資源簡介

《細胞通過分解有機分子獲取能量》第一課時教學設計
一、背景與設計概述
教材分析：本節課是高中《生物學》必修1“分子與細胞”的第四章第3節第一課時的內容，包括“ATP是生命活動的直接能源物質”和“有氧呼吸產生大量ATP”兩部分。兩部分之間的聯系體現在合成ATP所需的能量主要來自細胞內有機物的氧化分解，即細胞呼吸。本課時為光合作用、神經活動等的能量變化的學習做了極為重要的鋪墊。
學情分析：本節課的教學對象是重點高中的高一學生，具備一定的學科基礎、思維能力和信息技術素養。在之前的學習中，學生已經知道了線粒體是有氧呼吸的主要場所、主動運輸需要消耗能量、有機物能夠為生物體提供能量，對本節課的學習做了較好的鋪墊。因此，本節課將結合學生已有的概念，提出新的問題，讓學生參與各環節的信息化學習活動來解決問題，幫助學生建立新的認識。在掌握知識點的同時，建立結構與功能觀、物質與能量觀、模型與建模等核心素養。
設計思路：本節課以有氧呼吸的場所和過程為主要的教學環節。課前，學生通過“高木學臺進行有關能量物質和有氧呼吸場所的復習，教師通過課堂前測了解學生知識上的不足，從而在在這一基礎上實施教學。課上，通過螢火蟲的發光現象引入直接能源物質——ATP，通過分析“探究細胞有氧呼吸的場所”實驗，指出細胞有氧呼吸的場所，利用信息化教學的優勢構建細胞有氧呼吸過程的基本框架。接著安排學生結合教材進行自主學習，通過對有氧呼吸過程模型的構建和完善，從物質和能量的角度說明有氧呼吸的過程。最后以表格形式，對有氧呼吸的過程進行總結。以人體細胞的有氧呼吸為遷移情境，解釋其中的物質與能量代謝方式，應用模型解釋實際問題，建立社會責任意識。
二、教學目標
1、通過分析螢火蟲發光實驗的過程、結果等資料，說出ATP是驅動細胞生命活動的直接能源物質。
2、通過分析有氧呼吸的相關實驗，推理與演繹有氧呼吸的過程與場所，建構有氧呼吸的過程概念模型，并嘗試利用模型解決問題。
3、通過總結有氧呼吸過程中的物質變化和能量轉換，說明有氧呼吸的實質和意義，形成一定的物質與能量觀。
三、教學重點與難點
1、重點：ATP的功能、有氧呼吸過程中的物質變化和能量轉換
2、難點：有氧呼吸過程中的物質變化和能量轉換
四、教學準備
“高木學習”智適應學習平臺（含微課、講義、習題等）、課件、教材。
五、教學方法
講授法、討論法、建模法、啟發法。
六、教學過程
教學內容 教師行為 學生行為 設計意圖
引入 【提問】螢火蟲為什么能發光？ 【材料】簡單介紹螢火蟲發光的原理，指出該過程需要消耗能量。 【提問】什么物質為發光直接供能？ 思考。 結合生命的物質基礎并回答：葡萄糖、脂肪、ATP等。 以特殊的生物現象引出課題，激發學生的學習興趣。
ATP是直接能源物質 【例題】ATP與其他能源物質。 【材料】介紹“探究螢火蟲發光的直接能源物質”的實驗方法和實驗現象，引導學生分析并得出結論。 【講解】ATP還是很多生命活動的直接能源物質，因為ATP的化學結構非常適合用于能量的快速轉換。 登錄高木學習提交判斷。 思考并說出結論：ATP是螢火蟲發光的直接能源物質。 通過探究活動，提升科學思維能力。 ATP的結構與轉化機制略講，在第二課時中再做補充。
ATP的來源 【提問】螢火蟲能發光多久？合成ATP所需的能量又來自哪里？ 【講解】細胞可以通過氧化分解有機物，將有機物中的能量轉換成供生命活動直接使用的ATP，這個過程被稱為細胞呼吸。 思考并回答：葡萄糖、脂肪等有機物。 閱讀教材。 通過螢火蟲發光時間的研究延續情境，過渡到有氧呼吸的定義，同時滲透物質與能量觀。
有氧呼吸的場所 【材料】展示“探究細胞有氧呼吸”的第一組實驗（細胞勻漿、細胞質基質、細胞器）。 【提問】①試管1、2、3熒光現象出現差異的原因是什么？②葡萄糖的分解產物有哪些？③葡萄糖分解的中間產物是什么？ 【材料】展示“探究細胞有氧呼吸”的第二組實驗（線粒體、其他細胞器）。 【提問】①試管4、5、6熒光現象出現差異的原因是什么？②葡萄糖徹底分解的場所在哪里？③細胞有氧呼吸發生的場所在哪里？ 【材料】展示“探究細胞有氧呼吸”的第三組實驗（線粒體基質、線粒體膜結構）。 【提問】①試管7、8、9熒光現象出現差異的原因是什么？②丙酮酸分解的場所在哪里？ 回答：葡萄糖分解需要完整細胞，產生較多ATP；細胞質基質能產生少量ATP，產物有丙酮酸；僅有線粒體不產生ATP。 回答：線粒體繼續有氧分解生成CO2和H2O，產生大量ATP，與其他細胞器無關。 回答：丙酮酸消耗發生在線粒體基質，產物中含二氧化碳，但產生能量少；后期又在線粒體膜結構上繼續反應，產生水和更多能量。 通過分析實驗結果，提升科學思維能力。
有氧呼吸的過程 【活動】結合教材，自主學習有氧呼吸的過程，繪制有關過程，提交到“高木學臺。 【活動】引導學生找出演示過程中存在的問題，并進行修改，以表格形式進行總結。 【小結】寫出有氧呼吸的總反應式，并從物質變化和能量轉換的角度總結有氧呼吸的實質和意義。 閱讀教材，自主學習，結合上述實驗結論并繪圖。 上臺講解有氧呼吸的過程。同伴找出不足，并提出修改意見。 思考并說出有氧呼吸過程中的物質變化和能量轉換。 提升對文字信息的獲取、處理和應用能力。 從物質與能量觀的角度理解有氧呼吸的過程。
總結 【鞏固習題】人體的正常細胞與癌細胞有氧呼吸的場所與過程。 【課后作業】利用高木學習平臺，完成10道課后習題（含個性化習題）和相關章節的自主學習。 回顧本節課所學內容，引發對社會責任的思考。 引導學生從生活中發現生物學問題，感悟生物學學習的價值，提升社會責任。
七、板書
細胞通過分解有機分子獲取能量（第一課時）

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