氧化碳与水，同时产生能量。
（2）一个优秀的中跑选手，在较短时间内跑完了400 m，此时，他体内细胞中的糖类等有机物在无氧条件下，被分解成为乳酸，同时产生能量。
（3）放置较长时间的苹果，散发出一股浓浓的酒香，我们发现苹果内的糖类被分解成为了酒精，在这个过程中，也产生了一些能量。
师
细胞呼吸一定需要氧气吗？气体的交换是细胞呼吸的本质吗？假如不是，那么细胞呼吸的实质又是什么呢？
生
细胞呼吸不一定需要氧气，如骨骼肌细胞在有氧与无氧条件下都可以进行细胞呼吸；因此，气体的交换并非是细胞呼吸的本质；细胞呼吸的实质是有机物的氧化分解，能量的释放和利用。
师
（1）有机物在体外燃烧时，其中储存的能量是一次性全部释放出来的，并且以光和热的形式表现出来。这就相当于放在高处的大石块，由于本身的重量和所在的高度具有了很大的势能。若石块从高处直接落下来，势能会迅速地转变成动能释放出来，产生强大的冲击力。而细胞的生命过程所需的能量需要不断地释放出来，需要随时补充给细胞。这就像放在高处的石块必须经过许多台阶缓缓滚动到最底层，将能量一点点释放出来一样，只有这样释放出来的能量才能被有效地、充分地利用。发生在细胞内的细胞呼吸无论是在有氧条件下还是在无氧条件下，其过程的进行均是如此。
（2）细胞呼吸是一个由多种酶参与催化，多步骤的过程。细胞呼吸通常是在有氧的情况下进行的，但是某些细胞也可以在无氧的环境下进行呼吸。在有氧条件下，细胞中的有机物会彻底氧化分解成为无机物，自然会放出有机物中全部的能量。无氧条件下，细胞中的有机物降解成为其他的相对简单的有机物，释放出一部分能量。
（3）总之，通过有机物的氧化分解，释放能量，被细胞利用，生命过程得以正常进行，这便是细胞呼吸的实质所在。
师
那么，你能否根据细胞呼吸的本质，来推断有氧条件下细胞呼吸的化学变化呢？
学生活动：尝试构建细胞有氧呼吸的模型，即：有机物+ O2CO2+H2O+能量。
师
下列细胞中，哪些细胞能进行细胞呼吸？你的依据是什么？
课件展示：
①导管细胞；②哺乳动物的红细胞；③人体的神经元；④造血干细胞；⑤骨骼肌细胞；⑥绿色植物的叶肉细胞；⑦酵母菌；⑧死亡的口腔上皮细胞；⑨大豆种子细胞。
生
其中，哺乳动物的红细胞、人体的神经元、造血干细胞、骨骼肌细胞、绿色植物的叶肉细胞、酵母菌、大豆种子细胞能进行细胞呼吸；因为这些细胞都是活细胞，活细胞生命活动需要能量，而通过细胞呼吸可以分解有机物释放能量，其中一部分能量转移到ATP中被用于生命活动。大豆种子的代谢速率很低，但是大豆种子细胞仍然具有活力，因而大豆种子细胞仍进行细胞呼吸，为大豆种子的生命活动提供能量。而导管细胞、死亡的口腔上皮细胞均为死细胞，不具有与代谢相关的酶，因而不能进行细胞呼吸。
师
那么细胞呼吸究竟是如何进行的呢？
　板　书：二、细胞呼吸的过程（一）有氧呼吸
师
细胞的有氧呼吸是细胞呼吸的主要类型，是生活细胞在氧气的参与下，把某些有机物彻底氧化分解，产生二氧化碳和水，同时释放能量的过程。
师
细胞呼吸是否一定要以糖类作为呼吸底物？可以以脂肪或蛋白质作为底物吗？为什么？
生
细胞呼吸不一定要以糖类作为呼吸底物；可以以脂肪或蛋白质作为呼吸底物，因为脂肪与蛋白质等其他的有机物（如乳酸、丙酮酸等）中也具有能量。
师
假如人体的骨骼肌细胞内以葡萄糖作为呼吸底物为例，进行有氧呼吸，那么其具体过程是怎样的？能否从有氧呼吸的场所、条件、原料、过程、产物以及产物去向来阐述细胞有氧呼吸的整个过程。
课件展示：
（1）通过展示骨骼肌细胞显微结构、线粒体亚显微立体结构、有氧呼吸第一、第二、第三阶段反应动画等情景，把学生带入真实场景，使学生学习兴趣高涨，并产生探究欲望。
（2）在对有氧呼吸中的物质转变、能量转化一步步推理、分析讨论后，再采用多媒体技术对有氧呼吸全过程进行剖析讲解，以有氧呼吸中的物质转变与能量转化为两条主线，以同位素示踪技术为研究手段；以有氧呼吸第一、第二、第三阶段的反应为时间先后顺序，以细胞质基质、线粒体为空间先后顺序，系统地分析葡萄糖分解形成丙酮酸、丙酮酸氧化、还原态氢（［H］）的氧化等生理过程。从细胞是一个统一整体的概念出发，提出了控制有氧呼吸过程的信息流的概念；从能量转化与守恒的角度出发，让学生探究储存在有机物中的能量如何释放，其中一部分能量是如何被逐步转移进入ATP的。在总结讨论阶段，可利用多媒体技术中的箭头指向物体表面是闪烁的效果，帮助学生提高对有氧呼吸第一、第二、第三阶段反应的场所、条件、原料、过程、产物以及产物去向等关键知识的理解。
学生活动：结合多媒体提供的信息，阅读文本P62中“有氧呼吸的过程”的图群，思考有氧呼吸第一、第二、第三反应阶段反应的场所、条件、原料、过程、产物以及产物去向。
师
细胞的有氧呼吸，假如以反应场所来看，发生于细胞的哪些部位？主要部位是什么？为什么？
生
细胞的有氧呼吸，发生于细胞质基质和线粒体；主要部位是线粒体；因为线粒体是细胞有氧呼吸的主要场所；高等生物细胞的有氧呼吸酶分布在线粒体中（只有类似硝化细菌的原核需氧型生物的有氧呼吸酶分布于细胞膜上）。
师
假如从反应的步骤来看，细胞的有氧呼吸主要可以分为几个阶段？分别是哪几个阶段？每一个阶段的反应场所、条件、原料、过程、产物以及产物去向是怎样的？
生
细胞的有氧呼吸主要可以分为三个阶段；第一阶段是葡萄糖在细胞质基质中被分解形成丙酮酸（糖酵解）阶段；第二阶段是丙酮酸在线粒体中被分解阶段；第三阶段是［H］和氧结合生成水，释放大量能量的阶段。（见右图）
（图中的①②③表示有氧呼吸过程的三个阶段）
有氧呼吸过程的图解
　1.有氧呼吸的第一阶段（葡萄糖在细胞质基质中被分解形成丙酮酸）
师
那么，你能否说出有氧呼吸第一阶段的反应场所、条件、原料、过程、产物以及产物去向呢？
生甲
反应部位是细胞质基质。
生乙
反应条件是细胞质基质的呼吸酶、ADP+Pi、适宜的温度与pH。
生丙
反应底物是葡萄糖（呼吸底物）。
生丁
反应过程是在酶催化下葡萄糖分解为丙酮酸。即：葡萄糖2丙酮酸+4［H］+能量（少量）（C6H12O62C3H4O3+4［H］+能量）
生戊
反应产物是丙酮酸、少量［H］和少量ATP（注：第一阶段释放少量能量，其中一部分能量以热量形式散失，另一部分能量转移到ATP中，可形成2ATP）。
生己
产物中，丙酮酸、［H］将被运入线粒体，而ATP可直接用于各项生命活动。
师
那么，你能否说出有氧呼吸第二阶段反应的场所、条件、原料、过程、产物以及产物去向呢？
2.有氧呼吸的第二阶段(丙酮酸在线粒体中被分解形成二氧化碳和［H］)
生
有氧呼吸的第二阶段反应
（1）场所是线粒体的基质。
（2）条件是线粒体内的有氧呼吸酶系统、ADP+Pi、适宜的温度与pH。
（3）反应底物是丙酮酸和H2O。
（4）反应过程是在线粒体有氧呼吸酶系统的催化下，丙酮酸和水彻底分解成二氧化碳和［H］。即2丙酮酸+6H2O 20［H］+6CO2能量（少量）（2 C3H4O3+6H2O 6CO2+20［H］+能量）。
（5）反应的产物有CO2、［H］、少量ATP（注：第二阶段也释放少量能量，其中一部分能量以热量形式散失，另一部分能量转移到ATP中，可再形成2ATP）。
（6）产物中，CO2离开线粒体，可以通过自由扩散出细胞膜，再通过血液循环至肺泡，最终通过气体交换而排出体外；在植物细胞内，则可以通过气孔进入大气，或进入叶绿体参与光合作用；［H］继续参与有氧呼吸的第三阶段反应；ATP直接用于各项生命活动。
学生活动：学生在教师的指导下自主分析有氧呼吸第三阶段的反应场所、条件、原料、过程、产物以及产物去向。
3.有氧呼吸的第三阶段（［H］和氧结合生成水，释放大量能量的阶段）
（1）发生部位：细胞线粒体内膜上。
（2）条件：线粒体内的有氧呼吸酶系统、ADP+Pi、适宜的温度、pH与O2。
（3）反应底物：［H］和氧。
（4）反应过程：在线粒体内有氧呼吸酶的催化下，前两阶段释放的［H］和O2结合生成水，同时释放大量能量，一部分能量以热量形式散失，另一部分形成34个ATP。即：
24［H］+6O2 12H2O+能量（大量）。
（5）产物：水和34个ATP。
（6）产物去向：ATP直接用于各项生命活动；而水亦可参与其他的生命活动（如继续参与细胞呼吸、蛋白质水解等，在植物体内还可参加光合作用等生命活动）。
师
能否根据上述三个阶段推出有氧呼吸总反应式？
生
C6H12O6 2C3H4O3+4［H］+能量（少量）
2C3H4O3+6H2O 6CO2+20［H］+能量（少量）
有氧呼吸总反应式：C6H12O6+6H2O+6O2 6CO2+12H2O+能量（大量）
（注：以C6H12O6为例，其他有机物也可以通过细胞呼吸）
课堂小结
师
能否对有氧呼吸的第一、第二、第三阶段进行列表分析？（教师利用多媒体呈示以下表格）
比较项目 有氧呼吸第一阶段 有氧呼吸第二阶段 有氧呼吸第三阶段
发生部位
条件
反应底物
反应过程
产物
产物去向
　学生活动：根据表格自主分析、比较。
〔注：在细胞的有氧呼吸教学中，一定要让学生理解有氧呼吸的中间过程和中间产物，有条件的学校可以根据学生理解和接受能力的情况，将有氧呼吸的主要过程（三羧酸循环）较详细地介绍给学生，便于学生理解〕
师
细胞有氧呼吸时，假如以C6H12O6作为底物，共释放2 870 kJ的能量，可以形成38个ATP。每形成一个ATP可以储存多少能量？细胞有氧呼吸的产能效率是多少？已知内燃机的产能效率是15%～25%，二者相比，谁的产能率更高？
生
每形成一个ATP可以储存30.54 kJ能量；细胞有氧呼吸的产能效率高于内燃机的产能效率，高达40%。

板书设计
第三节　细胞呼吸
一、细胞呼吸产生能量
（一）细胞呼吸与有机物燃烧的不同点
（二）细胞呼吸的定义
（三）细胞呼吸的实质
二、细胞呼吸的过程
（一）有氧呼吸
1.有氧呼吸的第一阶段（葡萄糖在细胞质基质中被分解形成丙酮酸）
2.有氧呼吸的第二阶段(丙酮酸在线粒体中被分解形成二氧化碳和［H］)
3.有氧呼吸的第三阶段（［H］和氧结合生成水，释放大量能量的阶段）
第3课时　细胞核
教学过程
导入新课
利用多媒体介绍英国科学家维尔莫特首次用羊的乳腺细胞核注入到另一个已吸出细胞核的卵细胞中，形成的融合后的卵细胞分裂形成早期胚胎，把这个胚胎移植到第三只母羊子宫内，140多天后，生下了一只小母羊多利，它与原来提供细胞核的母羊几乎相同，这就是世界上第一只克隆羊。显示多利羊及提供细胞核的母羊的图片。
教师设疑导入新课：为什么克隆羊多利与提供细胞核的母羊几乎相同呢？
推进新课
　板　书：（四）细胞核
教师活动：展示动植物细胞亚显微结构图。
学生活动：阅读教材P37图3-11，认真观察动植物细胞亚显微结构图。从中指认出细胞核。
教师活动：多媒体显示细胞结构模式图，要清晰显示出核膜（双层膜）、核孔、核仁、染色质等结构。并让学生指认出核膜、核孔、核仁、染色质等。
师
（1）核膜由几层膜构成？核孔有什么功能？
（2）核仁有什么功能？
（3）染色质的化学成分是什么？它与染色体是什么关系？
学生阅读教材P36细胞核部分内容，讨论后回答：
（1）核膜由两层膜组成，核孔是细胞核和细胞质之间进行物质交换的通道，如蛋白质和DNA等。
（2）核仁与核糖体形成有关。
（3）染色质主要由DNA和蛋白质组成。染色质与染色体是同一种物质在细胞不同时期的两种表现形态。
教师活动：利用多媒体动画演示在细胞分裂过程中染色质和染色体周期性动态变化过程。并指出DNA主要分布于细胞核中，它能通过复制传给后代，从而使生物能保持遗传特性的稳定。
课件展示：
遗传物质储存和复制的场所，细胞遗传特性和细胞代谢活动的控制中心。
教师活动：利用多媒体显示变形虫，并讲述。变形虫是一种单细胞原生动物，生物学家将变形虫细胞核取出，分别单独培养无细胞核部分和只含细胞核部分。结果：无细胞核部分培养一段时间后死亡，若重新植入细胞核后，又恢复生命活动；而只含有细胞核的部分不能培养。
学生观察分析讨论：以上现象说明了什么？
课件展示：
细胞是一个有机的统一的整体，细胞只有保持完整性，才能正常地完成各种生命活动。
边做边学：使用高倍显微镜观察细胞结构
教师演示并写出：
（1）制作黑藻临时玻片标本：黑藻植株镊取一片小叶展放于载玻片加盖玻片。
（2）高倍镜的使用：先用低倍镜观察，使观察物像在视野中央，转动转换器，换上高倍物镜，调节细准焦螺旋。
学生实验：按操作程序，认真操作，并绘图。
教师巡回指导:指导学生注意规范操作并强调：
（1）先使用低倍镜观察时应：对光放片低倍镜观察。
（2）镜筒下降时，眼睛要看着物镜，注意物镜与装片间的距离。
（3）切不可直接使用高倍镜。
学生讨论:
（1）细胞质中的叶绿体是不是静止不动的，为什么？
（2）实验前为什么要将黑藻放在光照充足、温度适宜的条件下培养1～2天？
师生讨论归纳:
（1）细胞质中叶绿体是不断运动的，因为活细胞中细胞质不停运动。
（2）在光照充足、温度适宜的条件下培养1～2天是为了黑藻代谢旺盛，细胞质流动较快，易观察。
学生实验：观察大白鼠胰腺的铁苏木精染色玻片标本，并绘图。
教师指导：注意识别线粒体的形态。
师
通过观察动植物的细胞结构及比较教材图3-10，比较动植物细胞结构有什么异同点。
课堂小结
动植物细胞结构的比较表
项　目 动物细胞 植物细胞
不同点 无细胞壁、叶绿体，有中心体 有细胞壁、叶绿体、大液泡，低等植物有中心体
相同点 都有细胞膜、细胞质、细胞核，细胞质中共有的细胞器是线粒体、内质网、核糖体、高尔基体等
课后作业：每2人一组，利用安全废旧物品，尝试制作动植物细胞模型。
教师活动：投影显示细菌结构模式图和动植物细胞亚显微结构模式图。
学生活动：观察、比较和讨论原核细胞与真核细胞有何区别？
师生共同归纳：
原核细胞与真核细胞的区别
项　目 原核细胞 真核细胞
细胞大小 较　小 较　大
细胞核 没有成形的细胞核，无核膜，无核仁，有拟核 有成形的细胞核，有核膜和核仁
细胞器 只有核糖体 含线粒体、叶绿体、内质网、高尔基体、中心体、液泡、核糖体等多种细胞器
细胞壁成分 糖类和蛋白质组成 纤维素、果胶组成
板书设计第5课时　核酸的结构与功能、生物大分子的骨架
教学过程
导入新课
利用多媒体展示某一刑事案件背景，警察从犯罪现场发现了非受害人的一根头发，运用现代生物技术手段——DNA指纹法，很快找到了犯罪嫌疑人，并破获案件。
师
人的细胞中含有DNA，而每个人的DNA都不完全相同，因此，通过分子生物学方法显示出来的人的DNA模样就会因人而异，人们就可以像指纹那样分辨人与人的不同了，这也就是DNA指纹一词的由来。
生
（1）为什么利用DNA可以提供犯罪嫌疑人的信息？
（2）DNA鉴定技术还可以在哪些方面应用？
师生共同讨论：
（1）DNA是人的遗传物质，每个人的DNA都有所不同，因此，从犯罪现场发现的头发、血液等，都能提取到DNA，从而能提供犯罪嫌疑人的信息。
（2）DNA鉴定技术还可应用在亲子鉴定、一些灾难事故中遗体的鉴定等。如在印度洋海啸中我国就派出了DNA鉴定专家组支援有关国家的灾后救援工作。
推进新课
　板　书：四、核酸的结构与功能
师
核酸是细胞中的一类重要生物大分子，它可以分为脱氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA）两类。那么核酸是由什么物质组成的呢？化学上常运用降解法研究物质的组成，人们研究发现核酸的降解产物是核苷酸，将核苷酸进一步降解可生成一分子含氮碱基、一分子五碳糖和一分子磷酸。
生
（1）酸的基本结构单位是什么？
（2）画出组成核酸的基本结构单位的三种小分子物质连接示意图。
（3）组成核酸的基本元素有哪几种？
生
（1）核苷酸
（2）（学生板演）
（3）C、H、O、N、P
教师利用投影显示DNA分子的化学组成和RNA分子异同表。
师
DNA分子和RNA分子的化学组成有什么相同之处？有哪些主要的不同之处？
生
相同之处是组成核苷酸的磷酸相同，有三种碱基相同；主要不同之处在于：含有的五碳糖和一个碱基不同，DNA含有脱氧核糖而RNA含有核糖，DNA含有胸腺嘧啶而RNA中含有尿嘧啶。
学生活动：阅读教材P22事实1，讨论如何判断某样品核酸是DNA还是RNA？
生
测定样品核酸中碱基数目，若核酸中腺嘌呤与胸腺嘧啶相等，鸟嘌呤与胞嘧啶相等则为DNA，若不含胸腺嘧啶，而含有尿嘧啶则为RNA。
学生活动：阅读教材P22最后一段。
师
（1）DNA与RNA在细胞中分布有什么区别？
（2）不同生物的遗传物质是否相同？
（3）遗传物质有什么功能？
生
（1）DNA主要分布在细胞核内，RNA主要分布在细胞质内。
（2）绝大多数生物的遗传物质是DNA，少数病毒只含RNA，遗传物质是RNA。
（3）遗传功能是遗传信息的载体。
　板　书：五、生物大分子的基本骨架——碳链
教师活动：利用多媒体演示淀粉、脂肪、蛋白质、DNA分子结构示意图。
师
（1）四种生物大分子的基本组成元素有什么异同点？
（2）组成四种生物大分子的基本组成单位是否相同？
（3）四种生物大分子在结构上有的呈链状、分字、分支状或环状结构，形成这些结构主要依靠哪种元素？
生
（1）相同点是都有C、H、O三种元素，不同点是蛋白质还含有N等元素，核酸还含有N、P等元素。
（2）基本组成单位不同。
（3）主要依靠C原子。
师
C元素是组成生物体的主要元素之一，C原子含有6个质子、6个中子和6个电子。C原子可与多种原子结合，主要与C、H、O、N、S等结合。C与C之间结合形成不同长度的碳链，构成了有机物的基本骨架。
课堂小结
板书设计
四、核酸的结构与功能
五、生物大分子的基本骨架——碳链
活动与探究
探究题目：尝试鉴定生物组织中的糖类、蛋白质和脂肪。
材料用具：
1.实验材料：苹果或梨，马铃薯，花生种子，豆浆或其他自选材料。
2.仪器：双面刀片，试管（最好用刻度试管），试管架，试管夹，大小烧杯，小量筒，滴管，酒精灯，三脚架，石棉网，火柴，载玻片，盖玻片，毛笔，吸水纸，显微镜。
3.试剂：斐林试剂（甲液：质量浓度为0.1 g/mL的NaOH溶液，乙液：质量浓度为0.05 g/mL的CuSO4溶液），苏丹Ⅲ染液，双缩脲试剂（A液：质量浓度为0.1 g/mL的NaOH溶液，B液：质量浓度为0.01 g/ml的CuSO4溶液），体积分数为50%的酒精溶液，碘液，蒸馏水。
方法步骤:
1.实验材料、仪器和试剂的选择。学生每3人一小组，每小组从实验材料中选择其中一两种，预测其中含有哪些有机化合物，再选择所需要的仪器和试剂。
2.设计记录表格，记录预测结果，然后按照实验步骤进行检测，用“+”或“-”记录实测结果。
还原糖 淀粉 脂肪 蛋白质
对应表格内先填上预测结果，实验后再填上实测结果。
3.检测的方法步骤
（1）还原糖的检测和观察
①向试管内注入2 mL待测组织样液。
②向试管内注入1 mL斐林试剂（甲乙液等量混合均匀后再注入）。
③将试管放入盛有50～65 ℃温水的大烧杯中加热约2 min。
④观察试管中出现的颜色变化。
（2）淀粉的检测和观察
①用试管取2 mL待测组织样液。
②向试管内滴加2滴碘液，观察颜色变化。
（3）脂肪的检测和观察
方法一：向待测组织液中滴加3滴苏丹Ⅲ染液，观察样液被染色的情况。
方法二：制作子叶临时切片，用显微镜观察子叶细胞的着色情况（以花生为例）。
取材：取一粒浸泡过的花生种子，去掉种皮。
切片：用刀片在花生子叶的横断面上平行切下若干薄片，放入盛有清水的培养皿中待用。
制片：从培养皿中选取最薄的切片，用毛笔蘸取放在载玻片中央；在花生子叶薄片上滴2～3滴苏丹Ⅲ染液，染色3 min；用吸水纸吸去染液，再滴加1～2滴体积分数为50%的酒精，滴一滴蒸馏水，盖上盖玻片，制成临时装片。
观察：在低倍显微镜下找到花生子叶的最薄处，移到视野中央，将影像调节清楚；换高倍镜观察，视野中被染成橘黄色的脂肪颗粒清晰可见。
（4）蛋白质的检测和观察
①向试管内注入待测组织样液2 mL。
②向试管内注入双缩脲试剂A液1 mL，摇匀。
③向试管内注入双缩脲试剂B液4滴，摇匀。
④观察组织样液颜色变化。
结果与交流：
以小组为单位组织全班同学交流探究结果，可设置下列讨论问题：
(1)小组所得到的实验结果是什么？与预测是否一致？
(2)全班共检测了哪几种生物材料？它们含有的有机物种类一样吗？
习题详解
1.解析：斐林试剂与还原糖反应，可产生砖红色的沉淀。
答案：C
2.解析：蛋白质在碱性环境中，能与低浓度的CuSO4溶液产生紫色反应。
答案：B
3.解析：核苷酸是核酸的基本组成单位,不储备遗传信息。
答案：B
4.解析：葡萄糖既可参与形成麦芽糖、蔗糖、乳糖等二糖，又能形成淀粉、纤维素和糖元等多糖。淀粉和纤维素是植物特有的多糖，糖元是动物所具有的多糖。
答案：A
5.解析：核酸水解终产物中含有五碳糖，胰岛素是蛋白质，水解产物是氨基酸，纤维素和淀粉是糖类。
答案：B
6.解析：蔗糖水解后生成葡萄糖和果糖。
答案：D
7.解析：该分子为有机小分子物质——丙氨酸，C与H、O、N原子之间，N与H之间，O与H之间都以共价键相连。
答案：（略）
8.解析：人体内遗传物质是DNA，它的基本单位是4种脱氧核苷酸，脱氧核苷酸又是由4种含氮碱基、脱氧核糖和磷酸组成。
答案：D
9.解析：蚕丝是由桑蚕所分泌的蛋白质。
答案：D
10.解析：细胞中主要能源物质是糖类，动物细胞中的多糖是糖元，植物细胞中是淀粉，它们又都是由葡萄糖组成。细胞中储能物质是脂肪，它是由甘油和脂肪酸组成。蛋白质是细胞结构和功能的主要物质，它的基本组成单位是氨基酸。核酸是细胞中一类重要生物大分子，绝大多数生物遗传物质是DNA，少数病毒的遗传信息储存在RNA中，核酸的基本组成单位是核苷酸。
答案：（1）葡萄糖　糖元　淀粉　（2）脂肪　C、H、O　
（3）氨基酸　
（4）核苷酸　DNA
(5)
生物大分子 E F G H
主要组成元素 C、H、O C、H、O C、H、O、N C、H、O、N、P
成
分
待
测
样
品第3课时　蛋白质（一）
教学过程
导入新课
教师利用多媒体显示劣质婴幼儿奶粉导致“大头儿”的图片资料，指出劣质婴幼儿奶粉对婴幼儿健康的危害及其原因。
师
哪些常见食品中富含蛋白质？
生
大豆制品如豆浆、豆腐等；奶制品如牛奶、奶粉、酸奶等，还有肉、蛋、鱼等等。
师
如何鉴定市场上销售的一些食品如奶粉是否含有蛋白质呢？
推进新课
　板　书：三、蛋白质的结构与功能(一)鉴定蛋白质
师
鉴定蛋白质的原理是在双缩脲试剂中的NaOH溶液形成的碱性条件下，蛋白质分子中的肽键与CuSO4产生紫色的颜色反应。根据这种颜色反应，可以鉴定生物组织中蛋白质的存在。
教师活动：将学生按4人一组，分成若干小组，分别鉴定鸡卵清蛋白、牛奶、豆浆、市售婴儿食用奶粉。
方法引导
1.利用多媒体演示利用大豆制备大豆组织研磨液的过程。
2.教师演示制备鸡卵蛋白稀释液的方法：取一个鸡蛋，用镊子在一端敲碎一小块蛋壳，用吸管从蛋壳的碎孔处吸取0.5 mL蛋白液滴入烧杯中。向小烧杯中加入5 mL水，搅拌均匀，加以稀释。并指出制备稀释液的原因：蛋白液稀释不够，与双缩脲试剂发生反应后会粘固在试管的内壁上，使反应不易彻底，并且试管也不易刷洗干净。
学生实验：
（1）取2支洁净试管编号A、B备用。
（2）分别配制0.1 g/mL的NaOH溶液和0.01 g/mL的CuSO4溶液，在试剂瓶上标明试剂名称备用。
（3）根据自己选择鉴定材料制备相应的稀释液，各取3 mL加入A、B试管中。
（4）向A试管中加入2 mL NaOH溶液，轻轻振荡试管，摇匀。观察试管中颜色变化。
（5）再向A试管中加入3～4滴CuSO4溶液，轻轻振荡试管，摇匀。观察试管中颜色变化。
学生讨论交流：
（1）你鉴定得到的现象是什么？
（2）为什么要设置B组实验？
（3）双缩脲试剂与斐林试剂都由NaOH和CuSO4组成，两者有什么不同？
教师适当提示：从溶液浓度、原理和使用方法等几方面进行比较。
（1）（略）
（2）作为对照作用。
（3）不同点主要有以下几方面：
①溶液浓度不同
斐林试剂由质量浓度为0.1 g/mL的NaOH溶液和质量浓度为0.05 g/mL的CuSO4溶液配制而成，双缩脲试剂的成分是质量浓度为0.1 g/mL的NaOH溶液与质量浓度为0.01 g/mL的CuSO4溶液。
②使用原理不同
斐林试剂实质是新配制的一定浓度的Cu(OH)2溶液，在加热条件下，与葡萄糖（可溶性还原糖）能够生成砖红色的Cu2O沉淀，而葡萄糖本身氧化成葡萄糖酸；双缩脲试剂实质是在碱性环境下的Cu2+与双缩脲作用，形成紫色的络合物。
③使用方法不同
使用斐林试剂时，先把NaOH溶液和CuSO4溶液混合，立即使用。双缩脲试剂使用时，先加NaOH溶液，然后加入CuSO4溶液。
师
蛋白质是人体必需的营养物质，那么人体内各种蛋白质是不是从食物中直接获得的呢？
生
食物中蛋白质要经过消化分解成氨基酸，这些氨基酸吸收进入细胞后再重新合成蛋白质，人体的蛋白质与食物中的蛋白质是不一样的。
师
组成蛋白质的基本组成单位是什么？
生
氨基酸。
教师利用投影显示20种氨基酸名称。
课堂小结
利用多媒体显示丙氨酸、谷氨酸、赖氨酸、半胱氨酸种氨基酸的结构式，启发学生观察四种氨基酸的结构式，比较四种氨基酸的结构式有什么共同特点，有什么不同点？
学生讨论归纳：
共同点:每个氨基酸至少有一个氨基和一个羧基，至少有一个氨基和一个羧基连接着同一个碳原子，这个碳原子还与一个氢原子相连。
不同点：不同氨基酸分子具有不同的R基。
师
谷氨酸含两个—COOH，赖氨酸含两个—NH2。
学生活动：归纳写出氨基酸的结构通式。
板书设计
三、蛋白质的结构和功能
1.蛋白质鉴定：双缩脲试剂+蛋白质紫色反应
2.结构：基本单位——氨基酸第2课时　观察植物细胞的有丝分裂
教学过程
　　实验原理
1.植物体的根尖、茎尖等分生区的细胞具有连续分裂增殖的特点。
2.质量分数为15%的盐酸溶液与体积分数为95%的酒精各半的混合液浸泡植物根尖，根尖细胞被杀死，细胞间质被溶解，细胞容易分离。
3.使用显微镜的低倍镜可以找到分生区的部位，再换高倍镜，同时借助于移动装片可在视野中找到有丝分裂的各分裂相。
4.龙胆紫或醋酸洋红是碱性染料，易使细胞核内的染色体着色。
材料用具
1.培养好的洋葱(或蒜)。
2.质量分数为15%的盐酸溶液,质量分数为15%的盐酸溶液。
3.质量浓度为0.01 g/mL或0.02 g/mL的龙胆紫溶液或醋酸洋红液
4.显微镜、载玻片、盖玻片、玻璃皿、剪刀、镊子、滴管、解剖针等。
导入新课
上一节课我们以动物细胞的有丝分裂过程为例,了解了在一个细胞周期中,各时期的染色体的行为变化。那么,今天我们要通过实验来认识植物细胞有丝分裂过程各时期的变化特征。
推进新课
　板　书：一、装片的制作
师
教师播放一段关于“植物细胞有丝分裂装片制作过程”视频录像，教师对于操作过程中的关键步骤进行细致分析，并请学生仔细观察每一步操作步骤，掌握其中要领。
学生活动：学生在对视频观察过程中，可以进行模仿，对关键步骤注意理解，小组之间进行交流。
学生操作：依黑板上的程序和录像上的具体步骤进行。学生可自行选择。注意分工合作，要把时间控制好。
教师指导：
（1）取材：切取洋葱根尖2～3 mm。
（2）解离：注意控制时间。时间过短，则细胞不易分离；时间过长，则细胞容易被压碎，影响染色。标志是材料酥软，用解剖针能轻轻压碎为好。
（3）漂洗：用镊子取出根尖，放入盛有清水的玻璃皿中，漂洗10分钟。
（4）染色：染色3～5分钟，使材料充分着色。
（5）按程序制片。注意压片时，不能使盖玻片移动，以免使材料模糊不清，要控制好力度，最好一次压片成功。
学生讨论：利用实验的空闲时间，讨论实验所用溶液的作用及相关步骤的意义。
（1）盐酸和酒精的作用是什么？
（2）清水漂洗的作用目什么？
（3）龙胆紫或醋酸洋红的作用是什么？
（4）本次实验的关键步骤是什么？
生
（1）质量分数为15%的盐酸溶液与体积分数为95%的酒精各半的混合液浸泡植物根尖，根尖细胞被杀死，细胞间质被溶解，细胞容易分离。
（2）清水漂洗的作用是洗去解离液，便于染色。
（3）龙胆紫或醋酸洋红是碱性染料，易使细胞核内的染色体着色。
（4）本次实验的关键步骤是压片，使细胞分散开。
　板　书：二、有丝分裂的观察
师
（1）显微镜的低倍镜下找到分生区细胞：呈正方形，排列紧密。
（2）显微镜的高倍镜下辨认分裂中期的细胞：染色体排列在赤道板位置。
师
为什么要先用低倍镜观察，而不是先用高倍镜？
生
低倍镜的放大倍数小，在视野里可看到的物像多，这样就容易找到分生区的细胞。而高倍镜放大倍数大，在视野里看到的物像少，不易找到所要观察的物像。学生操作，教师巡视，对操作规范和观察效果好的小组给予表扬，对动作不规范的个人及时纠正，还可以让操作好的同学帮助其他同学解决实际问题。特别强调“微调”和“倒像”的操作要领。
学生操作：找到分裂中期的细胞后，可移动装片，寻找和辨认相邻细胞中有丝分裂的间、前、后、末四个时期的细胞。同时可观察老师提供的现成的永久装片以作对照。
　板　书：三、绘制简图
师
(1)寻找清晰可见的“中期”状态。
(2)边观察边画出一个细胞。
(3)在相应的位置注释说明。
学生活动：按照要求，画出细胞有丝分裂中期的图像。
课堂小结
课件展示：
（1）从细胞周期来看，下列现象各发生在所给选项的哪个时期？
①着丝点排列在赤道板上，染着色体的数目和形态非常清晰（　　）
②着丝点分裂，被纺锤丝牵向两极的是（　　）
③细胞赤道板处出现细胞板的现象的是（　　）
④细胞中变化复杂，但视野中又很难观察到的是（　　）
A.间期　　　　　　
B.中期　　　　　　
C.后期　　　　　　
D.末期
（2）根据你的体会，请说出制作洋葱根尖有丝分裂装片的三大关键是什么？
（3）课后请大家讨论并绘出有丝分裂过程中染色体和DNA变化规律的坐标图像。
师生共同归纳：
（1）①B　②C　③D　④A
（2）①剪取根尖时要在细胞分裂最活跃的时期（上午10～12点）；②解离时间要充分，要将根尖细胞杀死，细胞间质被溶解，使细胞容易分离；③压片时用力大小要适中，要使根尖压平，细胞分散开来。
（3）教师演示投影片，并简要说明有丝分裂过程中，染色体和DNA的变化曲线，以供学生课后参考。
实验结论：植物细胞的有丝分裂全过程，分为间期和分裂期，分裂期又包括前期、中期、后期和末期。各时期细胞中的染色体发生着有规律的变化。
板书设计
三、观察植物细胞的有丝分裂
（一）实验原理：（略）
（二）材料用具：（略）
（三）方法步骤
1.制片：取材→解离→漂洗→染色→装片
2.观察：低倍镜→高倍镜→样镜
四、结论
1.有丝分裂分为间期和分裂期（前、中、后、末）
2.各时期染色体发生着规律性变化
五、讨论：①②③
活动与探究
探究题目：有丝分裂是植物体生长、发育和分化的基础。我们知道植物根尖分生区的细胞进行细胞分裂。构成植物体的所有细胞永远都能保持分裂能力吗？
活动建议：建议学生采用植物体的各个部位作实验材料，分别进行实验，如茎尖、茎的中部、叶片、叶柄部位，这些部位的玻片标本可用压片法制作。
习题详解
1.解析：植物细胞有丝分裂的实验过程中,正确的步骤顺序是:解离、漂洗、染色、压片。
答案：C
2.解析：植物细胞有丝分裂过程中，各时期的特点是：分裂间期，主要完成DNA的复制；前期，形成染色体，每条染色体含有两条染色单体，核膜解体，核仁逐渐消失，由细胞两极形成纺锤丝构成纺锤体；中期，染色体的着丝粒排列在中央的赤道板上；后期，每条染色体中的两条染色单体从着丝粒的连接处分开，形成两组均等的染色体，在纺锤丝的牵引下移向细胞两极；末期，到达细胞两极的染色体逐渐变为染色质，核膜、核仁重现，在赤道板位置出现细胞板。高尔基体参与植物细胞壁的形成。染色质是细胞内容易被碱性染料（龙胆紫或醋酸洋红）染成深色的物质。
答案：（1）①⑤③④②
（2）中　着丝点排列在赤道板中央
（3）染色质　染色体　同一种物质
（4）细胞板　细胞壁
（5）形态和数目
3.解析：在一个细胞周期中，间期DNA分子复制，DNA数目加倍，到末期时随着细胞的分裂，子细胞的形成，DNA则平分到两个子细胞中去，因此选择曲线①。在一个细胞周期中，间期染色体复制，本质上是DNA分子复制，染色体数目不变，到分裂后期，由于着丝粒分裂，一个细胞中染色体数目暂时加倍，到了末期随着细胞的分裂，子细胞的形成，染色体则平分到两个子细胞中去，因此选择曲线④。
答案：B
4.解析：本题的几幅图均为有丝分裂后期的图像，植物细胞有丝分裂后期的特点是：着丝点分裂，染色单体分开，染色单体是复制来的，所以两条姐妹染色单体的形态是相同的，这样可以判定B、D是错误的，而C图的染色体是移向细胞中部的，也是错误的。
答案：A 第四章　光合作用和细胞呼吸
本章规划
在我们学习了细胞的结构与功能之后，理解了细胞的结构与其功能相适应的特征，了解了不同细胞的多样性，感受到了细胞整体的一种和谐与统一的美。在本章，我们将一起学习细胞代谢的知识。
1.本章内容组成
本章内容由三节组成：ＡＴＰ和酶、光合作用和细胞呼吸。第一节介绍了ＡＴＰ和ＡＤＰ之间的相互转化以及ＡＴＰ在生命活动中的广泛应用，介绍了酶的概念、酶促反应以及影响酶促反应的因素，它们是学习光合作用和细胞呼吸的必备知识；第二节介绍光合作用发现过程的科学史、光合作用的色素及其对光能的捕获、光合作用的过程、影响光合作用的环境因素等；第三节介绍细胞呼吸的本质和过程、有氧呼吸和无氧呼吸的区别以及细胞呼吸原理的应用。
2.本章教材地位
本章教材在学生学习了细胞的化学组成、细胞的结构和功能的基础上，讲述ＡＴＰ和酶在新陈代谢中的作用、光合作用和细胞呼吸的主要过程及其应用，促进学生对生物体新陈代谢的必要性和意义的理解。社会的可持续发展离不开光合作用和细胞呼吸。光合作用为生物界提供有机物和氧气，是地球上绝大多数生物赖以生存的基础，在人类生命活动中起着多方面、多层次的影响；细胞呼吸不断地产生能量，为生物体的生命活动提供能量保障。本章内容是生物学科的核心知识。
本章内容与前后章节知识有着内在的联系，本章在本模块中具有承上启下的重要作用。学生可以进一步理解只有在能量的供应下，细胞膜才能行使主动运输的功能，并且加深理解把叶绿体和线粒体分别比喻为植物细胞的“能量转换站”和所有细胞的“动力车间”的含义；有助于学生加深领会活细胞之所以能够经历生长、增殖等生命历程，是与能量的供应和利用分不开的。光合作用和细胞呼吸需要第三章中叶绿体、线粒体结构等知识作基础，后续内容如细胞分裂、分化等过程需要细胞呼吸为其提供能量，需要酶进行催化。叶绿体只有在保持细胞结构完整性的基础上才能使其各项功能得以正常进行。光合作用所需要的原料及形成的产物又涉及物质出入细胞膜等有关知识，另外光合作用和细胞呼吸正常进行还需要其他细胞结构的协作和支持。酶和ＡＴＰ是生物体新陈代谢过程中必不可少的物质，光合作用和细胞呼吸过程需要酶的参与，并涉及能量的释放和利用，这些都是学习后续内容的必备知识。
此外，生物必修2《遗传与进化》中有关“基因的表达”以及生物必修3《稳态与环境》中有关“动物和人体生命活动的调节”等，实际上都是细胞在得到能量供应的情况下才能进行的生命活动。学习本章的内容，有助于学生对这两个必修模块中相关内容的理解。生物选修1《生物技术实践》中的专题1和专题2都与本章第3节有密切的关系，专题2和专题4都与本章第1节有密切的关系。生物选修2《生物科学与社会》中的第2章与本章第4节有密切的关系，第3章与本章的第1、3节有密切的关系。生物选修3《现代生物科技专题》中的专题5与本章的第1、3、4节有着密切的关系。
3.本章在技能培养以及情感、态度与价值观引导方面的作用
通过叶绿素的提取与分离实验等实验的操作，可以培养学生利用生物实验器材进行实验操作的能力。
在本章中将通过引导学生回顾酶、光合作用与细胞呼吸的研究历程，感受科学家聪慧的头脑与睿智的目光，以及他们坚定不移的科学态度，不迷信、不武断，敢于挑战权威，勇于承认错误的科学品质。通过学习ＡＴＰ与ADP的转化、光合作用与呼吸作用过程，体会生命活动的复杂性与多元化；而酶促反应的学习，将使学生感受生命的美，从而尊重生命、关爱生命。光合作用与细胞呼吸知识的学习，将有助于学生从整体上理解生命活动过程中的能量代谢，理解代谢过程中物质循环、能量流动与信息传递相伴相随的特征；感悟光合作用是自然界最基本的物质代谢与能量代谢；体会太阳能是地球上生物生命活动的能量最终来源。本章的学习可以有效地提高学生科学探究的意识与能力，锻炼科学探究的基本技能。因而本章教学中应强调对学生的科学探究意识与实践能力的培养。
教学重点：
1.酶在代谢中的作用，解释ATP在能量代谢中的作用。
2.光合作用的过程以及人类对光合作用的认识过程。
3.影响光合作用速率的环境因素。
4.细胞呼吸的过程。
5.细胞呼吸原理的应用。
教学难点：
1.ＡＴＰ和ＡＤＰ之间的相互转化过程中物质转变与能量转换间的关系；探究影响酶作用速率的因素时如何进行实验的设计。
2.回顾光合作用的发现过程以了解光合作用的本质；光合作用过程中物质代谢、能量代谢与信息转换及其相互关系。
3.通过数据分析，以研究影响光合作用速率的环境因素。
4.细胞呼吸过程中的物质与能量代谢过程；有氧呼吸与无氧呼吸的区别与联系。
5.应用细胞呼吸的原理解释相关现象。
课时安排：
第一节　ATP和酶　3课时
第二节　光合作用　5课时
第三节　细胞呼吸　3课时
第一节　ATP和酶
从容说课
“ATP和酶”一节主要分为：生命活动的能量“货币”——ATP、酶与酶促反应两部分内容。本节的关键词是“ATP、酶与酶促反应”。本节主要阐述了ＡＴＰ和ＡＤＰ之间的相互转化以及ＡＴＰ在生命活动中的广泛应用、酶的概念、酶促反应以及影响酶促反应的因素。
ＡＴＰ和酶是生物新陈代谢过程中的重要物质，是多项生物化学反应的联系纽带。光合作用和细胞呼吸总反应由许许多多的反应组成，这些反应不仅需要酶的参与，还涉及能量的释放和利用。
关于ＡＴＰ部分内容，教材首先通过形象的比喻——“生命活动的能量货币”来引出ATP，接着介绍了ATP的发现与结构，然后着重分析了ＡＴＰ和ＡＤＰ之间相互转化过程的物质转变与能量转换及其生理意义。对于ＡＴＰ和ＡＤＰ之间的相互转化是一种微观、动态的过程，我们建议教学中加强对于文本中“ＡＴＰ和ＡＤＰ之间的相互转化”图群的阅读，有条件的学校可设置Flash动画以模拟该过程中的物质转变与能量转换。对于ＡＴＰ在生命活动中的广泛应用，我们建议教师预设多种问题情景，引导学生分析、讨论。
关于酶部分的内容，课本首先定义了酶的概念，然后通过实验，帮助学生理解酶的特性，对于酶促反应的过程，课本试图借助“酶促反应过程示意图”准确展示这一动态过程，我们也建议有条件的学校在教学过程中引入计算机辅助教育手段，帮助学生理解这一微观、动态的复杂过程。接着教材对酶的概念进行了补充与完善。而对于影响酶促反应的因素，我们的教学建议是：在“边做边学”的基础上，引导学生自主归纳、总结。
本节共设置了1个“边做边学”、1个“放眼社会”、1个“课题研究”、1个“评价指南”、1个“继续探究”、1个“拓展视野”和相应的图与图群。“边做边学”的题目是研究“酶的特性”，分为2个子项目，我们建议，实验一可以在学生自主完成实验的基础上，小组讨论实验数据，寻找替代实验方法，最后班级交流；实验二较为复杂，因此我们建议，采用小组合作的方式进行科学实验，实验结束后，以小组为单位进行交流。“课题研究”的题目是“影响酶作用速率的因素”，我们的教学建议是组成课题小组，以小组为单位，首先提出实验假设，根据相应的假设进行实验设计，并对实验方案的可行性进行论证，然后利用实验室器材进行科学实验，最后通过对实验数据的分析接受或否定假设。本节还有图群2个：ＡＴＰ与ＡＤＰ相互转化图、酶促反应过程示意图；图片1张：酶与药物；函数图2张，表格一个。教师可根据图的特点合理展示图片，图文结合，帮助学生理解相关知识。最后我们建议学生利用图书馆、网络或其他媒体手段，收集有关酶在社会、生活中应用的信息，并做成课题研究报告，进行班级内部交流，或在网上展示。
教学重点
1.讨论酶的特性以及与新陈代谢的关系是本节教学的重点之一。
2.在新陈代谢与ATP的内容中，ATP的分子特点和ATP与ADP的相互转变在新陈代谢中的作用，是本节教学的另一重点。在新陈代谢与ATP的内容中，ATP的分子特点和ATP与ADP的相互转变的特点及其新陈代谢中的作用，是本节教学的教学重点之二。
教学难点
1.控制变量的科学方法。
2.酶在酶促反应过程中的作用机制。
3.ATP在能量的储存、转移和利用中的作用，是本节学习的难点。
教具准备
ATP与ADP相互转化的多媒体课件、酶促反应过程的Flash动画、“酶的特性”的实验器材、教师通过网络等途径收集一组有关酶与ATP的信息。
课时安排
3课时
三维目标
1.简述ATP的化学组成和特点；写出ATP的分子简式；解释ATP在能量代谢中的作用。
2.说出酶的化学本质；能举例说明酶的特性和酶促反应的过程。
3.会使用相应的实验器材，研究酶的特性与影响酶促反应速率的因素。
4.通过ATP与ADP相互转换示意图、酶促反应示意图等图与图群的阅读训练，初步形成图文转换能力和用规范的生物学语言来表述问题的能力。
5.参与“影响酶作用速率的因素”的课题研究，形成实验设计能力、利用实验器材完成实验的能力、观察能力和资料的收集与处理能力。
6.进行有关的实验和探究，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；培养学生问题的对比分析能力与归纳能力；小组学习中的合作与交往能力。
7.通过阅读分析“关于酶本质的探索”的资料，认同科学是在不断的探索和争论中前进的。
8.认同科学家不仅要继承前人的科研成果，而且要善于吸收不同意见中的合理成分，还要具有质疑、创新和勇于实践的科学精神与态度。
9.培养学生树立科学技术是一把双刃利剑的观点，学会用辩证的观点看待科学技术对人类社会发展的作用。
10.通过回顾酶的发现历程，感受科学家聪慧的头脑与睿智的目光，以及他们坚定不移的科学态度，不迷信、不武断，敢于挑战权威，勇于承认错误的科学品质。
11.通过小组学习过程中的合作与交往培养学生的协作意识与交往的态度。
第1课时　生命活动的能量“货币”——ATP
教学过程
导入新课
教师用多媒体出示右图所示的图片,或其他有关萤火虫的图片或视频，并用一定方式呈现下述诗句：“银烛秋光冷画屏，轻罗小扇扑流萤。天街夜色凉如水，卧看牵牛织女星。”
师
让我们重新品读唐代诗人杜牧这首情景交融的诗句，想象夜空中与星光媲美的点点流萤，从生物学角度思考下列问题：
（1）萤火虫发光的生物学意义是什么
（2）萤火虫体内有发光物质吗
学生活动：学生分小组讨论，提出见解。
小组发言，师生共同总结：
（1）根据初中所学的知识，从动物行为角度来看，萤火虫发光的生物学意义主要是相互传递求偶信号，以便交尾、繁衍后代。
（2）在一些科普性的文章中，我们了解到了萤火虫腹部后端细胞内的荧光素，是其特有的发光物质。
师
根据前面所学的知识，你能否指出维持萤火虫生命活动的主要能量来源是什么？萤火虫细胞代谢所需能量的储存形式主要是什么？
生
维持萤火虫生命活动的主要能量来源是糖类；萤火虫细胞代谢所需能量的储存形式主要是脂肪。
师
我们是否知道萤火虫体内糖类、脂肪的储存能量从何而来呢？
师
可以根据初中生物中光合作用的相关知识回答上述问题。
生
能量的最终来源是太阳能；主要通过绿色植物的光合作用，把光能转化为化学能的形式储存在糖类与脂肪等有机物中。当动物将绿色植物以食物形式摄入体内以后，通过一些复杂的途径，最终转化为动物体内的糖类、脂肪或其他有机物，并将能量储存在这些有机物中。
师
是否所有的动物都以绿色植物为食物？假如不是，它们的能量最终来源是什么？
生
不是，如猫科动物属于肉食性动物，不以绿色植物为食物；但是，从本质上讲，它们最终还是以绿色植物为食物，所以，它们的能量最终来源还是太阳能。
师
我们把目光回到萤火虫身上，根据相关的物理学、化学与生物学知识，思考下列问题：
（1）萤火虫发光时，是否需要将糖类等有机物中储存的化学能释放出来？那么，这些能源物质中的能量是如何释放出来的呢？所释放出来的能量，能否直接用于生命活动呢？
（2）如果不能的话，萤火虫发光所需能量的直接来源是什么？
推进新课
　板　书：一、生命活动的能量“货币”——ATP
教师活动：教师利用多媒体展示“生物体的生命活动需要消耗ＡＴＰ”的图群，辅以文字解说，通过视听结合方法优化课堂教学，使学生形成直观的印象：ＡＴＰ是生命活动的直接能源物质。
学生活动：学生以问题指向为目标，以自主学习为主要方法，结合小组合作讨论，对书本“生命活动的能量货币——ATP”展开学习，强调对于书本图群“ATP与ADP相互转换示意图、生物体内生命活动需要消耗ATP”的阅读。
学生小组讨论后，推举代表发言，其他小组可以对其提出的观点表示赞同或反对，若提出反对意见，必须陈述不接受该观点的原因，并能提出自己的观点。
生甲
光能本身就是一种能量形式，并且在萤火虫发光过程中，有大量能量向周围散失了，从能量的转化与守恒角度来看，萤火虫需要将储存在糖类与脂肪等有机物中的化学能释放出来。
生乙
根据物理学知识可以得出，萤火虫发光时产生的是光能，而在萤火虫体内的糖类与脂肪等有机物中储存的是化学能，只有将化学能转化为光能，才能发光。
生丙
从我们已学的知识无法判断有机物中的化学能是否能直接用于发光这样的生命活动。不过，书本的知识或许能说明一些问题。
生丁
书本提出了一种叫做腺嘌呤核苷三磷酸的物质，是萤火虫发光时的直接能源物质。但是，我们无法理解在生命活动中，为何腺嘌呤核苷三磷酸是直接的能源物质。
　板　书：（一）ATP的结构
师
我们通过初中阶段的学习，知道如葡萄糖、脂肪等物质都是生命活动的直接能源物质。那么，ＡＴＰ与葡萄糖等能源物质究竟有什么区别？你能否设计一个实验证明你的假设。
【教学实验】
实验假设
ＡＴＰ是生命活动的直接能源物质。
实验器材
试管、葡萄糖液、ＡＴＰ溶液、萤火虫尾部提取液、滴管等。
实验设计
（1）取三支试管，加入等量的萤火虫尾部提取液，分别标记为A、B、C。
（2）向A试管内加入数滴ＡＴＰ溶液，B试管内加入等量的葡萄糖，C试管内加入等量的蒸馏水。
（3）观察三支试管内萤火虫尾部提取液的发光情况，记录并分析数据。
实验结果与分析：（略）
师
假如你有一张百元大钞，你很难用它购买一些零星物品，如一块糖果、一张活页纸或者一支笔芯。假如你有100张一元的钞票，那么你就会很方便。细胞中通用的能量货币——腺嘌呤核苷三磷酸，就如我们日常生活中的零用钱，它会随着每天的花销而减少，因此要维持正常生活必须不断破开大面值的钞票给予补充，细胞中的大面值钞票主要是糖类等有机物。
（1）植物和动物通过呼吸作用分解有机物释放出的能量,除了一部分以热能的形式散失或维持体温外，一部分就会被转移并储存到细胞内像腺嘌呤核苷三磷酸这样的化合物中。
（2）在细胞内用于细胞代谢中能量转移的化合物有很多种，但腺嘌呤核苷三磷酸是最主要的。
（3）其实,从本质上来讲,能量通用“货币”——“小面额钞票”，应该是储存在腺嘌呤核苷三磷酸这样的分子中的化学能，而非腺嘌呤核苷三磷酸本身。
师
我们已经懂得腺嘌呤核苷三磷酸是细胞内的能量“货币”，那么腺嘌呤核苷三磷酸究竟是一种怎样的物质？ATP又是怎样一种物质？ATP中A、T、P各代表什么意思？
生
腺嘌呤核苷三磷酸是一种不稳定的高能化合物，由一分子腺嘌呤、一分子核糖和三分子磷酸组成，简称ATP。ATP中：A代表腺苷、T代表3个、P代表磷酸基团。
师
那么腺苷是一种怎样的构造？ATP中一分子腺嘌呤、一分子核糖和三分子磷酸是如何连接而形成ATP的？
学生活动：学生根据“ATP与ADP的相互转化示意图”图群中提供信息，思考问题。
生
腺苷是由腺嘌呤和脱氧核糖脱水缩合而形成的；ATP中核糖位于腺嘌呤与磷酸之间，具体来说，是一分子腺嘌呤、一分子核糖和三分子磷酸依次脱水缩合而成。（如下图）
师
你是否了解表示ATP结构组成的结构简式？什么叫做高能化合物？为什么ATP是一种高能化合物？为什么说ATP是一种不稳定高能化合物？
师生讨论，以教师进行知识拓展为主：
（1）ATP结构简式一般表示为A—P～P～P。在这个结构简式中，A代表腺苷、P代表磷酸基团、“～”是高能磷酸键、“—”是普通磷酸键；ATP中的能量主要集中于两个高能磷酸键中。
（2）高能化合物的特点是它的高能化学键水解时释放出的化学能是正常化学键释放化学能的2倍以上，一般在20.92 kJ/mol以上。
（3）ATP的高能磷酸键（也即酸酐键，用“～”表示）在水解时释放的能量为30.54 kJ/mol，远远高于一般的高能化合物的高能键断裂时释放的能量，因而ATP是一种高能化合物。
（4）ATP分子中远离腺苷的那一个高能磷酸键不稳定，容易断裂，转变为ADP，同时释放出能量。当然，ADP也容易与一个磷酸分子脱水缩合而形成ATP，同时储存能量。因而，我们称ATP为一种不稳定高能化合物。
师
需要指出的是，ATP分子既可以水解一个磷酸基团，而形成二磷酸腺苷（ADP）和磷酸（Pi）；又可以同时水解两个磷酸基团，而形成一磷酸腺苷（AMP）和焦磷酸（PPi）。
师
ADP与ATP是如何转化的？具有怎样的特征？合成ATP的能量来源有哪些？试举例说明。ATP水解形成ADP，高能磷酸键断裂所释放的能量主要用于哪些生命活动？
　板　书：（二）ATP与ADP的相互转化以及ATP的功能
教师活动：打开多媒体课件，学生观察并思考问题，教师结合问题分析。
对于ATP与ADP相互转化的过程，采用多媒体交互式动画，以ATP→ADP为例：以红色的“～”表示远离腺苷的那个高能磷酸键，以蓝色的“～” 表示靠近腺苷的那个高能磷酸键，以黑色的“—” 表示普通磷酸键，动态展示ATP中远离腺苷的那个高能磷酸键水解，释放能量形成ADP的过程。以帮助学生理解ATP与ADP的相互转化这一动态、微观的生理过程。
学生活动：学生根据初中所学的知识，结合文本与图片，自主思考上述问题。
学生讨论，师生共同总结：
（1）ADP与ATP的相互转化可以这样表示：
。
（2）ADP合成ATP储存能量，ATP水解成为ADP释放能量。
（3）ATP在细胞内的储存量极少，但是细胞内通过ADP与ATP快速、高效的转化，使得细胞内的ATP含量处于动态平衡之中，以满足细胞代谢过程中对能量的需求。
（4）ADP合成ATP时的能量来源，在绿色植物中主要来自于光合作用和呼吸作用；而对于动物细胞，则由ADP生成ATP的能量来源主要来自于呼吸作用；对于一些特殊的微生物，如硝化细菌，则其生成ATP的能量来源除了呼吸作用之外，还可以来自于一种称为化能合成作用的生理过程；对于病毒，其自身缺乏代谢相关的酶系统，因而其生命活动所需的ATP直接来自于宿主细胞。
（5）ATP水解成为ADP所释放的能量，用于机体各种生命活动所需。如：在动物体内，可以用于细胞的生长和分裂、细胞的主动运输（无机盐离子的吸收等）、神经传导、肌肉收缩、恒温动物体温的维持以及某些动物的发光现象；在植物体内，可以用于矿质元素的吸收、光合作用、蛋白质合成、细胞的生长与分裂等生命活动；在细菌、真菌的生命活动中，ATP也扮演着重要的角色。
（6）在ADP与ATP的相互转化过程中，物质是可逆的，能量是不可逆的。
（7）在生物体内的细胞中，时刻进行着ADP与ATP的相互转化。在能量流动过程中，ATP就像能量“货币”一样，是一种活跃、直接可利用的化学能。ATP为细胞正常的代谢提供了能量保证。ADP与ATP的相互转化既可以保证生命活动的能量的正常供应，又可以避免细胞内用不尽的能量白白浪费。
师
（1）纯净的ATP是一种白色粉末状物质，能溶于水。在医疗上一般有片剂和注射液两种。片剂可口服，注射液可肌肉注射或静脉注射。一方面可以辅助治疗心肌萎缩、脑溢血后遗症、心肌炎等，另一方面可以提供能量，起到改善患者新陈代谢的作用。
（2）在动物和人体细胞（特别是肌细胞）内，除了ATP外，其他的高能磷酸化合物还有磷酸肌酸（可用C～P代表）。当动物和人体细胞由于能量大量消耗而使细胞内的ATP含量过分减少时，在有关酶的催化作用下，磷酸肌酸中的磷酸基团连同能量一起转移给ADP，从而生成ATP和肌酸（可用C代表）；当ATP含量比较多时，在有关酶的催化作用下，ATP可以将磷酸基团连同能量一起转移给肌酸，使肌酸转变成磷酸肌酸。对于动物和人体细胞来说，磷酸肌酸只是能量的一种储存形式，而不能直接被利用。由此可见，对于动物和人体细胞来说，磷酸肌酸在能量释放、转移和利用之间起着缓冲作用，从而使细胞内ATP的含量能够保持相对的稳定，ATP系统的动态平衡得以维持。
师
化学中讲的可逆反应的特点是：正逆反应都能在同一条件下进行，ADP与ATP的相互转化的反应是可逆反应吗？
学生小组讨论,教师引导,师生共同总结：
（1）从反应条件看，ATP的分解是水解反应，催化该反应的是水解酶；而ATP是合成反应，催化该反应的是合成酶。由于酶具有专一性，因此，这两个反应的条件不同。
（2）从能量看，ATP水解释放的能量是储存在高能磷酸键内的化学能；而合成ATP的能量主要有光能和有机物分解时所释放的化学能。因此，能量的来源是不同的。
（3）从合成与分解的场所来看：ATP合成的场所是细胞质基质、线粒体和叶绿体；而ATP分解的场所较多。因此，合成与分解的场所不尽相同。
（4）因此，ATP与ADP相互转变的反应是不可逆的。但是，ATP与ADP在活细胞中永无止境地循环着，该循环使ATP不会因能量的不断消耗而用尽，从而保证了生命活动的顺利进行。
师
ATP与细胞代谢具有怎样的关系
课堂小结
（1）ATP是生物体细胞内普遍存在的一种含高能量的有机化合物，是细胞各项生命活动的直接能源，它的分解与合成就存在着能量的释放和储存。
（2）细胞内糖类、脂类等能源物质是比较稳定的，可以相对大量地储存能量，但利用时，一般需经呼吸作用分解后，将部分能量转移给ATP，转变成活跃形式的化学能，由ATP直接供给各种生命活动利用，解决了“稳定储存”和“灵活利用”的矛盾。
（3）各种能源物质中的能量，需要转换成ATP这种“能量货币”形式才能利用，有利于能量的运输和协调供给，如线粒体呼吸释放能量合成的ATP，可以转移到细胞膜用于主动运输，也可以进入细胞核推动DNA的复制等，因此，解决了“产能”和“用能”在空间上的矛盾。

板书设计
第四章　光合作用和细胞呼吸
第一节　ATP和酶
一、生命活动的能量货币——ATP
1.ATP的名称：腺嘌呤核苷三磷酸　简称ATP
2.分子结构简式为：A—P～P～P
3.ATP与ADP相互转化的关系与特点
4.ATP在生命活动中的应用：为各项生命活动直接提供能量 第2课时　细胞的大小和形态
教学过程
导入新课
教师出示一只鸡蛋、一个洋葱、一个蘑菇，提问：根据上节课所学知识，这三种不同生物在结构组成上有什么共同之处？
生
他们都是由细胞组成。
教师设疑导入新课：除病毒等少数种类外，生物体都是由细胞组成的，组成不同生物体的细胞大小和形态相同吗？
推进新课
　板　书：三、细胞的大小和形态
师
要研究细胞的大小和形态，最好的研究方法是什么？
生
使用显微镜直接观察各种不同生物的细胞。
请同学们回顾初中所学显微镜的知识。讨论正确使用显微镜的方法步骤是什么？
师生共同讨论归纳正确使用显微镜的方法步骤：
取镜安放对光观察整理。
师
在使用显微镜时，为了更好地观察对象，常需要使用高倍镜观察，如何使用高倍镜呢？
学生讨论。
教师边演示边讲解具体方法：先用低倍镜找到要观察的物像，移动装片使需观察对象移到视野中央，转动转换器，换上高倍物镜，调节细准焦螺旋使图像清晰，若视野较暗，可调节聚光镜和反光镜。并归纳如下：
低倍镜移动装片转动转换器调节细准焦螺旋调节聚光镜和反光镜。
师
使用显微镜观察有关组织细胞时，常需先将有关生物组织细胞制作成细胞临时玻片标本，如何制作洋葱鳞片叶表皮细胞和人的口腔上皮细胞临时玻片标本呢？
学生讨论。
教师边讲解边演示：
（一）制作洋葱鳞片叶表皮细胞临时玻片标本
1.准备
（1）用洁净的纱布把载玻片和盖玻片擦拭干净。
（2）把载玻片放在实验台上，用吸管在载玻片中央滴一滴清水。
2.制片
（1）用镊子从洋葱鳞片叶内侧的表皮上撕取一小块透明薄膜。
（2）把撕下的薄膜浸入载玻片上的水滴中，用镊子把薄膜展平。
（3）用镊子轻轻夹起盖玻片，使它的一边先接触载玻片上的水滴，然后轻轻地盖在薄膜上，避免盖玻片下面有气泡。
3.染色
（1）把一滴稀释碘液滴在盖玻片的一侧。
（2）用吸水纸从盖玻片的另一侧吸引，使染液浸润到标本的全部。
（二）制作人的口腔上皮细胞临时玻片标本
1.在洁净的载玻片中央，滴一滴生理盐水。
2.用消毒牙签的一端在漱净的口腔侧壁上轻轻地刮几下。
3.把牙签上附着碎屑的一端，放在载玻片上的生理盐水滴中涂抹几下。
4.用镊子夹起洁净的盖玻片，使它的一边先接触载玻片上的生理盐水滴，然后轻轻地盖在水滴上，避免有气泡。
5.把一滴稀释碘液滴在盖玻片的一侧，用吸水纸从盖玻片的另一侧吸引，使染液浸润到标本的全部。
学生实验:
（1）制作洋葱鳞片叶表皮细胞的临时装片并观察绘图。
（2）制作人的口腔上皮细胞临时装片并观察绘图。
（3）观察人的骨组织、肌肉和神经组织的永久玻片标本并绘图。
教师巡回指导:特别注意指导撕取洋葱鳞片叶内侧的表皮。
教师活动：学生结束实验观察后选几位学生谈实验操作体会及实验中所遇到的问题，并设置下列讨论题：
（1）使用高倍镜观察时，与用低倍镜观察相比较，视野的大小、明亮、视野中细胞数、细胞图像大小有何变化？
（2）为什么要先用低倍镜观察清楚后，把要放大观察的物像移到视野中央，再换用高倍镜？
（3）换用高倍镜观察时，是否需要转动粗准焦螺旋？
教师适当启发，组织学生讨论后归纳：
（1）高倍镜视野变小、变暗，细胞数变少，细胞图像变大。
（2）直接用高倍镜观察，往往由于观察对象不在视野范围内而找不到。因此，需要先用低倍镜观察清楚，并把要放大观察的物像移至视野中央，再换用高倍镜观察。
（3）不需要。用高倍镜观察，只需使用细准焦螺旋微调即可。
教师活动：选择几位学生所绘细胞图进行展示，并请相应学生描述所观察到的各种细胞的大小和形状。
师
显微镜下观察到的洋葱鳞片叶表皮细胞与人的口腔上皮细胞有什么不同？
生
显微镜下观察到的洋葱鳞片叶表皮细胞呈近似长方形的格子状，人的口腔上皮细胞呈不规则的圆形。
学生活动：观察教材P29图35几种细胞的形状和大小。
活动设计：教师出示一只鸡蛋，从鸡蛋钝端除去部分卵壳，弄破卵壳膜，使卵白和卵黄流到一个烧杯中，让学生观察并说明：一只鸡蛋并不是一个卵细胞，鸡卵细胞只是由胚盘、卵黄和包在卵黄外面的卵黄膜构成。卵白和卵壳及卵壳膜起保护卵的作用，但不是卵细胞的组成部分。鸟类的卵细胞形态呈圆形，可用肉眼直接观察到。
师
（1）举例说明不同生物的细胞大小和形态是否相同。
（2）举例说明同一生物体内细胞的大小和形态是否相同。
（3）举例说明人体内的不同组织细胞的功能是否相同。
生
（1）洋葱鳞片叶表皮细胞、人口腔上皮细胞（或其他细胞）及细菌细胞大小和形态不相同（其他合理回答也可以）。
（2）人体内的肌肉组织细胞、骨细胞、神经组织和口腔上皮细胞的大小和形态不同。
（3）人体内的肌肉组织细胞具有收缩运动功能，神经组织细胞具有传导兴奋的功能，口腔上皮细胞覆盖在口腔表面，起保护作用。不同组织细胞的功能不同，其形态、大小也不同。
课堂小结
人体内红细胞呈两面凹的圆饼状，有利于与氧气接触，起运输氧气的作用；神经细胞具有很多突起，有利于神经兴奋的传导；肌肉细胞呈纺锤形，与肌肉组织收缩运动功能相适应。
板书设计
三、细胞的大小和形态
活动与探究
探究课题：显微技术的发展对认识细胞本质的影响。
方法与步骤：
（1）全班学生3～4人一组分成若干小组，每组设一名召集人。
（2）各组成员分工，分别利用网络、图书、报纸、杂志、影像资料等多种途径收集显微技术的发展及其对认识细胞本质的影响。
（3）各小组成员汇总交流情况，并确定一名汇报人将研究成果整理，写出研究报告。
结果与交流:
各小组汇报人代表本组在班上汇报本小组研究成果，汇报时要精练、概括，不要“照本宣科”。
习题详解
1.解析：细胞学说的创立人是施莱登和施旺。
答案：B
2.解析：显微镜的放大倍数是物镜与目镜放大倍数的乘积。放大倍数越小，视野中观察到的细胞数目越多。
答案：A
3.解析：细胞一般很微小，绝大多数细胞只能借助显微镜才能观察到。胡克正是利用了显微镜才发现了细胞，随着显微镜的发展和利用，才导致了细胞学说的建立。
答案：显微镜的发明及技术发展，导致了细胞学说的建立。
4.解析：施莱登和施旺是在对大量植物和动物组织观察后，共同提出：一切动物和植物都是由细胞构成的，细胞是一切动植物的基本单位。并不包括细菌、真菌、病菌等其他生物。
答案：不正确。因为施莱登和施旺是在对大量植物和动物组织研究后，共同提出：一切动物和植物都是由细胞构成的，细胞是一切动植物的基本单位。
5.解析：光学显微镜是利用可见光穿透标本，再放大成像，可见光的波长在380～760 nm范围内，因此其分辨率不能再提高。
答案：由于可见光波长在380～760 nm范围内，再好的光学显微镜放大倍数也只有1 500倍。 第五章　细胞增殖、分化、衰老和凋亡
本章规划
在我们学习了细胞代谢之后，理解了细胞代谢与细胞结构相适应的特征。在本章，我们将来学习细胞增殖、分化、衰老和凋亡的知识。
1.本章内容组成
本章内容由三节组成：《细胞增殖》《细胞分化、衰老和凋亡》与《关注癌症》。第一节介绍了细胞分裂的主要种类与过程，细胞分裂是一切具有细胞结构的生物体生长、发育和繁殖的基础，对于生物体维持生命活动具有重要意义；第二节介绍了细胞分化、衰老和凋亡等知识；第三节讲述了关注癌症的有关知识。
2.本章教材地位
本章教材在学生学习了细胞代谢的基础上，讲述了细胞增殖、细胞分化、衰老和凋亡与关注癌症等知识，通过对第五章《细胞增殖、分化、衰老和凋亡》的学习，促进学生对细胞生命发展、个体发育等过程的认识与理解。本章内容是生物学科的核心知识。
本章内容与前后章节知识有着内在的联系，本章在本模块中具有承上启下的重要作用。细胞增殖中的细胞间期是整个细胞周期中极为关键的准备阶段，主要完成染色体的复制和有关蛋白质的合成，这部分知识与必修2教材中有关遗传物质基础方面的知识有密切关系；细胞分化是在多细胞生物体整个生命进程中的一种持久性变化，细胞衰老和凋亡是一种普遍的、自然发生的生命现象，因此细胞的细胞分化、衰老和凋亡对于学生学习生物的个体发育、认识基因的选择性表达具有重要的价值；癌症已成为严重威胁人类健康和生命的最具危害性的疾病之一，学习该部分知识，将有利于学生更好地学习“生物科学与社会”模块的相关知识。
3.本章在技能培养与情感、态度与价值观引导方面的作用
通过“观察植物细胞的有丝分裂”的实验，可以培养学生利用生物实验器材进行实验操作的能力。
在本章中将通过介绍美国和英国的三位科学家采用遗传学和分子生物学的方法分别研究不同的模式生物的细胞周期，发现了细胞周期的关键性调控基因，因而共同获得了2001年诺贝尔生理学或医学奖的事件，让学习者感受科学家聪慧的头脑与睿智的目光，以及他们坚定不移的科学态度，不迷信、不武断、敢于挑战权威、勇于承认错误的科学品质。通过对《关注癌症》的学习，将使学生尊重生命、关爱生命。本章的学习可以有效提高学生科学探究的意识与能力，锻炼科学探究的基本技能。因而本章教学中应强调对学生的科学探究意识与实践能力的培养。
教学重点:
1.真核细胞有丝分裂的细胞周期和有丝分裂的过程。
2.细胞分化。
3.高度分化的植物细胞仍然具有全能性。
4.个体衰老与细胞衰老的关系,细胞衰老的特征。
5.细胞凋亡的含义。
6.癌细胞形成的原因、癌细胞的主要特征、致癌因子。
教学难点：
1.真核细胞有丝分裂的细胞的染色体形态、数目、位置和运动的变化是一个动态而又微观的过程。
2.细胞的分化、细胞全能性的概念及实例、细胞凋亡的含义以及与细胞坏死的区别。
3.致癌因子的多样性，癌变过程的复杂性。
课时安排：
第一节　细胞增殖　2课时
第二节　细胞分化、衰老和凋亡　3课时
第三节　关注癌症　2课时
第一节　细胞增殖
从容说课
细胞分裂是一切具有细胞结构的生物体生长、发育和繁殖的基础，对于生物体维持生命活动具有重要意义。体细胞的分裂可分为有丝分裂和无丝分裂两种方式。有丝分裂包括分裂间期和分裂期。处于细胞分裂间期的细胞，不是静止的，而是在其内部进行着复杂而旺盛的生理、生化活动，因此细胞间期是整个细胞周期中极为关键的准备阶段，主要完成染色体的复制和有关蛋白质的合成，这部分知识与必修2教材中有关遗传物质基础方面的知识有密切关系。另外，有丝分裂的过程及各个时期的特点等知识与必修2的“减数分裂”知识有直接的关系，因为减数分裂是一种特殊方式的有丝分裂。本节内容也是学习第二节、第三节内容的必要准备知识。安排“观察植物细胞的有丝分裂”的实验，就是要让学生通过动手操作，进行科学的观察和积极思维，深入理解有丝分裂的过程。
本节设置了1个“边做边学”、1个“继续探究”、1个“拓展视野”以及3个相应的图群。“边做边学”的题目是“观察植物细胞的有丝分裂”，教学中可以通过先通过一段实况录像展示洋葱根尖细胞的有丝分裂装片制作的过程，以视频交流的方式呈现给学习者相应的情景，便于学习者模仿，易于在以后的实际操作中正确掌握实验的技能，然后，由实验小组讨论操作要点，在实验过程中，建议学生对实验进行创新，最后展示小组实验成果。3个图群是“细胞周期示意图”“动物细胞有丝分裂过程示意图”和“草履虫无丝分裂示意图”。教师可根据图的特点合理展示图片，有的可以课件方式展示，显示动态过程，有利于学生理解掌握。图文结合，帮助学生理解相关知识。1个“拓展视野”是“细胞周期调控的分子机制”，使学生了解到美国和英国的三位科学家采用遗传学和分子生物学的方法分别研究不同的模式生物的细胞周期，发现了细胞周期的关键性调控基因，因而共同获得了2001年诺贝尔生理学或医学奖。他们获得成功是因为运用了恰当的科学研究方法。
教学重点
真核细胞有丝分裂的细胞周期和有丝分裂的过程。
教学难点
真核细胞有丝分裂的细胞的染色体形态、数目、位置和运动的变化是一个动态而又微观的过程。
教具准备
真核细胞有丝分裂细胞周期挂图，动植物细胞有丝分裂过程示意图，植物细胞有丝分裂过程录像带，自制教具染色体的复制及螺旋过程，多媒体课件。
课时安排
2课时
三维目标
1.简述细胞的生长和增殖的周期性。
2.描述细胞的无丝分裂。
3.概述细胞的有丝分裂过程。
4.会利用相应的实验器材完成“植物细胞有丝分裂的观察”的实验。
5.引导学生仔细阅读图文，仔细分析细胞周期中染色体形态、数目与DNA含量的关系。
6.探索有丝分裂各时期细胞的特点和细胞分裂的规律。
7.进一步比较动、植物细胞分裂过程的异同，使学生能够用自己的语言，描述细胞有丝分裂各时期的特点，掌握有丝分裂的本质。
8?细胞分裂、运动是物质的根本属性，建立生命活动的唯物主义观点。
第1课时　细胞周期与有丝分裂
教学过程
导入新课
师
从细胞水平来看，一个蛙的受精卵需要怎样的途径才能成为一只成蛙呢？
学生小组讨论、代表回答：需要不断进行细胞体积的扩大与细胞分裂，还要细胞的分化等。
师
细胞生物学的研究也证明了以上观点，生物体的体积增大，即生物体的生长，既靠细胞生长增大细胞的体积，还要靠细胞分裂增加细胞的数量。事实上，不同生物同类器官或组织的细胞大小一般无明显差异，器官大小主要决定于细胞数量的多少。
师
细胞为什么不能无限长大？什么因素限制了细胞的长大？
生
细胞体积越大，需要的营养物质越多，需要排出的代谢废物也越多，物质的输入和输出也会遇到困难。
师
随着细胞的长大，细胞膜的面积不是也在扩大吗？下面通过模拟实验来探讨这个问题。
学生分组实验：①将实验桌上准备好的琼脂块（内含酚酞）切成边长分别为1 cm、2 cm、3 cm的立方体；②将以上三种琼脂块样品，同时置于盛有适量0.1%的NaOH溶液的烧杯中，处理10 min；③取出琼脂块样品，吸干浮液后，分别将每一样品切成两半，观察切面，测量每一切面上NaOH扩散的深度并记录数据。
学生活动：各小组对实验采集的数据进行讨论分析，小组代表陈述观点。
分析：（1）琼脂块的边长越长，NaOH在琼脂块中的扩散效率越差。
（2）边长为3 cm、2 cm、1 cm的琼脂块分别看作三个植物细胞的话，那么细胞表面积与体积的比值是依次增大的。
（3）因而，我们有理由相信，生物的异常旺盛的代谢与其细胞的S/V相对直接有关。细胞体积越大，其相对表面积越小，细胞的物质运输的效率就越低。
师
细胞表面积与体积的关系限制了细胞的长大。可见，生物体的长大主要靠细胞的数量增多，即细胞的增殖来实现。
推进新课
　板　书：一、细胞周期与有丝分裂
师
细胞以分裂的方式进行增殖。
师
像草履虫、变形虫这些单细胞生物，细胞分裂有什么作用呢？
生
通过细胞分裂可以产生后代，起到生殖和繁衍种族的作用。
师
对多细胞生物来讲，细胞分裂又有什么作用呢？
生
细胞分裂可以增加体细胞的数目，是细胞分化、组织与器官形成的基础。
师
细胞的增殖是生物体生长、发育、生殖和遗传的基础。
师
下面我们就来探讨细胞增殖的问题。我们先以动物细胞为例，看看细胞是如何增殖的。
呈示多媒体信息：播放一段草履虫有丝分裂的视频。
师
大家看到了一个动物细胞经过一系列复杂的变化，最后形成两个完全一样的子细胞，也就是说它完成了一次细胞增殖。并且这样的增殖具有周期性。科学家采用放射性同位素标记法，用32P标记蚕豆根尖细胞并观察它的有丝分裂过程，揭示了细胞周期的基本规律。
那么，什么是一个细胞周期呢？教师呈现细胞周期示意图。
一个细胞周期是指从一次细胞分裂结束开始，直到下一次细胞分裂结束为止的过程。这一周期实质上包括了细胞分裂的准备阶段——分裂间期和细胞分裂的实施阶段——分裂期。
师
从图上我们可以看出，一个细胞周期可以用一个圆来表示，那么是不是圆上的任何一点都可以作为细胞周期的起点呢？
学生活动：学生小组讨论并提出自己的见解。
师
细胞周期对于不同类型的细胞持续的时间是不同的，请看屏幕。
课件展示：
不同类型细胞的细胞周期持续时间比较表。
师
从图中我们不难看出，不同类型细胞的细胞周期持续时间有长有短。
师
大家仔细看一看，细胞周期在分裂间期和分裂期的时间分配是否平均？有什么规律？
学生活动:学生就提问进行思考，并提出自己的见解。
师
不平均，分裂间期占用的时间远远多于分裂期所占用的时间，分裂间期占用了整个细胞周期的90%～95%，而分裂期只占用了5%～ 10%，这就是细胞周期的特点。细胞周期的这一特点充分说明了分裂间期这一准备阶段的重要性，下面我们来看一看分裂间期为分裂期的进行作了哪些准备？请看屏幕。
教师演示分裂间期的动态画面，并提示大家注意观察细胞核内染色质的变化。
教师出示间期结束时与开始时的比较画面，并提示学生观察。
目前同学们还没能看出它有什么变化。难道分裂间期就真的没有什么变化吗？下面我们把细胞内的一条染色质长丝单独放大，看前后发生了什么变化？
教师演示放大的一条染色质长丝在间期开始时和结束时的比较画面。
师
现在我们再看一看，细胞核内的一条染色质长丝经过间期发生了什么变化？
学生观察、比较后回答提出的问题。
师
间期开始时的一条染色质长丝变成了连在一起的两条染色质长丝。图像上的这种变化我们可以用染色体复制来加以描述。当然，此时的染色体还以染色质的形式存在。
师
染色体由哪几个部分构成？
生
DNA和蛋白质。
师
染色质的成分为DNA和蛋白质，分裂间期的染色体复制也就包含了DNA分子的复制和有关的蛋白质的合成。从图像上看，原来的每条染色质长丝都形成了两条一样的染色质长丝，并且这两条长丝是连在一起的。这说明原来每条染色质长丝中含有的一个DNA分子复制成了两个DNA分子。因此可以说，分裂间期为细胞分裂期准备好了双份的DNA分子。我们已经知道DNA是细胞内的遗传物质，那么，这双份的DNA分子是怎样平均分配到两个子细胞中去的呢？下面我们就来看看细胞分裂期是怎样进行的。分裂期是一个连续的过程，为了便于学习，人为地把它分为四个时期：前期、中期、后期和末期。下面我们就先来看前期是怎么进行的。
教师播放分裂前期的动态画面并指出观察的重点：细胞核内的染色质的变化以及细胞结构的变化。动态画面停止后，出示前期结束时与间期结束时的比较画面，并组织学生进行观察、比较、讨论。
师
细胞核中的染色质长丝发生了什么变化？
生
细长的染色质长丝变成了染色体。
师
从图像上大家已经看出，经过前期的变化，染色质长丝高度螺旋、缩短变粗，形成了染色体，所以细胞分裂前期的细胞核中出现了染色体。此时的每条染色体由两部分构成，每个部分叫一条染色单体。由于两条染色单体完全一样，因此称它们为姐妹染色单体。姐妹染色单体并不完全分离，而是由着丝点把它们连成一体，由于每条染色单体中各含有一个DNA分子，所以此时的每条染色体都含有2个DNA分子。
师
除了染色质变成了染色体之外，再看看核膜、核仁有什么变化？
生
核膜、核仁都不见了。
师
在细胞分裂前期，核膜解体了，核仁消失了。除此之外，我们还可以看到：细胞的两组中心粒发出了星射线，并由这些星射线构成了纺锤体。染色体散乱地分布在纺锤体的中央。
下面我们把前期的变化小结一下，教师出示投影片，前期的主要变化表格，并归纳总结。
前期细胞中出现了纺锤体，纺锤体中的纺锤丝又有什么用呢？下面我们就来看看分裂期的第二个阶段，中期是怎么进行的？请看屏幕。
教师播放细胞分裂中期的动态画面，并提示观察的重点：注意染色体是怎样运动的。动态画面停止后，出示中期与前期的对比画面。
师
染色体是怎样运动的？其结果是什么？
生
（略）
师
染色体是被连接在着丝点上的纺锤丝牵引着运动的。其结果是散乱分布在纺锤体中的染色体的着丝点都有序地排列在了细胞中央的赤道板上，为下一步的染色体分配作好了准备。下面我们来看着分裂期的第三个阶段——后期，染色体是怎样分配的？
教师播放分裂后期的动态画面，并指出观察重点：细胞中的染色体是怎么分配的？动态画面结束后，出示后期与中期静止的比较画面，并组织学生讨论。
师
细胞中的染色体是怎么分配的？
学生讨论后回答。
师
（1）在细胞分裂的后期，从图像上看，每条染色体的两条姐妹染色单体分开，在纺锤丝的牵引下分别移向细胞的两极，图像上的这种变化我们叫做姐妹染色单体分离。
（2）染色单体是随着着丝点的分开而分离的。染色单体分离的结果是原来的一条染色体形成了两条完全一样的子代染色体，并且被分开的两条子代染色体分到了细胞的两极。这样我们在后期的图像中可以看到，细胞两极各有一套染色体，而且这两套染色体的数量和形态、结构都完全一样。现在可以说，细胞基本完成了染色体的平均分配。但是这时还没有形成两个子代细胞。
师
那么怎样才能形成两个子代细胞呢？
师
我们来看看分裂期的末期是怎么进行的。
教师播放分裂末期的动态画面，并指出观察重点：（1）细胞内有哪些主要变化？（2）两个子细胞是怎么分开的？动态画面结束后，出示末期与后期的比较画面，并指导学生进行对比观察。
师
细胞分裂的末期，细胞内有哪些主要变化？
学生讨论后回答。
师
到达细胞两极的染色体逐渐变为染色质，核膜、核仁重新出现。在赤道板处细胞膜向内凹陷，细胞质一分为二，一个细胞缢裂成两个体积基本相等的子细胞。
下面我们把末期的变化与前期的变化比较一下。
教师设置情境：出示前期、末期变化的对比表格，并引导学生逐项比较。
师
通过比较可以得出什么结论？
生
在染色体、纺锤体的行为变化方面与前期存在着的变化逆转的关系。
师
经过一个细胞周期使一个细胞形成了现在的两个完全一样的子代细胞，也就是说它完成了一次有丝分裂。下面我们来回顾一下：在一个细胞周期内染色体是怎么变化的？依据板书进行总结。
师
请大家在绘图纸上以一对染色体为例，绘出细胞周期的各时期的染色体变化示意图。
师
绘图时希望大家思考所绘图像表达的含义。
学生活动：学生依据板书提供的文字信息绘图。
师生互动：教师指导绘图，纠正错误，了解学生的绘图情况。绘图完毕后请个别同学在实物投影仪上展示自己的图。
师
刚才我们以一对染色体为例，绘制了细胞周期中各时期的细胞染色体变化示意图。现在我们再看一看各时期的细胞内各有几条染色体？又有几个DNA分子？请大家数一数，并把结果记录在细胞示意图的下方。
学生活动：学生相互讨论，并把结果记录在绘图纸上。
教师引导：教师巡视指导。学生活动结束后，教师请个别同学公布结果，并进行点评。
师
下面我们把得到的结果在下列的坐标中用曲线表示出来。
学生活动：学生绘制DNA和染色体的变化曲线图。
师生互动：教师巡视指导，纠正错误。学生绘图完毕后，教师请个别同学在实物投影仪中展示自己的绘图，并进行适当点评。
师
这两条曲线有何相同点？
学生活动：学生认真讨论、回答问题。
师
最大的相同点就是两条曲线在间期和末期的数值都是一样的。间期记录的是亲代细胞的DNA和染色体的数量，而末期记录的是一个子代细胞内的DNA和染色体的数量。它们的数值一样，说明无论是DNA还是染色体，子细胞都与亲代细胞保持了一致。
师
子代细胞是两个，而亲代细胞只有一个，那么，它们的DNA和染色体为什么能保持一致呢？
学生活动：学生讨论后回答。
师
DNA在间期由于复制而加倍，在末期再被两个子细胞平分。染色体在后期由于着丝点一分为二，姐妹染色单体分离，使染色体的数目加倍，在末期再被两个子细胞平分。从而使亲代和子代细胞中的DNA和染色体都保持了稳定。这正是有丝分裂的意义所在。
师
以上我们学习的是动物细胞有丝分裂的过程。那么，植物细胞的有丝分裂过程又是怎样的呢？出示植物细胞有丝分裂挂图。
学生活动：仔细观察、对比，并列表比较它们的异同点。
植物细胞分裂 动物细胞分裂
不同点 前期 细胞两极发出纺锤丝→纺锤体 中心体周围发出星射线→纺锤体
末期 细胞膜从细胞中部向内凹陷缢裂
相同点 ①核内染色体变化相同 ②分裂过程及时期相同
　板　书：二、无丝分裂
师
生物体中还有一种分裂过程相对简单的分裂方式就是无丝分裂。
学生活动：阅读教材P72。
师
它和有丝分裂有何不同？哪些细胞进行无丝分裂？
生
在分裂过程中没有出现纺锤体和染色体的变化，所以叫无丝分裂。如：口腔上皮细胞、蛙的红细胞等进行无丝分裂。
教师演示“无丝分裂”课件，请学生叙述具体过程。
生
细胞核先延长，核从中部缢裂成两个子细胞。
板书设计
第五章　细胞增殖、分化、衰老和凋亡
第一节　细胞增殖
一、有丝分裂
（一）细胞周期
1.概念
2.特点
（二）分裂间期和分裂期
1.分裂间期：染色体复制、DNA复制和蛋白质合成
2.分裂期
（1）前期：染色质→染色体，核膜解体，核仁消失，星射线形成纺锤体
（2）中期：染色体的着丝点排列在赤道板上
（3）后期：姐妹染色单体分离
（4）末期：染色体→染色质，新的核膜、核仁出现，细胞膜向内凹陷，将细胞质一分为二，使一个细胞分裂成两个子细胞。
（三）有丝分裂的意义
（四）植物细胞有丝分裂和动物细胞有丝分裂的比较
二、无丝分裂
（一）概念
（二）特点 第3课时　细胞呼吸原理的应用
教学过程
导入新课
教师设置问题情景：某同学为了证明细胞呼吸的产物有CO2，设计了下述实验来证明。设计实验装置如下图所示，加入装置中的气体能够按照图中箭头所示方向稳定地流动。
师
A瓶内的NaOH的作用是什么？B瓶中的Ca(OH)2的作用是什么？
生
A瓶内的NaOH的作用是除去空气中的CO2，B瓶中的Ca(OH)2的作用是验证空气中的CO2是否被完全除去。
师
如果将C瓶中萌发的种子换成绿色植物并接受充足光照，实验结果会怎样？原因是什么？如果要测定绿色植物呼吸作用的气体产物，怎样改进实验装置？
生
如果将C瓶中的萌发的种子换成绿色植物并接受充足光照，则D瓶中的澄清的石灰水不变浑浊。原因是绿色植物在充足的光照条件下，光合作用大于呼吸作用，没有氧气的净释放。如果要测定绿色植物呼吸作用的气体产物，则应对C装置进行遮光处理。
师
如果将C瓶中的种子换成乳酸菌培养液，D瓶中出现的现象是什么？为什么？
生
如果将C瓶中的种子换成乳酸菌培养液，D瓶中的澄清的石灰水将不变浑浊，因为乳酸型无氧呼吸没有二氧化碳的释放。
师
如果将C瓶中的种子换成酵母菌培养液，则D出现的现象是什么？写出C瓶中以糖类为底物的呼吸反应式。
生
如果将C瓶中的种子换成酵母菌培养液，则D中澄清的石灰水将变浑浊。
生
C6H12O6+6H2O+6O2 6CO2+12H2O+能量（大量）。
师
若在A前面加吸收O2的装置，则D出现的现象是什么？原因是什么？
生
D中澄清的石灰水将变浑浊。因为酵母菌无氧呼吸产生酒精与二氧化碳。
师
细胞呼吸的原理是什么？
生
细胞呼吸的原理主要是指糖类、脂质与蛋白质等有机物，在生物活细胞内氧化分解为水和二氧化碳，或者分解为不彻底的氧化产物，同时释放能量的过程。
师
细胞呼吸的生理意义是什么？
生
细胞呼吸是生物体内重要的代谢活动，它不仅为生命活动提供能量，细胞呼吸过程产生的中间产物还是各种有机物之间转化的枢纽。
师
根据你已有知识，分析说明影响细胞呼吸的因素有哪些？
学生活动：学生分组讨论，小组记录，代表发言。
媒体信息：提供一组不同生物的细胞呼吸的图片情景、文字信息。
小组交流：
第一组：我们认为生物体的内部因素会影响生物体的细胞呼吸。
（1）不同种类生物呼吸速率不同，如：阳生植物比阴生植物高。
（2）同一植物不同发育时期不同，如：幼苗、开花期较成熟期高。
（3）同一植物不同器官不同，如：生殖器官较营养器官高。
第二组：我们认为外部因素会影响生物体的细胞呼吸。如温度、水分、氧气、二氧化碳等外界环境因素。
推进新课
师
能否设计一个实验来证明你的推论？（如证明温度影响种子萌发时的呼吸速率）。
师
根据上述实验装置，控制其中的温度为单一变量（如对C瓶分别以不同的温度进行处理），测定相等时间内澄清的石灰水变浑浊的程度。
学生活动：根据提示，规范、科学、创新地设计实验。
师
生物的细胞呼吸，尤其是植物的细胞呼吸强度受外界环境影响很大，其中与水、温度以及空气成分的关系最密切。
（1）水对呼吸强度的影响，对种子表现得尤为明显。在一定范围内，呼吸强度随着含水量增加而提高。水稻种子含水量达３０％～３５％时，呼吸强度比干燥储藏时要增加数倍。种子含水量增加、呼吸强度增强的原因主要是种子的细胞质为凝胶状态，当含水量超过一定的量时，细胞质转化为溶胶状态，呼吸酶的活性就加强了。
（2）温度之所以能影响植物的呼吸强度，主要是影响了呼吸酶的活性。在酶的适宜温度范围内，当温度处于最低点与最适点之间，细胞呼吸强度总是随温度的增高而加快；超过最适点后，随着温度的增加，细胞呼吸强度则会随温度的增高而下降。
（3）空气中O2浓度与呼吸作用的关系很大。O2不足直接影响细胞呼吸强度和呼吸性质。当O2浓度为0时，细胞只进行无氧呼吸；在一定范围内，随着O2浓度增加，细胞同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，从呼吸强度来看，随着O2增加，无氧遭到抑制而强度降低，有氧呼吸虽有促进，但强度不大，因而细胞呼吸的整体强度反而下降；随着O2浓度的继续增加，无氧呼吸强度继续降低，而有氧呼吸强度显著增加；当外界浓度到达一定值时，细胞仅进行有氧呼吸，我们把此时的浓度称为无氧呼吸消失点。
（4）CO2是呼吸作用的最终产物，当外界环境中的CO2浓度增加时，呼吸强度便会减慢。实验证明，在CO2体积分数升高到10%以上时，呼吸作用便会减慢。
师
从上述事例我们可以发现，细胞呼吸是一个很有趣的问题，也是一个关系到我们日常生活的问题。那么，细胞呼吸的原理在生产实践中有何应用呢？
师
发酵工程属于一种新兴产业，细胞呼吸与发酵工程具有怎样的关系呢？
师
学生自主阅读文本P65的“细胞呼吸和发酵技术”并思考下列问题：
（1）“发酵”与“无氧呼吸”二者之间具有怎样的关系？
（2）现代生物技术中“发酵”的概念是如何界定的？
（3）简述你对现代发酵工程技术的初步印象。
（4）现代发酵技术的应用有哪些？
生
（1）通常的发酵是指微生物的无氧呼吸。
（2）现代生物技术中的发酵是一个被泛化的概念，即把微生物或其他生物细胞在有氧或无氧条件下繁殖或积累其代谢产物的过程都称为发酵。
（3）现代发酵技术是一种将微生物学、生物化学和化学工程学有机地结合，在发酵罐中充分利用微生物或其他生物的生长代谢活动来生产各种有用的物质或细胞本身的现代生物工程技术。
（4）现代发酵技术主要可以用于医疗卫生、食品工业以及垃圾、废水的处理和沼气的生产等方面。
师
发酵工程包括菌种选育、菌体生产、代谢产物的发酵以及微生物机能的利用等。现代发酵技术与传统化学工业比较，有以下优点：以生物为对象，着重于再生资源的利用，不受原料的限制；反应所需的温度低，能大大地节约能源，减少对环境的污染；为肿瘤治疗、能源、环境保护提供新的解决办法；可开辟一条安全有效的生产价格低廉、纯净的生物制品的新途径，且投资小、收益大、见效快。
师
现代发酵工程技术属于高科技范畴，而酒酿则是传统美食。你了解酒酿的制作过程吗？
课件展示：
取小口坛子一口（酒坛、砂锅可代替）开水洗净擦干。将冲凉、沥干后的糯米饭倒入锅中（其他干净容器也可），将甜酒药取出研成粉末，将其中十分之九均匀搅拌进米饭中，然后将饭装进坛中，轻轻揿平压实，余下的十分之一酒药末撒在表面上。中间留一个杯子大的通气孔（可用干净的木棍插孔），加入适量的温开水（1 000毫升），加盖密封，冬季用棉被等保温物盖紧（夏天用布盖）用其自然发酵，冬天发2～3天或更长，夏天发12～24小时，即可酿出酒酿。
师
你知道细胞呼吸原理的其他应用吗？
课件展示：
（1）谚语说：“锄头底下自有肥”；农民经常松土以提高作物产量；在早稻育秧初期需要适时排水，水稻栽培中需要适时露田与晒田。
（2）我们可以把种子干燥以后进行长时间保藏，这样可以大大延长种子保藏时间。
（3）果蔬保藏中，我们通常向储存室冲入一定量的氮气，以延长果蔬的保藏时间。
师
从上述事例中，说明了什么？从这些事例中，我们能看到细胞呼吸原理在哪些方面的作用呢？
生
说明了细胞呼吸的原理在生产实践中具有广泛的应用。上述四个实例分别说明了细胞呼吸原理在农作物栽培、种子储藏以及果蔬保藏等领域的应用。
师
那么在农作物栽培、种子储藏以及果蔬保藏中，究竟如何利用细胞呼吸原理呢？
　板　书：三、细胞呼吸原理的应用
学生活动：阅读文本P65，思考文本中关于农作物栽培、种子储藏以及果蔬保藏中各种方法的生物学原理。
师
你能否具体分析为什么经常松土可以提高作物产量，而在早稻育秧初期需要适时排水，栽培中需要适时露田与晒田？
生
植物生长过程中的细胞分裂、矿质元素吸收、植株的生长与发育等过程，需要消耗大量的能量，而细胞呼吸可以为生命活动提供能量；因而在农作物的栽培过程中，经常松土、早稻育秧初期适时排水、栽培中适时露田与晒田的目的都是为了促进细胞呼吸，为生命活动提供能量。
师
为何在粮食种子储藏过程中，一般要将种子晒干，然后把种子储藏于温度相对较低、通风的环境中？为何在储藏过程中通过冲氮或二氧化碳的方法同样有助于延长种子储藏的时间？
生
粮食种子储藏的主要目的是保持种子的有机物，对于需要用于农业再生产的种子，则还必须保持其生命活力。上述保藏种子的各种方法，都是为了减小种子的细胞的呼吸强度。需要说明的是，我们一般不是把种子放在严格无氧的环境中，因为这样可能导致种子进行无氧呼吸而产生大量的酒精，造成种子死亡。
师
我们知道，新疆哈密的哈密瓜又大又甜，你知道为什么吗？
生
其一，新疆哈密地区，在春、夏季节的白昼时间较长，每日光合作用时间较长，光合作用积累的有机物多；其二，新疆哈密地处内陆，昼夜温差较大，因而在夜间细胞呼吸消耗的有机物较少，所以，整体积累的有机物较多，所以新疆哈密的哈密瓜又大又甜。
师
那么，大棚栽培作物时，该如何控制昼夜温差呢？
生
白天适当提高温度，以提高光合作用产量；夜间适当低温，以降低细胞呼吸消耗的有机物量，即增加昼夜温差。
师
为何现代健身观念提倡慢跑而非剧烈运动来增进机体健康？
生
剧烈运动，会使机体供氧不足，而使部分细胞无氧呼吸，产生乳酸使得机体的肌肉酸胀乏力。
师
皮肤破损较深或被钉子扎伤后，为何容易感染破伤风？
生
破伤风由破伤风杆菌引起，破伤风杆菌是一种厌氧型微生物，只能进行无氧呼吸。当皮肤破损较深或被钉子扎伤后，破伤风杆菌会大量繁殖而导致破伤风。
师
你还了解细胞呼吸原理的其他应用实例吗？说出来与你的伙伴们分享。
……

板书设计
三、细胞呼吸原理的应用
1.细胞呼吸原理在作物栽培中的应用。
2.细胞呼吸原理在种子储藏中的应用。
3.细胞呼吸原理在卫生保健中的应用。
……

活动与探究
“水果的保藏方法探究”的活动建议
探究原理：
利用细胞呼吸原理来进行保鲜，一方面抑制了水果的呼吸作用，另一方面抑制了细菌生长或杀灭细菌以达到储藏水果的作用。
方法与步骤：
（1）讨论水果的保藏方法，如真空包装、低温储藏、控制氧气的浓度等。选择一种方法继续探究。
（2）现以控制氧的浓度为例，提几点参考意见：
①氧气浓度与ＣＯ2释放的相对值。
②必须先对实验水果进行杀菌处理。

习题详解
1.解析：蜜蜂属于高等的多细胞昆虫，主要的细胞呼吸方式为有氧呼吸。葡萄糖在细胞内在有氧条件下被分解的时候，首先在细胞质基质中被分解形成丙酮酸和还原态氢（［H］），同时释放少量能量。丙酮酸和［H］在有氧条件下进入线粒体，然后丙酮酸在线粒体中与水生成二氧化碳和［H］。最后前两个阶段产生的［H］与氧结合生成水，同时释放大量能量。蜜蜂生命活动的直接能源物质是ATP。地球上绝大多数生命的最终能量来源是太阳能，所以光合作用是地球上最主要的物质代谢与能量代谢。
答案：（1）有氧呼吸　（2）丙酮酸和［H］　能量　二氧化碳和［H］　少量能量　［H］　水　能量　（3）ATP　（4）光合　物质　能量　太阳能
2.解析：高等植物呼吸作用的主要方式是有氧呼吸，但仍保留了无氧呼吸的能力，所以在A点时氧含量接近0，释放较多CO2，这主要是无氧呼吸产生酒精和CO2的缘故；AB段随着氧含量增加，无氧呼吸受到抑制，CO2释放量减少；BC段氧含量不断增加，有氧呼吸越来越旺盛，CO2的释放量达到新高峰。储存蔬菜水果时，要尽量降低呼吸作用，减少有机物的消耗，应选择B点所对应的氧的含量，这时的有氧呼吸已明显降低，同时又抑制了无氧呼吸。
答案：（1）无氧呼吸　（2）AB段随着氧含量增加，无氧呼吸受到抑制　（3）BC段氧含量不断增加，有氧呼吸越来越旺盛，CO2的释放量达到新高峰　（4）B点。储存蔬菜水果时，要尽量降低呼吸作用，减少有机物的消耗，应选择B点所对应的氧的含量，这时的有氧呼吸已明显降低，同时又抑制了无氧呼吸。
3.解析：此题考查学生的图表分析能力与问题解决能力。从图中我们可以看出，当温差由15 ℃/10 ℃上升到30 ℃/25 ℃时，生长期缩短了40 d，子粒干重减少27 mg左右。小麦灌浆时期，日温对光合作用与细胞呼吸都有影响，但主要影响光合作用的效率；而夜温则主要影响植物晚间细胞呼吸，若降低晚间温度，可以降低细胞呼吸的速率，减少有机物消耗。
答案：（１）40　27　（２）小麦灌浆时期，日温对光合作用与细胞呼吸都有影响，但主要影响光合作用的效率；而夜温则主要影响植物晚间细胞呼吸。增加昼夜温差。
第2课时　基因诊断与基因治疗
教学过程
导入新课
课件展示：
（1）假如某地区正在流行“非典型性肺炎”(SARS)，一个患者突然出现不明原因的发热、咳嗽，假如你是科技工作者，你该怎样对该患者进行诊断？
（2）在东南亚某地区，突然发现大量家禽不明原因的死亡，怀疑是感染了禽流感，假如你是科技工作者，你该怎么办？
（3）一个母亲患有一种遗传病，现她怀有一胎儿，怀疑也患有该遗传病，该如何对该胎儿进行检测，以确认他（她）是否患有该遗传病呢？
学生活动：阅读课本P3相关内容，并以小组为单位，讨论上述问题并阐述自己的观点，小组记录员记录并整理本组观点。
生
对于“非典型性肺炎”(SARS)、禽流感与遗传病检测的方式有很多种，如通过病理学等手段进行检测；而现代生物技术中的基因诊断技术可以使得上述疾病的检测更加快速、灵敏、简便，使得疾病的防治更为有效。
师
第一例基因诊断技术应用于临床实践是在什么时候？诊断的是何种疾病？
推进新课
　板　书：二、基因诊断与基因治疗（一）基因诊断
生
是1978年科学家对一位孕妇作了镰刀状贫血症的产前诊断。
师
那么基因诊断技术目前可以用来诊断哪些疾病因子呢？
通过多媒体呈示以下情景，教师对相关问题进行描述、分析。
基因诊断的对象主要有：
①病原微生物的侵入：一般侵入体内的病原微生物可通过显微镜检查及免疫学方法进行诊断。但是，直接检测病原微生物的遗传物质可以大大提高诊断的敏感性。而在无法得到商业化抗体时，基因诊断就成为检测病原微生物感染，尤其是病毒感染的唯一手段。此外，由于基因碱基配对原理的基因诊断可直接检测病原微生物的遗传物质，所以诊断的特异性也大为提高。目前，基因诊断已在病毒性肝炎、艾滋病等传染病的诊断中发挥了不可代替的作用。
②先天遗传性疾病：目前，大多数遗传病还缺乏有效的治疗手段，因而可对胎儿进行产前基因诊断。对确诊患病的胎儿实施人工流产是避免遗传病患儿出生的有效措施。
已有多种传统的遗传性疾病的发病原因被确定为特定基因的突变。例如：苯丙氨酸羟化酶基因突变可引起苯丙酮尿症；腺苷脱氨酶基因突变可引起重症联合免疫缺陷症（SCID）；而淋巴细胞表面分子CD40或其配体（CD40L）基因突变则可引起无丙种球蛋白血症。这类疾病的诊断除了仔细分析临床症状及生化检查结果外，从病因角度作出诊断则需要用基因诊断的方法检测其基因突变的发生。用基因诊断的方法检测这些位点的改变，不仅对临床诊断，而且对疾病的病因和发病机理的研究都具有重要的意义。
③后天基因突变引起的疾病：这方面最典型的例子就是肿瘤。虽然肿瘤的发病机理尚未完全明了，但人们可以初步认为肿瘤的发生是由于个别细胞基因突变而引起的细胞无限增殖。无论是抑癌基因发生突变还是癌基因发生突变，如果确定这些改变的发生，都必须进行基因诊断。
④其他：如DNA指纹、个体识别、亲子关系识别、法医物证等。
师
假如某人患了流行性感冒，该如何进行治疗？
生
在医生的指导下服用一些抗生素或抗病毒类药物，多喝白开水，注意休息，几天之后就可痊愈。
板　书：（二）基因治疗
师
你了解重症联合免疫缺陷症（SCID）的疾病机理吗？这种疾病在医生的指导下服用一些抗生素或抗病毒类药物，多喝白开水，注意休息，几天之后可痊愈吗？
学生活动：阅读课本P4基因治疗的相关知识，并思考上述问题。
生
患有重症联合免疫缺陷症（SCID）的个体，其体内腺苷脱氨酶基因突变，不能正常合成腺苷脱氨酶，而该酶对于降解毒素是关键的，因此患者将出现免疫缺陷。由于是基因突变导致的疾病，因而不能用治疗流感的方法来治疗重症联合免疫缺陷症（SCID）。
师
假如某人患了重症联合免疫缺陷症（SCID），该如何进行治疗？
生
可以通过基因治疗技术来治疗该疾病。
师
什么是基因治疗？基因治疗的原理（基因治疗的两种途径）是什么？
学生活动：阅读课本P4中“基因治疗的两种途径”图群，并思考上述问题。
生
基因治疗（gene therapy）是指采用转基因技术将外源正常基因导入靶细胞，以纠正或补偿因基因缺陷和异常引起的疾病，以达到治疗目的。基因治疗（gene therapy）的原理是指采用转基因技术将目的基因导入患者的某种细胞中，体外培养使其增殖，然后输回患者体内，这样重组受体细胞因导入正常的基因，可以纠正或弥补缺陷基因带来的影响；或将带有治疗作用的基因通过载体直接送入患者的某些细胞中，从而达到治疗疾病的目的。
师
基因治疗技术能有效治疗疾病、提高人类健康水平，那么目前来说，是否所有的遗传性疾病都可以采用基因治疗？
生
不可以，例如神经细胞不能以基因治疗技术进行治疗。
师
进行基因治疗必须具备哪些条件？
生
……
师
进行基因治疗必须具备下列条件：①选择适当的疾病，并对其发病机理及相应基因的结构功能了解清楚；②纠正该病的基因已被克隆，并了解该基因表达与调控的机制与条件；③该基因具有适宜的受体细胞并能在体外有效表达；④具有安全有效的转移载体和方法，以及可供利用的动物模型。
师
基因治疗的前景十分诱人，那么基因治疗的现状与前景如何呢？
生
……
课堂小结
（1）复合免疫缺陷综合征的基因治疗：1991年美国批准了人类第一个对遗传病进行体细胞基因治疗的方案，即将腺苷脱氨酶（ADA）导入一个4岁患有严重复合免疫缺陷综合征（SCID）的女孩。采用的是反转录病毒介导的间接法，即用含有正常人腺苷脱氨酶基因的反转录病毒载体培养患儿的白细胞，并用白细胞介素Ⅱ（IL－2）刺激其增殖，经10天左右再经静脉输入患儿。大约1～2月治疗一次，8个月后，患儿体内ADA水平达到正常值的25%，未见明显副作用。此后又进行第2例治疗获得类似的效果。
（2）我国复旦大学等单位对乙型血友病的基因治疗也进行了有意义的探索，他们在兔模型的基础上，将人第Ⅸ因子基因通过重组质粒（pcmvix）或重组反转录病毒（N2CMVIX）导入自体皮肤成纤维细胞，获得可喜的阶段性成果，相信不久的将来，基因治疗会在我国取得成功。
（3）总体来说，目前已批准治疗的病例约120例，其中约110例为肿瘤，遗憾的是，除黑色素瘤有些端倪外，全都未能成功。治疗了10余例单基因病，除ADA缺乏症和乙型血友病有一定疗效外，其余都还在实验阶段。但人们再也不怀疑基因治疗不仅可能办到，而且指日可待。
师
你还了解其他生命科学技术在社会生产、实践中的应用情况吗？
生
……
　板　书：（三）研究性学习交流
活动主题：以学习小组为单位，交流关于“现代生命科学的发展热点是什么”的研究性学习成果。
给活动的组织者与交流者几点建议：
（1）我们一定要本着“求是唯真、崇文扬善、创新臻美”的态度去做科学，注意每一个细节，以使我们第一次的研究成果经得起别人的推敲。
（2）我们要从“小”处做“大科学”，不要从“大”处做“小科学”。
（3）若以图片、表格等形式来反映研究成果，会让你的研究成果更容易被听众所接受。
（4）研究性学习需要提出自己的研究报告，同时也要让听众看到研究过程中的第一手资料，以增加研究成果的说服力。
（5）不妨向别人介绍一下自己在这个研究过程中亲历的一些事情以及自己的感受，这容易引起别人的共鸣。
（6）研究性学习的交流时间设置要合理，要给汇报者提供展示自己成果的机会，也要给听众提出问题、质询的机会。
板书设计
二、基因诊断与基因治疗
（一）基因诊断
（二）基因治疗
（三）研究性学习交流
习题详解
1.（略）
2.教师可以让学生联系生活与当代科技发展现状，利用报纸、杂志、书籍、电视节目、广播节目、互联网等手段，通过走访、调查、收集、咨询等方法，整理有关人类目前在基因诊断与基因治疗方面取得的进步与存在的问题的相关资料，并写成调查报告，在一定范围内交流、展示。
第3课时　细胞的衰老和凋亡
教学过程
导入新课
师
生长和衰老，出生和死亡，是生物界的正常现象。衰老是生物界的普遍现象。
师
衰老的人体通常表现出细胞数目减少、肌肉萎缩、行动迟缓等特征。那么，人体的衰老还表现出哪些特征呢？
推进新课
　板　书：三、细胞的衰老和凋亡
活动安排：教师组织学生分组讨论。
生
人体的衰老还表现出白发、皱纹、老年斑、耳聋、眼花、行动迟缓、记忆力减退等。
师
老年人体内有没有幼嫩的细胞？年轻人体内有没有衰老的细胞？
生
老年人体内还会有幼嫩的细胞，如精原细胞仍能增殖产生精子，造血干细胞一生都能增殖产生各种类型的血细胞；年轻人体内也有衰老的细胞，如皮肤表皮细胞衰老成角质层细胞，最后细胞凋亡、脱落。
师
人体衰老与细胞衰老有什么关系？两者步调一致吗？
生
在人的一生中，一直都有新的细胞出现，老的细胞死亡，身体内的细胞在不断更新着。其他的多细胞生物也是这样。细胞的衰老和死亡与个体的衰老和死亡并不是一回事。
师
从总体上看，个体衰老的过程也是组成个体的细胞普遍衰老的过程。但对于单细胞生物体来说，细胞的衰老或死亡就是个体的衰老或死亡。
师
关于个体衰老与细胞衰老的关系，你还能举出其他实例吗？
生
人的上皮组织、血细胞经过一定的时间就衰老死亡了,由新的细胞补充;人体的肝细胞是分化程度较高的组织细胞,功能专一,正常情况下没有明显的衰老现象,细胞分裂少见,但在某些细胞受到破坏丧失时,其余细胞也能进行分裂,以补充失去的细胞。
师
恒久组织细胞,属高度分化的细胞,个体一生中没有细胞更替,破坏堇前失后不能由这类细胞分裂来补充。如神经细胞、骨骼细胞和心肌细胞。可耗尽组织细胞，如人类卵巢实质细胞，在一生中逐渐消耗，而不能得到补充，最后消耗殆尽。
师
有人做过一个实验，体外培养的人体某种细胞，最多分裂50次左右就停止分裂了，说明细胞会随着分裂次数的增多而衰老。细胞的寿命与细胞的分裂能力有关吗？
生
细胞的寿命与分裂能力无关。寿命短的细胞不一定能分裂，如白细胞。
师
细胞衰老的过程是细胞 生理状态和化学反应发生复杂变化的过程，最终表现为细胞的形态、结构和功能发生变化。衰老的细胞主要具有以下特征：
（1）细胞内水分减少，细胞萎缩，体积变小，细胞代谢速率减慢。
（2）细胞内多种酶的活性降低。
（3）细胞内的色素会随着细胞衰老百逐渐积累，它们会妨碍细胞内物质的交流和传递，影响细胞的政党生理功能。
（4）细胞内呼吸速率减慢，细胞核的体积增大，核膜内折，染色质收缩，染色加深。
（5）细胞膜通透性改变，使物质运输功能降低。
师
细胞为什么会衰老呢？决定衰老的主要因素是什么？
教师演示多毁体课件：人体细胞培养与去核细胞和政党细胞融合培养过程，探究细胞衰老的原因。
师
（1）巴氏小体是雌性哺乳动物的细胞在分裂间期细胞核中呈凝缩状态不活动的X染色本。雄性个体的细胞分裂间期无巴氏小体。
（2）20世纪60年代，为了探究人的体细胞误老是由细胞本身决定的还是由环境因素决定的，一位科学家选取年轻女性的体细胞和老年男性的体细胞进行实验。巴氏小体可以作为雌性细胞的标记。
（3）在相同条件下，单独培养或混合培养年轻女性的体细胞和老年男性的体细胞，统计细胞分裂的次数。
年轻女性的体细胞增殖旺盛
老年男性的体细胞增殖次数少
年轻男性的体细胞增殖情况与单独培养时相同
（4）为了深入探究衰老的物质究竟在哪里，这位科学家又做了如下实验：
师
（1）这两组实验设计的巧妙性在哪？
（2）通过这两项实验能不能说明细胞的增殖能力是无限的呢？
（3）上述两项实验能够说明细胞衰老的原因和调控细胞衰老的物质在哪里吗？
生
（1）选择年轻女性的体细胞，不仅因为其含有可用于标记供体细胞的巴氏小体，而且因为其增殖能力很强，因而不宜选用年老女性体细胞作为供体。选择老年男性的体细胞，不仅因为其细胞里不含有马氏小体（这样，它就不能被标记而能与年轻女性细胞分别识别出来），而县城因为其本身的增殖能力较弱。
（2）这两项实验不能说明细胞的增殖能力是无限的。
（3）上述两项实验说明细胞衰老的原因和调控细胞衰老的物质在细胞核中。
师
（1）研究表明，从胎儿肺得到的成纤维细胞可在离体条件下传代50次，而从成人肺得到的成纤维细胞在离体条件下只能传代20次。因此，细胞的增殖能力是有限的，而且表明体细胞的衰老是由细胞自身的因素决定的。
（2）近年来，关于细胞衰老的研究有了重大进展，形成了多种关于细胞衰老机制的学说，请同学们课后查阅资料，收集相关内容，下一节课上交流。
课件展示：
蝌蚪在变态发育过程中尾的消失;鸡的胚胎发育过程中,爪之间存在蹼状物,但出生时,小鸡趾间不存在蹼状物。
师
以上现象说明了什么？
生
说明生物体在发育过程中，身体内的细胞存在着正常死亡。如同花辨或树叶的脱落、凋零，是一种自然的生理过程。
师
（1）像这样，由基因所决定的细胞自动结束生命的过程就叫细胞凋亡。由于细胞凋亡受到严格的由遗传机制决定的程度性调控，所以也常常被称为细胞编程性死亡。
（2）正在发育以及发育成熟的生物体中，细胞发生凋亡的数量是惊人的。健康的成人体内，在骨髓和肠中，每小时有10亿个细胞凋亡。
（3）脊椎动物的神经系统在发肓过程中，约有50%的细胞凋亡。
（4）多细胞生物体每天都要产生数量巨大的新细胞，同样也有大量的细胞死亡，这样生命系统才能更新，维持数量上的平衡。
师
细胞的凋亡对生物体有何意义？有的该死的细胞到一定的时候不死亡，而不该死亡的细胞却过早地死亡了，那么对生物的生长、发育又有何影响呢？
生
细胞凋亡能使多细胞生物体完成正常发育；能够维持机体内部环境的稳定性；能够抵御外界各种因素的干扰。如果细胞凋亡出现了差错，机体就会出现异常。如免疫系统正常的细胞凋亡出现问题，就可能引发一些自身免疫性疾病，如风湿性关节炎、系统性红斑狼疮等。
师
生物体内有的不该死亡的细胞却过早地死亡了，这种现象不叫细胞凋亡，而是称为细胞坏死。细胞坏死是极端的物理、化学因素或严重的病理性刺激引起的细胞损伤和死亡。细胞凋亡与细胞坏死有什么区别呢？
课件展示：
细胞坏死和细胞凋亡的过程。
引导学生进行比较：细胞凋亡表现在先是细胞明显皱缩；细胞核内物质和细胞质内物质凝集致密化；细胞逐渐变小、变圆；细胞膜将胞内成分包围成一个个凋亡小体，凋亡小体被周围细胞吞噬掉，显得干净利索，不引起周围组织炎症。而细胞坏死则是细胞显著肿胀，细胞膜破裂，内容物溢出而死，并容易引发周围组织炎症。
课件展示：
3种细胞DNA电泳图。
师
利用电泳技术对DNA进行分析，也可看出两者的差异。凋亡细胞的染色体DNA被切割成有规律的小片段，在进行电泳分析时，大小相隔，有规律地分布，呈现出梯状条带。坏死细胞的DNA是随机断裂的，电泳时表现为从大到小连续分布的弥散条带，所以呈现出来的是一片模糊、分不清的条带。
板书设计
三、细胞的衰老和凋亡
1.细胞衰老的原因
2.细胞衰老机制的学说
3.细胞凋亡与细胞坏死的区别
活动与探究
探究题目：在农学、园艺、林业、医药等生产实践中，植物的组织培养技术得到了广泛的应用。植物的组织培养技术的理论基础是植物细胞的全能性。动物细胞有全能性吗？请探究动物细胞是否具有全能性？
活动建议：
(1)在利用互联网继续探究动物细胞的全能性时，教师要提供给学生正确的搜索方法。如goodle、baidu、sohu等搜索引擎网站对关键词进行搜索。
（2）包括网络技术在内的信息技术与学科的整合是未来教育发展的必然趋势，建议教师积极地运用这种手段，促进教学手段的最优化和教学效率的最大化。
（3）建议学生从互联网和书刊中收集有关动物培养的资料，并将有资料按年代顺序排列，对实验材料进行分析。以小组为单位，以报告的形式向全班同学作汇报。
习题详解
1.解析：依据细胞的形态结构可以知道图示细胞为动物细胞。高等生物个体发育的起点是受精卵。生物体的生长包括细胞的分裂和细胞的体积增大。细胞的分化是指细胞的形态、结构、功能发生了稳定性差异，细胞的这种变化是基因在机体发育中选择性表达的结果。人体有四大基本组织：上皮组织（如具有吸收作用的小肠绒毛上皮细胞）、结缔组织（如具有连接作用的真皮）、肌肉组织（如此具收缩作用的肌肉细胞）、神经组织（如调节各种生命活动的神经器官）。
答案：(1)动物细胞　受精卵　（2）细胞的分裂　细胞的体积增大　（3）分化　形态　结构 功能　选择性表达　（4）上皮组织　结缔组织　肌肉组织　神经组织
2.解析：果蝇的受精卵是既具有全能性又没有分化的细胞。
答案：A
3.解析：香烟中含有大量的尼古丁等有害物质，会造成细胞的损伤和死亡。这种死亡过程是非正常性的，属于病理性死亡。
答案：B
4.解析：组织培养的过程是离体的组织无菌情况下在培养基上生长繁殖，形成愈伤组织。愈伤组织在培养基上进一步生长、增殖、分化发育成胚状体，再由胚状体发育成植物幼体，最后长成植株。
答案：（1）离体　灭菌　（2）愈伤组织　生长、增殖、分化发育成胚状体　再由胚状体发育成植物幼体 第2课时　酶的特性
教学过程
（提示：本节课建议安排在实验室；教师可以在每个实验桌上预先准备3.5%的FeCl3溶液，20%的新鲜猪肝提取液，马铃薯的组织提取液,火柴、卫生香、试管组等实验材料）
导入新课
课件展示：
（1）巴斯德是一位伟大的微生物学家，是微生物学的奠基人。他对酵母菌在酒精发酵中的作用的机理研究、乳酸发酵的微生物学原理的研究以及澄清生物的自然发生等方面作出了卓越的贡献。
（2）1854年9月，法国教育部委任巴斯德为里尔工学院院长兼化学系主任，在那里，他对酒精工业发生了兴趣，而制作酒精的一道重要工序就是发酵。当时里尔一家酒精制造工厂遇到技术问题，请求巴斯德帮助研究发酵过程，巴斯德深入工厂考察，把各种甜菜根汁和发酵中的液体带回实验室观察。经过多次实验，他发现，发酵液里有一种比酵母菌小得多的球状小体，它长大后就是酵母菌。巴斯德继续研究，弄清发酵时所产生的酒精和二氧化碳气体都是酵母菌使糖分解得来的。
当时大家普遍相信酒精是由糖发生化学变化而产生，并没有生物参与，而巴斯德的研究结果显现发酵需有酵母菌的存在才得以进行。此理论深深地震撼当时的社会，也引起许多人士的质疑，经巴斯德不断地探究、推导，终于向世人证明他的理论是正确的。
（3）1897年德国学者毕希纳发现酵母菌的无细胞提取液能与酵母一样具有发酵糖液产生乙醇的作用。
师
当你对上述材料阅读以后，思考以下几个问题，假如不成熟，可以与你的伙伴讨论，假如你觉得你的想法不错，不妨与你的伙伴分享：
①你觉得巴斯德在研究酒精发酵中，获得成功的原因有哪些？
②酵母菌发酵，将糖转化为酒精和二氧化碳；酵母菌的无细胞提取液能与酵母一样具有发酵糖液产生乙醇的作用。那么，毕希纳的发现是否说明没有酵母菌的作用，酒精发酵仍旧可以发生呢？假如答案是否定的，那么，发酵过程中的糖具有怎样的作用？酒精和二氧化碳是如何产生的呢？
生甲
巴斯德成功的原因是他坚持不懈的努力与细心的观察。
生乙
巴斯德成功的原因是他有比较科学的研究方法；还有，他具有比较好的化学知识背景；还有，他不迷信、不盲从。
生丙
从信息材料中我们可以看出，似乎酒精发酵不是一种生命特有的现象。但是，若没有酵母菌的无细胞提取液，仍旧不能使糖液发酵产生乙醇，因此，通常情况下的酒精发酵仍旧离不开酵母菌的作用。
生丁
糖是酵母菌发酵的一种原料；酒精和二氧化碳是由糖经过一系列的反应转化而来的。
师
我们通过讨论，似乎可以得出这样一个意见，将糖转化为酒精和二氧化碳，是一种生物体内的化学变化。在特定的条件下，酵母菌细胞内的这种变化在高速、有序地发生着。那么，这种反应在化学实验室里是否容易发生呢？假如答案是否定的话，为什么在酵母菌细胞内容易发生这种转变？是什么物质在这一过程中起了关键性的作用呢？
学生活动：小组讨论。
生
在实验室中一般不容易将糖转化成为酒精与二氧化碳；在酵母菌细胞内，能快速、有序地将糖转化成为酒精与二氧化碳，可能与酵母菌细胞内的某种物质有关，这种物质的功能类似于唾液淀粉酶对淀粉水解的催化功能；而酵母菌的无细胞提取液也能使糖转化为酒精与二氧化碳，是因为提取液中也含有这类物质。
推进新课
　板　书：二、酶与酶促反应
师
要回答这些问题，我们需要学习酶的相关知识；而对于此类问题更多的理解，则需要我们通过多种途径与方法去学习、去理解。我们先可以进行这样一组实验。
教师布置学生实验，实验步骤如下：
（1）取A、B、C两支试管，各加入2 mL的可溶性淀粉溶液。
（2）向A、B、C三支试管各加入2 mL的蒸馏水、质量分数为0.1%的稀硫酸、稀释的唾液,37 ℃水浴2分钟。
（3）向上述三支试管中加入3滴碘液，观察其颜色变化，以“+”的多少表示碘液遇淀粉后颜色变化的深浅。
师
说出你所观察到的实验现象。
生
在C试管内为何加入碘液后不变色？而在A、B两支试管内为何加入碘液后显蓝色？A试管为“++”、B试管为“+”说明了什么？
学生活动：学生小组讨论，也可利用实验桌上的实验器材重复上述实验。
学生小组讨论，小组代表回答，记录数据如下：A试管为“++”、B试管为“+”、C试管为“-”。
师
实验中设置A试管的作用？实验中37 ℃水浴的目的是什么？
生
设置A试管是对照作用；37 ℃水浴的目的是提供反应适宜的温度。
师
请你尝试分析你所观察到的实验现象。
生
C试管内加入碘液后不变色的原因是C试管内的淀粉全部被水解了；而A、B两支试管内加入碘液后显蓝色是因为其中还有淀粉，且A试管中剩余的淀粉多，B试管中剩余的淀粉相对少，所以A试管为“++”、B试管为“+”。
师
假如我们在其他条件不变的情况下，对B试管进行酒精灯加热处理，再观察其实验结果，会如何？为什么？说明了什么？
学生活动：根据教师提示，进行实验操作，并收集实验数据。
学生小组讨论后回答：发现B试管的颜色变化相对于没有加热前的变化不明显。说明，加热以后淀粉被水解的量更多，剩余的淀粉更少。说明了在H+存在的条件下，加热有利于淀粉的水解。
师
假如我们在其他条件不变的情况下，对C试管进行酒精灯加热处理，再观察其实验结果，会如何？为什么？说明了什么？
生
发现C试管的颜色变化相对于没有加热前的变化要明显。说明，加热以后淀粉被水解的量变少，剩余的淀粉多。说明了在唾液存在的条件下，加热抑制了淀粉的水解。
师
你已有的知识是否能告诉你，B试管中的H+在淀粉水解中扮演怎样的角色？具有怎样的作用？C试管中的唾液能促使淀粉水解，究竟是唾液中的什么物质？从我们这个实验来看，这种物质在催化淀粉水解中有何异同？
学生活动，讨论并回答问题：
生甲
H+在淀粉水解中是一种催化剂，起到了降低化学反应的活化能，改变了化学速率，当然，其作用不能改变化学平衡。
生乙
在初中生物学中，我们知道了是唾液中的唾液淀粉酶催化了淀粉的水解。
生丙
从这个实验来看，我们可以认为，唾液淀粉酶与H+一样能够催化淀粉水解，二者都起到了催化剂的作用；这说明H+是一种无机催化剂，一定的加热会有影响，但是，加热会促进H+的催化作用，而使唾液淀粉酶的催化能力下降。
　板　书：（一）酶的定义
师
同学们的推测相当准确。生物体内，每时每刻都在进行着许多复杂的化学反应，生物体内这些化学反应，在生物体内温和的条件（常温、常压）下、迅速而有规律地进行，这都与生物体内的催化剂——酶的作用有关。酵母菌细胞内，能快速、有序地将糖转化成为酒精与二氧化碳，就与酵母菌细胞内存在的相应酶的催化有关；C试管中的淀粉水解，与唾液中的水解淀粉的酶有关。那么什么是酶呢？
课件展示：
（1）1783年，意大利科学家斯巴兰让尼设计了一个巧妙的实验：为了研究消化液对于消化的作用,他将肉块放在小巧的金属笼子内，然后让鹰吞入笼子,这样肉块的消化可以不受胃的物理性消化作用的影响,而胃液可以流进笼子。一段时间以后,他将小笼取出，发现肉块消失了。这个实验说明了胃具有化学性消化作用。
（2）1836年，施旺从胃液中提取了消化蛋白质的物质，从而揭开了胃的消化之谜。
（3）20世纪30年代以来,科学家相继提取出多种酶的蛋白质结晶，这一事实说明酶的本质是蛋白质。
（4）20世纪80年代，科学家又发现少数RNA也具有生物催化作用，这一发现使酶的概念又一次得到了扩展。
师
在化学课程中，同学们也学习过有关催化剂的知识，那么一般的催化剂都有哪些性质呢？通过对上述材料的阅读，你能谈谈对酶的认识吗？
学生小组讨论，小组成员各自写出一个自己对于酶的理解后，小组共同协商提出一个受到大多数成员认同的观点，进行班级交流：
（1）化学催化剂具有用量少而催化效率高、反应前后不发生变化、促进化学反应迅速进行等性质。通常的化学催化剂发生催化作用时，往往需要极端条件，如高温、高压等，而酶的催化却往往在温和条件（常温、常压和接近中性的条件）下发生作用。
（2）酶的发现与其本质的认识是一个不断发展的过程，是一批坚持不懈、百折不挠的科学家不断探索的结果。成功属于不畏艰苦的人。
（3）酶是活细胞产生的，可以在细胞内起到催化作用，也可以在活细胞外发挥作用，如唾液淀粉酶以及酵母菌无细胞提取液中的酶。酶是一种催化剂，并且它是一种生物催化剂。
（4）大多数酶的化学成分是蛋白质，少数酶的成分是RNA。
（5）酶是活细胞产生的具有催化活性的一类有机物，绝大多数的酶是蛋白质，一小部分的酶是RNA。
师
酶作为生物催化剂，除了具有上述一般催化剂的性质外，还具有哪些特征呢？
　板　书：（二）酶的特性
学生活动：学生阅读书本边做边学，根据课本及图43中所要求的实验操作步骤，完成实验一，思考实验后讨论提出的问题。
师
H2O2在室温情况下，会自然分解成了H2O、O2，但是其分解速率很慢，不易被观察到。假如要测定H2O2的分解速率，我们一般测定O2的生成速率，其原因是O2微溶于水，因而只要测定单位时间O2的生成量即可；我们也可以通过观察容器中气泡的大小与逸出速度来简单表示H2O2的分解速率；另外，由于O2的助燃性，我们也可以用带火星的卫生香插入试管观察其是否复燃及燃烧剧烈程度来粗略表示H2O2的分解速率。
学生汇报实验现象：实验中，加入新鲜酵母菌的提取液的试管中气泡大，气泡逸出速度快，插入的卫生香燃烧剧烈；而加入蒸馏水的试管中气泡小，气泡逸出速度慢，几乎不易被观察到，插入的卫生香不能复燃。
师
实验中采用新鲜酵母菌的提取液的主要原因是什么？用放置时间较长的提取液可以吗？为什么？
生
实验中采用新鲜酵母菌的提取液的主要原因是在其中含有催化H2O2分解的生物活性物质——H2O2酶；用放置时间较长的提取液是不可以的；这可能因为H2O2酶放置在试管中的时间太长，会失去催化活性。
师
你们在生活中是如何来保藏生物的呢？是否可以用类似的方法来处理提取液，从而延长保藏时间呢？
学生活动：学生思考，小组讨论。
生甲
我们可以把提取液放置在冰箱里保藏。
生乙
我们可以把H2O2酶制成酶的制剂，干燥以后低温保藏。
……
师
实验中另一试管加入蒸馏水的目的是什么？
生
起到了实验的对照组的作用。
师
实验的结果说明了什么？
生
实验的结果说明了新鲜的酵母菌的提取液中含有H2O2酶，H2O2酶能催化H2O2分解。
师
假如我们把新鲜的酵母菌的提取液稀释10倍，再重复上述实验，会发现怎样的实验现象？
学生活动：按照教师实验指导，完成实验步骤，收集实验数据并分析。
学生讨论后交流：实验中加入稀释10倍以后新鲜的酵母菌的提取液的试管中气泡依旧很大，气泡逸出仍旧很快，插入的卫生香燃烧剧烈。
师
这个实验说明了什么？
生
这个实验直接说明了新鲜的酵母菌的提取液H2O2酶在被稀释10倍以后，依然具有很高的催化H2O2分解的能力，间接说明了酶具有高效性。
师
书本实验一是否可以说明H2O2酶催化H2O2分解具有高效性呢？
生
从本质来看，并不能说明H2O2酶催化H2O2分解具有高效性。因为实验缺乏单一变量因子的控制。因而实验只能说明H2O2酶能催化H2O2分解，而不能说明H2O2酶催化H2O2分解具有高效性。
师
从我们的化学知识可以知道，Fe3+可以催化H2O2分解，那么，H2O2酶、Fe3+两者共同催化H2O2分解，谁的催化效率更高？
学生活动：学生根据教师的提示，选择合理的实验器材，进行实验，并对实验数据分析。
学生对实验数据分析后交流：实验中加入新鲜的酵母菌的提取液的试管中气泡很大，气泡逸出很快，插入的卫生香燃烧剧烈；而实验中加入Fe3+的试管中气泡小，气泡逸出速度慢，插入的卫生香通常不能复燃。
师
这个实验可以说明什么？
生
酶作为生物催化剂，其催化效率远远高于催化同一化学反应的无机催化剂。
师
我们还可以用猪肝提取液、马铃薯的组织提取液等生物材料进行实验。
师
酶催化反应的速度比一般的无机催化剂高106～107倍，有的酶催化反应速度极快，如碳酸酐酶催化二氧化碳与水合成碳酸的反应是已知最快的酶催化反应之一。每一个酶分子在1秒钟内可以使105个二氧化碳分子发生水合反应，因而酶的催化具有高效性。
师
从化学知识我们可以得知，MnO2不仅可以催化KClO3的分解，还可以催化H2O2分解；铁粉不仅可以催化合成氨的反应，还可以催化苯和液溴的反应。那么，唾液淀粉酶是否也具有这样的特性呢？
学生活动：自主学习实验二文本，着重通过对课本中表格的阅读，完成对实验操作步骤的掌握，按照实验步骤完成实验操作，收集实验数据，结合讨论中列出的问题思考，与他人交换意见。
（教学建议：建议教师引导学生回忆麦芽糖、淀粉的鉴定实验）
学生汇报实验现象：实验中，1号试管内加入斐林试剂，水浴加热后出现了砖红色沉淀；2号试管内加入斐林试剂，水浴加热后没有出现颜色变化。
师
请你对实验现象进行分析？
生甲
1号试管内加入斐林试剂，水浴加热后出现了砖红色沉淀，说明其中含有可溶性的还原糖；淀粉不具有还原性，因而可以推断淀粉被水解后产生了一种新物质。根据我们已有的知识可以推断，这种物质是麦芽糖，说明了淀粉被唾液中的淀粉酶水解了。
生乙
2号试管内加入斐林试剂，水浴加热后不出现砖红色沉淀。说明其中不含有可溶性的还原糖；蔗糖不具有还原性，但蔗糖水解产生的葡萄糖与果糖具有还原性。由此可推断，溶液中的蔗糖并未被水解。说明淀粉酶不能水解蔗糖。
师
这个实验说明酶具有什么特性？这个实验中淀粉酶只能催化淀粉水解吗？实验中能否将斐林试剂换成碘液？实验中蔗糖放置时间太长对实验结果有何影响？
生甲
可以说明酶的专一性。在这个实验中淀粉酶只催化淀粉水解。
生乙
实验中不能将斐林试剂换成碘液。若换成碘液，则淀粉在淀粉酶的作用下完全水解后形成麦芽糖，遇碘液不变色，而蔗糖遇碘液亦不变色，导致无法进行实验结果的甄别。
生丙
放置时间太长后，蔗糖水解产生的葡萄糖与果糖遇到斐林试剂、水浴加热后也出现了砖红色沉淀，影响实验结果。
课堂小结
酶的专一性是指一种酶只能催化一种或一类化学反应。如蛋白酶只能催化蛋白质水解；麦芽糖酶只能催化麦芽糖的水解，不能催化蔗糖水解；而肽酶可以催化不同种氨基酸组成的二肽的水解。

板书设计
二、酶与酶促反应
1.酶的命名及化学本质
2.酶的特性
（1）酶具有高效性
（2）酶具有专一性 第2课时　酶的特性
教学过程
（提示：本节课建议安排在实验室；教师可以在每个实验桌上预先准备3.5%的FeCl3溶液，20%的新鲜猪肝提取液，马铃薯的组织提取液,火柴、卫生香、试管组等实验材料）
导入新课
课件展示：
（1）巴斯德是一位伟大的微生物学家，是微生物学的奠基人。他对酵母菌在酒精发酵中的作用的机理研究、乳酸发酵的微生物学原理的研究以及澄清生物的自然发生等方面作出了卓越的贡献。
（2）1854年9月，法国教育部委任巴斯德为里尔工学院院长兼化学系主任，在那里，他对酒精工业发生了兴趣，而制作酒精的一道重要工序就是发酵。当时里尔一家酒精制造工厂遇到技术问题，请求巴斯德帮助研究发酵过程，巴斯德深入工厂考察，把各种甜菜根汁和发酵中的液体带回实验室观察。经过多次实验，他发现，发酵液里有一种比酵母菌小得多的球状小体，它长大后就是酵母菌。巴斯德继续研究，弄清发酵时所产生的酒精和二氧化碳气体都是酵母菌使糖分解得来的。
当时大家普遍相信酒精是由糖发生化学变化而产生，并没有生物参与，而巴斯德的研究结果显现发酵需有酵母菌的存在才得以进行。此理论深深地震撼当时的社会，也引起许多人士的质疑，经巴斯德不断地探究、推导，终于向世人证明他的理论是正确的。
（3）1897年德国学者毕希纳发现酵母菌的无细胞提取液能与酵母一样具有发酵糖液产生乙醇的作用。
师
当你对上述材料阅读以后，思考以下几个问题，假如不成熟，可以与你的伙伴讨论，假如你觉得你的想法不错，不妨与你的伙伴分享：
①你觉得巴斯德在研究酒精发酵中，获得成功的原因有哪些？
②酵母菌发酵，将糖转化为酒精和二氧化碳；酵母菌的无细胞提取液能与酵母一样具有发酵糖液产生乙醇的作用。那么，毕希纳的发现是否说明没有酵母菌的作用，酒精发酵仍旧可以发生呢？假如答案是否定的，那么，发酵过程中的糖具有怎样的作用？酒精和二氧化碳是如何产生的呢？
生甲
巴斯德成功的原因是他坚持不懈的努力与细心的观察。
生乙
巴斯德成功的原因是他有比较科学的研究方法；还有，他具有比较好的化学知识背景；还有，他不迷信、不盲从。
生丙
从信息材料中我们可以看出，似乎酒精发酵不是一种生命特有的现象。但是，若没有酵母菌的无细胞提取液，仍旧不能使糖液发酵产生乙醇，因此，通常情况下的酒精发酵仍旧离不开酵母菌的作用。
生丁
糖是酵母菌发酵的一种原料；酒精和二氧化碳是由糖经过一系列的反应转化而来的。
师
我们通过讨论，似乎可以得出这样一个意见，将糖转化为酒精和二氧化碳，是一种生物体内的化学变化。在特定的条件下，酵母菌细胞内的这种变化在高速、有序地发生着。那么，这种反应在化学实验室里是否容易发生呢？假如答案是否定的话，为什么在酵母菌细胞内容易发生这种转变？是什么物质在这一过程中起了关键性的作用呢？
学生活动：小组讨论。
生
在实验室中一般不容易将糖转化成为酒精与二氧化碳；在酵母菌细胞内，能快速、有序地将糖转化成为酒精与二氧化碳，可能与酵母菌细胞内的某种物质有关，这种物质的功能类似于唾液淀粉酶对淀粉水解的催化功能；而酵母菌的无细胞提取液也能使糖转化为酒精与二氧化碳，是因为提取液中也含有这类物质。
推进新课
　板　书：二、酶与酶促反应
师
要回答这些问题，我们需要学习酶的相关知识；而对于此类问题更多的理解，则需要我们通过多种途径与方法去学习、去理解。我们先可以进行这样一组实验。
教师布置学生实验，实验步骤如下：
（1）取A、B、C两支试管，各加入2 mL的可溶性淀粉溶液。
（2）向A、B、C三支试管各加入2 mL的蒸馏水、质量分数为0.1%的稀硫酸、稀释的唾液,37 ℃水浴2分钟。
（3）向上述三支试管中加入3滴碘液，观察其颜色变化，以“+”的多少表示碘液遇淀粉后颜色变化的深浅。
师
说出你所观察到的实验现象。
生
在C试管内为何加入碘液后不变色？而在A、B两支试管内为何加入碘液后显蓝色？A试管为“++”、B试管为“+”说明了什么？
学生活动：学生小组讨论，也可利用实验桌上的实验器材重复上述实验。
学生小组讨论，小组代表回答，记录数据如下：A试管为“++”、B试管为“+”、C试管为“-”。
师
实验中设置A试管的作用？实验中37 ℃水浴的目的是什么？
生
设置A试管是对照作用；37 ℃水浴的目的是提供反应适宜的温度。
师
请你尝试分析你所观察到的实验现象。
生
C试管内加入碘液后不变色的原因是C试管内的淀粉全部被水解了；而A、B两支试管内加入碘液后显蓝色是因为其中还有淀粉，且A试管中剩余的淀粉多，B试管中剩余的淀粉相对少，所以A试管为“++”、B试管为“+”。
师
假如我们在其他条件不变的情况下，对B试管进行酒精灯加热处理，再观察其实验结果，会如何？为什么？说明了什么？
学生活动：根据教师提示，进行实验操作，并收集实验数据。
学生小组讨论后回答：发现B试管的颜色变化相对于没有加热前的变化不明显。说明，加热以后淀粉被水解的量更多，剩余的淀粉更少。说明了在H+存在的条件下，加热有利于淀粉的水解。
师
假如我们在其他条件不变的情况下，对C试管进行酒精灯加热处理，再观察其实验结果，会如何？为什么？说明了什么？
生
发现C试管的颜色变化相对于没有加热前的变化要明显。说明，加热以后淀粉被水解的量变少，剩余的淀粉多。说明了在唾液存在的条件下，加热抑制了淀粉的水解。
师
你已有的知识是否能告诉你，B试管中的H+在淀粉水解中扮演怎样的角色？具有怎样的作用？C试管中的唾液能促使淀粉水解，究竟是唾液中的什么物质？从我们这个实验来看，这种物质在催化淀粉水解中有何异同？
学生活动，讨论并回答问题：
生甲
H+在淀粉水解中是一种催化剂，起到了降低化学反应的活化能，改变了化学速率，当然，其作用不能改变化学平衡。
生乙
在初中生物学中，我们知道了是唾液中的唾液淀粉酶催化了淀粉的水解。
生丙
从这个实验来看，我们可以认为，唾液淀粉酶与H+一样能够催化淀粉水解，二者都起到了催化剂的作用；这说明H+是一种无机催化剂，一定的加热会有影响，但是，加热会促进H+的催化作用，而使唾液淀粉酶的催化能力下降。
　板　书：（一）酶的定义
师
同学们的推测相当准确。生物体内，每时每刻都在进行着许多复杂的化学反应，生物体内这些化学反应，在生物体内温和的条件（常温、常压）下、迅速而有规律地进行，这都与生物体内的催化剂——酶的作用有关。酵母菌细胞内，能快速、有序地将糖转化成为酒精与二氧化碳，就与酵母菌细胞内存在的相应酶的催化有关；C试管中的淀粉水解，与唾液中的水解淀粉的酶有关。那么什么是酶呢？
课件展示：
（1）1783年，意大利科学家斯巴兰让尼设计了一个巧妙的实验：为了研究消化液对于消化的作用,他将肉块放在小巧的金属笼子内，然后让鹰吞入笼子,这样肉块的消化可以不受胃的物理性消化作用的影响,而胃液可以流进笼子。一段时间以后,他将小笼取出，发现肉块消失了。这个实验说明了胃具有化学性消化作用。
（2）1836年，施旺从胃液中提取了消化蛋白质的物质，从而揭开了胃的消化之谜。
（3）20世纪30年代以来,科学家相继提取出多种酶的蛋白质结晶，这一事实说明酶的本质是蛋白质。
（4）20世纪80年代，科学家又发现少数RNA也具有生物催化作用，这一发现使酶的概念又一次得到了扩展。
师
在化学课程中，同学们也学习过有关催化剂的知识，那么一般的催化剂都有哪些性质呢？通过对上述材料的阅读，你能谈谈对酶的认识吗？
学生小组讨论，小组成员各自写出一个自己对于酶的理解后，小组共同协商提出一个受到大多数成员认同的观点，进行班级交流：
（1）化学催化剂具有用量少而催化效率高、反应前后不发生变化、促进化学反应迅速进行等性质。通常的化学催化剂发生催化作用时，往往需要极端条件，如高温、高压等，而酶的催化却往往在温和条件（常温、常压和接近中性的条件）下发生作用。
（2）酶的发现与其本质的认识是一个不断发展的过程，是一批坚持不懈、百折不挠的科学家不断探索的结果。成功属于不畏艰苦的人。
（3）酶是活细胞产生的，可以在细胞内起到催化作用，也可以在活细胞外发挥作用，如唾液淀粉酶以及酵母菌无细胞提取液中的酶。酶是一种催化剂，并且它是一种生物催化剂。
（4）大多数酶的化学成分是蛋白质，少数酶的成分是RNA。
（5）酶是活细胞产生的具有催化活性的一类有机物，绝大多数的酶是蛋白质，一小部分的酶是RNA。
师
酶作为生物催化剂，除了具有上述一般催化剂的性质外，还具有哪些特征呢？
　板　书：（二）酶的特性
学生活动：学生阅读书本边做边学，根据课本及图43中所要求的实验操作步骤，完成实验一，思考实验后讨论提出的问题。
师
H2O2在室温情况下，会自然分解成了H2O、O2，但是其分解速率很慢，不易被观察到。假如要测定H2O2的分解速率，我们一般测定O2的生成速率，其原因是O2微溶于水，因而只要测定单位时间O2的生成量即可；我们也可以通过观察容器中气泡的大小与逸出速度来简单表示H2O2的分解速率；另外，由于O2的助燃性，我们也可以用带火星的卫生香插入试管观察其是否复燃及燃烧剧烈程度来粗略表示H2O2的分解速率。
学生汇报实验现象：实验中，加入新鲜酵母菌的提取液的试管中气泡大，气泡逸出速度快，插入的卫生香燃烧剧烈；而加入蒸馏水的试管中气泡小，气泡逸出速度慢，几乎不易被观察到，插入的卫生香不能复燃。
师
实验中采用新鲜酵母菌的提取液的主要原因是什么？用放置时间较长的提取液可以吗？为什么？
生
实验中采用新鲜酵母菌的提取液的主要原因是在其中含有催化H2O2分解的生物活性物质——H2O2酶；用放置时间较长的提取液是不可以的；这可能因为H2O2酶放置在试管中的时间太长，会失去催化活性。
师
你们在生活中是如何来保藏生物的呢？是否可以用类似的方法来处理提取液，从而延长保藏时间呢？
学生活动：学生思考，小组讨论。
生甲
我们可以把提取液放置在冰箱里保藏。
生乙
我们可以把H2O2酶制成酶的制剂，干燥以后低温保藏。
……
师
实验中另一试管加入蒸馏水的目的是什么？
生
起到了实验的对照组的作用。
师
实验的结果说明了什么？
生
实验的结果说明了新鲜的酵母菌的提取液中含有H2O2酶，H2O2酶能催化H2O2分解。
师
假如我们把新鲜的酵母菌的提取液稀释10倍，再重复上述实验，会发现怎样的实验现象？
学生活动：按照教师实验指导，完成实验步骤，收集实验数据并分析。
学生讨论后交流：实验中加入稀释10倍以后新鲜的酵母菌的提取液的试管中气泡依旧很大，气泡逸出仍旧很快，插入的卫生香燃烧剧烈。
师
这个实验说明了什么？
生
这个实验直接说明了新鲜的酵母菌的提取液H2O2酶在被稀释10倍以后，依然具有很高的催化H2O2分解的能力，间接说明了酶具有高效性。
师
书本实验一是否可以说明H2O2酶催化H2O2分解具有高效性呢？
生
从本质来看，并不能说明H2O2酶催化H2O2分解具有高效性。因为实验缺乏单一变量因子的控制。因而实验只能说明H2O2酶能催化H2O2分解，而不能说明H2O2酶催化H2O2分解具有高效性。
师
从我们的化学知识可以知道，Fe3+可以催化H2O2分解，那么，H2O2酶、Fe3+两者共同催化H2O2分解，谁的催化效率更高？
学生活动：学生根据教师的提示，选择合理的实验器材，进行实验，并对实验数据分析。
学生对实验数据分析后交流：实验中加入新鲜的酵母菌的提取液的试管中气泡很大，气泡逸出很快，插入的卫生香燃烧剧烈；而实验中加入Fe3+的试管中气泡小，气泡逸出速度慢，插入的卫生香通常不能复燃。
师
这个实验可以说明什么？
生
酶作为生物催化剂，其催化效率远远高于催化同一化学反应的无机催化剂。
师
我们还可以用猪肝提取液、马铃薯的组织提取液等生物材料进行实验。
师
酶催化反应的速度比一般的无机催化剂高106～107倍，有的酶催化反应速度极快，如碳酸酐酶催化二氧化碳与水合成碳酸的反应是已知最快的酶催化反应之一。每一个酶分子在1秒钟内可以使105个二氧化碳分子发生水合反应，因而酶的催化具有高效性。
师
从化学知识我们可以得知，MnO2不仅可以催化KClO3的分解，还可以催化H2O2分解；铁粉不仅可以催化合成氨的反应，还可以催化苯和液溴的反应。那么，唾液淀粉酶是否也具有这样的特性呢？
学生活动：自主学习实验二文本，着重通过对课本中表格的阅读，完成对实验操作步骤的掌握，按照实验步骤完成实验操作，收集实验数据，结合讨论中列出的问题思考，与他人交换意见。
（教学建议：建议教师引导学生回忆麦芽糖、淀粉的鉴定实验）
学生汇报实验现象：实验中，1号试管内加入斐林试剂，水浴加热后出现了砖红色沉淀；2号试管内加入斐林试剂，水浴加热后没有出现颜色变化。
师
请你对实验现象进行分析？
生甲
1号试管内加入斐林试剂，水浴加热后出现了砖红色沉淀，说明其中含有可溶性的还原糖；淀粉不具有还原性，因而可以推断淀粉被水解后产生了一种新物质。根据我们已有的知识可以推断，这种物质是麦芽糖，说明了淀粉被唾液中的淀粉酶水解了。
生乙
2号试管内加入斐林试剂，水浴加热后不出现砖红色沉淀。说明其中不含有可溶性的还原糖；蔗糖不具有还原性，但蔗糖水解产生的葡萄糖与果糖具有还原性。由此可推断，溶液中的蔗糖并未被水解。说明淀粉酶不能水解蔗糖。
师
这个实验说明酶具有什么特性？这个实验中淀粉酶只能催化淀粉水解吗？实验中能否将斐林试剂换成碘液？实验中蔗糖放置时间太长对实验结果有何影响？
生甲
可以说明酶的专一性。在这个实验中淀粉酶只催化淀粉水解。
生乙
实验中不能将斐林试剂换成碘液。若换成碘液，则淀粉在淀粉酶的作用下完全水解后形成麦芽糖，遇碘液不变色，而蔗糖遇碘液亦不变色，导致无法进行实验结果的甄别。
生丙
放置时间太长后，蔗糖水解产生的葡萄糖与果糖遇到斐林试剂、水浴加热后也出现了砖红色沉淀，影响实验结果。
课堂小结
酶的专一性是指一种酶只能催化一种或一类化学反应。如蛋白酶只能催化蛋白质水解；麦芽糖酶只能催化麦芽糖的水解，不能催化蔗糖水解；而肽酶可以催化不同种氨基酸组成的二肽的水解。

板书设计
二、酶与酶促反应
1.酶的命名及化学本质
2.酶的特性
（1）酶具有高效性
（2）酶具有专一性 第2课时　脂质的种类和功能
教学过程
导入新课
教师展示学生熟悉的菜籽油，引导学生观察其颜色并讨论：
（1）菜籽油主要属于什么化学成分？
（2）菜籽油是从什么材料中提取的？
推进新课
　板　书：二、脂质的种类和功能
课题研究
洋葱根尖细胞中含有脂肪吗？
教师指导学生设计一个较完整的实验设计方案，一般应包括以下内容：
（1）实验题目：例如水稻种子胚乳细胞中有脂肪吗？
（2）实验假设：例如水稻种子胚乳细胞中含有脂肪。
（3）预期
（4）设计与实验:根据实验目的和提出的假设具体设计实验的方法步骤。
（5）观察和收集数据
（6）实验结果分析
（7）推论
（8）交流
方法引导
（1）教师演示制备花生种子的徒手切片的方法。
（2）教师演示利用花生种子切片进行鉴定脂肪的操作过程。
教师指导：把学生按四人一小组分成若干小组,分别去鉴定洋葱根尖、小麦种子、花生种子、大豆种子是否含有脂肪。要求学生结合课本内容讨论设计出实验方案,再进行实验。
学生设计实验方案：教师巡回指导。
学生设计实验方案交流：根据鉴定对象分别选1～2个方案进行交流讨论,完善实验设计方案,并将优化后的方案利用投影展示。
学生实验：教师注意指导，提醒学生安全使用实验试剂。
学生实验情况交流：按照实验研究的对象,在全班范围内分别交流各组实验获得的体会及观察到的现象，得出的结论。
学生阅读教材P19～P20思考讨论：
（1）生物体内除了含有脂肪外还含有哪些种类的脂质？
（2）脂质的主要组成元素有哪些？
（3）各种脂质分别有什么功能？
教师活动:利用多媒体展示甘油三酯、磷脂、胆固醇的分子结构图形。
学生讨论回答上述问题：
（1）生物体内含有脂肪、类脂、固醇三类脂质。
（2）C、H、O三种元素。
（3）脂肪是细胞内储存能量的物质,类脂中磷脂是构成生物膜的重要组成物质,固醇类与细胞营养、调节和代谢有重要功能。
教师活动：投影显示脂肪、葡萄糖、淀粉、纤维素的分子式。
师
脂肪与葡萄糖、淀粉、纤维素的元素组成有什么相同点和不同点？
生
相同点是组成元素都是C、H、O，不同点是脂肪分子中含O原子比例很少，含C、H比例很高，而葡萄糖、淀粉、纤维素分子中含O原子比例相对较高，含C、H比例相对较低。
师
由于脂肪分子中含O原子比例很少，含C、H比例很高，而葡萄糖、淀粉、纤维素等糖类物质中含O原子比例相对较高，含C、H比例相对较低。因此，等量的脂肪与糖类都氧化分解时，脂肪需消耗的氧气较多，释放的能量也多，而糖类氧化分解时，消耗的氧气较少，释放的能量也较少。1 g脂肪在体内储存所占的体积是1 g糖元体积的五分之一。所以，脂肪是生物体细胞内储存能量的物质。
课堂小结
（1）胆固醇是人体必需的化合物，可由食物中来，也可由人体内合成。生物体内胆固醇有的以游离形式存在，也有的与脂肪酸结合形式存在。胆固醇具有不导电的性质，因此是传导、产生冲动的神经结构的良好绝缘物。它还参与血浆脂蛋白合成；参与脂肪代谢等。但若含量过多，则易在血管中沉积，引起高血压、心脏病。
（2）性激素包括雄性激素和雌性激素，它能促进雌雄生殖器官的成熟，激发并维持第二性征。
（3）维生素D是一种脂溶性物质，在人体内可促进人体对钙、磷的吸收；在紫外线的作用下人体皮肤中的胆固醇可以转化成维生素D，所以，多晒太阳可以预防佝偻病。
板书设计
二、脂质的种类和功能
1.元素组成：C、H、O
脂肪——储存能量
2.第三节　关注癌症
从容说课
根据世界卫生组织估计，全世界大约有600万人死于癌症，死亡率居第二位，仅次于心血管病。癌症已成为严重威胁人类健康和生命的最具危害性的疾病之一。在学习了细胞的生长、增殖和分化的知识后，可以把癌细胞看作是人体中一部分生长、增殖和分化失去控制、偏离了正常生长轨道的细胞。癌细胞不但生长旺盛，增殖能力强，还能极快地发展起抗药性，所以癌症的治疗十分困难。近年来，关于细胞的分化和癌变的研究已经成为细胞生物学的重要课题。
本节课安排了一个“细胞是如何癌变的”。积极思维活动，就是希望学生学习在给出了事实的基础上积极思考癌变的原因和过程。对于癌症而言，预防比治疗更为重要，如何避免环境污染、远离致癌因子。养成良好的生活和饮食习惯、积极参与防治癌症的工作，不仅是医务工作者也是我们每一个公民应尽的义务和责任。
本节设置了1个“积极思维”、1个“继续探究”、1个“走近职业”及1个图群。1个“积极思维”是“细胞是如何癌变的”，教师可以引导学生阅读“各种环境因素致癌的评价”，让学生理解致癌因素的广泛性，了解几种环境因子的致癌作用。1个“继续探究”是“设计一个符合我国国情的防治肺癌的方案”，引导学生从互联网和书刊中搜集、查阅相关的科普资料，掌握致癌因子的作用以及癌细胞的特征。1个图群是“癌症发生理论的一种模式示意图”，教师可以课件方式展示，显示动态过程，有利于学生理解掌握。图文结合，帮助学生理解相关知识。
教学重点
1.癌细胞形成的原因。
2.癌细胞的主要特征。
3.致癌因子。
教学难点
致癌因子的多样性，癌变过程的复杂性。
教具准备
几种环境因子致癌的评价表，癌症发生理论的一种模式课件。
课时安排
2课时
三维目标
1.说出癌细胞的主要特征和致癌因子。
2.懂得恶性肿瘤的防治方法。
3.引导学生阅读“各种环境因素致癌的评价”和“癌症起源的标准模式示意图”，让学生理解致癌因素的广泛性和细胞癌变的复杂性。
4.引导学生讨论肿瘤防治的策略。
5.引导学生从互联网和书刊中搜集、查阅相关的科普资料，掌握致癌因子的作用以及癌细胞的特征。
6.指导学生参与社会实践活动，普及科普知识。
7.讨论恶性肿瘤的防治。
8?确立积极的生活态度和健康的生活方式。
第1课时　癌细胞的形成
教学过程
导入新课
师
正常机体内的细胞，有的在生长、分裂或分化，有的在凋亡(如肠上皮细胞)；有的虽然不再分裂和分化，但是执行着重要的生理功能(如心肌细胞和神经细胞)。细胞的生命历程使我们联想到人的寿命，人类没有食物链上的天敌，却有威胁生命的杀手——疾病。威胁人类健康的四大“杀手”是什么呢？
推进新课
　板　书：一、癌细胞的形成
师
当今社会，危害人类健康的主要疾病是什么？
生
威胁人类健康的四大“杀手”是心血管病、癌症、艾滋病、糖尿病。
师
(1)癌症是目前危害人类健康最严重的一类疾病。
(2)在美国，恶性肿瘤的死亡率仅次于心血管疾病而居第二位。
(3)据我国2000年卫生事业发展情况统计分报，城市地区居民死因第一位为恶性肿瘤，其次为脑血管病、心脏病。
(4)我国最为常见和危害性严重的肿瘤为肺癌、鼻咽癌、食管癌、胃癌、大肠癌、肝癌、乳腺癌、宫颈癌、白血病及淋巴癌等。
师
癌症的发生是因为细胞癌变。生物体内有的细胞受到致癌因子的作用，细胞中的遗传物质发生变化，就变成不受机体控制的、连续进行分裂的恶性增殖细胞，这种细胞就是癌细胞。正常的细胞是如何转变成癌细胞的呢？环境中的致癌因子有哪些？
课件展示：
几种环境因子致癌的评价表。
组织学生分组讨论：从几种环境因子中可以归纳出哪几类致癌因子？它们起到什么作用？
生
可归纳出三类致癌因子。第一类是物理致癌因子，主要指辐射，如紫外线、X射线等。第二类是化学致癌因子，有许多，工业产物中的石棉、砷化物、铬化物、联苯胺、亚硝胺、黄曲霉毒素等，从烟草的烟雾中可分析出20多种化学致癌因子。第三类是病毒致癌因子，是指能使细胞发生癌变的病毒。这些致癌因子可能通过改变正常细胞中遗传物质的结构或功能使其变为癌细胞。
师
细胞是如何癌变的？人生来就有癌基因吗？
学生活动：阅读课本，并讨论。
师
癌基因是存在于人类或动物细胞以及肿瘤病毒中固有的一类基因。在人类细胞中， 此类癌基因称细胞癌基因或原癌基因，是细胞内参与生化与分化调节的基因。在外界因子作用下被激活而表达。由于这种表达在时空方面发生了混乱，促使人或动物的正常细胞发生转化和恶变。我们可能都是先天的癌症患者，因为我们每个人的身上都带有癌症遗传密码。当然，说我们都有潜在的致癌因素，并不意味着我们都必将患上癌症。因为人体内还有一类肿瘤抑制基因，能对细胞的增殖起抑制作用。当癌基因和抑癌基因中的任何一种或共同发生结构与功能改变，即有可能导致肿瘤的发生。
课件展示：
癌症发生理论的一种模式课件，指导学生观察并探究，细胞是怎样发生癌变的？细胞癌变的根本原因是什么？
生
原癌基因发生突变后产生的致癌蛋白过剩，而抑癌基因发生突变产生的肿瘤抑制蛋白缺乏，导致突变细胞过度复制。经过多次突变和扩增，变异组织中的一些细胞突破了限制，侵入邻近组织，从而造成癌细胞的扩散和转移，影响到人体正常的生命功能。
师
和正常细胞相比，癌细胞有哪些独具的特征呢？
生
(1)正常的人体细胞能够分裂50～60次，但癌细胞可以不受控制地增殖，成为恶性增殖的“不死细胞”，如在1951年由一位黑人妇女的宫颈癌细胞分离建立的“海拉”细胞系，至今仍在许多实验室中广泛传代使用。
(2)正常细胞生长到彼此接触时，分裂活动就停止下来，而癌细胞并不因为相互接触而停止增殖。
(3)癌细胞具有浸润性和扩散性，癌细胞表面发生变化，细胞膜上的糖蛋白减少，使得癌细胞间的黏着性下降，癌细胞易于浸润周围健康组织，通过血液或淋巴转移到身体其他部位并增殖，这是癌症引起死亡的主要原因。
(4)癌细胞能逃避免疫监视，癌细胞可以通过移植到其他机体上生存、增殖。
师
生活中的致癌因子很多，癌症的发生频率很高吗？
师
根据实际调查，癌症的发生频率并不是很高。根据大量的病例分析，癌症的发生并不是单一基因突变的结果，至少在一个细胞中发生5～6个基因突变，才能赋予癌细胞所有的特征，这是一种累积效应。易患癌症的在老年人中居多，这又是为什么呢？
学生小组讨论：人体衰老，各种细胞的机能减退，免疫系统也在衰退。
师
癌细胞会“不翼而飞”吗？
师
(1)癌症是当今威胁人类生命的大敌之一，被称为绝症。但最近美国科学家却惊奇发现，有些癌症患者在未曾治疗的情况下，癌症却“不翼而飞”。
(2)尽管这种幸运儿极为罕见，但探讨其中蕴藏的奥秘却极富研究和实用价值。
(3)科学家们收集了各种癌症不治而愈的材料。发现以下几个特点：癌症自发消失者中，以青年和儿童居多。这些人一般都有过发高热的历史，其中又多为毒素、结核病和肺炎，常在某次高热的之后，癌肿竟自行消失。因放射线的透视作用而停止发展。某些女性乳腺癌患者，会随绝经期的到来而癌症消退。癌症自然消退的病人大多性格开朗活泼，喜欢运动。
(4)临床观察表明：病人对治疗顾虑重重、精神紧张、忧郁、悲观、失望等，确实可以降低病人免疫力，造成大脑皮层及内分泌紊乱，促使病情恶化，生存率也明显降低。凡能正确对待疾病并充满信心和癌症作斗争，人的免疫力就保持在高水平上，使疾病更快康复。还有一些病人在患过一次病毒性疾病之后，癌症缓解或消失。如有的白血病人患流感之后自发性缓解，有的妇女患子宫癌在接种狂犬疫苗后却痊愈，还有的因鸡瘟和麻疹使癌症意外消失或得到缓解，由于内分泌的变化使肿块消退。
(5)自我身心松弛和自我内心想象练习，使肿块自然消退。还有的癌症患者在身染绝症的同时体内发生炎症和非特异性免疫反应，结果因祸得福，癌症自然消退。
(6)科学家们发现：在异体器官移植中，由于大剂量使用免疫抑制剂，结果癌的发病急剧上升，这就表明：只要把身体内的免疫系统激活，就会产生巨大的抗癌力量。冰冻癌细胞组织，即和旧病人自身的癌细胞组织，激发体内免疫系统，从而消灭自身上的癌组织，达到以癌攻癌的奇妙作用。
(7)癌症是威胁人类健康的最严重的疾病之一。由于癌症发生的早期，往往不表现出任何症状，难以及时发现；而对于癌症晚期的病人，目前还缺少有效的治疗手段。因此，预防就显得更为重要。
师
我国对肿瘤的防治有哪些策略？(指导学生阅读教材)
生
我国对常见肿瘤的综合防治措施有：早期发现、早期诊断和早期治疗。医学专家针对我国的国情提出了“肿瘤的三级预防”策略。一级预防是，防止和消除环境污染；二级预防是，防止致癌物影响；三级预防是，高危人群早期检出。
师
如何预防癌症的发生？(答案有许多种)布置学生写一份建议书，纠正家庭的不良生活(包括饮食)习惯，给家庭成员提出防癌的生活方式的建议。
我国有广大的烟民群体，据调查，1990年我国因吸烟导致肺癌的死亡人数达60万，2000年又增加到80万。建议学生从互联网、报刊杂志上广泛搜集资料，设计一个符合我国国情的防治肿癌的方案。
板书设计
第三节　关注癌症
一、癌细胞的形成
1.原癌基因
2.抑癌基因
3.致癌因子:物理的、化学的、生物的
二、癌细胞的特征
三、我国肿瘤防治策略
1.三级预防策略:一级预防,二级预防,三级预防
2.三个“早”：早发现，早诊断，早治疗 第二节　DNA的结构和DNA的复制
“DNA的结构和DNA的复制”一节主要可以分为概述DNA分子结构的主要特点、概述DNA分子的复制过程等两部分内容。
本部分内容的知识点有： DNA分子结构、基因和遗传信息、遗传信息传递等。
简述DNA分子的结构层次；阐述DNA分子链(一级结构)的结构稳定性；图解DNA分子双螺旋结构模型的基本要点，说明DNA分子构型的稳定性、特异性和多样性；搜集J.D.沃森和F.H.C.克里克建立DNA分子双螺旋结构模型的资料，制作一个DNA分子双螺旋结构模型。概述DNA复制的时间、过程、条件、分子基础和特点，揭示DNA复制的实质。
DNA分子结构的教学，应充分运用相关的挂图和模型，引导学生领悟DNA分子双螺旋结构模型的基本要点，以及DNA分子构型的稳定性、特异性和多样性。组织学生搜集J.D.沃森和F.H.C.克里克建立DNA分子双螺旋结构模型的资料，制作一个DNA分子双螺旋结构的模型，目的在于促使学生通过自主性学习和研究活动拓展和引申有关DNA分子结构方面的知识。
通过第一节“探索遗传物质的过程”的学习，学生了解到DNA是主要的遗传物质，而不能理解DNA作为遗传物质的内在原因，即DNA应具有作为遗传物质所应有的结构和功能上的特点。通过本节的学习，学生就能对此有深刻的理解了。
DNA的结构及其特点的理解和掌握是学习DNA复制的基础，也是学习后续基因控制蛋白质合成等知识的基础。本节知识从结构和功能两个角度解释了DNA作为遗传物质的原因。教材还体现了功能与结构相适应的唯物主义观点。DNA分子的双螺旋结构是分子领域的知识，这部分知识比较抽象，学生较难掌握。教材中安排了设计“DNA分子双螺旋结构模型”“边做边学”活动，旨在帮助学生理解DNA分子结构及其特点。
本节安排了一个“回眸历史”活动，是“解开DNA结构之谜”，使学生了解DNA结构的发现的科学史。一个“边做边学”活动，是“设计和制作DNA分子双螺旋结构模型”，通过此活动增强学生的感性认识，有助于理解DNA分子的主要特点。一个“积极思维”是“DNA分子的复制方式”，通过此活动使学生对DNA的半保留复制有一定的认识，教师可以设疑，并结合DNA的复制过程图解进行强化理解。一个图群是“DNA分子复制的示意图”，教师可利用图群上部分内容概述DNA复制的场所、复制过程及半保留复制特点，利用图群下部分内容解释复制过程所需要的条件。教师还可将本处知识制作成课件，形象直观地表示DNA复制的动态过程。一个“继续探究”是“探究环境中有哪些因素影响性状的表现”。一个“拓展视野”是“疾病诊断新技术”。
教学重点 1.DNA分子结构的主要特点。
2．DNA分子的复制过程。
教学难点 DNA分子结构的主要特点及DNA分子的复制过程。
教具准备 直观教具——DNA双螺旋结构模型，证明DNA分子半保留复制的实验的课件，按照“DNA分子复制的示意图”所做的课件。
课时安排 2课时。
1．概述 DNA分子结构的主要特点。
2．搜集和交流 DNA分子结构模型建立过程的资料，制作DNA分子双螺旋结构模型。
3．理解DNA的双螺旋结构模型和DNA分子的复制过程，掌握运用碱基互补配对原则分析问题的方法。
4．通过对有关遗传实验的介绍培养学生分析问题的能力。
5．通过介绍DNA双螺旋模型的建立过程，使学生了解现代遗传学的研究方法，强化对学生进行科学态度和方法的教育。
6．通过模拟科学发现的过程，培养学生实事求是的科学态度和不断探究的精神。
7．进一步激发学生唯物主义辩证观的树立。
第一课时　DNA的结构
师:我们已经学习了DNA是主要的遗传物质及DNA作为遗传物质的证据。同学们已经知道：DNA在生物传种接代、生命延续中的重要作用。那么，DNA分子为什么能够起遗传作用呢？这与它的结构和功能特点有着密切的关系。20世纪30～50年代，许多科学家投入到对DNA分子结构的研究中。
师:那么科学家是如何发现DNA结构的呢？
　板　书：
一、回眸历史——“解开DNA结构之谜”
学生活动：阅读文本，了解DNA结构被发现的历史。
师:哪国科学家首先证明了DNA是不对称的？
生:20世纪30年代后期，瑞典的物理化学家们首先证明DNA是不对称的。
师:科学工作者用什么手段测出DNA分子的直径？
生:第二次世界大战后，用电子显微镜测定出DNA分子的直径约为2纳米。
师:1951年查戈夫定量分析DNA分子的碱基组成，发现了什么？
生:腺嘌呤的量总是等于胸腺嘧啶的量，鸟嘌呤的量总是等于胞嘧啶的量。
师:1952年富兰克林等采用X射线衍射技术拍摄到DNA结构的照片，发现了什么？
生:1952年富兰克林等确认DNA为螺旋结构，并且是由不止一条链所构成。
师:1953年美国科学家沃森和英国科学家克里克提出DNA分子的什么结构？标志着什么时代的到来？
生:美国科学家沃森和英国科学家克里克提出DNA分子的双螺旋结构模型。标志着分子生物学时代的到来。
师:下面我们就来学习DNA的结构。
　板　书：
二、DNA的结构
师:回忆过去所学的知识，核酸有几种？
生:核酸有两种，即核糖核酸(RNA)和脱氧核糖核酸(DNA)。
师: 核酸是由哪些元素组成的？
生:核酸是由C、H、O、N、P五种元素组成的。
师:构成核酸的基本单位是什么？
生:核苷酸。
师:核苷酸有两大类。一类是构成RNA的基本单位：核糖核苷酸；另一类是构成DNA的基本单位：脱氧核糖核苷酸。
师: 在粗提取DNA的实验中，DNA哪一个重要特性是在实验中应引起注意的？
生:极易吸附于玻璃上因而不能用玻璃试管。
　板　书：
(一)构成DNA分子的基本单位——脱氧核糖核苷酸
师:构成DNA分子的基本单位是什么？
课件展示：
DNA分子组成和结构示意图。
学生活动：观察多媒体信息，小组讨论。
教师:总结：
(1)戊糖的第二号碳原子脱去了一个氧原子，故为脱氧核糖。
(2)含N碱基与脱氧核糖的第一号碳原子间脱去一个水分子连在一起构成一分子核苷。
(3)磷酸分子与脱氧核糖的第五号碳原子间脱去一个水分子连在一起构成一分子脱氧核糖核苷酸。
(4)构成脱氧核苷酸的含N碱基共有4种。嘌呤：腺嘌呤A、鸟嘌呤G；嘧啶：胞嘧啶C、胸腺嘧啶T。　　
(5)由此，四种含N碱基分别构成了四种脱氧核苷酸：腺嘌呤(A)脱氧核苷酸，鸟嘌呤(G)脱氧核苷酸，胞嘧啶(C)脱氧核苷酸，胸腺嘧啶(T)脱氧核苷酸。
师:脱氧核糖核苷酸是如何构成DNA分子的？
　板　书：
(二)脱氧核苷酸间通过脱水缩合连在一起成为多核苷酸链
课件展示：
以Flash动画模拟脱氧核苷酸间通过脱水缩合连在一起成为多核苷酸链的过程。
学生活动：观察多媒体信息，然后动手画一个脱氧核苷酸的脱氧核糖与下一个脱氧核苷酸的磷酸间脱水缩合形成磷酸二酯键的过程。
师:(1)上一分子脱氧核苷酸的脱氧核糖的第3号碳原子脱去(—OH)，下一分子脱氧核苷酸的磷酸分子脱去(—H)，这样脱去一分子水使两个脱氧核苷酸连在一起。
(2)多个脱氧核苷酸通过脱水缩合便形成了脱氧核苷酸链(多核苷酸链)：外侧链“磷酸—脱氧核糖”交替排列，含N碱基连在链的脱氧核糖上。
师:你知道“DNA分子是由两条平行且反向的多核苷酸链构成”的含义是什么？
生……
师:(1)在双核苷酸链的外侧骨架一条为：磷—脱—磷—脱；另一条为：脱—磷—脱—磷；两条链上的脱氧核苷酸数目相等，长度一样，排列反向。
(2)内部的碱基间严格遵循碱基互补配对原则：一条链上有碱基A，另一条链必有碱基T与其配对，一条链上有碱基C，另一条链上必有碱基G与其配对；碱基间通过氢键连在一起：A与T有两个氢键，G与C有三个氢键。
(3)由此，在双链DNA分子中：嘧啶碱基的总数与嘌呤碱基的总数相等。A＋G＝C＋T。这可作为判断单、双链DNA的依据之一。
(4)但不同生物的DNA分子中A/T对和G/C对的比例不同：(A＋T)/(G＋C)＝a(不同生物a值不同)。
师:DNA分子的立体结构究竟是怎样的？
　板　书：
(三)DNA分子的立体结构是规则的双螺旋结构
教师:活动：出示DNA双螺旋结构模型，并通过多媒体展示DNA的空间结构。
学生活动：观察DNA结构，自主动手画一个DNA空间结构。
师:(1)在DNA分子的双链螺旋结构中共有四种碱基对：A/T对、T/A对、G/C对、C/G对。
(2)每螺旋一周一条链由10个脱氧核苷酸构成，也就是有10对碱基可螺旋为一周，这样的螺旋结构对链上的脱氧核苷酸顺序无任何限制。因此，DNA分子中的脱氧核苷酸的排列顺序千变万化。
(3)从四种碱基中任选三种在一条链上作全排列的形式就有43＝64种。
师:假设一条链上有4 000个碱基，按全排列的公式推算则有多少种排列顺序呢？
学生计算得出：通过对数计算可以得出44 000＝102 408种。
师:为了更好地理解DNA分子双螺旋结构模型，我们一起来“设计和制作DNA分子双螺旋结构模型”。
　板　书：
三、活动题目：设计和制作DNA分子双螺旋结构模型
活动步骤的设计
(1)观察学生自制的一种非常简单的DNA模型。它是用棉绳(作为骨架)和牙签(作为碱基对)制作而成的。
(2)小组讨论，设计本组的制作计划：
①分工准备能够分别代表脱氧核糖、磷酸、4种碱基的材料(如纸板、泡沫塑料等代替氢键的连接物(如订书钉、大头针等)，代替DNA分子骨架的连接物(如粗细适当的铁丝等)。
②绘出DNA模型的设计图，确定制作的DNA分子双螺旋结构模型大小(如高度与直径的比例)、维系立体构型的方式等。
③制作脱氧核苷酸模型，按照每个脱氧核苷酸的结构组成，挑选模型零件，组装成若干个脱氧核苷酸。
④制作多核苷酸长链模型，按照一定的碱基排列顺序，将若干个脱氧核苷酸依次穿起来，组成一条多核苷酸长链。在组装另一条多核苷酸长链时，方法相同，但要注意两点：一是两条长链的单核苷酸数目必须相同；二是两条长链并排时，必须保持碱基之间能够相互配对，不能随意组装。
⑤制作DNA分子平面结构模型，按照碱基互补配对原则，将两条多核苷酸长链互相连接起来。
⑥制作DNA分子的立体结构(双螺旋结构)。
(3)根据设计计划，对制作的DNA分子双螺旋结构模型进行检查，对模型的不足进行修正。
活动过程：……
交流：……
教师:活动：检查各小组制作的DNA分子双螺旋结构模型，同学间相互交流。
师:经检查，有些小组制作的模型效果并不好，主要存在以下问题。碱基间距不一；双链不平行；没有体现出“反向”；每螺旋一周不足10个脱氧核苷酸或多于10个。
师:同学们讨论得很好，在制作时应该注意以下问题：
(1)选材要适当，以易取、易制为好。
(2)把嘌呤和嘧啶两类碱基从形状上区别开。
(3)外侧骨架“脱—磷—脱—磷……”链的平行和反向。
(4)螺旋一周必须为10个核苷酸。
(5)氢键数目：A/T对两个，C/G对三个。
师:制作不好的各小组的同学，下课以后，不妨重新制作。能制好吗？
生:能！
师:好！我和同学们一起等你们满意而归。
师:在制作过程中，有没有同学想到DNA是左旋，还是右旋呢？
生:这个没想过，我们认为是左旋。
师:好！DNA到底是左旋，还是右旋，我在这里就不详述了，等同学们上了大学后再学习。有兴趣的同学可以查阅相关资料。
师:作为遗传物质，DNA分子应该能够储存大量的遗传信息。DNA分子中只含有4种脱氧核苷酸，它能储存足够的遗传信息吗？
生:能。
(1)这样千变万化的顺序决定了生物界的多样性。人类中找不到两个人的DNA指纹完全相同就在于此。
(2)但是，每一DNA都有其特异的脱氧核苷酸的排列顺序。
(3)由此，我们完全可以通过对DNA中脱氧核苷酸序列的测定建立人的DNA档案，鉴别人的血缘关系，为刑事案件的侦破提供可靠依据，是人类基因组计划研究的重要组成部分。
(4)DNA分子的立体结构是规则的双螺旋结构。
(5)DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排在外侧，构成基本骨架。
(6)碱基排列在内侧。
(7)DNA分子两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对。
第二节　DNA的结构和DNA的复制
一、回眸历史——“解开DNA结构之迷”
二、DNA的结构
(一)构成DNA分子的基本单位—脱氧核糖核苷酸
(二)脱氧核苷酸间通过脱水缩合连在一起形成多核苷酸链，
(三)DNA分子的立体结构是规则的双螺旋结构
三、制作DNA双螺旋结构模型
1．沃森和克里克成功背后的英雄
在现代生物学史上，詹姆斯·沃森(James D．Watson,1928～)和弗朗西斯·克里克(Francis Crick,1916～)是两个熠熠闪光的名字。他们在英国剑桥大学卡文迪许实验室经过两年多艰苦的研究，提出了著名的DNA分子双螺旋结构模型，奠定了现代生物学的基石。他们的成果论文《核酸的分子结构——脱氧核糖核酸的一个结构模型》，于1953年4月25日在英国《自然》杂志第4356期发表后，引起了科学界的极大反响，这是20世纪生物科学最伟大的成就之一。因为这一成就，他们获得了1962年度诺贝尔生理学和医学奖。
而在此之前，DNA研究领域已经非常活跃，很多科学家都在进行DNA分子结构的研究，就像赛跑，谁都希望第一个到达终点，成为首位成功建模的人。而沃森和克里克正是在薛定谔的启发下，在综合了鲍林的分子模型、威尔金斯与富兰克林的X射线衍射结果、查戈夫的碱基比理论、格里菲思的计算等基础之上，才率先摘得桂冠。可以说，沃森和克里克的成功同样凝集着这些科学家的智慧和汗水。那么，现在就让我们来回顾一下这些幕后的英雄们吧。
(1)奥地利量子物理学家埃尔文·薛定谔(Erwin Schrodinger,1887～1961)
薛定谔在1944年发表了《生命是什么？——活细胞的物理面貌》一书。在书中，他认为基因是一种有特殊地位的分子，物理学和化学规律同样可以应用于细胞及基因的研究。正是这本书使沃森和克里克选择将自己的智慧奉献在基因研究这片领域中。1946年，克里克阅读该书后写道“伟大的事情就在角落里”，由此开始致力于基因分子结构的研究。而沃森则说：从我17岁读到薛定谔的《生命是什么？》那一刻起，我就希望发现基因的秘密。此后，这两位同志道合的人一经相遇，就开始了现代生物学史上的最富创造性、最完美的合作。
(2)美国化学家努斯·鲍林(Linus Pauling,1901～1994,1954年诺贝尔化学奖和1962年诺贝尔和平奖得主)
鲍林从1951年起就在用X射线晶体衍射方法研究蛋白质的氨基酸和多肽链，最后发现了血红蛋白多肽链为a螺旋链，为此他获得1954年的诺贝尔化学奖，并因此成为全球的X射线晶体衍射权威。随后，鲍林也将研究重心转到DNA水平上来。他将X衍射图谱与原子间相互关系结合起来，建造分子模型(沃森称它像儿童玩具的模型)，然后用X衍射图数据来检验模型的效果，并从理论上证明这两者的一致性。虽然鲍林的研究后来进入了DNA三螺旋结构的误区，使其与第三次获得诺贝尔奖擦肩而过，但是，鲍林分子建模的思路却给沃森和克里克极大的启发，沃森说：“为什么我们不能用同样的方法解决DNA问题！我们只要制作一组分子模型，开始摆弄起来就行了。”而沃森和克里克后来成功的事实也证明了这条思路的正确性。
(3)新西兰生物物理学家莫里斯·威尔金斯(Maurice H．Wilkings,1916～)
威尔金斯是当年与沃森和克里克同获诺贝尔奖的科学家，虽然他的知名度远不及前两位，但他的贡献却是不可磨灭的。威尔金斯1950年开始研究DNA的晶体结构，采用“X射线衍射法”获得了第一张DNA纤维衍射图(A型图)。根据该图，他作出了DNA分子是单链结构螺旋体的推断。1951年，威尔金斯在意大利那不勒斯举行的生物大分子结构学术会议上，作了关于DNA衍射图片分析的报告，并出示了一张DNA纤维的X射线衍射图，这给当时参加会议的沃森留下了深刻印象，由此激励他开始对DNA化学结构进行研究。在后来沃森和克里克的建模过程中，得到了威尔金斯很多帮助，他的诸多开创性工作和建设性意见为DNA双螺旋结构的最终形成做出了重大的贡献。
(4)英国X射线晶体衍射技术专家罗莎琳德·弗兰克林(R.Franklin,1920～1958)
DNA分子衍射技术是构建DNA双螺旋结构模型的直接技术基础，作为当时该项技术的权威专家，罗莎琳德·弗兰克林的贡献也同样是不可磨灭的。弗兰克林是一位才能卓著的女科学家。1951年，她在英国皇家学院进行DNA分子衍射技术研究，凭借自己创造性的工作，对X射线衍射技术进行了不断的改进和优化，获得了效果极佳的DNA X射线衍射照片，由此她推算出DNA分子必然呈螺旋状，磷酸基团必定是在DNA分子的外部。在沃森和克里克建模工作一度受阻时，弗兰克林给予了他们很大帮助。她在1951年11月拍摄到的一张非常清晰的DNA晶体衍射照片，直接促成了沃森和克里克的成功。那是1953年2月14日在沃森和克里克与威尔金斯的讨论中，威尔金斯出示了这张绝妙的照片。沃森看后不禁叫道：“上帝！DNA链只能是双链才会显示出这样漂亮而清晰的图！”两周后，即1953年2月28日，沃森和克里克便建成了DNA双螺旋结构模型。弗兰克林为模型的建立提供了关键的数据，为沃森和克里克的成功奠定了坚实的基础，虽然她没能得到像沃森、克里克及威尔金斯那样的荣誉，但是，她那高尚的科学道德仍受到后人的称赞。1958年，年仅38岁的弗兰克林死于癌症。
(5)奥地利生物化学家埃尔文·查迦夫(Erwin Chargaff,1905～ )
1948年，查伽夫及其同事发明用色层分析法测量DNA内部的各种碱基的含量，并作了精细的分析。结果表明：腺嘌呤(A)与胸腺嘧啶(T)，鸟嘌呤(G)与胞嘧啶(C)比值接近1∶1，这就是现在众所周知的DNA分子的“碱基配对”原则。1952年6月，查伽夫在剑桥与沃森和克里克相遇，并提及了碱基比值1∶1的结构。1953年初，沃森和克里克在参考了查伽夫的化学分析和所得出的碱基配对原则后，在两次建模失败的基础上，成功地提出了第三个模型，即DNA双螺旋结构模型。
(6)英国数学家约翰·格里菲思(John Griffith)
格里菲思的贡献在于，为沃森和克里克计算了一个DNA分子内碱基的相互吸引力(弱的相互作用)。计算结果显示：该吸引力是不同类碱基间的相互吸引力，即腺嘌呤(A)吸引胸腺嘧啶(T)、鸟嘌呤(G)吸引胞嘧啶(C)，这与查伽夫提出的“碱基配对”规则不谋而合。以上两个结果使沃森和克里克茅塞顿开，走出了“相同碱基相互吸引”的误区，最终走向成功。
牛顿曾经说过，“我所有成就的取得皆因为我站在了巨人的肩上”。在当今分子生物学已经深入到现代生物学的方方面面，成为一个发展极为迅速的带头学科的时候，沃森和克里克的贡献是毋庸置疑的。然而，如同科学史上众多取得了巨大成就的科学家一样，在沃森和克里克身后的，是众多作出过巨大贡献的无名英雄们，他们的名字同样值得我们去铭记和传颂。
2．DNA分子的特性
DNA分子具有稳定性、多样性和特异性。
稳定性：DNA分子的双螺旋结构是相对稳定的。这是因为在DNA分子双螺旋结构的内侧，通过氢键形成的碱基对，使两条脱氧核苷酸长链稳固地并联起来。另外，碱基对之间纵向的相互作用力也进一步加固了DNA分子的稳定性。各个碱基对之间的这种纵向的相互作用力叫做碱基堆集力，它是芳香族碱基π电子间的相互作用引起的。现在普遍认为碱基堆集力是稳定DNA结构的最重要的因素。再有，双螺旋外侧负电荷的磷酸基团同带正电荷的阳离子之间形成的离子键，可以减少双链间的静电斥力，因而对DNA双螺旋结构也有一定的稳定作用。
多样性：DNA分子由于碱基对的数量不同，碱基对的排列顺序千变万化，因而构成了DNA分子的多样性。例如，一个具有4 000个碱基对的DNA分子所携带的遗传信息是44 000种，即102 408种(计算方法见后)。
特异性：不同的DNA分子由于碱基对的排列顺序存在着差异，因此，每一个DNA分子的碱基对都有其特定的排列顺序，这种特定的排列顺序包含着特定的遗传信息，从而使DNA分子具有特异性。
3．DNA变异结构的发现
1991年中国科学家白春礼等，利用自己研制的扫描隧道显微镜(STM)，首次清晰地观察到DNA的变异结构图像。据查证，在此之前世界上尚未有利用STM观察到DNA变异结构的报道。DNA变异结构的图像是在对DNA进行变性处理后观察到的。科技人员首先将一种DNA加热，达到DNA的解旋温度，然后再降温，利用高分辨率的STM进行多次观察，显示屏上分别出现清晰的三链辫状缠绕结构片段、左手双螺旋结构片段、左手和右手双螺旋衔接结构片段及其他变异结构的图像。DNA变异结构图像的发现拓宽了人们对DNA结构的认识，对DNA结构的研究提供了新的途径，如新发现的DNA的变异结构是否是DNA唯一的变异形式，天然的DNA分子是否也具有这种结构新发现的DNA变异结构，与沃森(J.D.Watson,1928～)和克里克(F.Crick,1916～)发现的DNA双螺旋结构间能否转换？怎样利用这个现象从事生命科学的研究等等。DNA变异结构的发现不仅引起了生物学家极大的兴趣，而且对这一发现的深入探索还必将进一步推动生命科学的发展。第二节　细胞分化、衰老和凋亡
从容说课
《细胞分化、衰老和凋亡》是本章的第二节，本节的关键词是细胞分化、全能性、细胞凋亡。
多细胞生物体的发育是从一个细胞——受精卵开始的，细胞分裂只能繁殖出许多相同细胞，只有经过细胞分化才会形成多种不同的细胞和组织，进而形成胚胎、幼体，最终发育成成体。因而，细胞分化是在多细胞生物体整个生命进程中的一种持久性变化。细胞衰老和凋亡是一种普遍的、自然发生的生命现象。
生物体内每时每刻都有细胞衰老、死亡，同时又有新增殖的细胞来代替它们。细胞的衰亡与人类及动植物的寿命有一定的关系。细胞分化是一个渐变的过程，在胚胎发育的早期，细胞外观尚未出现明显的变化前，细胞的分化前途已经决定了，以后依次渐变，且不能逆转。因此，细胞分化是一种持久的、稳定的变化。已分化的细胞作为体细胞都具有一套和本物种受精卵相同的染色体。因而，在合适的条件下，有些分化的细胞具有恢复分裂、重新分化发育成完整新个体的能力。本节共设置了1个“边做边学”、2个“积极思维”、1个“继续探究”、1个“拓展视野”、1个“走近职业”以及5个图群。1个“边做边学”是“观察植物器官的切片”，在实践中培养学生的动手能力及实验操作技能，认识到书本知识是真实生活的再现，各种不同的组织细胞是细胞分化的结果，同时也培养了小组合作的意识。①
一个“积极思维”是“植物的组织块能发育成完整的新植株吗”，该部分内容具有很好的思维训练价值，我们建议以综合运用发现教学、合作学习为主的多种教学传递程序，结合采用多媒体辅助教学手段进行“胡萝卜肉质根的组织培养”的实验的变式模拟；另1个“积极思维”是“探究细胞衰老的原因”，教师要引导学生认真地读图，理解海弗利克设计的两组实验的目的，并进一步引导学生讨论这两组实验设计的巧妙性在哪里。1个“拓展视野”是“环境影响植物体的衰老”，是教材知识的补充和延伸，对理解衰老的原因有一定的帮助。5个图群是“骨髓干细胞分化示意图”“植物组织培养技术示意图”“胚胎期的鸡趾”“细胞坏死和细胞凋亡的区别”和“3种细胞DNA电泳图”。教师可根据图的特点合理展示图片，有的可以课件方式展示，显示动态过程，有利于学生理解掌握。图文结合，帮助学生理解相关知识。
教学重点
1.细胞分化。
2.高度分化的植物细胞仍然具有全能性。
3.个体衰老与细胞衰老的关系,细胞衰老的特征。
4.细胞凋亡的含义。
教学难点
1.细胞的分化。
2.细胞全能性的概念及实例。
3.细胞凋亡的含义以及与细胞坏死的区别。
教具准备
人体血细胞示意图，骨髓干细胞分化示意图，边学边做的相关实验器材，“胡萝卜肉质根的组织培养过程”的课件，“人体细胞培养与去核细胞与正常细胞融合培养过程”课件，“细胞坏死和细胞凋亡的过程”的课件，3种细胞DNA电泳图。
课时安排
3课时
三维目标
1.说明细胞分化形成各种组织。
2.学会制作徒手切片的技能。
3.举例说明细胞的全能性。
4.描述细胞衰老和凋亡的过程。
5.简述细胞凋亡与细胞坏死的区别。
6.解释细胞的衰老和凋亡与人体健康的关系。
7.通过观察植物的根、茎、叶切片，引导学生通过观察来讨论细胞分化的意义。
8.引导学生分析除根外，用胡萝卜茎或叶组织是否也能培养成一棵完整的新植株。
9.引导学生读图，提出问题讨论。如：组织培养的关键在哪里？为何植物组织培养要在无菌条件下进行？
10.认同细胞的分化与衰老,尊重生命的自然发生、发展过程。
11.感悟生命的多样性与生命机理的复杂性，认同细胞分化是生物发育的前提。
12.通过细胞的分化、衰老与癌变的学习，培养学生热爱生命、关注健康的思想。
13.感受交往与协作对于科学探究的价值与意义。
第1课时　细胞分化
教学过程
导入新课
大家今天都是高中生，将来可能从事各种职业。想一想，现代社会中有多少种职业？如果没有职业分工，社会的运转状况是怎样的？你个人的生活会与现在有什么不同？这样现实的问题，相信同学们都能找到答案。我们每个人就如同一个个细胞，而每个细胞有所不同，由它们有机地组成身体来完成各项生命活动。人体中的不同的细胞群是如何来的？它们存在的意义是什么？今天我们就来探讨这些问题。
推进新课
　板　书：一、细胞分化
多媒体呈现人体中的三种血细胞：红细胞、白细胞、血小板。
师
（1）在我们体内，红细胞的寿命为120天左右，白细胞的寿命为5～7天。这些血细胞都是失去分裂能力的细胞。
（2）现实生活中，有人发生了意外事故，出现大量失血情况，危及生命。为了拯救他人的生命，许多人伸出援助之手，纷纷加入义务献血的行列，每次献血200 mL并不会影响自身健康，并且短时间内，体内血液含量会恢复正常。白血病患者的血液中出现大量的异常白细胞，而正常的血细胞明显减少。通过骨髓移植可以有效地治疗白血病。
教师组织学生讨论：
（1）为什么健康人的血细胞数量不会随着血细胞的死亡而减少？
（2）人体失去少量血液后，新生的血细胞是从哪儿产生的？
（3）骨髓与血细胞的形成有什么关系
生
健康人体可由红骨髓不断产生新的血细胞。
师
这是我们初中生物课上了解的知识，那么骨髓是通过怎样的过程才形成种类不同的血细胞呢？
课件展示：
骨髓干细胞分化示意图。
师
（1）骨髓干细胞先分裂成两种细胞，即造血干细胞和淋巴干细胞。这两种细胞再分裂出若干个细胞，它们朝不同方向发展，最后形成了形态、结构和功能上都有差异的细胞。
（2）人体是复杂的多细胞生物体，来源于一个受精卵细胞，是细胞分裂使得机体细胞数目增多，可人体内的细胞是多种多样的，以上，我们看到了三种不同的血细胞，另外，身体内还有神经细胞、肌细胞、上皮细胞、卵细胞等等。这就是细胞的分化过程。
师
从上述细胞的变化过程，我们是否可以总结出细胞分化的概念呢？
生
由同一种类型的细胞经细胞分裂后，逐渐在形态结构和生理功能上形成稳定性的差异，产生不同的细胞类群的过程称为细胞分化。
师
我们知道动物体发育过程中有细胞分化的现象。那么，在植物体内是否有细胞分化的现象呢？下面我们边做边学。
探究题目
观察植物器官的切片。
实验材料
天竺葵。
实验器材
镊子，刀片，胡萝卜作夹持物，载玻片，盖玻片，培养皿，清水，显微镜。
实验过程
学生活动：（1）先用镊子撕取叶的下表皮，制成临时装片进行观察，看到保卫细胞和气孔。思考：保卫细胞和气孔的作用是什么？
（2）用刀片切取嫩芽，作芽的纵切，观察芽的结构。思考：芽的存在对植物体有何作用？
（3）以胡萝卜块作为夹持物，用刀片切取根尖做成临时装片进行观察，找到根部分生区。
思考：分生区的作用是什么？
（4）用刀片切取一小段茎，并继续纵切，制成装片，进行观察。思考：导管和筛管的形态和作用是什么？
生甲
保卫细胞控制气孔的大小。气孔是气体进出植物体的门户。植物光合作用需要的二氧化碳及呼吸作用需要的氧气都是通过这里的。
生乙
芽上有嫩叶,新的叶源于这里，可见构成芽的细胞具有分裂能力。
生丙
根的分生区具有分裂能力,能产生新的细胞。
生丁
有些细胞上下连接而成,是具有输导作用的导管和筛管,它们负责输导水分、无机盐、有机养料。
师
这些形态不同的细胞也会来自一个细胞吗？
生
是的，它们来源于一个受精卵细胞。
师
这些形态、结构和功能都不相同的细胞群对植物体有什么意义呢？
生
这些形态、结构和功能都不相同的细胞群是细胞分化的结果，由它们可以形成不同的组织，如：芽及根尖可形成分生组织，导管和筛管可形成输导组织，由不同的组织进而可形成不同的器官，可形成植物体的根、茎、叶。细胞分化使多细胞生物体中的细胞趋向专门化，有利于提高各种生理功能的效率。
师
同样来自一个细胞，且每个细胞都具有相同的遗传信息，为什么会出现差异呢？如：红细胞合成血红蛋白，肌细胞合成肌动蛋白。
学生活动：小组讨论，列出小组观点。
生
在个体发育中，不同的细胞中遗传信息的执行情况是不同的。在红细胞中，与血红蛋白合成有关的基因处于活动状态，与肌动蛋白合成有关的基因则处于关闭状态；在肌细胞中则相反。现代分子生物学的证据表明，细胞分化是基因选择性表达的结果。在个体发育中，有序的细胞分化能够增加细胞的类型，进而由不同类型的细胞构成生物体的组织和器官，执行不同的生理功能。
师
细胞的分化是短时、迅速实现的吗？分化会逆转吗？
课件展示：
蛙的胚的发育过程，请同学们注意观看。
师
对照上述问题，你有什么看法？
生
蛙的胚胎发育从受精卵开始，经过卵裂、囊胚、原肠胚，才开始分化为不同的细胞，出现不同的组织，进而形成不同的器官、系统。由此可以看出细胞分化是一个渐变的过程。在胚胎发育的早期，细胞外观上尚未出现明显变化前，细胞的前途就已经决定了，以后依次渐变，不能逆转，因此，分化是一种持久的稳定的变化。
课堂小结
一般认为到达成年阶段，个体发育完成，只有一部分细胞的分化持续于整个生物体的一生。例如哺乳类的骨髓中，终生都发生血细胞的分化成熟。
板书设计
第二节　细胞分化、衰老和凋亡
一、细胞分化
1.细胞分化的概念
2.细胞分化的实质
3.细胞分化可形成组织、器官 辅导教案
导学诱思
思考：艾滋病是不是遗传病？白化病是不是遗传病？
提示：艾滋病是传染病，不是遗传病。因为人体细胞的遗传物质没有改变。艾滋病是感染HIV引起的传染病。白化病是遗传病，是由于控制酪氨酸酶合成的基因突变导致人体不能合成酪氨酸酶，导致黑色素不能合成而白化。
一、人类遗传病
（一）概念
凡是由于生殖细胞或受精卵里的遗传物质改变而引起的人类疾病。
（二）类型
1.单基因遗传病
（1）概念：由染色体上单个基因异常引起的疾病。
（2）特点：在同胞中发病率较高，在群体中发病率低。
（3）分类：
①常染色体显性遗传病：如多指、软骨发育不全、并指、高胆固醇血症。
②常染色体隐性遗传病：如镰刀型细胞贫血症、先天性聋哑、白化病、苯丙酮尿症、糖元沉积病Ⅰ型等。
③X连锁遗传病：红绿色盲、血友病、蚕豆病、抗维生素D佝偻病。
④Y连锁遗传病：睾丸发育不全、外耳道多毛症等。
思考：性染色体组成为XYY的人表现为男性，一般有反社会行为，成年后往往要到“吃饭不花钱”的地方去受教育。这是一种什么病？是什么原因引起的？
提示：这是一种性染色体病。主要是由于减数第二次分裂后期着丝粒分裂，两个Y染色体没有移向细胞两极，而是移向一极形成染色体异常的配子。
2.多基因遗传病
①概念：涉及许多个基因和许多种环境因素的遗传病。
②特点：在群体中发病率比较高。
③病例：唇裂、腭裂、先天性心脏病、原发性高血压、青少年型糖尿病、精神分裂症。
3.染色体异常遗传病
（1）概念：由于染色体数目、形态或结构异常引起的遗传病。
（2）病例：
①常染色体病：21－三体综合征（先天愚型）、猫叫综合征。
②性染色体病：特纳氏综合征（45，XO）、葛莱弗德氏综合征（47，XXY）。
（三）各类遗传病在人体不同发育阶段的发病风险
1.胎儿期：染色体病50%以上会自发流产。
2.婴儿期：易发生单基因病和多基因病。
3.青春期：各种遗传病患病率低。
4.成年期：染色体病发病率低，单基因病发病率高，多基因遗传病发病率在中老年群体中随年龄增加快速上升。
思考：侏儒症、呆小症、巨人症是不是遗传病？是什么原因引起的？
提示：侏儒症是幼年生长激素分泌不足导致的。呆小症是由于幼年甲状腺素分泌不足导致的。巨人症是由于幼年生长激素分泌过多导致的。它们的共同点是遗传物质没有改变，不是遗传病，是由于激素分泌异常造成的。
二、遗传咨询与优生
（一）遗传咨询
遗传咨询的基本程序：病情诊断→系谱分析→染色体生化测定→遗传方式分析，发病率测算→提出防治措施。
（二）优生
1.优生的措施：婚前检查，适龄生育，遗传咨询，产前诊断，选择性流产，妊娠早期避免致畸剂，禁止近亲结婚等。
2.产前诊断的方法
（1）羊膜腔穿刺：用于确诊胎儿是否患染色体异常、神经管缺陷，以及某些羊水中反映出来的遗传性代谢疾病。
（2）绒毛细胞检查：检查发现胎儿确有缺陷的，及时终止妊娠。
3.禁止近亲结婚：近亲结婚所生子女死亡率高，畸形率高，智力低下率高。
名师解惑
探究1：遗传性疾病与先天性疾病、家族性疾病
（1）遗传病是指生殖细胞或受精卵内的遗传物质发生改变引起的疾病。具体可分为三类：
①几乎完全由遗传因素决定。
②基本上由遗传因素决定，但需要一定环境诱发因素的存在才发病。
③遗传因素和环境因素对发病都有作用，作用的大小视病的种类而不同。有的遗传病的发生，遗传因素的作用较为重要；而另一些遗传病的发生，遗传因素的作用较小，而环境因素的作用是主要的。
（2）遗传病与先天性疾病
先天性疾病一般是指婴儿出生时就已经表现出来的疾病。若是由遗传物质改变引起的则为遗传病，如先天性愚型、白化病等。若是仅由环境因素引起的则不是遗传病，如胎儿在子宫内受天花病毒感染，出生时就会留有瘢痕等。现在已知的大多数遗传病都是先天性的。
（3）遗传病与家族性疾病
家族性疾病是指一个家族中多个成员都表现出来的同一种病。若是由遗传物质改变引起的，则为遗传病，如多指（趾）、抗维生素D佝偻病等显性遗传病往往表现出家族倾向。若仅由环境因素引起，则不是遗传病，如由于饮食中缺少维生素A，家族中多个成员可能患夜盲症。
探究2：各类遗传病的比较
种类 病例 主要症状 病因
单基因遗传病 显性 软骨发育不全 上臂和大腿短小畸形，腹部隆起 常染色体上的致病基因导致长骨两端的软骨细胞形成出现障碍
抗维生素D佝偻病 X型（O型）腿，骨骼发育畸形（如鸡胸），生长缓慢 X染色体上的致病基因引起患者对钙、磷吸收不良，导致骨发育障碍
隐性 苯丙酮尿症 智力低下，头发发黄，尿中因含有苯丙酮酸而有异味 常染色体上缺少控制合成一种酶的正常基因，导致苯丙氨酸转变为苯丙酮酸
进行性肌营养不良（假肥大型） 肌肉萎缩、无力而行走困难，患病后期腓肠肌组织被结缔组织替代而呈假性肥大 X染色体上的致病基因引起患者肌肉发育不良，导致肌肉功能障碍
多基因遗传病 原发性高血压、无脑儿等 略 多对基因与环境因素影响
染色体异常遗传病 常染色体病 21－三体综合征 智力低下，身体发育缓慢。面容特殊，眼间距宽，伸舌样痴呆，口齿不清 细胞中多了一条21号染色体
性染色体病 特纳氏综合征 身体矮小，肘常外翻，颈部皮肤松弛为蹼颈。外观为女性，但无生殖能力 体内缺少一条X染色体，为XO型
探究3：日常生活中，我们有时会患感冒等疾病，这与人类遗传病有何本质的区别？
人类遗传病是由于生殖细胞或受精卵的遗传物质改变而引起的疾病。发病的根本原因在于遗传物质所包含的遗传信息改变后，控制合成了结构异常的蛋白质，表达了异常的性状。而一般的疾病是由环境因素引起的，患者的遗传物质没有改变。一般的疾病可采用常规的医疗方法来治疗，而人类遗传病多具有终身性，大多数难以治愈，需要采用特殊的基因治疗方法纠正或弥补患者细胞中有缺陷的基因，使细胞恢复正常功能，以达到治疗疾病的目的。
探究4：有人认为遗传病是从亲代遗传而来，所以生来就有的先天性疾病就是遗传病。这种说法有无道理？
先天性疾病不一定都是遗传病，后天的疾病不一定不能遗传。所谓先天性疾病是指出生前即已形成的畸形或疾病。当一种畸形或疾病是由遗传因素决定的内因所致时，在胎儿出生前，染色体畸形或致病基因就已表达或形成，这种先天性疾病就是遗传病，例如并指、先天聋哑、白化病、先天愚型等。但是，在胎儿发育过程中，由于环境因素的影响，胎儿的器官发育异常，造成形态或机能的改变，也会导致先天畸形或出生缺陷。例如，母亲在妊娠前三个月内感染风疹病毒，可使胎儿产生先天性心脏病或先天性白内障。这不是由遗传物质改变造成的，而是胚胎发育过程中受到环境因素的干扰所致，虽是先天的，但非遗传病。
题例领悟
【例题1】下列关于人类遗传病的叙述不正确的是（ ）
A.人类遗传病是指由于遗传物质改变而引起的疾病
B.人类遗传病包括单基因遗传病、多基因遗传病和染色体异常遗传病
C. 21－三体综合征患者体细胞中染色体数目为47条
D.单基因病是指一个基因控制的疾病
解析：A项是遗传病的概念，正确。B项是人类遗传病的种类，正确。C项是21－三体综合征，是21号染色体多了一条造成的，所以细胞内染色体数目为47条。单基因病是由一对等位基因控制的遗传病，而不是由一个基因控制的遗传病。所以D项错误。
答案：D
领悟
人类遗传病包括单基因遗传病、多基因遗传病和染色体异常遗传病三类。单基因病是由一对等位基因控制的遗传病。染色体病是由染色体结构变异或数目变异引起的疾病。
【例题2】（多选）下表是四种人类遗传病的亲本组合及优生指导，正确的是（ ）
遗传病 遗传方式 夫妻基因型 优生指导
A 红绿色盲症 X染色体隐性遗传 XbXb×XBY 选择生女孩
B 白化病 常染色体隐性遗传 Aa×Aa 选择生女孩
C 抗维生素D佝偻病 X染色体显性遗传 XaXa×XAY 选择生男孩
D 并指 常染色体显性遗传 Tt×tt 产前基因诊断
解析：白化病是常染色体隐性遗传病，若夫妻都是致病基因的携带者，生育有病孩子无性别之分。性（X）染色体上的遗传病，我们可以通过控制性别来避免生出患病的孩子。对于并指等常染色体显性遗传病，则需要作产前诊断。
答案：ACD
领悟
（1）单基因遗传病的传递遵循基因分离定律。
（2）单基因遗传病的致病基因可以位于常染色体上，也可以位于性染色体上。
（3）常染色体上的基因控制的遗传病在人群中随机分布，发病率无男女之别，符合一般显、隐性性状的遗传特点。
（4）性染色体上的基因控制的遗传病，符合伴性遗传的特点。而且不同于性染色体病，因为后者是由于染色体变异引起的遗传病。
【例题3】 下图是某种病的遗传图解，请写出你分析该遗传病的思维方法：
（1）进行分析的关键个体是____________的表现型，可排除染色体上显性遗传。
（2）____________的表现型可以排除X染色体上的显性遗传。
（3）个体____________的表现型可以排除Y染色体上的遗传。
解析：人类遗传病的遗传方式（或称为遗传病类型）的判断方法：首先确定遗传病是显性还是隐性遗传；然后确定是常染色体遗传还是伴性遗传。判断的依据是多种遗传方式的特点。
判断遗传类型的方法很多，结合该题系谱图，从Ⅲ7个体可以看出，其父母不患病，说明该病致病基因是隐性的。从Ⅰ代到Ⅱ代可以看出致病基因不在Y染色体上，并进一步证实是隐性的。
答案：（1）7 （2）5或7 （3）4或9或10
领悟
解答本类题目应掌握单基因遗传病判定规律。关于单基因遗传病的判定：
（1）肯定判断
①先判断显隐性：双亲患病生出无病的后代即“有中生无”一定是显性遗传病。
②再利用反证法判断位于常染色体还是性染色体，由于性染色体上的特征明显，易判断，故先假设位于性染色体上，作出否定判断。
a.假设是位于X染色体上的显性遗传，若出现父患病女儿正常或母正常儿子患病，一定不是伴X显性遗传，即常染色体显性遗传。
b.假设是位于X染色体上的隐性遗传，若出现母患病子正常或父正常女儿患病，一定不是伴X隐性遗传，即是常染色体隐性遗传。
（2）可能性判断
若不能判定某种遗传病时，只能做出可能性的判断，判断出更可能的遗传病。
①若连续遗传，则更可能是显性遗传。患者性别无差别更可能是常染色体显性遗传；患者女多于男，或父患女儿全患，更可能是伴X显性遗传。
②若隔代遗传则更可能是隐性遗传。患者性别无差别更可能是常染色体隐性遗传；患者男多于女，或母患子全患，女儿患父必患更可能是伴X隐性遗传。
课堂反馈
1.抗维生素D佝偻病是由位于X染色体上的显性致病基因决定的一种遗传病，这种疾病的遗传特点之一是（ ）
A.男患者与女患者结婚，其女儿正常
B.男患者与正常女子结婚，其子女均正常
C.女患者与正常男子结婚，必然儿子正常女儿患病
D.患者的正常子女不携带该患者传递的致病基因
解析：伴X显性遗传病的遗传特点是：患者女性多于男性，表现为父病女必病，子病母必病。女患者若为杂合子（XAXa），与正常男子结婚，儿子和女儿均有一半的患病概率。正常个体不可能携带显性致病基因。
答案：D
2.下列说法正确的是（ ）
A.先天性疾病是遗传病，后天性疾病不是遗传病
B.家族性疾病是遗传病，散发性疾病不是遗传病
C.遗传病的发病，在不同程度上需要环境因素的作用，但根本原因是遗传因素的存在
D.遗传病是仅由遗传因素引起的疾病
解析：先天性疾病如果是由遗传因素引起的，肯定是遗传病，但有的则是由于环境因素或母体条件的变化引起的，如病毒感染或服药不当。而有的遗传病则是由于环境因素引发遗传因素起作用导致的后天性疾病。家族性疾病中有的是遗传病，有的则不是遗传病，如营养缺乏引起的疾病。同样，由隐性基因控制的遗传病由于出现的概率小，往往呈散发性而不表现家族性。
答案：C
3.某男孩患有进行性肌营养不良，其父母表现正常，请预计他父母再生一个患病女孩的概率是（ ）
A.50% B.25% C.12.5% D.0
解析：进行性肌营养不良是伴X隐性遗传病，父母正常所生子女中女孩不会患病。
答案：D
4.下列属于遗传病的是（ ）
A.孕妇缺铁，导致出生的婴儿患缺铁性贫血
B.由于饮食中缺少维生素A，一家人均得了夜盲症
C.一男子40岁发现自己开始秃发，据了解他的父亲在40岁左右开始秃发
D.一家三口，由于不注意卫生，在同一时期内均患有甲型肝炎
解析：孕妇缺铁，而影响胎儿生长发育，导致出生的婴儿患缺铁性贫血，这与遗传物质无关；食物中缺少维生素A，导致人体内代谢紊乱而患夜盲症，与遗传物质也无关；甲型肝炎是由于甲型肝炎病毒通过食物等途径传播引起，属于传染病，也与遗传无关；只有秃发是由于遗传因素，再加上一定的环境因素（如体内生理状况改变）引起的，属于遗传病。
答案：C第5课时　影响光合作用的环境因素
教学过程
导入新课
课件展示：
（1）某地区的农作物因遭遇连绵的阴雨而严重减产。
（2）在一现代农业的温室大棚内，工人正在向温室内的作物补充CO2，同时我们发现，经这种方法处理的作物产量显著增加。
（3）在盛夏的中午，很多作物因蒸腾作用过分剧烈而导致气孔关闭，出现了午休现象，同时测定发现，植物的单位时间内的光合作用产物量显著减少。
（4）某地区作物因某种原因而产量低下，经农业专家测定后发现是由于土壤缺乏P元素造成的，经补充P元素后，作物产量显著增加。
（5）在相同的环境条件下，我们发现不同植物的光合作用强度是不相同的。
师
上述媒体材料可以说明什么问题？
生
说明了影响绿色植物光合作用产量的因素是多方面的，既可以是内因，也可以是外因；其中，影响绿色植物的光合作用的外界因素包括光照、CO2、水、矿质元素等。
教师活动：引导学生复习光合作用的概念、过程，得出光合作用总反应式，即
师
从化学反应式的角度分析光合作用总反应式，若要提高光合作用有机物的生成量，我们可采取哪些积极有效的措施？（引导学生从光合作用的条件、原料与产物来分析）
学生小组讨论、交流：
1.从光合作用的条件来看：
(1)增加光照，可以：①延长光照时间，提高复种指数；②增加光照面积，进行合理密植；③控制光照强弱。
(2)增加矿质元素的供应，满足植物体对于矿质元素的需要，如补充Mg以满足叶绿素合成的需求量。
(3)控制温度，以满足光合作用酶催化所需的适宜温度。
2.从光合作用的原料看：
(1)增加作物周围二氧化碳浓度。
(2)合理灌溉，增加植物体内的水分来增加光合作用的原料。
3.从光合作用的产物来看，及时将光合作用产物运出叶肉细胞，输送至相应器官组织储藏，也可提高光合作用的有机物生成量。
师
民以食为天。然而人类赖以生存的第一个要素——粮食却面临着日益短缺的严重局面。解决粮食问题的途径有很多，如：
（1）控制人口，保护耕地，发展蓝色农业（向海洋要食品）、白色农业（微生物发酵工程）与绿色农业。
（2）发展绿色农业的主要目标是实现农业的可持续发展，包括作物育种、害虫的综合防治、减少作物呼吸损耗等，其中心议题是提高光合作用产量。
（3）提高光合作用产量的方法意味着要提高光能利用率。光能利用率是指绿色植物通过光合作用制造的有机物中所含有的能量占照射在单位地面上的太阳能的比例。包括增加光合作用面积、延长光合作用时间与提高光合作用速率。
（4）光合作用的指标是光合速率。光合速率通常以每小时每平方分米叶面积吸收二氧化碳的毫克数表示。
一般测定光合速率的方法都没有把叶子的呼吸作用考虑在内，所以测定的结果实际是光合作用减去呼吸作用的差数，叫做表观光合速率或净光合速率。如果同时测定其呼吸速率，把它加到表观光合速率上去，则得到真正光合速率。真正光合速率＝表观光合速率＋呼吸速率。
（5）提高光合作用速率途径主要是通过研究影响光合作用速率的因素，并对其进行优化控制，从而提高单位叶面积的绿色植物在单位时间内的光合作用产量。
师
我们今天一起来研究影响光合作用效率的环境因素的课题，主要目的是想通过了解哪些因素会并且是如何影响光合作用效率的，以使我们能用所学的生物学知识解释、指导生产实践，为以后的生活抉择奠定一定的基础。那么，包括光照、CO2、水、矿质元素与温度在内的环境因素究竟是如何来影响光合作用效率的呢？
推进新课
　板　书：四、影响光合作用的环境因素
师
首先，我们来研究光照是如何影响光合作用效率的。
材料用具
打孔器，注射器，40 W台灯，烧杯，绿叶（蚕豆叶片）。
方法步骤
（1）取生长旺盛的绿叶，用直径为1 cm的打孔器打出小圆形叶片30片（注意避开大的叶脉）。
（2）将小圆形叶片置于注射器内，并让注射器吸入清水，待排出注射器内残留空气以后，用手堵住注射器前端小孔，并缓缓拉动活塞，使小圆形叶片内的气体逸出。这一步骤可以重复几次。
（3）将内部气体逸出的小圆形叶片，放入黑暗并盛有清水的烧杯中待用。这样的叶片因为细胞间隙充满了水，便全部沉到水底。
（4）取3只烧杯，分别倒入20 mL加入清水，并在其中各加入浓度相等的、等量的NaHCO3溶液。
（5）分别向3只烧杯中加入10片圆形叶片，然后用3盏40 W的灯泡对3只烧杯进行光照处理，调节台灯与烧杯之间的距离，使它们的间距为1∶2∶3。
(6)观察并记录在相同时间内，小圆形叶片浮起的数量。
学生活动：以小组为单位进行实验，并讨论实验数据。
师
哪一个烧杯中的叶片首先浮起？为何这一个烧杯中的叶片首先浮起？你们的实验数据说明了什么问题？
生
台灯与烧杯之间的距离最近的那一个烧杯中的叶片首先浮起；说明该组叶片单位时间内光合作用产生的氧气最多，间接说明光照强度与光合作用成正比。
师
那么这是否意味着不断提高光照强度，光合作用效率就越高呢？
生
……
师
光照对光合作用至关重要，那么光照具体影响光合作用哪个过程？是如何影响的？
生
光照主要影响光反应；增加光照强度，可以增加光反应的产物（ATP和还原态［H］）的量，从而增加光合作用速率。
师
那么光合作用光反应的产物的作用是什么呢？
生
还原态［H］可以在C3的还原中供［H］，而ATP在C3的还原中供能。
师
光反应与暗反应是两个相互制约、相互影响的过程，仅仅不断增加光反应的产物，而不增加CO2的浓度，光合作用速率是否会无限制增加呢？
课件展示：
呈现光反应中的物质循环与暗反应的卡尔文循环的关系，用闪烁表示两个环相交的位置，即C3的还原。
生
不会，这是由于CO2的浓度一定时，C3的量一定，因而不断增加光照强度，只能在一定范围内增加光合作用速率；超过一定范围后，增加光照强度，光合作用速率不再增加。
师
指导学生阅读文本P57“光照强度对于光合作用影响的示意图”。
师
下图也是表示光照强度与光合作用速率的关系，其中CO2的吸收与释放表示植物与外界环境的CO2的交换关系。它与文本P57“光照强度对于光合作用影响的示意图”有何区别呢？
生
这张图片的坐标体系与课本中的图片不同，这里描述的是光照强度与植物从外界吸收CO2之间的关系；而课文中表示的是光合作用速率与光照强度的关系。
师
（1）两张图是一种生物学问题的两种不同表示方式。
（2）教材中的“光照强度对于光合作用影响的示意图”表示了在外界光照强度为0时，绿色植物的光合作用速率为0；而在一定范围内增加光照强度，植物的光合作用速率增加；超过一定范围后，再增加光照强度，植物的光合作用速率不再增加。
（3）在上图中，由于CO2的吸收与释放表示植物与外界环境的CO2的交换关系，从物质转换与守恒角度来看，植物从外界吸收CO2，表示植物体内C（即有机物）的净增加，间接表明此条件下植物的光合作用强度大于呼吸作用强度；反之，则相反。而当植物与外界的CO2交换值为0时，则说明植物的光合作用强度与呼吸作用强度相等，有机物净产量为0，即图中的光补偿点。
（4）当光照强度在一定范围内增加时，植物的光合作用速率增加；超过一定范围后，再增加光照强度，植物的光合作用速率不再增加，植物光合作用速率最大时的最小光照强度即是此时该植物的光饱和点。
（5）由于多种因素共同影响光合作用速率，因此，光补偿点、光饱和点均是针对一定的CO2浓度、温度条件而言的。
（6）通常梧桐、桂、松树等阳生植物的光补偿点、光饱和点高于人参等阴生植物。
师
那么你能否推断CO2浓度对于光合作用速率的影响呢？假如要利用上一个实验的器材进行实验，你准备如何控制变量呢？
生
在光照强度不变的情况下，控制CO2的浓度作为变量，即以不同的NaHCO3溶液作为变量。
学生活动：用教师预先准备的白纸画出CO2的浓度对光合作用速率影响的示意图。
师
CO2的浓度为何会影响光合作用速率？
师生共同分析：CO2浓度对于光合作用的影响主要是通过影响暗反应阶段被C5固定的CO2量，进而影响到C3的形成，最终影响到光合作用的进行。
师
那么温度是如何影响光合作用速率的呢？我们能否以图示来表示呢？
学生作图（右图）：
学生自主分析：（1）温度影响光合作用中酶的活性，尤其是暗反应中酶的活性来影响光合作用速率；（2）在一定范围内，温度升高，光合作用速率增加；超过一定范围后，温度升高，植物的光合作用速率反而降低。
师
矿质元素对光合作用速率有何影响呢？请从元素、化合物角度分析之。
生甲
绿色植物进行光合作用时，需要多种必需的矿质元素，如N、P、K、Mg等。
生乙
氮元素是蛋白质的主要组成元素，而蛋白质是细胞结构和酶的重要组成成分；氮元素是ATP中腺苷的组成元素。
生丙
磷元素是磷脂构成叶绿体膜与类囊体膜等膜结构的主要组成成分；磷元素是DNA和RNA的组成成分；磷元素是ATP和NADPH的组成元素。
生丁
镁元素是叶绿素的组成成分，植物缺镁时，叶绿素不能合成，在老叶上表现为缺绿，严重影响光合作用的效率。
师
（1）叶绿素中也含有氮元素，氮元素在植物的生命活动中占有重要的地位，故氮元素有生命元素之称。当氮元素供应充足时，叶片大而鲜绿，光合作用旺盛，产量高，因此种植叶菜类的蔬菜，应多施氮肥。但是氮肥施用过多，会造成叶片徒长，机械组织不发达，易倒伏。如果植物缺氮，则生长缓慢，植株矮小，叶绿素含量少，叶子变黄，直接影响植物的光合作用效率。
（2）磷元素还直接参与糖类的合成和分解，例如，光合作用暗反应产物中的C3和C5都含有磷元素。在有氧呼吸中，葡萄糖首先转化为葡萄糖6磷酸。植物缺磷时，生长缓慢，叶片呈暗绿色，某些植物的叶片还呈红色和紫色，且在老叶中最先表现出来。
（3）钾元素能促进糖类物质运输到储藏器官，并促进储藏器官合成多糖，例如，种植马铃薯、水稻、小麦等以收获淀粉为主的作物要多施钾肥。植物缺钾时，蛋白质分解，叶绿素破坏，叶色变黄卷曲，茎秆易倒伏，抗旱抗寒能力降低。
师
那么水对光合作用有何影响呢？
师生讨论、共同分析：
（1）水分是光合作用的原料，但是光合作用所消耗的水分只占植物根系吸收水分的1%,因此，缺水对于光合作用的影响主要是间接的。
（2）缺水影响气孔开闭，影响CO2进入植物体内，通过影响光合作用的暗反应以影响光合作用速率；这是在盛夏的中午，很多作物（注：C4植物不是）因蒸腾作用过分剧烈而导致气孔关闭，出现了午休现象的原因。
（3）C3植物光合速率的日变化
①单峰曲线，一般发生于无云的晴天（气温不太高），如春、秋季节（见右图）。
②双峰曲线，一般发生于盛夏季节（气温较高、非C4植物）（见下图）。
师
（1）植物对光能的利用率很低，约为５％。作物现有的产量与理论产量相差很远，所以增产潜力很大。要提高作物的光能利用率，主要通过延长光照时间、增加光合面积和加强光合效率。
（2）光合面积即植物的绿色面积，主要是叶面积。它是影响作物产量最大，同时又是最容易控制的一个方面。叶面积过大，会影响群体中的通风透光而引起一系列矛盾，所以光合面积要适当。可以通过以下措施来控制作物的光合面积：
①合理密植。合理密植是提高光能利用率的主要措施之一，因为它能够使群体得到更好的发展，拥有较合适的光合面积，充分利用日光。合理密植，不可太稀，也不可太密。种得过稀，个体发展较好，但群体得不到充分发展，光能利用率低；种得过密，下层叶子受到光照少，在光补偿点以下，变成消费器官，光合生产率低，也会减产。
②改变株型。最近培育出比较优良的高产新品种，如新的水稻、小麦品种。株型都具有共同特征，即秆矮、叶直而小、厚，分蘖密集。株型改善，就能增加密植程度，增大光合面积，耐旱不倒伏，充分利用光能，提高光能利用率。
③通过轮作、套作与间作与合理密植等手段，有效地提高了光能的利用。
④施有机肥，在温室大棚内适当补充人工光照、二氧化碳气肥，控制昼夜温差，都能有效地提高作物产量。
教师设置活动任务：阅读文本P58中“精确农业”相关内容，思考下列问题：
（1）长江三角洲部分地区的棉花与早玉米的间作原理是什么？
（2）什么叫“精确农业”？
生
略。
课堂小结
光合作用发现是一个不断探索的过程，光合作用对人类社会的和谐发展极为重要，因此，希望我们今后能更深入地研究光合作用机理，并应用于生产实践，使之更好地为人类文明的发展服务。

板书设计
四、影响光合作用的环境因素
（1）光照强度
（2）二氧化碳浓度
（3）温度
（4）水
（5）矿质元素

活动与探究
“探究单色光波是否会影响叶绿素的形成”的活动建议：
探究原理：
光通过不同颜色的玻璃纸时，与玻璃纸颜色不同的光被吸收，相同颜色的光透过玻璃纸，从而影响幼苗的生长，影响叶绿素的形成。
探究步骤：
1.取5个白色玻璃瓶，分别在瓶体上包裹红、蓝、绿、黄、无色等玻璃纸，瓶底可用一些支持物，如沙子，再放上大豆种子，瓶口盖上滤纸。
2.用日光灯照射玻璃瓶，提供并控制种子萌发条件，如水、温度等。
3.定时观察、记录。
4.分析探讨单色光波是否影响叶绿素的形成。

习题详解
1.解析：在甲、乙与丙三个实验装置中，丙为对照实验，在本实验中，变量是不同浓度的NaHCO3，而非有没有NaHCO3，所以本实验要研究的是不同浓度的二氧化碳对光合作用的影响。
答案：A
2.解析：本题主要考查了学生对图表信息的阅读与分析能力。从图中，我们可以看出，在较弱的光照强度范围内，阴生植物的光合作用效率高于阳生植物的光合作用效率。
答案：B
第3课时　酶促反应及影响酶作用速率的因素
教学过程
导入新课
教师呈示情景：出示细胞亚显微结构图或让学生观察教材中的细胞图，然后由学生回答线粒体、叶绿体、溶酶体与核糖体等细胞器的作用。并思考，为何相关的细胞代谢只能在相应的细胞结构中完成或进行？
推进新课
　板　书：（三）酶促反应与酶促反应过程
教师引导：
（1）根据我们前面所学的知识可以知道，细胞内所有的代谢反应都是在酶的催化下进行的。细胞内各种结构的功能不同，其原因之一是它们的结构中所含酶的种类各异。
（2）如：线粒体是有氧呼吸的主要场所，是由于彻底氧化分解有机物的酶分布于此；核糖体中有合成蛋白质的酶存在使其成为合成蛋白质的场所；叶绿体内有催化光合作用的酶系……
（3）细胞空间上酶分布的分隔性和酶的高效性、专一性、多样性，使错综复杂的代谢反应既各自独立又相互协调统一。
（4）我们把这种由酶催化的化学反应称为酶促反应。
师
那么酶促反应与一般的化学反应有何区别呢？
学生活动：学生小组讨论、代表发言。
生甲
酶促反应通常是在常温、常压、接近中性等温和条件下进行的。
生乙
酶的催化效率很高，因而生物体内的酶促反应速率很快。
生丙
酶促反应中酶的催化往往具有专一性，即一种酶只能催化一种或一类化学反应。
……
师
在酶促反应中，酶究竟是如何产生催化作用的？
学生活动：自主学习课文中“酶促反应的相关知识”，注意观察“酶促反应示意图”中a、b两图的区别，并进行小组讨论。
教师活动：打开自制的Flash课件，动态模拟酶在酶促反应中的作用机制（我们建议在设置媒体技术时，要尽量符合“诱导—契合”模型，而非“钥匙—锁”模型）。
生
酶在酶促反应中能催化特定的底物反应，与酶的活性中心有关。但是，什么是酶的活性中心呢？
师
①活性中心是指酶分子中直接和底物结合，并和酶的催化作用直接有关的部位。②酶的活性中心一般位于酶分子的表面，呈裂缝状。③酶活性中心一般是由两部分组成的，一部分叫做结合基团，主要起到与底物结合的作用；另一部分叫做催化基团，直接参与催化反应。少数酶分子中的基团同时具有上述两个作用。
师
酶在酶促反应中究竟如何发挥作用呢？
生甲
底物与酶的关系犹如钥匙—锁的关系。
生乙
酶的活性中心与底物分子在结构上具有特殊的匹配关系，这种匹配可以通过酶与底物之间的诱导而产生；当酶与底物结合的时候，便启动化学反应。
生丙
在反应过程中，形成了酶—底物的中间产物，然后，酶与底物脱离，同时底物转变为产物。
……
师
“酶促反应示意图”中a、b两图各表示酶在何种反应中的催化作用？
生
“酶促反应示意图”中a图表示酶在合成反应中的催化作用，如酶可以催化两个氨基酸脱水缩合生成二肽；“酶促反应示意图”中b图表示酶在分解反应中的催化作用，如麦芽糖酶可以催化麦芽糖水解为两分子葡萄糖。
师
酶作用机理的假说到底有哪些？
（1）关于酶的活性中心和底物结合的机理，早在1890年，德国化学家费休就提出了著名的“钥匙—锁”模型。他认为底物和酶分子的关系，就像钥匙和锁相配一样，一把锁只能被一把钥匙打开，或是被在构象上相近的钥匙打开。这一学说在一定程度上解释了酶促反应的特性。
（2）但实际上，酶的活性中心并不像这个模型中所显示的那样，是固定不变的；并且这个模型不能解释可逆反应，因为底物和产物的结构是不同的。为什么这些不同的钥匙能开同一把锁？１９５８年，科仕兰提出的“诱导—契合”模型克服了“钥匙—锁”模型的缺点。按照这一模型，酶与底物结合时，底物能诱导酶分子的构象发生变化，使酶分子能与底物很好地结合，从而发生催化作用。酶的Ｘ射线衍射研究证明，酶与底物结合时，酶分子的构象的确是发生了变化。
（3）酶和底物相互作用而产生酶—底物复合物这一过程十分重要。在实验室内进行一个化学反应，首先需要给以活化能，所以需要加热。酶促反应不需要加热，不必给以活化能。这是因为酶和底物的相互作用要释放一些结合能，使酶—底物复合物稳定。有了结合能的释放，酶就可以降低化学反应所需的活化能了。
师
在我们上一堂课中，进行了这样一个实验，在用稀硫酸和唾液淀粉酶催化淀粉水解时，在其他条件不变的情况下，假如对加入稀硫酸的试管进行酒精灯加热处理，再观察其实验结果，会发现淀粉水解的速率增加；而对加入稀释的唾液进行同样的处理，却发现被水解的速率显著减慢，甚至完全不水解。说明了高温加热增加了H+的催化活性，却显著降低了淀粉酶的催化活性，甚至会导致淀粉酶失去催化活性。那么，温度对酶的催化活性究竟有什么影响呢？温度影响酶的催化活性的机理是什么呢？
探究一：温度对酶作用速率的影响
实验假设
温度影响酶作用速率。具体来说，在其他条件不变的情况下，一定范围内增加温度，酶作用速率升高；超过一定的温度范围以后，再增加温度，酶作用速率下降，高温导致酶失去活性。
实验器材
冰箱，烧杯，试管，量筒，温度计，酒精灯，淀粉溶液，稀释的唾液、碘液等。
实验步骤
①取8支试管，分别标记为1、2、3、4、5、6、7、8；用量筒各量取2 mL的可溶性淀粉溶液，分别加入上述8支试管；对上述8个试管分别进行0 ℃、17 ℃、27 ℃、37 ℃、47 ℃、57 ℃、67 ℃、100 ℃的温度控制5分钟；同时，取另一组8支试管，用量筒量取2 mL稀释的唾液也进行同样的温度控制处理。
②取出上述两组试管，将稀释的唾液分别加入到对应温度的试管中，再水浴保持相应温度5分钟。
③取出试管，加入碘液2～3滴，观察颜色变化，用“+”表示颜色变化的深浅。
实验数据与分析
1 2 3 4 5 6 7 8
加入I2后颜色变化 +++ ++ + - + +++ +++ +++
数据分析（酶作用速率） - + ++ +++ ++ - - -
关于实验数据的分析说明：实验中，加入碘液后颜色变化越明显，直接表明淀粉被水解的越少，间接证明酶在该温度条件下的催化活性越低，酶作用速率降低；反之，则相反。
教师提出下列问题，学生进行实验或讨论：
（1）假如实验中将步骤③换成加入斐林试剂，后水浴加热会出现怎样的结果？
学生探究结果：在试管4中出现的砖红色沉淀最明显，而1、7、8试管几乎无沉淀。
（2）假如进行重复实验，在步骤②之后，将实验中的试管1、7、8再置于37 ℃的条件下水浴5分钟，有何现象？
学生探究结果：试管1中加入碘液无颜色变化（不显蓝色）；而7、8试管加入碘液显蓝色。
（3）上述实验说明了什么？
生
说明了在0 ℃时，酶的活性会受到抑制，但在一定范围内温度升高其活性会增加，说明这种低温导致的酶活性的降低是可以被恢复的；而在57 ℃、67 ℃、100 ℃时，酶的活性会受到抑制，并且随着温度的降低，其活性不再变化，说明高温导致的这种活性的降低是不可以被恢复的。
（4）能否根据数学的函数思想，绘出唾液淀粉酶作用速率与温度之间关系的函数示意图？你能否对该函数图进行解释？
学生自主完成（见右图）：
学生解释：说明酶的催化需要适宜的温度范围；并且特定的酶具有一个特定的最适宜温度；在最适温度范围内，随着温度的升高，酶作用速率增加；超过最适温度范围后，随着温度的升高，酶作用速率降低，最终失去活性；低温对酶活性的抑制是可以被恢复的，而高温导致酶的活性丧失是不可以被恢复的。为什么呢？
师
高温导致了酶的空间结构的破坏，而这种破坏是不可以被恢复的，因而酶的活性中心失去其催化活性；低温仅抑制了酶的活性中心的催化能力，并没有破坏酶的空间结构，所以这种酶活性的降低是可以被恢复的。
（5）有些细菌生活在火山喷发口，也有一些生物生活在温泉之中，你如何来解释这种现象呢？
小组讨论、代表发言：生活在这些环境中的生物，其体内的酶与人体内的酶的种类是不同的，所以所需要的最适温度与人的也不同。
（6）人体内有许多种类的酶，这些不同的酶所需要的最适温度都相同吗？
师
人体不同的酶所需要的最适温度是有所不同的，但大多是37 ℃左右。具体情况，可以查阅相关资料。
探究二：pH对酶作用速率的影响
教学建议：可以参考探究一的实验设计思路，设计出一组呈梯度的pH环境，以研究不同的pH对酶作用速率的影响。
师
能否根据数学的函数思想，绘出H2O2酶作用速率与pH之间关系的函数示意图？你能否对该函数图进行解释？
学生自主完成（见下图）：
生
说明酶的催化需要适宜的pH范围；并且特定的酶具有一个特定的最适宜pH；在最适pH范围内，随着pH的升高，酶作用速率增加；超过最适pH范围后，随着pH的升高，酶作用速率降低，并最终导致酶失去活性；过酸与过碱对酶活性的破坏都不可以被恢复。
师
你能否画出不同的酶作用速率与pH之间的关系示意图？并举出相应的例子。
学生自主完成（见下图）：
如人体内的胃蛋白酶需要的最适pH范围是1.5～2.2之间，而胰蛋白酶需要的最适的pH范围是8.0～9.0。
探究三：酶浓度对酶作用速率的影响
实验假设
酶浓度影响酶作用速率。具体来说，在其他条件不变的情况下，一定范围内增加酶浓度，酶作用速率升高；超过一定的浓度范围以后，再增加酶浓度，酶作用速率不变。
实验器材
烧杯、试管、量筒、干酵母菌、过氧化氢、蒸馏水等。
实验步骤
①取一定量的酵母菌配制成酵母菌溶液，用容量瓶（或量筒与烧杯）将上述鲜酵母菌溶液分别配制成稀释10倍、100倍、100倍、1 000倍的酵母菌稀释液；另取4支试管，分别标记为1、2、3、4，用量筒各量取3 mL的过氧化氢溶液，分别加入上述4支试管。
②将酵母菌稀释液分别加入上述4支试管，观察试管中气泡逸出的速率与气泡的大小。
实验数据与分析
1 2 3 4
加入酵母菌稀释液后气泡逸出的速率 ++++ +++ ++ +
数据分析（酶作用的速率） ++++ +++ ++ +
关于实验数据的分析说明：实验中，加入酵母菌稀释液后气泡逸出的速率越快、气泡越大，直接表明过氧化氢被分解得越多，间接证明酶作用的速率越大。
师
能否根据数学的函数思想，绘出H2O2酶作用速率与酶浓度之间关系的函数示意图？你能否对该函数图进行解释？
学生自主完成（见下图）：
生
具体来说，在底物浓度一定，其他条件不变的情况下，一定范围内增加酶浓度，酶作用速率升高；酶的浓度超过一定的范围以后，再增加酶浓度，酶作用速率不变。这主要与反应容器中底物浓度的限制、产物浓度的抑制等因素有关。
探究四：底物浓度对酶作用速率的影响
教学建议：可以参考探究三的实验设计思路，设计出一组呈浓度梯度的过氧化氢溶液环境，以研究不同的底物浓度对酶作用速率的影响。
学生探究：进行相关的实验并进行数据分析。并画出底物浓度与酶作用速率关系的函数图。
生
在其他条件不变的情况下，一定范围内增加底物浓度，酶作用速率升高；超过一定的温度范围以后，再增加底物浓度，酶作用速率不变。这主要与反应容器中酶浓度的限制、产物浓度的抑制等因素有关。
师
那么，反应产物的浓度对实验中酶作用的速率有何影响呢？
教师活动：引导学生从化学平衡的角度来分析问题。
生
反应产物对实验中酶作用的速率具有抑制作用，随着反应产物浓度的增加，抑制作用越明显。
课堂小结
酶促反应的速率受到多种因素共同影响；单单考虑一种因素而忽略另一种因素都是不可取的；研究其中一种因素的作用，要注意控制变量。
引导学生阅读“放眼社会”的“酶与疾病”，让学生了解酶和疾病的关系，如先天性酶缺陷病、酶的活性变化而导致疾病的产生、酶在诊断和治疗疾病中的应用，更重要的是理解酶是生物体内进行新陈代谢的重要物质。教师还可鼓励学生收集社会生活中，尤其是医疗卫生事业中有关酶的应用的例子。
用作辅助消化剂的多酶片，含有淀粉酶、胃蛋白酶、胰蛋白酶和脂肪酶等，尽管胃内酸度较高，不适合大多数酶发挥作用，但人们可以将某些酶制剂做成肠溶剂型，如糖衣片和胶囊等，让酶到达肠内后再被释放出来发挥作用，从而治疗消化不良和食欲不振等症。
学生活动：阅读“酶与疾病”，并利用网络、图书馆、报刊等途径，通过资料收集与整理、实地走访与考察等多种方法，写出一篇有关“酶与疾病”的调查报告。

板书设计
3.酶促反应
4.影响酶促反应的因素
（1）温度
（2）pH
（3）酶的浓度
（4）底物浓度

活动与探究
“探究胃蛋白酶进入小肠后是否能发挥活性”的活动建议：
探究原理：
酶的活性受pＨ的影响，在过酸或过碱的环境下酶的活性都会丧失。在活性范围内，酶的活性随着pＨ的变化而有所变化。由于人体的胃蛋白酶由胃腺细胞分泌产生，并在胃中催化蛋白质分解的反应，然后随食糜进入小肠，这时pＨ由２.０变成７.８，对胃蛋白酶的活性产生了影响。
　　
实验材料：
胃蛋白酶溶液，精肉块，盐酸，NaＯＨ，pＨ试纸等。
实验步骤：
（1）配制pＨ＝２.０和pＨ＝７.８的液体；
（2）在两试管中分别加入等量pＨ＝２.０和pＨ＝７.８的液体；
（3）加入两块相同形状的等重量的精肉块；
（4）向两试管中同时滴入胃蛋白酶溶液；
（5）定时观察，记录；
（6）分析得出结论。

习题详解
　　1.解析：ATP又可以称作三磷酸腺苷,分子结构可简写为A—P～P～P。含有两个高能磷酸键；而高能磷酸键容易断裂而释放能量；ATP与ADP在一定条件下容易相互转化；ATP是生命活动的能量“货币”——生命活动的直接能源物质。
答案：A
2.解析：在动物细胞中，营养物质在氧气参与的情况下，分解产生二氧化碳和水，同时产生能量，一部分能量以热能形式向外界散失；另外一部分能量与ADP、Pi形成ATP，能量转变为ATP中活跃的化学能；当动物细胞需要能量时，ATP水解，形成ADP、Pi，同时释放能量，用于动物细胞的各种生命活动：生物合成（DNA复制或蛋白质合成）、神经传导、细胞分裂（如染色体运动）、细胞生长、肌细胞收缩、吸收与分泌（主动运输、分泌激素等）。
答案：能量（化学能）　Pi　能量　神经传导　细胞生长　肌细胞收缩
3.解析：酶的催化需要适宜的pH、适宜的温度，过酸、过碱与高温均将导致酶失去其活性；面包酶能分泌淀粉酶；酶具有专一性，蔗糖酶不能催化淀粉的水解。
答案：（１）高温、强酸等使酶的活性丧失　（２）唾液和面包霉中都含有淀粉酶，因为酶具有专一性　（３）棕黄　只能催化蔗糖不能催化淀粉　（４）一方面３７ ℃是酶活性的最适温度，另一方面同一温度消除了因温度因素引起的实验误差

试
管
号
实
验
数
据
试
管
号
实
验
数
据第2课时　细胞质和细胞器
教学过程
导入新课
利用多媒体先显示一幅普通光学显微镜下所看到的人口腔上皮细胞和植物叶肉细胞显微图像。
师
（1）在人的口腔上皮细胞细胞膜以内是哪几部分细胞结构？从图像中能看到什么现象？
（2）植物叶肉细胞和人的口腔上皮细胞结构相同吗？
生
（1）人的口腔上皮细胞细胞膜以内是细胞质和细胞核，细胞核似球形，细胞质呈无色透明。
（2）植物叶肉细胞和人的口腔上皮细胞结构不相同。
师
人的口腔上皮细胞细胞质呈无色透明，细胞质是否就是由水及溶解其中的各种物质组成的无色溶液呢？它是否含有其他细胞结构？它有什么功能呢？
推进新课
　板　书：（三）细胞质
教师活动：利用多媒体显示植物细胞亚显微结构图。
师
细胞质是指哪部分？它又包括哪几个部分？
生
细胞质是指细胞膜以内、细胞核以外的部分。它主要包括细胞质基质和细胞器。
学生活动：阅读教材P33细胞质基质部分内容，思考下列问题：
（1）细胞质基质的组成物质是什么？
（2）细胞质基质的主要功能是什么？
生
（1）细胞质基质含有水、无机盐、脂质、糖类、蛋白质、氨基酸等。
（2）主要功能是为生命活动提供场所和物质以及一定的环境条件。
师
在细胞质基质中，存在着多种细胞器。每一种细胞器都有特定的形态结构，完成各自特定的功能。
学生活动：阅读教材P34～P35植物细胞和动物细胞亚显微结构模式图和图群。
师
读图时注意从分布、形态、结构、功能等方面去认识各种细胞器。
教师活动：利用多媒体分别显示植物细胞和动物细胞亚显微结构图形，并让学生从图中逐一识别指认出各种细胞器，说出其名称。
教师活动：展示线粒体模型，让学生观察模型及教材中的插图，说出线粒体形态和结构。
课件展示：
线粒体形态：球形或棒状
师
线粒体的主要生理功能是什么？
生
是生活细胞有氧呼吸和形成ATP的主要场所。
师
（1）线粒体结构与其功能之间有什么关系？
（2）动物细胞与植物细胞相比，线粒体数量有何区别？
（3）人体的心肌细胞与皮肤组织细胞相比，线粒体数量有何区别？
（4）从上述情况中可以看出不同组织细胞中线粒体数量与组织细胞的功能有何联系？
生
（1）线粒体内膜向内折叠形成嵴，增大内膜表面积，在内膜和基质中有许多与有氧呼吸有关的酶，所以，其结构与功能是相适应的。
（2）动物细胞中线粒体数量一般比植物细胞中多。
（3）心肌细胞中线粒体数量比皮肤组织细胞中多。
（4）线粒体是有氧呼吸的主要场所，能够提供细胞生命活动所需的能量。组织细胞的生命活动越旺盛，细胞中线粒体也越多。
教师活动：多媒体显示植物细胞亚显微结构图，展示叶绿体教学模型。引导学生仔细观察叶绿体的形态和结构，并注意与教材中的图形比较。
学生活动：观察并说出叶绿体的形态、结构和功能。
课件展示：
形态：一般呈扁平的椭球形或球形。
师
根据叶绿体的功能，请同学讨论叶绿体一般分布于哪些植物细胞中？
生
分布于绿色植物的叶肉细胞和嫩茎皮层细胞。
师
（1）叶绿体基粒上含有与光合作用有关的色素和酶，在基质中也含有与光合作用有关的酶，这体现了叶绿体的结构与其作为光合作用的场所的功能相适应。
（2）通过光合作用，叶绿体能利用光能，把CO2和水合成为有机物，并把光能转变为化学能储存在有机物中，因此，叶绿体被比喻为“养料制造工厂”和“能量转换站”。
学生活动：请学生结合阅读教材中的图群，并与多媒体显示的动植物细胞亚显微结构图进行比较，说出液泡、核糖体、内质网、中心体、高尔基体的分布、类型、结构和功能等内容。
课件展示：
师
（1）上述细胞器中具有膜结构的细胞器是哪些？具有双层膜的细胞器是哪些？
（2）与能量转换有关的细胞器是哪些？
生
（1）具有膜结构的细胞器是线粒体、叶绿体、液泡、内质网、高尔基体，具有双层膜的细胞器有线粒体和叶绿体。
（2）与能量转换有关的细胞器是线粒体和叶绿体。
板书设计
（三）细胞质
1.细胞质基质
2.细胞器第三节　物质的跨膜运输
从容说课
本节主要介绍物质跨膜运输的两种类型：被动运输和主动运输。学习本节的关键词是被动运输和主动运输。
在细胞结构和功能一节中已经学习了细胞膜的化学成分、结构和功能的知识，认识了细胞膜能使每个细胞与周围环境分隔开，维持细胞内环境的相对稳定，控制细胞与周围环境之间进行物质交换。本节教材具体讲述物质出入细胞的两种类型，是对第二节细胞结构和功能的知识的补充和延伸。细胞膜控制物质交换的跨膜运输功能对细胞完成各项生命活动具有重要意义。同时，本节内容的学习又是进一步学习人体的稳态等后续知识的基础。
本节教材设置了1个“边做边学”、1个“课题研究”、1个“继续探究”和1个“放眼社会”、1个“拓展视野”学习栏目。“边做边学”是通过对3粒葡萄的渗透实验的探究活动，让学生在探究实验中发现问题，进而自主发现水分子的渗透作用，更好地理解水分渗透的原理。“课题研究”的内容是如何判断细胞的死活？教材以探究与生活实际中酿酒、发面等密切相关的酵母菌的死活问题为切入点，引导学生尝试提出假设，进而设计探究实验方案，通过探究实验过程，从而更深刻理解细胞膜的选择透过性，并懂得在生活实践中应用学到的生物学知识。“放眼社会”栏目，通过介绍生物膜在工业、农业和医学上的应用，让学生认识生物科学技术在社会生活中的价值。“继续探究”活动让学生利用已学习的生物膜选择通透性知识，尝试设计一个滤去海水中盐分或污水中重金属离子的方案，让学生从中体验应用所学知识进行探究的乐趣，培养学生进行科学探究的能力。“拓展视野”栏目通过介绍细胞的内吞作用和外排作用，使学生对物质的跨膜运输有了更全面的认识。
教学重点
主动运输和被动运输。
教学难点
主动运输和被动运输的区别。
教具准备
人消化系统消化吸收营养的课件，简单扩散、易化扩散和主动运输的动画，物质跨膜运输方式的比较表，渗透实验所需材料用具等。
课时安排
2课时
三维目标
1.举例说明物质的被动运输。
2.举例说明物质的主动运输。
3.通过渗透实验教学，培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力。
4.通过课题研究，继续探究活动，让学生尝试应用所学知识进行科学探究。
5.通过本节教材中课题研究、放眼社会的教学，使学生认识生物技术在社会生活中的应用价值。
6.通过对物质跨膜运输的方式与细胞膜结构之间的关系的分析，认识细胞膜结构与功能相适应的观点。
第1课时　被动运输、主动运输
教学过程
导入新课
教师利用多媒体显示人体消化系统模式图，接着显示各类营养物质经消化后，主要在小肠处被吸收过程，动画显示水、无机盐、维生素、葡萄糖、氨基酸、甘油、脂肪酸等吸收进入小肠上皮细胞的情景。
师
这些营养物质是如何进入小肠上皮细胞的呢？
课件展示：
我国运动员刘翔在奥运会上110米栏夺冠镜头，突显其骨骼肌的剧烈运动。
运动员剧烈运动时，其肌细胞需吸收利用大量O2，同时产生大量CO2，那么，O2和CO2是如何进出细胞的呢？
学生阅读教材P40相关内容，分析回答：O2和CO2通过扩散方式通过细胞膜。
推进新课
　板　书：一、被动运输
师
为什么O2和CO2能通过扩散方式进出细胞呢？
教师活动：利用多媒体动画演示O2和CO2进出细胞的情景。
师
（1）细胞膜主要是由什么物质组成的？基本骨架是什么？它有什么结构特点？
（2）O2和CO2这两种物质的相对分子质量是多少？是否具有极性？
（3）组织细胞在新陈代谢过程中要不断消耗O2，释放出CO2，那么组织细胞与周围环境之间O2和CO2的浓度如何？
生
（1）细胞膜主要是由磷脂分子、蛋白质分子等组成，细胞膜的基本骨架是磷脂双分子层，细胞膜具有一定的流动性。
（2）O2和CO2的相对分子质量分别是32和44，都是非极性分子。
（3）组织细胞内O2浓度低，CO2浓度高；而周围环境中O2浓度高，CO2浓度低。
师
O2和CO2都是小分子物质，都是非极性、脂溶性分子，由于组织细胞在新陈代谢过程中不断消耗O2，释放CO2，因此组织细胞内O2浓度比周围环境中低，O2能不断从周围环境透过细胞膜移动到细胞内，而CO2正好相反。像O2、CO2分子这种通过细胞膜的方式叫扩散，又称为简单扩散。
师
什么叫扩散？再举一例。
生
扩散是指由于分子运动而产生的物质迁移现象，即一种物质的分子从相对高浓度的区域移动到低浓度的区域，例：乙醇、甘油、脂肪酸等。
教师活动：利用多媒体动画演示葡萄糖通过载体运输进入红细胞的情景。
师
葡萄糖进入红细胞的过程与O2、CO2进出细胞的过程相比较，有什么异同？
生
相同点是运输方向都是从高浓度向低浓度方向，不同点是O2、CO2扩散时不需要载体，而葡萄糖进入红细胞需要载体协助。
师
像葡萄糖进入红细胞这种过程称为什么方式？
生
易化扩散。
师
简单扩散和易化扩散都是物质从高浓度向低浓度方向运输，不需要消耗细胞代谢产生的能量，其运输动力都是细胞膜两侧的浓度差，因此，这两种方式都属于物质的被动运输。
师
制作人口腔上皮细胞临时玻片标本时，为什么在载玻片上滴一滴生理盐水，而不用蒸馏水呢？
师生共同讨论：水是小分子，能自由进出细胞，生理盐水与人的口腔上皮细胞细胞质浓度等渗，水分子进出细胞能保持动态平衡，若使用蒸馏水，细胞膜会因过量吸水而膨胀破裂。水分子从浓集区域向水分子稀少区域的特殊扩散现象称为渗透。
（1）每2人一组，取三只玻璃杯，编号1、2、3，用量筒分别量取等量的葡萄汁、饱和葡萄糖溶液、自来水倒入三只杯中，加盖。
（2）挑选3粒新鲜葡萄，分别称重记录后，分别放入3只玻璃杯中，加盖。观察并记录葡萄在玻璃杯中位置。
（以上实验在课前一天做好）
（3）静置24 h后，观察并记录葡萄在玻璃杯中位置。取出葡萄，用吸水纸吸去葡萄表面上的溶液，称重，测试软硬度并记录。
生
比较实验前后葡萄质量有何变化？三个葡萄之间软硬度有何不同？这些现象说明了什么问题？
师
葡萄汁是等渗溶液，葡萄吸水和失水保持动态平衡，其质量几乎无变化，软硬度也几乎不变；饱和葡萄糖溶液浓度大于葡萄细胞液浓度，葡萄失水，质量减少，葡萄变软；放在自来水中，葡萄大量吸水膨胀变硬，质量增加。这些现象说明了水分子能通过细胞膜从溶液浓度较低的一侧向溶液浓度较高的一侧渗透。
师
葡萄糖以易化扩散方式进入红细胞，那么小肠上皮细胞吸收葡萄糖时以什么方式吸收呢？
　板　书：二、主动运输
教师活动：多媒体动画演示主动运输的过程。
学生活动：观察主动运输的动画过程，阅读教材P41相关内容，并讨论、思考下列问题：
（1）主动运输与被动运输相比较，有什么异同点？
（教师提示从运输方向、载体、能量几方面分析）
（2）举例说明哪些物质的跨膜运输是主动运输过程。
（3）主动运输对生活细胞有何意义？
课堂小结
（1）主动运输时，可以从低浓度向高浓度方向运输，需要载体协助，并且要消耗能量，而被动运输必须从高浓度向低浓度方向运输，不需要消耗能量。
（2）动物体内神经细胞或肌肉细胞吸收K+和排出Na+；海带细胞从海水中吸收碘；小肠绒毛上皮细胞吸收葡萄糖、氨基酸、无机盐等；植物细胞吸收矿质元素等等，都是通过主动运输方式进行的。
（3）主动运输能保证生活细胞按照生命活动的需要，主动地选择吸收营养物质，排出代谢废物和对细胞有害的物质，因此，主动运输对于生活细胞完成各项生命活动具有重要作用。
学生活动：学生阅读教材P44细胞的内吞作用和外排作用，认识这种作用的概念和过程。
教师活动：多媒体展示变形虫吞噬过程和腺细胞分泌过程。
师
物质进出细胞共有哪几种方式？
生
物质进出细胞的方式有简单扩散、协助扩散、主动运输、内吞作用和外排作用。
板书设计
第三节　物质的跨膜运输
一、被动运输
二、主动运输
第2课时　细胞的全能性
教学过程
导入新课
师
生物进行有丝分裂使得体细胞数量增加，新产生的细胞的染色体数目、DNA分子数和体细胞一样，从而使得物种保持相对的稳定性。大多数的生物都是从一个受精卵细胞通过有丝分裂来的，已分化的细胞都有一套和受精卵相同的染色体，携带具有本物种特征的DNA分子。早期胚胎通过细胞分化逐渐发育，形成各种组织和器官。如果给予一定的条件，这些组织和器官中高度分化的细胞，还能像早期胚胎细胞那样，再分化成其他细胞吗？你知道一些与之相关的事件吗？了解这方面的相关知识吗？
推进新课
　板　书：二、细胞的全能性
师
1902年，德国植物学家哈伯兰特在细胞学说的基础上，大胆预言离体的植物细胞具有发育的全能性，能够发育成为完整的植物体。大家想一想，他的预言能得到证实吗？
学生活动：小组讨论、交流。
教师演示多媒体课件：胡萝卜肉质根的组织培养过程。
师
课件中演示的是用胡萝卜韧皮部的组织块进行离体培养，得到完整的植株，并且这一植株能够开花结果的过程。这一实验是1958年，美国植物学家斯图尔德等人做的。从而证实了哈伯兰特50年前的预言。
课件展示：
（1）如果取的不是胡萝卜的根，而是它的茎或叶上的一部分，也会得到相同的结果吗？
（2）这种离体培养需要一定的条件吗 需要哪些条件 　
（3）这种实验能证实植物细胞具有生长发育的全能性吗 为什么
小组讨论,代表发言:
（1）如果取胡萝卜的茎或叶上的一部分,离体培养同样能够获得完整的植物体。
（2）离体培养需要无菌条件,为保证培养物的“纯洁”，防止微生物的混入和污染，必须在分离、转接及培养纯培养物时，对所用器材及工作场所进行消毒与灭菌处理。另外，植物组织培养的培养基要含有植物激素、无机盐和糖类等物质。
（3）上述实验能够证实植物细胞具有生长发育的全能性。因为植物体的每个细胞携带着一套完整的和受精卵一样的遗传物质。
师
高度分化的植物细胞仍然具有发育成完整植株的能力，这就是细胞的全能性。细胞的全能性是指已经分化的细胞，仍然具有发育成完整个体的潜能。
师
利用离体的组织或细胞培育成正常的植株，已成为常用的科学技术，已得到了推广。植物的组织培养过程是怎样的呢？
教师演示多媒体课件：植物组织培养过程。
师
（1）在组织培养的过程中，离体组织、器官或细胞可进行细胞分裂，产生愈伤组织。这种原已分化的细胞，失去原有的形态和功能，又回复到没有分化的无定形的薄壁细胞，称为愈伤组织。
（2）由分化的组织细胞形成愈伤组织，这个过程称脱分化过程。
（3）愈伤组织经过继代培养后，又可产生分化现象。这些由脱分化状态的细胞再度分化成另一种或几种类型的细胞的过程，称为再分化。
（4）再分化所形成的胚状体，经过细胞分裂、细胞分化，形成试管苗。
（5）试管苗定植形成植株。
（6）总体过程概述：离体组织、器官或细胞→愈伤组织→胚状体→植物幼体→新植株。
师
植物组织培养常选用植物体的根尖或茎尖部位，为什么呢？
生
由根尖或茎尖可得到无病毒植株。
师
组织培养有哪些优点呢？
生
组织培养可保留亲本的遗传性；取材少，培养材料经济；人为控制培养条件，不受自然条件影响；管理方便，利于自动化控制；可以快速繁殖花卉，特别是一些不易繁殖的名贵花卉；可以拯救珍稀濒危物种。还可以和基因工程结合培育作物新类型。
师
植物组织培养在生产实践上有广泛的应用，在研究植物生理方面有何作用呢？
生
植物组织培养过程，由于利用的是离体的组织细胞，因而可以研究植物在不受干扰条件下的生长和分化规律，可以通过改变离体的组织或细胞的培养条件，如：培养基的配方、光照和培养温度等来影响它们的生长和分化，对解决植物形态建成中的一些理论问题很有帮助。
植物组织培养基中有一些植物激素调节着植物体的生长、发育过程，如芽和根的分化过程取决于生长素和细胞分裂素浓度的比值。当分裂素与生长素的比值低时，诱导根的分化，两者比值处于中间水平时，不会有芽和根的分化，两者比值较高时，则诱导芽的形成。在芽的分化中，细胞分裂素起着重要作用。改变温度可通过影响酶的活性影响植物的生长和分化。
师
植物细胞具有全能性？动物细胞有全能性吗？
学生活动：学生小组讨论，组内陈述自己观点，记录员记录。
师
同植物组织培养相比，在动物中做类似的实验要复杂和困难得多。科学家曾用非洲爪蟾的蝌蚪做实验，将它的肠上皮细胞的核移植到去核的卵细胞中，结果获得了新个体。克隆羊多利的培育，是将乳腺细胞的核移植到去核的卵细胞中培育成的。
师
上述事件说明了什么？
生
这说明已分化的动物体细胞的细胞核具有全能性。
师
但到目前为止，还没有人能成功地将单个已分化的动物体细胞培养成新个体。这说明了什么？
生
说明高度分化的动物细胞的全能性受到一定的限制。
师
那么，动物体细胞核为什么具有全能性？
生
动物的每一个体细胞都具有和受精卵相同的一套遗传物质。
师
动物和人体内保留着少数具有分裂和分化能力的细胞，这些细胞叫干细胞。如人的骨髓中有许多造血干细胞，它们能增殖和分化产生红细胞、白细胞和血小板。如果能在体外保存和培养各种干细胞，使之形成组织或器官，不就可以对受到损伤的组织或器官进行修复或更换了吗。所以对干细胞的研究已成为当今科学家们研究的课题。
师
请同学们进行关于“干细胞的研究进展与人类健康”资料的搜集和分析。班级交流形式：分组讨论、制作黑板报。
板书设计
二、细胞的全能性
1.植物细胞的全能性的概念
2.植物组织培养技术：
离体器官、组织、细胞→愈伤组织→胚状体→植物幼体→新植株 第2课时　提取和分离叶绿体中的色素
教学过程
（本课时建议安排在实验室进行，由于实验步骤较烦琐，实验的安全要求较高，因而需要教师提前作好教学准备）
导入新课
教师通过多媒体先展示几种不同植物、同一植物不同部位的叶片。
师
（1）不同植物叶片的颜色有所不同，这是什么原因？
（2）我们将一株植物幼苗放在黑暗条件一定时间后，发现植物变黄了，这是什么原因？
（3）在栽种水稻的秧苗时，会发现少数植株叶片白化，这是为什么？这些植株在栽种后通常会死亡，这又是为什么？
生甲
植物叶片的颜色主要是由叶绿体中的颜色决定的；少数植物叶片的颜色是由叶片液泡中的花色素决定的，如枫叶的叶片颜色。
生乙
由于在黑暗条件下，不能正常形成叶绿素，因而叶片发黄。
生丙
水稻秧苗的白化植株的形成是由于没有形成叶绿素；由于没有叶绿素，不能进行光合作用，所以最终会缺乏能量来源而死亡。
师
由此可见，光合作用与植物的叶绿素有关。那么，叶绿体中有哪些色素呢？我们一起来探索这个课题——《提取和分离叶绿体中的色素》。
推进新课
　板　书：二、光合色素与光能的捕获与转化（一）叶绿体中色素的提取与分离
师
我们是否考虑过这样一个问题——叶绿体中的色素能溶解于水吗？如果不能，又是为什么？
生
估计不能；因为叶绿体中的色素是有机物，根据化学知识可以知道，有机物一般是不溶解于无机溶剂的。
师
假如我们要从叶绿体中提取色素，可以选取什么溶剂呢？
生
酒精、丙酮、石油醚等都是有机溶剂，均可作为本实验中提取叶绿素的溶剂。
师
我们可以用什么样的植物叶片来提取叶绿素呢？
生
主要原则是叶片中叶绿素含量丰富；叶片肉质，易于提取色素。如菠菜、蚕豆叶片（根据区域特点）等。
（活动建议：实验选用的材料是菠菜叶，不同地区、不同季节可选用不同叶片，但一般不宜选用含蜡质的叶片）
师
叶绿体中的色素就一种吗？假如存在两种以上的色素，如何从提取液中分离已经提取的色素呢？
生
应该不止一种，但是我不懂得如何分离色素。
媒体呈示情景：利用多媒体呈示“萃取、分液和层析分离有机物的方法”等情景。注重利用Flash分步、动态展示色素随着层析液的上升而在干燥的定性滤纸上扩散的过程。
师
分离有机物的主要方法有萃取、分液和层析等。层析法又可以分为柱层析法和纸层析法。从提取液中分离已经提取的色素的方法有很多，我们主要采用的方法是纸层析法。
纸层析法的主要原理是当层析液在干燥的定性滤纸上扩散时，会带动滤纸上的滤液细线中的色素上升，由于不同的色素在层析液中的溶解度不同，因而随层析液向上扩散的速度也不同，溶解度大的色素随着层析液向上扩散的速度快，溶解度小的色素随着层析液向上扩散的速度慢，这样就可以把提取液中的色素分离开来。
师
我们了解了叶绿体中色素的提取与分离的原理，那么，该如何来进行我们的实验操作呢？
呈示媒体信息：以视频形式向学生展示一段预先摄制好的录像——“叶绿素的研磨与提取”的演示。
师
研磨中加入的提取液的量一般是多少？丙酮有毒，一般具挥发性，假如用丙酮作提取液的话，你如何保护自己？如何使叶片研磨得更充分、省力？研磨中色素是否会破坏？如果会，又该怎么办？如何控制有机溶剂的量并防止它的挥发？
生甲
一般为2 g剪碎的菠菜叶片中加入5 mL的丙酮作提取液；在研磨过程中，要注意开窗，还要在研钵上面加一张滤纸以减少丙酮的挥发。实验结束后及时洗手。
生乙
研磨中加入SiO2可以使得更充分、省力。
生丙
研磨中色素会被细胞液中的酸性物质破坏。因此可以在研磨过程中加入适量的CaCO3，从而减少叶绿体中色素被破坏的量。
呈示媒体信息：为了指导学生正确地实验操作，向学生展示一组事先摄制好的纸层析操作实验过程，并利用多媒体技术，对“制作滤纸条、画滤液细线”等关键的，同时通过演示实验又很难看清楚的步骤，作特效分析。
师生互动：教师引导学生对关键的地方作详细观察，学生分组讨论、分析实验操作方法。
师
整个叶绿体中色素的提取与分离实验可以分为几个主要步骤？
生
5个步骤，包括叶绿体中色素的提取→制备滤纸条→画滤液细线→分离色素→观察与记录。
师
制备滤纸条时，为何要将定性滤纸的一端剪去两个角？为何用铅笔在距该端1 cm处画一细线？
生
由于位于滤纸条边缘的色素扩散速度快，位于中间的色素在滤纸条上扩散的速度慢，剪去两个角可以让色素带在滤纸上均匀分离。用铅笔在距该端1 cm处画一细线的目的是可以为下一步画滤液细线作一个参照。
师
画滤液细线时需要注意什么问题？
生
画滤液细线一定要均匀，前后几次所画的滤液细线要细、齐、平；一般要等上一次所画的滤液细线干燥后，再画下一次的滤液细线。
师
分离色素时需要注意什么问题？
生甲
不能使层析液的液面没及滤液细线。因为这样会使滤液细线中的色素溶解于层析液中，而使得实验现象不明显。
生乙
要注意安全，将烧杯加一个玻璃盖，可以减少层析液的挥发。
实验操作
学生分组实验开始，要求操作规范，但鼓励学生创新；允许实验失败，但要求认真分析失败的原因；要求自主完成，但鼓励合作与交流。教师及时使巡视，注意对实验的操作技能的指导，引导学生创新，学会倾听不同的声音。
（例如：①有的同学以圆形定性滤纸代替滤纸条，在滤纸的圆心先滴加提取液，后滴加层析液，制作出了四种不同颜色的同心环带，②有的学生以韭菜叶、蚕豆叶代替菠菜叶效果更好，③有的学生提出以干粉笔做成层析柱，代替纸层析法，其效果也较为明显）
实验结束：整理实验器材，洗手，整理实验数据。
实验数据分享：学生实验结束后，由实验小组展示实验现象，并指出滤纸条上的色素带所代表色素的名称。对于实验现象不明显的小组，要求对此作出一定的分析。
师
在你的滤纸条上出现了几条色素带？每条色素带各是什么颜色？哪一种色素带最宽？说明绿色植物叶绿体中的色素有几种？
生
有4条；从上到下其颜色分别为橙黄色、黄色、蓝绿色、黄绿色；蓝绿色的色素带最宽；由于各色素带颜色并不相同，则据此可以推断绿色植物叶绿体中的色素有4种。
课件展示：
（1）橙黄色的色素带是胡萝卜素，黄色的色素带是叶黄素，蓝绿色的色素带是叶绿素a,黄绿色的色素带是叶绿素b。其中，胡萝卜素、叶黄素合称为类胡萝卜素，叶绿素a、叶绿素b合称为叶绿素。
（2）色素的颜色与色素的种类的关系如下所示：
（3）所有光合有机体都含有一种或几种色素。在植物（高等绿色植物）中发现两大色素类是叶绿素类与胡萝卜类色素。叶绿素与胡萝卜类色素不溶解于水。
（4）叶绿素是使植物显出绿色的色素。植物叶子呈现的颜色是各种色素的综合表现，其中主要取决于绿色的叶绿素和黄色的类胡萝卜素两大类色素的比例。通常来说，绿色植物叶片细胞内叶绿素∶类胡萝卜素=4∶1,叶绿素a∶叶绿素b=3∶1,因而，正常植物的叶子一般呈绿色。
(5)叶绿素a的分子式是C55H72O5N4Mg，叶绿素b的分子式是C55H70O6N4Mg,类胡萝卜素的分子式是C40H56，叶黄素的分子式是C40H56O2。
（6）叶绿素的结构式是在1940年被德国的Fischer用降解法测定的。1960年Woodward在哈佛大学通过分子的完全合成证实了这个结构。
（7）秋天，条件不正常或叶片衰老时，由于叶绿素较易被破坏或先行降解，数量减少；而类胡萝卜素比较稳定，因而此时叶片呈黄色。至于红叶，因秋天降温，体内积累较多糖分，由于此时体内的可溶性糖分增加，就形成较多的花色素，叶子就呈红色。像枫树叶子秋天变红，紫云英冬春寒潮来临后叶茎变红，均为这个道理。
（8）许多因素都将影响叶绿素的形成；而光是影响叶绿素形成的主要条件，一般植物在黑暗中生长都不能形成叶绿素，因而叶子发黄。这种缺乏任何一个条件而阻止叶绿素形成、使叶子发黄的现象，称为黄化现象。
（9）光线过弱，亦不利于叶绿素的形成，所以，栽培密度过大或由于肥水过多而贪青徒长，导致上部遮光过甚，植物上部的叶片的叶绿素的分解速度大于合成速度，导致叶片变黄。
（10）叶绿素的生物合成的最适温度为30 ℃，区间范围为20～40 ℃间。
（11）矿质元素影响叶绿素的形成，植物缺乏N、Mg、Fe、Zn、Cu等元素均不能形成叶绿素。
（12）由于叶绿素的形成受许多条件的影响，所以叶色是反映作物营养状况的一个灵敏的指标。我国农民根据叶色变化来管理肥水，以促进作物的生长发育，提高光合作用的净产量，获得高产。

板书设计
二、光合色素与光能的捕获与转化
（一）叶绿体中色素的提取与分离
提取色素——制备滤纸条——画滤液细线——分离色素——观察实验结果——实验器材整理（包括个人自我保护）
第二节　生物科学的学习过程
从容说课
本节内容主要分为：科学家不断地实验——挑战“自然发生说”和像科学家一样的实验——“科学实验”两部分。
（1）关于科学家不断地实验——挑战“自然发生说”部分，教材主要描述了科学发展史上“自然发生说”被否定的一些重要历史片段，强调科学是一个发展的过程，强调了探究是认识生命世界、学习生物科学的重要方法，帮助学生深刻理解科学的本质和科学研究的方法，学习科学家献身科学的精神。
这一部分的教学难点是尝试像科学家一样思考。要让学生通过体验科学家研究的过程，领悟生物科学的学习方法，培养学生科学研究的基本技能。学生不仅需要知道学习生物科学的正确方法，同时还要会用这些方法来思考生物学问题。教学过程中，教师可以采用“角色扮演”的方法，让学生分别扮演支持和反对“自然发生说”的科学家，来介绍自己的实验设计思路，然后由其他同学提出修改意见。
（2）像科学家一样的实验——“科学实验”部分，生命科学研究的一般程序：包括观察——明确问题——收集资料——提出假说——验证假说——接受或摒弃假说——得出并报告结果。教材设计的主要目的是让学习者体验科学研究的过程与科学的思维方法，掌握一定的科学探究能力与技能，初步形成批判性思维、实事求是的科学态度与不断探索、勇于创新的科学精神。其中，生命科学研究的技能可以分为基本技能与复杂技能；基本技能包括观察、分类、推论、交流、认识和利用空间关系、测量、应用数学方法；复杂的技能则有解释资料、形成假说、分解和控制变量、实验、构建模型、形成操作性定义。
本节共设置了1个“积极思维”、1个“边做边学”、1个“继续探究”、一个“评价指南”、1个“拓展视野”。教师可根据各种活动特点，合理运用教学策略，组织学生开展活动。另外，本章有2个重要的图群：“斯巴兰扎尼的实验”与“常见的几种单细胞生物”。图片1张：正确使用量筒。此外还有表格1张。教师可根据图的特点合理展示图片，图文结合，帮助学生理解相关知识。
在这部分内容的最后，教材设置了一个“边做边学”——观察池塘水中的“生命世界”，教材设计这一部分内容的目的主要是让学生初步学会制作临时装片，利用显微镜观察临时装片的操作技能，学会收集数据并对数据进行甄别与处理的能力，让学生懂得在学习过程中如何与他人合作、与他人分享学习成果，并形成学会倾听他人的不同观点、学会坚持自己正确的观点、敢于改正被证明是错误的观点的优秀品质。我们的教学设计想法是：教师可以依据本地区的实际情况，就近取材，最好能在不同的水域取不同的样本；实验开始前，教师在教室中悬挂一张当地常见的水生生物的彩图，以备学生分类时作对比；在实验之初，对学生进行显微镜操作知识进行简单的复习，个别技能比较薄弱的学生，班级要组织技能培训；实验过程中，教师进行指导与巡视；最后，建议学生把实验数据整理成图表形式，以便于数据分析。教师应强调实验思维的创新性与实验操作的规范性之间的辩证关系，从而为高中阶段的实验，乃至整个高中阶段的生物学习创设一个美好的开端。
教学重点
1.了解科学家挑战“自然发生说”的主要过程。
2.理解研究生命科学需要正确的方法。
3.尝试像科学家一样的实验。
教学难点
尝试像科学家一样思考。学生不仅需要知道学习生物科学的正确方法，同时还要会用这些方法来思考生物学问题。
教具准备
巴斯德曲颈瓶实验的投影片、取自不同水域的水体样本、当地常见的水生生物分类图、显微镜、载玻片、盖玻片、试剂瓶。
课时安排
2课时
三维目标
1.了解科学家对于“自然发生说挑战”的主要过程。
2.理解生命科学研究的一般过程。
3.能正确使用显微镜，懂得如何区分不同单细胞生物的形态结构。
4.学会制作临时装片，能利用显微镜观察临时装片，能利用计算机对所观察到的实验数据进行处理。
5.通过科学家挑战“自然发生说”以及观察池塘水中的“生命世界”的学习，初步形成“动手做科学”的能力与技能，如：观察、分类、推论、交流、认识和利用空间关系、测量、应用数学方法、解释资料、形成假说、分解和控制变量、实验、构建模型、形成操作性定义等。
6.参与对科学家对于“自然发生说挑战”的主要过程的回顾的辩论，懂得如何进行假设、如何设计实验组与对照组（即如何控制变量因子）、如何进行实验数据的分析。
7.参与“观察池塘水中的生命世界”的课题研究，初步形成课题研究意识、信息的收集与甄别的能力、批判性学习的能力、交流与交往的能力。
8.认同科学是一个发展的过程，理解探究是认识生命世界、学习生物科学的重要方法。
9.理解科学的本质和科学研究的方法，感受科学家献身科学的崇高精神，持之以恒、实事求是的科学态度，不迷信权威、坚持追求科学真理的人格魅力。
10.懂得利用所学的生物学知识，帮助自己进行各种抉择，并对今后的职业选择和学习方向有更多的思考，从而过上一种健康、积极并且负责任的生活。
11.树立科学、社会、技术相统一的思想（STS）。
12.通过小组学习过程中的合作与交往培养学生的协作意识与交往的态度。
第1课时　生物科学的学习过程
教学过程
导入新课
课件展示：
凝视树木交错的河岸，
许多种类的无数植物覆盖其上，
群鸟鸣于灌木丛中；各种昆虫飞来飞去；蚯蚓在湿土里爬过,
默想一下……
这些构造精巧的类型,彼此这样相异,
并以这样复杂的方式相互依存,
而它们都是由于在我们周围发生作用的法则产生出来的。
这岂非有趣之事……
在这个行星按照引力的既定法则继续运行的时候,
最美丽的和最奇异的类型,从如此简单的始端，
过去、曾经，而且现在还在进化着，
这种观点是极其壮丽的。
师
上述信息所谈论的是生命科学的哪一个领域？
生
是生物进化方面的。
师
这段文章是摘录于一本对我们这个星球产生巨大影响的书，它的作者是一个对我们的社会发展产生深远影响的人。那么，你知道这本书的名字吗？你知道这本书的作者吗？
生
这本书名叫做《物种起源》，它的作者是英国博物学家查尔斯·达尔文。
师
（1）自古以来，我们一直在探索着这样三个充满哲理的问题：①我从哪里来？②我是谁？③我将到哪里去？
（2）对于“生命从哪里来”这个问题，东、西方文明中相当多的篇幅都是围绕这个主题而展开的。如屈原在他的不朽名篇《天问》中，就提出了“遂古之初，何谁由之”的“天问”。
（3）关于生命起源，主要的学说有：神创论、自然发生说、化学起源和生物进化学说以及宇生论。
（4）我们不能完全确定究竟哪种学说真实反映了地球上生命来源的真实过程。
师
那么，你是否知道，目前被大多数人接受的关于生命起源的学说是哪一种？
生
是化学起源和生物进化学说。
师
那么，你是否了解科学家挑战“自然发生说”的过程呢？
推进新课
　板　书：一、科学家不断实验：挑战“自然发生说”
案例一：雷迪的实验——“腐肉生蛆，蛆是由腐肉自然发生的，还是由苍蝇产生的”。
学生活动：学生阅读课本P6雷迪的实验的相关内容后，在一个小组内交流自己的观点。选出一个组员扮演主持人角色，其他组员按照学术观点分成两组，一方赞同“自然发生说”，我们称之为甲方；另一方否定“自然发生说”，我们称之为乙方。
甲方
腐肉生蛆，蛆是由腐肉自然发生的，这是一个生活常例。
乙方
蛆不是由腐肉自然发生的，我们假如不让苍蝇与腐肉接触，发现腐肉是不会生蛆的。
甲方
那么，你们如何来证明自己的观点是正确的呢？
乙方
我们设计这样的实验来证明：
实验步骤：取一块腐肉分成均等的若干份分别放入瓶子，将瓶子分成两组，一组瓶子敞口，另一组瓶子用盖子密闭，把两组瓶子放置在同一个苍蝇比较多的地方，注意控制瓶子内的温度等条件，一段时间后，观察瓶子中是否产生了蛆。
实验结果的分析：我们敞口的瓶子中产生了蛆，而在用盖子密闭的瓶子中未产生蛆，那么，这就说明蛆是由于苍蝇接触以后产生的，而非自然产生的。
甲方
我们持不同的观点。因为这里有两个变量：空气和苍蝇。在用盖子密闭的瓶子中未产生蛆，可能是由于该瓶子中的空气太少的原因造成的，而不是它未与苍蝇接触所造成的。
乙方
我们要修正我们的实验设计：
实验步骤：取一块腐肉分成均等的若干份分别放入瓶子，将瓶子分成两组，一组瓶子敞口，另一组瓶子用网盖住瓶口，把两条件，一段时间后，观察瓶子中是否产生了蛆。
实验结果的分析：我们敞口的瓶子中产生了蛆，而在用纱网盖住瓶口的瓶子中未产生蛆，那么，这就说明蛆是由于苍蝇接触以后产生的，而非自然产生的。
甲方
我们依旧持不同观点。因为根据实验我们发现，在纱网盖住瓶口的瓶子中的确未产生蛆，但是，敞口的瓶子中也并不是全部都产生了蛆。这无法说明蛆不是由腐肉自然产生，而是由苍蝇接触后产生的。
师
甲方的观点有一定的道理，这场科学的争论很有意义。那么，蛆究竟是如何产生的呢？
多媒体设置情景：展示苍蝇在舔食腐肉过程中，假如把卵产在腐肉上，并有合适的条件，腐肉就会产生蛆。
师生共同分析：苍蝇接触腐肉是导致腐肉生蛆的必要条件，而非充要条件。但是，苍蝇不与腐肉接触，腐肉一定不生蛆。
案例二、三：尼达姆的实验：“微生物能自然发生”；斯巴兰扎尼的实验——“微生物不能自然发生”。
学生活动：学生阅读课本P6～P7尼达姆实验与斯巴兰扎尼实验的相关内容并进行对比分析，在一个小组内交流自己的观点。选出一个组员扮演主持人角色，其他组员按照学术观点分成两组，一方赞同“自然发生说”，我们称之为甲方；另一方否定“自然发生说”，我们称之为乙方。
乙方
尼达姆的实验中肉汤腐败的原因有两点：肉汤煮沸时间不长，导致肉汤中的微生物并没有被完全杀死；由于软木塞可能会让一部分微生物通过，因此肉汤腐败的原因可能是外界环境中的微生物进入培养瓶有关。
甲方
尼达姆的实验的确不能证明微生物可以自然发生；但是，斯巴兰扎尼的实验也无法证明微生物不能自然发生；我们认为，在斯巴兰扎尼的第四组实验中，由于对瓶子进行了密封，而导致烧瓶内没有足够的空气，使得微生物的自然产生缺乏足够的条件，这是导致在第四组实验中无法产生微生物的原因。
课堂小结
生物是一门理科色彩比较重的学科，生物科学的美在于其本身，我们认为：实证是关键，逻辑是辩论的武器，是科学的美。在这场辩论中，我们的确没有更多的证据来说服对方，那么，我们来看看巴斯德是如何来做的吧。
学生活动：学生阅读课本P7巴斯德曲颈瓶实验的相关内容。
课件展示： 巴斯德曲颈瓶实验的投影。
师
巴斯德曲颈瓶实验的巧妙之处在什么地方？
生
巴斯德将玻璃瓶的颈拉成弯曲的鹅颈状，由于弯曲部分很长，所以导致空气中的尘埃（包括空气中的微生物）沉积在曲颈部而不能进入瓶子的肉汤中，所以，这些瓶子虽然没有密封，但是也能保持无菌，所以，其中的肉汤不会腐败。这样，就从根本上证明了微生物不会自然发生。
师
通过这个实验，以及这场辩论，我想请问甲方、乙方同学，你们想到了什么？学到了什么？
甲方
……
乙方
……
板书设计
第二节　生物科学的学习过程
一、科学家不断实验：挑战“自然发生说”
1.案例一：雷迪的实验
2.案例二：尼达姆的实验：“微生物能自然发生”
3.案例三：斯巴兰扎尼的实验
4.案例四：巴斯德的实验
第2课时　我国的肿瘤防治策略
教学过程
本课时安排学生实践活动，深入社区开展肿瘤防治方面的宣传。
活动建议：
1.从报纸、杂志、网络中广泛收集肿瘤防治方面的资料。
2.学生分组：分组原则在兼顾学生兴趣，便于开展工作的前提下，应进行各种学习类型的活动者之间的分担搭配。
3.确定活动内容：为了尽可能减少学生的重复性劳动，教师再将该活动以若干形式体现，如：出一期关于“预防肺癌”的宣传栏；开展“预防癌症”的讲座；对社区中癌症家庭做一次调查。
4.学生选择活动形式：学生可以根据自己的兴趣爱好、熟悉情况等选择一项活动。根据每个活动所报名的学生人数，由学生推选组长，并进行适当分工。
5.活动的开展：（略）
6.信息分析、撰写报告：活动完毕，应及时组织学生整理资料等，并完成活动报告。报告的形式可以不作统一规定，以鼓励学生发挥自己的聪明才智。例如文字报告、图片、照片、录像网页等形式。
7.活动报告的交流和展示：可以根据本校的条件自行安排。如出黑板报、举办报告或展览、召开小型“新闻发布会”或小型“学术报告会”等。
8.组织学生交流调查研究的收获体会、获得信息的方法、调查研究中克服困难的办法等。
活动与探究
探究题目：设计一个防治肺癌的方案。
原理：由于国家的财力、人力、物力有限，预防癌症的知识在我国尚不够普及，因此加强癌症的预防很重要。
活动建议：建议教师充分发掘课外、校外的课程资源，比如让学生调查所在社区的居民吸烟情况，到图书馆或上网查阅吸烟对人体的危害，以及吸烟与肺癌发生的关系，到医院调查现在对肺癌的治疗方法。
习题详解
1.解析：因为肿块组织形似螃蟹的躯体，还可凭借其张牙舞爪地向四面八方伸展的螯足作为癌组织向正常组织扩散和转移的象征。
答案：B
2.解析：很我原癌基因的产物都是细胞生长、增殖和分化的调控因子。在人的多种癌细胞中已经证实原癌基因发生了突变，从而引起正常细胞癌变。
答案：A
3.解析：病毒的遗传信息整合到宿主细胞的染色体中，成为细胞的组成部分。一般情况下受到正常细胞的调节控制，病毒处于静止状态，但受到化学致癌物、辐射等因素的作用后，可能被激活而表达，在体内诱发细胞癌变。ALV是导致细胞癌变的生物致癌因子。
答案：B
4.解析：癌症是一系列的原癌基因与抑癌基因的突变渐积累的结果，细胞发生癌变的根本原因是基因突变。
答案：D
5.解析：癌细胞的特征有：细胞无限制地分裂，细胞能够扩散，细胞生长失去控制等。故细胞停止增殖是错误的。
答案：B
6.解析：导致细胞癌变的外界因素有物理因子（如紫外线照射）、化学因子（如黄曲霉毒素污染）、生物因子（如病毒），这些因子的作用最终导致遗传物质的改变。温室效应是指大气中的二氧化碳过多，不属于细胞癌变的环境因子。
答案：C
7.解析：我国肿癌防治的三级预防策略是：一级预防的重点是防止和消除环境污染；二级预防的重点是防止致癌物的影响；三级预防的重点是高危人群早期检出。三级预防的三个“早期”是指：早发现、早诊断、早治疗。癌症是威胁人类健康的最严重的疾病之一。由于癌症发生的早期，往往不表现出任何症状，以及时发现；而对于癌症晚期的病人，目前还缺少有效的治疗手段。因此，预防就显得更为重要。
答案：（1）防止和消除环境污染　防止致癌物的影响　早发现　早诊断　早治疗
（2）癌症是威胁人类健康的最严重的疾病之一。由于癌症发生的早期，往往不表现出任何症状，难以及时发现；而对于癌症晚期的病人，目前还缺少有效的治疗手段。因此，预防就显得更为重要。
8.解析：我国的环境污染不可忽视，所以说导致我国人群中癌症发生的原因是，环境因素和遗传因素的共同作用。
答案：C 第一章　生物科学和我们
本章规划
《生物科学和我们》是本模块的第一章，也是高中阶段生物学习的第一章。在本章，我们将学习生物科学和我们的关系。
1.本章内容组成
本章内容共分两节：“身边的生物科学”和“生物科学的学习过程”。本章内容从前瞻性角度分析了为什么要学习生物科学和如何学习生物科学。教材首先通过对癌症的发病率、病因分析以及威胁人类健康的一些传染病介绍，引导学生关注社会、关注生活、关注身边的生物科学，帮助学生深刻领会生物科学与人类健康等方面的密切关系，着眼于学生正确的价值观、社会责任感的培养。本章第二节通过介绍科学家不断挑战“自然发生说”的生物学史实，强调了生物科学是在人们不断探究过程中逐步发展起来的，强调了探究是认识生命世界、学习生物科学的重要方法。
2.本章教材地位
本章内容具有较强的概括性，关注学生终身发展的需要，使学生了解生物科学的实用价值，引导他们关注健康问题以及科学实验的价值与方法的问题，对学生的能力、情感态度和价值观方面提出进一步要求：
第一，健康问题受到全社会的普遍关注，已经显现出巨大的社会、经济甚至政治影响，并正在越来越多地影响着许多人的生活，因此学生要养成关注与生物学有关的热点问题和社会问题的习惯，培养主动关心、参与社会决策的意识，在深层次上理解生命与健康、细胞与健康、生物技术与人类和谐发展的意义。
第二，通过阅读挑战“自然发生说”，不断发展、完善的科学史实，帮助学生领悟获取生物科学知识的实验方法，体验科学研究的过程与科学的思维方法，形成一定的科学探究能力和批判性思维能力，树立实事求是的科学态度，培养不断探索、勇于创新的科学精神。
3.本章在技能培养及情感、态度与价值观引导方面的作用
在本章我们要注重对学生进行一定的科学研究的技能、方法的培养与训练。科学方法的养成对于今后的持续学习以及工作、生活尤为重要，是新课程培养“健康而活跃的公民”的重要理念之一，也是提高全民科学素养的重要教育目标。
(1)对科学方法训练的目的要求
①使学生了解应用科学方法解决问题的步骤，包括：明确问题——收集资料——提出假说——验证假说——接受或摒弃假说——得出并报告结果。
②使学生掌握应用科学方法解决问题所需要的一系列过程技能。其中基本的过程技能有：观察、分类、推论、交流、认识和利用空间关系、测量、应用数学方法；复杂的过程技能有：解释资料、形成假说、分解和控制变量、实验、构建模型、形成操作性定义。
(2)注重科学研究的技能培养与科学方法的训练
各种科学领域中知识的探索和技术的应用都随着时间的发展和新设备的出现而不断变化，但各种科学探索的过程是相似的，科学研究都需要有证据，可以进行操作的假设，逻辑及理论上的分析，得出并解释理论结果，努力识别和避免偏见。
例如，对喝生水会引起疾病问题的学习，教师并不直接告诉学生生水里有细菌，不卫生，而是让学生对生水进行卫生检查、测定，并提供多种有关的数据和材料，然后由学生分析自己的研究结果和材料，回答为什么不能喝生水。学生通过亲自参与这些简单的科学研究过程，学习和应用科学方法，并懂得了如何发现问题和解决问题，这正是新课程中重视培养学生适应未来生活的能力和素养的体现。
此外，通过了解生命科学的发展历程和进展、了解科学家的工作、回顾科学知识产生的过程，学生也可从中学到科学研究的思维过程，并学习科学家持之以恒、实事求是的科学态度。
教学重点:
1.尝试说出人类健康面临的新挑战。
2.举例说出生物科学和人类社会的关系。
3.了解科学家挑战“自然发生说”的主要过程。
4.理解研究生命科学需要正确的方法。
5.尝试像科学家一样做实验。
教学难点：
1.通过对各种信息资料的收集与整理，提高学生获取与甄别有效信息的能力，培养学生的批判性思维。
2.举例说出生物科学和人类社会的关系。
3.举例说出人类健康面临的新挑战。
4.尝试像科学家一样思考：学生不仅需要知道学习生物科学的正确方法，同时还要会用这些方法来思考生物学问题。
课时安排：
第一节　身边的生物科学　2课时
第二节　生物科学的学习过程　2课时
第一节　身边的生物科学
从容说课
在本节，教学的中心是让学生了解生物科学的实用价值，引导他们关注健康问题，了解科学技术特别是生物科学技术在疾病预防与治疗方面的作用，同时也让学生懂得目前生物科学技术在疾病治疗方面的发展水平与技术的局限性。我们要力求避免以说教形式开展价值观教育，教师组织教学时可以根据学生已有的知识背景和生活经验为基础，结合学生的生理与心理特点，激发学生学习生物科学的热情，引导学生关注、观察与生活相关的生物学问题，使学生认识到生物科学不是孤立于社会而存在的，而是与人类生活息息相关的，增进学生对生物科学与社会关系的理解，拓展学生的生物科学视野。
“身边的生物科学”一节分为人类面临的问题——健康问题、基因诊断与基因治疗。
本节内容主要介绍了基因诊断、基因治疗在医疗卫生领域的应用，它们为疾病的诊断和治疗提供了崭新的手段与技术，反映了生物科学的发展对人类健康与文明进步所起的作用，让学生领略当代生物科学的最新进展。
（1）关于健康问题，文本通过一组数据来展示癌症是一种困扰现代人类健康的主要疾病，正在越来越多地威胁着许多人的生命，而人类征服癌症的道路还很崎岖，面临着巨大的挑战，以此引导学生分析癌症的病因和预防措施。最后，通过“2002年10种高发病率与高死亡率的传染病”表格，试图让学生理解，人类面临着很多健康问题的困扰，这些疾病的预防与治疗，需要引起全社会所有人的关注，而生物知识的学习可以使学习者更积极、健康地去抉择生活或帮助他人。教学时，教师可先让学生收集、讨论人类面临的健康问题的有关信息，或以多种方式向学生提供丰富的信息，增加学生对健康问题严峻性的感性认识，然后引导学生思考现代生命科学与人类社会、科学技术的发展与社会发展的关系。教学中要注意对于癌症等知识难度的把握，注重其与本模块的第五章之间的内在联系。
（2）关于基因诊断和基因治疗，文本简单叙述了基因诊断技术在医疗卫生中的应用、价值与意义；对于基因治疗，教材则阐述了基因治疗的原理、方法与应用前景，同时也提出了这种技术目前存在的局限性。教学中，注意对于知识难度与广度的把握，介绍包括基因诊断与基因治疗在内的多种生命科学技术对于疾病治疗的价值与意义；引导学生正确认识科学研究与技术进步的社会价值，关注生命科学的发展对人类未来的影响，学会辩证地看待生物技术的价值与意义。
本节共设置了1个“积极思维”、1个“放眼社会”、1个“继续探究”、一个“评价指南”、1个“拓展视野”。教师可根据各种活动特点，合理运用教学策略，组织学生开展活动。另外，本章有1个重要的图群：基因治疗的两种途径；图片6张：显微镜下的生命。此外还有表格2张。教师可根据图的特点合理展示图片，图文结合，帮助学生理解相关知识。
对于 “从某一方面收集生命科学的最新进展的资料并相互交流”，主要目的是让学生要养成关注与生物学有关的热点问题和社会问题的习惯，培养主动关心、参与社会决策的意识，在深层次上理解生命与健康、细胞与健康、生物技术与人类和谐发展的意义。为了培养学生“动手做科学”的能力、课题研究意识、信息的收集与甄别能力、批判性学习能力、交流与交往能力，建议安排一课时进行研究性学习的交流与展示。
教学重点
1.尝试说出人类健康面临的新挑战。
2.举例说出生物科学和人类社会的关系。
教学难点
1.通过对各种信息资料的收集与整理，提高学生获取与甄别有效信息的能力，培养学生的批判性思维。
2.举例说出生物科学和人类社会的关系。
3.举例说出人类健康面临的新挑战。
教具准备
教师通过网络等途径收集的一组有关“人类健康面临的挑战”“生物科学与人类社会的关系”的图片、文字信息（有条件的学校可以将相关信息做成多媒体网页，并与相关网站链接）。
课时安排
2课时
三维目标
1.举例说出人类面临的健康问题。
2.了解基因诊断与基因治疗的应用、价值与意义。
3.能利用网络、报纸、杂志以及电视媒体等途径收集资料，能根据材料写出一篇符合规范的研究报告。
4.讨论“癌症的病因与预防措施”“2002年10种高发病率与引起高死亡率的传染病”，形成问题对比分析能力、数据分析等能力。
5.经历“从某一方面收集生命科学的最新进展的资料并相互交流”的课题研究，初步形成“动手做科学”的能力、课题研究意识、信息的收集与甄别的能力、批判性学习的能力、交流与交往的能力。
6.认同科学研究与技术进步的社会价值，了解生命科学的发展现状，关注生命科学的发展对人类未来的影响，学会辩证地看待生物技术的价值与意义。
7.懂得利用所学的生物学知识，帮助自己进行各种抉择，并对今后的职业选择和学习方向有更多的思考，要健康、积极并且负责任的生活。
8.理解生物科学的发展得到了来自于物理、化学、哲学以及其他学科的巨大帮助，了解迅猛发展的生命科学对其他学科也有着巨大推动作用，从而树立一种泛学科的“大科学”思想。
9.树立科学、社会、技术相统一的思想（STS）。
10.通过小组学习过程中的合作与交往培养学生的协作意识与交往的态度。
第1课时　身边的生物科学
教学过程
(注：本节设计为材料的研究性学习，教师可以通过网络、报纸、杂志等途径、渠道，收集、整理“身边的生物科学”的相关材料，分发给学生，或者在网络教室，将材料制成网络链接，让学生自主探究)
导入新课
师
生物科学是研究生命现象和生命活动规律的科学。它是医药科学、农业科学、环境科学以及其他有关科学的基础。目前，生物科学在微观和宏观两个方面都得到了迅速、令人瞠目结舌的发展，与工程技术、信息技术等领域的结合日益紧密。为了感受生命科学的发展及其给我们生活带来的影响，我们来回顾离我们不太遥远的2003年的世界科技取得了哪些成就：
课件展示：
资料一：2004年1月19日出版的美国《科学》杂志评出了2003年十大科学成就。这十大科学成就为：
（1）发现宇宙大部分是由暗能量组成的新证据；（2）解开精神病之谜，研究人员发现了可增加精神分裂症和抑郁症等遗传疾病风险的特殊基因；（3）切身感受全球变暖；（4）小核糖核酸分子研究继续升温，科学家继续探索小核糖核酸分子如何影响从早期发育到基因表达等多种细胞行为；（5）单分子研究工作取得进展；（6）天文学家证实，宇宙中伽马射线的爆发与超新星之间存在联系；（7）老鼠胚胎干细胞既能发育成精子又能发育成卵子；（8）科学家发现“左手”物质；（9）人类男性Y染色体中发现成对基因（即排列成镜像的对称物）；（10）在规模临床试验中表明传统化疗中使用的抑制血管生成药可延长结肠癌患者的生命。
师
在2003年的全球十大科学成就中，哪几项是属于生命科学范畴所取得的成就？
推进新课
　板　书：一、人类面临的问题：健康问题（一）近年来生命科学取得的成就及其对社会发展的影响
生
其中的（2）（3）（4）（5）（7）（9）（10）项属于生命科学范畴的巨大成就。
师
这些生命科学的成就对人类生产、生活、学习与发展可能产s生哪些影响？
学生活动：学生以学习小组为单位，讨论、交流自己的观点。
小组交流：
第一组：2003年北半球酷热天气表明，全球变暖已不再是抽象的概念。全球变暖可能导致冰川融化，干旱蔓延，作物减产和动、植物行为异常等后果。
第二组：在单分子研究工作取得的进展，可以揭示细胞内单分子的多种活动迹象，可以阐明细胞内的分子活动机理，为深入研究生命的本质奠定基础。
第三组：在精神病研究领域取得的进展，该研究成果对于研制治疗这类疾病的新药意义重大。
第四组：对小核糖核酸分子的研究，将有助于人类战胜诸如艾滋病和肝炎等疾病。
第五组：老鼠胚胎干细胞的全能性研究，将使科学工作者在干细胞领域取得突破，这项技术可以用于医学器官移植等多种领域。
第六组：人类男性Y染色体中成对基因（即排列成镜像的对称物）的发现，对于人类自身的认识、疾病的预防等具有重要的意义。
第七组：在规模临床试验中表明传统化疗中使用的抑制血管生成药可延长结肠癌患者的生命的研究，可以在癌症的治疗中被有效的应用，为人类最终攻破癌症这一难关奠定基础。
师
2003年世界为生命科技的成就而喝彩，那么，2004年的世界科技又有哪些辉煌呢？
课件展示：
　　资料二：2004年1月13日，由584名中国科学院和中国工程院院士投票评选的“2004年世界十大科技进展新闻”，在京公布结果。这十大科技进展新闻为：
（1）“勇气”号和“机遇”号火星车登陆火星并发现有水的证据；（2）超音速飞机创飞行时速新纪录；（3）“卡西尼”号飞船成功进入土星轨道；（4）首次利用克隆技术获得人类胚胎干细胞，实验显示，利用这种办法获得的胚胎干细胞具有多能性，可分化成骨骼细胞、肌肉细胞和未成熟的脑细胞等多种细胞类型；（5）首次利用核磁共振技术观测到单个电子；（6）利用核反应堆大规模制氢技术；（7）开发出世界最快光通信技术；（8）发现太阳系最遥远的大天体；（9）艾滋病病毒抗体研究获得重要进展：法国巴斯德研究所科学家成功地在兔子身上获得可以阻止多种艾滋病病毒入侵的抗体；（10）停止或暂停的分子马达制成。
师
假如让你对上述科技成就以一个标准进行分类，那么，你的标准是什么？准备如何分类？
生甲
以研究空间范畴来看，在2004世界十大科技进展中，有三项属于外层空间探索方面所取得的成就。
生乙
从研究对象的科学领域来看，四项属于宇宙探测；两项是在分子、原子尺度上进行的勘察和控制；两项属于生命科学与医学；通信技术、新能源研发各一项。
……
师
2004年科学家在生命科学与医学领域所取得的成就，对我们的生活、对人类的发展会产生怎样的影响？
学生活动：学生以学习小组为单位，讨论、交流自己的观点。
生甲
利用克隆技术获得的人类胚胎干细胞具有多能性，可分化成骨骼细胞、肌肉细胞和未成熟的脑细胞等多种细胞类型，因而这项技术可以用于医疗的器官移植，提高器官移植的存活率，提高了战胜疾病的能力，增进了人类健康水平。
教师点评：美、韩科学家首次利用克隆技术获得人类胚胎干细胞，并成功建系，我想这非常了不起，有可能为人类自身的克隆治疗带来福音。当然我们也要防止克隆技术被滥用，损害人类的伦理道德与尊严。这是问题的两个方面，不过我想科学和技术带来新的伦理挑战，也一定会在科学家和人类的良知面前最终得到合理的解决。
生乙
艾滋病病毒抗体研究领域取得的进展为艾滋病疫苗研究展示了新的可能，为人类最终战胜艾滋病这个“世纪瘟疫”提供了可能。
教师点评：艾滋病成为人类健康的重要威胁，至少已有近二十年时间，到目前为止，人们还没有找到非常有效的预防办法和特效治疗药物。现在发现的这种新办法，是从分子层面理解艾滋病感染致病的基础，也是从分子层面寻找免疫和防治办法的基础。这是科学认知事物本质、科学造福人类、化解疾病对人类的侵害非常好的例证。这提醒我们要重视基础研究，重视分子生物学、细胞生物学等研究工作，为人类健康，为高质量的、“生态友好”的农业可持续发展，乃至为迎接生物经济时代的到来做好准备。
师
你如何看待“‘勇气’号和‘机遇’号火星车登陆火星并发现有水的证据”这个信息？
生
……
教师点评：“‘勇气’号和‘机遇’号火星车登陆火星并发现有水的证据”这个信息标志着人们对宇宙的勘测已从近地空间逐步向深远空间发展，从远距观测阶段逐步发展到对太阳系其他天体的实地探测阶段。19世纪末俄国“航天之父”齐奥尔科夫斯基说：“地球是人类的摇篮，但是人类不能永远躺在摇篮里。”我们可以认为2004年宇宙探测方面的成就，是人类100多年来探索宇宙的雄心壮志的继续，这个探索不仅为我们带来宇宙成因、结构、演化方面的新知识，而且可能发现宇宙中其他生命生存、发展、演化的环境，这非常有意义。
师
在科技界，“诺贝尔奖”是一个令人振奋的话题，获得诺贝尔奖是一种无上的荣誉，我们关注“诺贝尔奖”不仅仅是这个奖项的奖金的多少，更重要的是这个奖代表了个人、工作小组与国家在这个研究领域所取得的非凡成就，及其为世界文明的进步、人类自身的发展所带来的巨大推动力。那么，在最近的10年来，有关诺贝尔化学奖的获得者在相关领域取得了哪些成就呢？
课件展示：
　　资料三：根据诺贝尔基金会提供的资料，以下是最近十年诺贝尔化学奖获得者名单及研究领域。
（1）2005年：瑞典皇家科学院宣布，将本年度诺贝尔化学奖授予一名法国科学家和两名美国科学家。
三位获将者分别是法国石油研究所的伊夫·肖万、美国加州理工学院的罗伯特·格拉布和麻省理工学院的理查德·施罗克。他们获奖的原因是在有机化学的烯烃复分布反应研究方面作出了贡献。烯烃复分解反应广泛用于生产药品和先进塑料等材料，使得生产效率更高，产品更稳定，而且产生的有害废物较少。瑞典皇家科学院说，这是重要基础科学造福于人类、社会和环境的例证。
（2）2004年：以色列科学家阿龙—西查诺瓦、阿弗拉—赫尔什科和美国科学家伊尔温—罗斯，表彰他们突破性地发现了人类细胞如何控制某种蛋白质的过程，具体地说，就是人类细胞对无用蛋白质的“废物处理”过程。
（3）2003年：美国的彼得·阿格雷和罗德里克·麦金农，表彰他们在细胞膜信道（水信道与离子信道）方面作出的开创性贡献。
（4）2002年：美国的约翰·芬恩、日本的田中耕一、瑞士的库尔特·维特里希，表彰他们发明了对生物大分子进行确认和分析的方法。
（5）2001年：美国的威廉·诺尔斯、巴里·夏普莱斯、日本的野依良治，表彰他们在更好地控制化学反应方面所作出的贡献。这为发明治疗心脏疾病和帕金森综合症的药物铺平了道路。
（6）2000年：美国的阿兰·黑格和阿兰·麦克迪尔米德、日本的白川秀树，表彰他们发现了导电的塑料和研发具有传导性能的聚合体。
（7）1999年：美国的阿米德·泽维尔，表彰他在基本化学反应领域所作出的先驱性研究。他将毫微微秒光谱学应用于化学反应的转变状态研究。
（8）1998年：美国的沃尔特·科恩，表彰他在20世纪60年代提出密度泛函理论。英国的约翰·波普，表彰他发明了测验化学结构和物质特性的计算机技术。
（9）1997年：美国的保罗·博耶、英国的约翰·沃克、丹麦的詹斯·斯科，表彰他们在发现人体细胞内负责储藏转移能量的离子传输酶所取得的成果。
（10）1996年：英国的哈诺德·克奥托、美国的小罗伯特·荷尔、理查德·斯发现了碳元素的新形式——富勒氏球(也称布基球)C60。
师
上述诺贝尔奖获得者及其研究成果，对当代社会发展已经产生或正在产生巨大的影响，那么，这些研究领域哪些是与生命科学相关的呢？这种相关性说明了什么？你对此有何认识呢
生
(1)2004、2003、2002、1997年的诺贝尔化学奖获得者从事的研究领域都与生命科学直接相关，并将对生命科学的发展产生严重的影响。
（2）这种相关性说明了现代生物科学的发展，得到了来自于物理、化学、哲学以及其他学科的巨大帮助，同时迅猛发展的生命科学对其他学科也有着巨大推动作用，现代科学是一种泛学科的“大科学”。
（3）这说明现在的科学研究需要各种学科知识交融、各种文化交汇、各种人员协作分工才能取得进步与发展；说明高中阶段需要认真学习各门学科，学习过程要注意与伙伴们相互协作。
师
那么，近年来的诺贝尔生理学或医学奖的获得者又在关注哪些问题呢？
课件展示：
　　资料四：据美联社2004年10月4日报道，根据诺贝尔基金会提供的资料，以下是2004～1994年诺贝尔生理学或医学奖获得者名单及他们所从事的研究领域。他们是：
（1）2005年：澳大利亚科学家Barry J.Marshall和J.Robin Warren，表彰他们发现幽门螺杆菌属细菌及该菌在治疗胃炎和胃溃疡病方面的作用而获此奖。
（2）2004年：美国科学家理查德·阿克塞尔和琳达·巴克，人能够分辨和记忆约1万种不同的气味，但人具有这种能力的基本原理是什么？这二位科学家通过自己开拓性的工作找到了解开这一谜底的钥匙，清楚地阐明了人类嗅觉系统的工作方式。
（3）2003年：美国科学家保罗·劳特布尔和英国科学家彼得·曼斯菲尔德，表彰他们在核磁共振成像技术领域的突破性成就。这项技术使人们可以详细了解大脑和人体内部器官的状态。
（4）2002年：英国的约翰·劳尔斯顿和悉尼·布雷内、美国的罗伯特·霍维茨，表彰他们在研究基因如何控制器官发育和细胞死亡过程方面所作出的贡献。
（5）2001年：美国的利兰·哈特韦尔、英国的蒂莫西·亨特、保罗·纳斯，表彰他们发现在细胞裂变中的重要控制物质，这可以使人们找到癌症治疗的新方法。
（6）2000年：瑞典的阿尔维德·卡尔森、美国的保罗·格林加德、埃里克·埃德尔，表彰他们在脑细胞是如何传递信号方面的研究成果。这使人们进一步加深了大脑是如何工作的理解，并为治疗神经和精神紊乱提供了更好的方法。
（7）1999年：美国的布洛伯尔，表彰他在蛋白质研究方面所取得的成果，这为人们了解疾病的形成提供了新的知识，其中包括囊肿性纤维化和肾积石疾病。
（8）1998年：美国的费里德·慕拉德、路易斯·伊格纳罗和罗伯特·佛契哥特，表彰他们发现了一氧化氮中的生物组成要素。
（9）1997年：美国的史坦利·布鲁希纳，表彰他发现数种大脑疾病中的致病物质。
（10）1996年：澳大利亚的彼得·杜赫提和瑞士的沃尔夫·辛克纳吉，表彰他们发现免疫系统是如何识别被病毒感染的细胞。
师
近10年来诺贝尔生理学或医学奖获得者所从事的主要研究领域是什么？请你列举例子说明你的观点。
生
这些伟大的科学家主要研究领域是疾病与健康问题。如2003核磁共振成像技术、2000年的脑细胞是如何传递信号方面的研究、1997年发现数种大脑疾病中的致病物质、1996年的免疫系统是如何识别被病毒感染的细胞等，都是因为这些科技成果在治疗疾病、增进健康方面的巨大作用而获得诺贝尔奖的。
师
随着人类文明的进步与科学水平的发展，人类日益关注自身的健康。人们常常说：“疾病是多样化的，而健康只有一种。”如何过上一种健康而负责任的生活，是现代社会公民共同关注的话题。世界在进步，中国在发展，那么中国科技界，尤其是医药科技领域在做些什么呢？
课件展示：
　　资料五：据中新社报道，中国医药科技十大新闻评选活动于十二月十五日在搜狐网健康频道推出，共得到一万三千四百五十二张网络投票，评选出2003年中国医药科技十大新闻：
（1）国家人类基因组南方研究中心钩端螺旋体基因组研究；（2）同济大学发现家族性房颤致病基因；（3）复旦大学肝癌转移预测研究；（4）中山大学附一院捕获帕金森病关键基因；（5）国家人类基因组南方研究中心检测日本血吸虫不同发育阶段的基因片段；（6）中国医科院肿瘤所对食管癌、肺癌遗传易感基因的多态性研究；（6） 解放军三○二医院发现中国汉族人两个基因与白种人HIV抗性基因遗传突变频率和多态性方面有所不同；（7）中科院昆明植物所成功研制出世界上第一个通过严格科学验证的抗艾滋病中药复方制剂；（8）两种肿瘤基因药物获国家一类新药证书：深圳赛百诺基因技术有限公司采用基因工程方法研制出用于头颈部肿瘤基因治疗的腺病毒载体；（9）第四军医大学生物技术中心将重组改构肿瘤坏死因子正式用于临床；（10）中科院上海神经科学研究所关于大脑胶质细胞与学习记忆关系、大脑对视觉信号识别模式、疼痛相关基因表达谱以及神经递质传递和神经发育调控机制等取得重大进展。
师
上述医药科技新闻主要指向哪些研究领域？
生
主要集中在艾滋病防治、癌症的基因药物开发及临床应用研究、航天医学研究取得系列研究成果等领域。
师
我们尽管在艾滋病的研究方面已经取得了一些进展，但必须承认，目前我们还没有真正有效的办法来治疗艾滋病，人类真正战胜艾滋病的道路还相当崎岖。艾滋病问题的真正解决，不仅需要时间和资金的投入，更需要全社会的人们共同来关注，需要生物学、化学、物理学等学科的知识、政治乃至宗教的手段来共同解决。
师
我们一直说癌症是人类的“第一大杀手”，那么，我们是否能真正治愈各种癌症了呢？你能举例说出哪些因素会导致癌症的发生呢？目前我国与世界范围内的癌症的发病率呈何态势？具有怎样的变化特点？造成发病率这种变化的主要原因是什么？如何降低发病率，使社会公众远离癌症呢？
板　书：（二）癌症的病因与预防措施
学生活动：以问题为目标指向，阅读课本P2“癌症的病因和预防措施”，并在小组内交流自己的观点，由学习小组记录员记录。
第一组：目前，癌症依旧是人类的“第一大杀手”，大多数的癌症仍然是不治之症。
第二组：物理因素、化学因素与生物因素会导致癌症的发生。例如：大剂量的紫外线、X射线会导致癌症的发生；腌制食品中的亚硝酸盐也会导致癌症的发生；某些病毒会导致癌症的发生。
第三组：与20世纪70年代相比，20世纪90年代我国范围内的癌症发病率呈现不同的态势，部分癌症的发病率下降，部分癌症的发病率上升。发病率下降的癌症主要是宫颈癌、鼻咽癌、食管癌与女性的乳腺癌；发病率上升的癌症主要是胃癌、肝癌、肺癌与白血病。其中发病率上升最快的是肺癌，其次是肝癌。同时，死亡率增长了11.56%。
第四组：从数据可以看出，农村的癌症发病率上升速度高于城市，这可能与农村的医疗条件、卫生保障制度、农民的生活习惯以及发现癌症之后未能及时、有效的得到治疗有关。
第五组：根据世界卫生组织的统计，世界范围内的癌症患者，2003年与1990年相比，发病率与死亡率均明显增长。
第六组：癌症的发病率增长的原因可能是多方面的，如环境污染、吸烟、人口老龄化、工作压力大、不注意体育锻炼以及其他不健康的生活方式等。
第七组：要降低癌症的发病率，首先要避免接触物理、化学、病毒等各种致癌因子，其次要注意积极参加体育锻炼以增强体质，保持心态健康，养成良好的生活习惯，当然我们还要倡导健康积极的生活方式；对于癌症，目前只能做到早检查、早治疗，对于中晚期癌症患者的治愈率是比较低的，因此建议每年做例行身体检查，有病及时就医，同时加强社会医疗保障体系。
课件展示：
（1）2003年春夏之交，非典型性肺炎在我国流行爆发，部分城市出现了学校停课、工厂停产、商场停业的现象，很多与非典患者共同工作和生活的人被隔离在家。为什么人们对非典型性肺炎这么恐惧呢？这是因为它具有较高的传染性和致死率，而这一切都是由SARS病毒造成的。
（2）展示与SARS病毒有关的录像，也可展示SARS病毒的结构示意图、SARS患者肺部的X光照片等。
师
结合初中所学病毒的知识，谈谈你所了解的SARS病毒是一种什么样的生物？SARS病毒具有怎样的结构？它是怎样生活和繁殖的？SARS病毒主要侵害了人体哪些部位的细胞？如果离开了活细胞，病毒能够很好地生活和繁殖吗？
生
病毒的结构简单，由蛋白质外壳和内部的遗传物质组成，没有细胞结构。病毒只能寄生在活细胞里，靠自己的遗传物质中储存的遗传信息，利用细胞内的物质，制造新的病毒，这就是病毒的生活和繁殖。SARS病毒主要侵害人的肺部细胞，使人发生呼吸困难而死亡。病毒一旦离开活细胞，就不再表现生命现象。
师
除了癌症，我们的健康还面临着很多的挑战，非典、疯牛病、禽流感、心血管疾病与糖尿病等等字眼，时常出现于电视、报刊与网络等传媒中，成为我们生活中不应有的一部分。那么，除了上述疾病之外，还有哪些传染性疾病在困扰着我们的健康呢？
学生活动：阅读课本P3相关内容，并对自己了解的某种传染性疾病阐述自己的见解，与同学们分享自己的感受。
　板　书：（三）传染病威胁人类健康
师
与2001年相比，2002年的各种传染性疾病的发病率与死亡率呈何态势？其中发病率与病死率较高的传染病分别是哪几种？
生
与2001年相比，2002年的各种传染性疾病的发病率与死亡率基本稳定；发病率较高的传染病是病毒性肝炎、肺结核、痢疾、淋病与麻疹；病死率较高的传染病依次是狂犬病、艾滋病、白喉、新生儿破伤风和流脑。
课堂小结
（1）“社会就是科学，生活就是哲学”，现代科学的主要目标之一，就是关注社会，关注公众，关注人类社会的过去、现在与将来。在当今社会不断进步、科学技术与公众的科学素养不断发展的同时，一些严重威胁全人类生存和可持续发展的问题也日益加剧，引起了许多有识之士的关注和深深的忧虑。
（2）总体而言，全球化进程加速，社会、经济、环境问题愈发严重，三者如何和谐发展的矛盾不断加剧，当今社会正进入抉择性发展的新阶段。
（3）具体而言，当今世界，人类面临的全球性问题诸多，主要包括粮食问题、人口问题、资源问题、生态环境问题、能源问题、贫困问题、疾病问题、技术的局限性问题等等。
（4）生命科学将与其他学科一起共同关注社会发展和人类进步，我们为已取得的辉煌成就而自豪，更为灿烂的明天而欢欣鼓舞。
板书设计
第一章　生物科学和我们
第一节　身边的生物科学
一、人类面临的问题：健康问题
（一）近年来生命科学取得的成就及其对社会发展的影响
（二）癌症的病因与预防措施
（三）传染病威胁人类健康
第4课时　光合作用过程
教学过程
导入新课
师
为什么说叶绿体的结构是与它进行光合作用这一功能相适应？
生
（1）双层膜，可以控制物质进出。（2）基质中分布有几个到几十个由囊状结构垛叠而成的基粒，增大了叶绿体内的膜面积，有利于化学反应的进行。（3）分布有进行光合作用必需的色素和酶，为光合作用的正常进行提供了物质上的保证。
师
光合作用的色素分布在叶绿体的什么部分？具有什么作用？
生
色素分布在叶绿体的类囊体（囊状结构）膜上，具有吸收、传递与转化光能的作用。
师
光合作用的酶分布在叶绿体的什么部分？具有什么作用？
生
光合作用的酶分布于叶绿体的类囊体（囊状结构）膜以及叶绿体的基质中。
师
那么，你认为光合作用具体进行的部位是什么叶绿体的部位呢？
生
光合作用不仅在叶绿体的类囊体（囊状结构）膜上进行，还应在叶绿体的基质中进行，因为这些部位都存在着光合作用的酶。
师
根据前面所学知识，我们知道了光合作用的原料是CO2、H2O；产物是氧气和淀粉等有机物；动力是光能；场所是叶绿体。那么，在每一个微小的叶绿体内，CO2和H2O究竟是怎样转化为氧气和淀粉等有机物的呢？
推进新课
　板　书：三、光合作用的过程
　
课件展示：
（1）通过展示叶肉细胞显微结构、叶绿体亚显微立体结构、光反应和暗反应循环动画等情景，把学生带入真实场景，使学生学习兴趣高涨，并产生探究欲望。
（2）在对光合作用中的物质转变、能量转化一步步推理、分析讨论后，再采用多媒体技术对光合作用全过程进行剖析讲解，以光合作用中的物质转变与能量转化为两条主线，以同位素示踪技术为研究手段；以光反应、暗反应为时间先后顺序，叶绿体基粒片层薄膜及叶绿体基质为空间先后顺序，系统地分析光合磷酸化、水的光解、CO2的固定与还原等生理过程。从细胞是一个统一整体的概念出发，提出了控制光合作用过程的信息流的概念；从能量转化与守恒的角度出发，让学生定量研究太阳光子的能量转化为C6H12O6中的能量时的守恒现象。
在总结讨论阶段，可利用多媒体技术中的箭头指向物体表面是闪烁的效果，帮助学生提高对ATP、酶、化学反应动态平衡等知识的理解与迁移运用能力。
教师活动：在演示过程中，引导学生对关键部位进行观察、分析，并着重对光合作用的场所、条件、原料、反应过程（物质转变与能量转换过程）、产物以及产物去向进行分析、比较。
师
（1）光合作用过程相当复杂，包括一系列的生物化学反应和物质转变过程。
（2）科学研究发现，光合作用需要光，但并不是光合作用的任何过程都需要光，根据光合作用过程中是否必需光，光合作用过程可被笼统地分为两个过程，即光反应(light reaction)与暗反应(dark reaction)。
（3）光反应是必须在光下才能进行，由光所引起的光化学反应；而暗反应可以在暗处进行（在光下也可进行），由若干酶所催化的化学反应。
（4）必须说明的是，光合作用是一个动态的、各种物质循环并相互依赖的生命过程，我们仅仅是以光合作用中某些过程不是必需光而简单地把光合作用过程分为光反应与暗反应，其实二者没有先后之分，并具有紧密联系。
师
那么，光反应究竟是如何进行的呢？试从光反应的场所、条件、原料、反应过程（物质转变与能量转换过程）、产物以及产物去向进行分析。
　板　书：（一）光反应
学生活动：学生阅读“光合作用图解”的图群，同时，注意观察多媒体信息。
师
光反应的场所在叶绿体的什么部位？为什么？
生
在叶绿体的类囊体（囊状结构）膜上进行。因为在叶绿体的类囊体（囊状结构）膜上有色素分子，还有与光反应有关的酶也分布在叶绿体的类囊体（囊状结构）膜上。
师
光反应需要怎样的条件？为什么？
学生观察、小组讨论、代表回答：
（1）光反应需要光照、适宜的温度、光反应的酶、各种色素分子、ADP+Pi以及完整的叶绿体的类囊体（囊状结构）结构。
（2）光照可以为光合作用提供能量来源；适宜的温度可以为光合作用的酶提供适宜的温度（需要说明的是：光反应的酶受温度的影响较暗反应的小）；光反应的酶可以催化光反应的各种酶促反应；各种色素分子可以吸收、传递或利用光能；ADP+Pi可以为合成ATP提供原料，而ATP可为光合作用提供能量；完整的叶绿体的类囊体（囊状结构）结构是植物正常进行光合作用光反应的前提条件。
师
光反应需要的原料有哪些？
生
H2O、ADP、Pi等。
师
从物质和能量角度分析光反应的过程是怎样进行的？
生甲
从能量角度来看，光反应是将光能转化为ATP中活跃的化学能的过程。
生乙
（1）从物质角度来看，光反应可以分为光能的吸收与利用、ATP的合成与水的光解；
（2）光能的吸收与利用是指色素分子在光下吸收并利用光能；
（3）ATP的合成是指在叶绿体的类囊体（囊状结构）膜上，利用色素分子吸收的光能，在相关酶的作用下，将ADP、Pi合成为ATP的过程，这样，光能就暂时储存于ATP中，形成ATP中活跃的化学能，反应式为：ADP+Pi+能量ATP。
（4）水的光解是指在叶绿体的类囊体（囊状结构）结构中，在光反应的酶作用下，将水分解形成还原态氢［H］并释放O2的过程。反应式为：H2O2H+分 12O2。
师
光反应的产物有哪些？产物的去向如何？
生
光反应的产物有ATP、［H］以及O2；ATP、［H］将进入叶绿体基质参与暗反应；而O2则进入线粒体参与细胞呼吸，或以气体形式从植物表皮的气孔释放进入大气。
师生共同总结：
（1）光反应的光能的吸收与转换（光合磷酸化）过程，叶绿素分子和类胡萝卜素分子在光下吸收太阳光，捕获光能，然后将光能交给某些特殊状态的叶绿素a分子，并将光能转化成为电能，最终将光能暂时储存于ATP中，形成ATP中活跃的化学能。ATP将参与暗反应过程。
（2）植物代谢产生或从植物的根系吸收来的水，在叶肉细胞的叶绿体的类囊体（囊状结构）结构上被分解成为O2和还原态的［H］。
（3）水的光解产生的氧以气体形式从植物表皮的气孔释放进入大气，或O2则进入线粒体参与细胞呼吸，具有还原能力的［H］则继续参加下一步反应。
（4）该过程的主要特点：该过程需要光提供能量；该过程发生于叶绿体的基粒片层结构的薄膜上；该过程需光反应阶段酶的参与，同时也离不开叶绿体中的各种色素；而叶绿体的特殊结构能帮助光反应的进行；其中将涉及一些光能转化为电能、电能再转化为化学能的问题。
师
你能否根据光合作用光反应的相关信息的提示，结合文本中“光合作用图解”的图群、光合作用过程的暗反应过程的多媒体信息，描述光合作用的暗反应特征？
　板　书：（二）暗反应
学生观察、小组讨论后回答：
1.暗反应的场所是叶绿体基质；
2.暗反应的条件是适宜的温度、多种暗反应的酶、叶绿体基质中的一种五碳化合物（C5）以及光反应产生的ATP、［H］；
3.暗反应需要的原料有CO2以及光反应产生的ATP、［H］；暗反应的过程：①从能量转换角度来看，是将ATP中活跃的化学能转换为糖类等有机物中稳定的化学能的过程；②从物质转变角度来看，包括CO2的固定、C3的还原以及C5的再生过程，即卡尔文循环。
师
(1)关于CO2的固定：这是碳同化的第一步，从叶片的表皮气孔吸收的CO2被C5固定；C5为一种五碳糖，即核酮糖二磷酸，有人称之为RUBP；一分子CO2为一分子C5所固定，形成两分子三碳化合物；反应式可以简单表示为：CO2+ C52C3。
(2)关于C3的还原：首先在暗反应的酶的作用下，三碳化合物被ATP磷酸化，被还原态［H］所还原，形成糖类等有机物；因为一种化学物质被还原的过程，就意味着能量积聚于这种化学物质中的过程,因而,光反应阶段所形成的ATP中活跃的化学能，就储存到了糖类等有机物中，从而形成有机物中稳定的化学能。
(3)关于C5的再生：一部分被还原的三碳化合物，并不参与形成糖类有机化合物，而是在酶的作用下，经过一系列复杂的生物化学反应，重新生成五碳化合物（RUBP）,从而再次参与卡尔文循环。
（4）暗反应的C3的还原与C5的再生可以总体表示为：2C3+［H］CH2O+C5。
4.暗反应的产物有糖类等有机物、ADP+Pi等；其中，淀粉等光合作用产物可以储存在叶绿体基质，也可以转化为蔗糖等形式进行运输；而ADP+Pi则重新回到叶绿体的类囊体（囊状结构）膜上参与光反应。
师
从能量转化角度来看，光合作用的暗反应是将ATP和还原态［H］中活跃的化学能，转换为储存于糖类等有机物中稳定的化学能的过程,从而起到在较长时间内供给生物活动需要的作用；从物质生产的角度来看，占植物体干重90%以上的有机物质，基本上都是通过光合作用暗反应形成的；暗反应（碳同化）是在叶绿体的间质中进行的，由许多酶催化的生物化学反应；高等植物碳同化的途径有三条：卡尔文循环、C4途径和景天科酸代谢途径，其中，最主要，也是我们主要学习的是卡尔文循环。卡尔文循环是美国生物学家卡尔文（M.Calvin）等利用放射性同位素和纸谱色层的方法，经过10年的研究，在20世纪50年代提出的二氧化碳同化循环途径；卡尔文循环实质上是CO2的固定与还原的过程。
师
我们是否可以对光合作用的光反应与暗反应进行比较呢？二者之间具有怎样的区别？具有何种联系？
比较项目 光反应 暗反应
场　所
条　件
原　料
反应过程 物质转变
能量转换
产　物
产物去向
生
光合作用的光反应可以为暗反应提供ATP和还原态［H］；而暗反应消耗ATP和还原态［H］，又可以促进光反应。光反应、暗反应是光合作用整体的两个方面，相互联系，缺一不可。
师
科学研究表明，光合作用的产物除了糖类（包括淀粉、葡萄糖等）和O2外，蛋白质和脂肪也是光合作用的直接产物。
师
我们将怎样用实验证明这种观点呢？
生
根据同位素示踪技术，以14C标记参加光合作用的CO2，测定其直接产物是否有蛋白质、脂肪即可。
师
能否说说你对光合作用的印象呢？
生
光合作用是指包括绿色植物在内的一些生物体，利用光能，把CO2和H2O等无机物质，合成糖类等有机物质，同时储存能量的过程；能进行光合作用的生物除了高等绿色植物之外，还包括低等真核藻类植物（如衣藻、水绵），以及原核生物蓝藻。光合作用的产物除了葡萄糖（淀粉）之外，还包括其他一些通过中间过程形成的物质——如脂类、蛋白质和其他有机物质；太阳能转化为有机物中的化学能，便以化学能的形式储存于这些有机物的化学键之中。
师
光合作用时，放出的O2与被消耗的CO2之比的精密测定，是由法国植物生理学家Boussingault所完成。1864年他发现，光合比（即放出的氧与利用的CO2之体积比）约为1。
师
你能根据以上信息，写出一个光合作用的反应式吗？
生

板书设计
三、光合作用的过程
（一）光反应
1.光能的吸收、传递与转换
2.水的光解与ATP的合成
（二）暗反应
1.二氧化碳的固定
2.C3的还原
3.C5的再生
第2课时　细胞呼吸的过程（无氧呼吸及其与有氧呼吸的区别）
教学过程
导入新课
师
在上一堂课，我们学习了细胞的有氧呼吸，从细胞有氧呼吸的三个阶段来看，你认为有哪些方面值得注意？
生
（1）从场所角度来看：第一阶段在细胞质基质中进行，第二、三阶段在线粒体中进行，线粒体是有氧呼吸的主要场所。
（2）从能量角度来看：每个阶段均产生能量，第三阶段最多。
（3）从物质角度来看，［H］的产生是第一、二阶段，作用是与氧结合生成水同时释放大量的能量；CO2的形成是在第二阶段，场所是线粒体；O2参与了第三阶段并生成了水。
师
细胞的有氧呼吸是绿色植物叶肉细胞光合作用的逆反应过程吗？根据已有的知识能不能间接说明呢？
学生活动：学生自主思考，列出观点。
生甲
不是，原因是二者反应场所不同，前者主要在线粒体，后者在叶绿体。
生乙
不是，二者所需条件不同，前者不需光，后者需要光。
生丙
二者反应所需的酶不同，前者为有氧呼吸相关的酶（主要在线粒体）；后者为光合作用光反应的酶（叶绿体类囊体薄膜）与暗反应的酶（叶绿体基质）。
生丁
人和动物均可进行有氧呼吸，但不能进行光合作用。
师
你能否列表比较光合作用和细胞的有氧呼吸？
课件展示：
比较项目 光合作用 有氧呼吸
发生部位 含叶绿体的细胞（主要是叶肉细胞） 所有活细胞
反应场所 叶绿体 主要在线粒体内
条　件 光、叶绿体色素、适宜的温度、酶 适宜的温度、酶、pH、氧
能量代谢 光能转变为化学能，储存在有机物中 有机物中的化学能释放出来，部分转移至ATP
物质代谢 将无机物（二氧化碳和水）合成有机物（如葡萄糖） 有机物（如葡萄糖）分解为无机物（二氧化碳和水）
联　系 光合作用的产物作为呼吸作用的物质基础（有机物和氧气均为呼吸作用所用），呼吸作用产生的二氧化碳可为光合作用所利用
学生活动：根据所学知识，自主完成表格。
师
你知道酿酒时用的酒药中有何种生物吗？
生
内有酵母菌。
师
酿酒时为什么要密封？
生
造成缺氧环境。
师
酿酒的产物中有什么？
生
酒精。
师
这个生活实例可以说明什么？
生
说明酵母菌在无氧条件下可以进行无氧呼吸产生酒精。
师
酵母菌在有氧条件下，可以进行有氧呼吸吗？酵母菌的有氧呼吸与无氧呼吸都有CO2产生吗？
学生活动：阅读文本P63“影响酵母菌无氧呼吸的因素”部分的背景资料，注意对文本中“酵母菌呼吸实验示意图”的阅读与理解。
生
酵母菌在有氧条件下，可以进行有氧呼吸；在无氧条件下，可以进行无氧呼吸。有氧呼吸、无氧呼吸都产生CO2。
师
有哪些因素会影响酵母菌的无氧呼吸呢？能否设计一个简单的实验来验证你的假设呢？
师
酵母菌无氧呼吸的产物有CO2，通过CO2与澄清石灰水的反应速度来探讨O2的浓度、温度等因素对酵母菌无氧呼吸的影响。
学生活动：小组分析、讨论，尝试提出有关影响酵母菌无氧呼吸的因素的研究问题，分小组讨论，提出O2的浓度、温度可能会对酵母菌的无氧呼吸产生的影响，并针对问题，提出假设。
活动建议：指导学生分组设计实验，实验设计要注意：①实验装置要符合科学性；②观察记录表格要合理。建议教师在整个课题研究过程中引导学生采用正确的科学方法，并组织好各个学习小组内部以及小组间的交流讨论活动，在实施实验的过程中注意安全，加强实验过程中教师的指导，学生间的交流与合作，注意对数据的收集与分析，学会倾听不同的声音，注重个人反思。
案例：温度会影响酵母菌无氧呼吸
实验假设
温度会影响酵母菌无氧呼吸。
实验原理
温度会影响酵母菌细胞内的无氧呼吸酶的活性，从而影响无氧呼吸；我们通过测定单位时间内酵母菌放出的CO2的量来确定酵母菌的无氧呼吸速率。
实验器材
试管、烧杯、酒精灯、酵母菌、葡萄糖溶液、色拉油。
实验步骤
（1）取3组相同的试管，分别标记为1、2、3，在其中加入等量的葡萄糖与酵母菌的混合溶液8 mL，在液面上方加入一定量的色拉油以隔绝空气。（实验装置参照“酵母菌呼吸实验示意图”）
（2）将上述3组试管分别置于10 ℃、20 ℃、37 ℃的环境水浴，同时观察澄清石灰水变浑浊的时间，并记录。
实验数据分析
略。
师
我们能否在课后设计一个实验，以探究酵母菌在酿酒与发面过程中，细胞呼吸的本质有没有区别，并完成它，并与伙伴们分享你的实验？（教师可以从这两个过程中均有能量的释放来引导学生设计）
师
那么，什么是细胞的无氧呼吸呢？
推进新课
　板　书：（二）无氧呼吸
学生阅读文本后回答：无氧呼吸是指生活细胞可以在无氧或缺氧的条件下，通过酶的催化作用，将有机物不彻底地氧化分解成乙醇或乳酸等，并释放出少量能量的过程。
师
苹果储存久了，会有什么气味散发出来？
生
酒味。
师
这是什么道理呢？
生
无氧呼吸产生酒精。
1.酒精型无氧呼吸
师
可见高等植物仍保持着一定的无氧呼吸的能力。再如在水淹等情况下，高等植物可以短时间进行无氧呼吸，将糖类分解成酒精和二氧化碳，并且释放少量能量，以适应缺氧的环境条件。
师
假如以葡萄糖为例，它是如何转化为酒精和二氧化碳的呢？
多媒体呈示以下信息：展示细胞酒精型无氧呼吸的过程，着重分析细胞无氧呼吸与有氧呼吸的相同与区别之处，以Flash动画形式使情景更为形象、生动。
学生活动：以小组为单位，通过对于多媒体信息的观察，能在小组学习过程中用准确的生物学语言来描述细胞的无氧呼吸过程。
师
（1）酒精型无氧呼吸的第一阶段
①场所是细胞质基质。
②反应条件是细胞质基质的呼吸酶、ADP+Pi、适宜的温度与pH。
③反应底物是葡萄糖（呼吸底物）。
④反应过程是在酶催化下葡萄糖分解为丙酮酸。即葡萄糖2丙酮酸+4［H］+能量（少量）（C6H12O62C3H4O3+4［H］+能量）。
⑤反应产物是丙酮酸、少量［H］和少量ATP（注：第一阶段释放少量能量，其中一部分能量以热量形式散失，另一部分能量转移到ATP中，可形成2ATP）。
⑥产物中，丙酮酸、［H］继续停留在细胞质基质中，参与无氧呼吸的第二阶段反应；而ATP可直接用于各项生命活动。
（2）酒精型无氧呼吸的第二阶段
①场所仍旧是细胞质基质。
②反应条件是细胞质基质的无氧呼吸相关的酶、ADP+Pi、适宜的温度与pH以及无氧条件。
③反应底物是丙酮酸和［H］。
④反应过程是在酶的催化下将丙酮酸和［H］生成酒精与二氧化碳。
即2丙酮酸+4［H］2酒精+2CO2（2 C3H4O3+4［H］2C2H5OH+2CO2）。
⑤反应产物是酒精和CO2。
⑥产物中，酒精对植物细胞具有一定的毒害作用，因此长时间的无氧呼吸可能造成植物死亡。
师
能否根据前两个阶段的反应式推断细胞酒精型无氧呼吸的总反应式？
生
C6H12O62C2H5OH+2CO2+能量（少量）。
师
葡萄糖在细胞内经无氧呼吸产生酒精过程中，为什么释放的能量较少？
生
因①产物（酒精）还储存很多能量；②［H］没有和氧气结合。
师
如何证明产物（酒精）还储存很多能量？
生
酒精燃烧产热。
师
剧烈运动后上肢和下肢骨骼肌往往会产生什么感觉？
生
全身酸、胀的感觉。
2.乳酸型无氧呼吸
师
这是因为高等动物和人体在剧烈运动时，尽管呼吸运动和血液循环都大大加强了，但是仍不能满足骨骼肌对氧气的需要，这时骨骼肌内就会出现无氧呼吸。酸胀感觉就是其产物乳酸过多而刺激神经所致。另外，人从平原进入高原时，有些高等植物的某些器官（马铃薯块茎、甜菜块根与玉米的胚乳）在局部缺氧条件时进行无氧呼吸时也产生乳酸。
师
乳酸型无氧呼吸第一阶段反应与酒精型无氧呼吸、有氧呼吸的第一阶段完全相同；第二阶段是在无氧条件下，在细胞质基质中的相关酶的作用下，丙酮酸和［H］生成乳酸。即：2丙酮酸+4［H］2乳酸（2 C3H4O3+4［H］2C3H6O3）。
总反应式为：
生
C6H12O62C3H6O3+能量（少量）。
师
葡萄糖在细胞内经无氧呼吸产生乳酸的过程中，共产生196.65 kJ的能量，形成了2ATP，其余的能量以热量形式散失，产能效率相当于31.06%；无氧呼吸产生的乳酸对生物体有一定的影响，机体通过一定的途径会在线粒体中彻底分解乳酸产生能量，在动物体内，乳酸还可以在肝脏中合成糖元。
师
那么，无氧呼吸主要有哪些类型？哪些生物无氧呼吸产生酒精？又有哪些生物的无氧呼吸产生乳酸呢？为什么两种无氧呼吸的产物不同？
师
按照呼吸产物来分，一般无氧呼吸可以分为乳酸型无氧呼吸与酒精型无氧呼吸。一般植物组织、酵母菌等无氧呼吸生成物是酒精和CO2，但马铃薯块茎、甜菜块根等无氧呼吸生成物是乳酸；动物和人体细胞以及乳酸菌等无氧呼吸生成物也是乳酸。产生不同产物的原因是不同生物的呼吸酶不同。我们通常把微生物的无氧呼吸称为发酵，如酒精发酵和乳酸发酵。
师
那么细胞的有氧呼吸与无氧呼吸有哪些区别呢？
3.有氧呼吸与无氧呼吸的区别与联系
学生活动：学生阅读文本P64，自主思考上述问题。
教师活动：教师分发课前准备的表格。
课件展示：
比较项目 有氧呼吸 无氧呼吸
不同点 反应条件 需要分子氧、酶和适宜的温度 不需要分子氧，需要酶和适宜的温度
呼吸场所 第一阶段在细胞质基质中，第二、三阶段在线粒体内 细胞质基质
分解产物 二氧化碳和水 二氧化碳、酒精或乳酸
产生ATP 较多，1 mol葡萄糖释放能量2870 kJ 较少，1 mol葡萄糖释放能量196.65 kJ
相同点 本质都是：分解有机物释放能量，为生命活动提供能量来源
相互联系 第一阶段(从葡萄糖到丙酮酸)完全相同，之后在不同条件下，在不同的场所沿着不同的途径，在不同的酶作用下形成不同的产物
学生活动：根据表格自主分析、比较。
师
依据反应式 (根据O2、CO2的量),能否分析出呼吸类型 （以葡萄糖为例）
学生讨论、分析，共同总结：
C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量
C6H12O62C2H5OH+2CO2+能量（少量）
C6H12O62C3H6O3+能量（少量）
（1）若某种生物吸收氧气量与放出二氧化碳相同，则为有氧呼吸；
（2）若某种生物不吸收氧气但放出二氧化碳，则为产酒精的无氧呼吸；
（3）若某种生物吸收氧气比放出的二氧化碳少，则既进行有氧呼吸，也进行无氧呼吸。
师
那么，从生物的进化角度来看，生物的有氧呼吸与无氧呼吸具有怎样的关系？哪些细胞能进行无氧呼吸？
学生活动：阅读文本P63，并思考上述问题。
课件展示：
地球形成初期原始海洋中原始生物的生活景象。
师
在地球形成初期，地球的大气中没有氧。那时的生物在无氧的条件下生活，生命活动所需能量来自无氧呼吸。有些微生物至今仍只能在无氧条件下生存（专性厌氧微生物）内仍缺乏氧化酶类，不能有效地利用分子氧，只能在无氧条件下生活，分子氧对它们反而有害，如乳酸杆菌、大肠杆菌、蛔虫以及产甲烷杆菌等。
课件展示：
地球形成初期地球大气成分和绿色植物出现后大气成分的变化。
师
生物不断进化，地球上出现了原始的光合作用的生物，原始大气中的氧逐渐增加，随着绿色植物的出现，光合作用放出氧气，原始大气还原性逐渐变为氧化性，于是出现好氧型生物，其体内有完善的有氧呼吸酶系统，能够利用分子氧，能量利用效率高，因而是生物代谢类型上的一个显著进化。随着时间的推移，地球上有氧呼吸的生物逐渐占据了主导地位，高等植物和动物呼吸作用的主要方式就是有氧呼吸。
师
（1）从发展的观点来看，有氧呼吸是从无氧呼吸进化而来的。尽管现今高等植物的呼吸类型主要是有氧呼吸，但仍保留有无氧呼吸的能力。例如，在缺氧的情况（如水淹）下，高等植物可进行短时期的无氧呼吸，以适应不利环境。在正常不缺氧的环境中，高等植物的某些部位亦进行一些无氧呼吸，如种子萌发时，种皮未破裂之前只进行无氧呼吸；体积大的储藏器官（如甜菜块根和马铃薯块茎）和果实（如苹果的果实）的内部，也进行无氧呼吸。
（2）①有些生物的细胞，同时能进行有氧呼吸和无氧呼吸，如大多数动物、植物细胞，在短时间缺O2情况下，能通过无氧呼吸获得暂时的能量来源，但是这类生物细胞不能长时间生活在无O2环境中，它们在异化作用过程中，必须不断从外界吸收O2来氧化分解有机物，我们一般称这类生物为需氧型生物；②也有部分生物细胞，只能进行无氧呼吸，这些生物只有在无氧环境下，才能将体内的有机物氧化，从中获得生命活动所需的能量，如大肠杆菌、乳酸杆菌、蛔虫与产甲烷杆菌等生物与人的红细胞等，氧对其具有毒害作用，我们一般称之为厌氧型生物；③而酵母菌则比较特殊，它可以在有氧情况下进行有氧呼吸，在无氧情况下进行无氧呼吸，也能生活较长的时间，需要说明的是，酵母菌在有氧情况下生活得更好，我们一般把酵母菌这类生物称为兼性厌氧型生物。
师
植物被水淹后会不会马上死亡？时间过长呢？原因是什么？
　板　书：（三）细胞呼吸的生理意义
生
不会马上死亡，因为无氧呼吸能产生少量的能量；时间过长会死亡，原因是长期无氧呼吸积累的酒精对根细胞有毒害作用，同时无氧呼吸释放的能量少，不能满足植物生命活动的需要。
师
无氧呼吸还有其他积极意义吗？
生
……
师
由此可见，细胞的无氧呼吸也具有重要的生理意义。
师
你了解细胞呼吸的意义吗？
学生活动：思考、讨论。
课堂小结
呼吸作用具有很重要的生理意义，主要表现在下列两点：
（1）呼吸作用提供植物生命活动所需要的大部分能量。呼吸作用释放能量的速度较慢，而且是逐步释放，适合细胞利用。释放出来的能量，一部分转变为热能散失掉，一部分以ＡＴＰ形式储存着。当ＡＴＰ分解时，就把储存的能量释放出来，供生物体的生命活动需要。如植株对矿质营养的吸收和运输、有机物的运输和合成、细胞的分裂和伸长、植物的生长和发育等，无一不需要能量。任何活细胞都在不停地呼吸，呼吸停止则意味着死亡。因此细胞呼吸是生命的重要特征之一。
（2）呼吸过程为其他化合物合成提供原料。呼吸过程产生一系列中间产物，这些中间产物很不稳定，成为进一步合成生物体内各种重要化合物的原料，在生物体内有机物转变方面起枢纽作用。
由于呼吸作用提供能量以带动各种生理过程，其中间产物又能转变成其他重要的有机物，所以，呼吸作用就成为代谢的中心，呼吸速率在一般情况下，可以作为植物生理活动的指标。

板书设计
（二）无氧呼吸
1.酒精型无氧呼吸
(1)酒精型无氧呼吸的第一阶段
(2)酒精型无氧呼吸的第二阶段
2.乳酸型无氧呼吸
3.有氧呼吸与无氧呼吸的区别与联系
（三）细胞呼吸的生理意义

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