高中生物高中 分子与细胞（新课标）第5章 细胞的能量供应和利用教学设计

1、基于实验探究和模型建构的“细胞呼吸”复习课陈 维 (四川省双流中学)摘要：生物通过细胞呼吸将储存在有机分子中的能量转化为生命活动可以利用的能量。细胞呼吸的方式包括有氧呼吸和无氧呼吸，其产物、过程和场所不尽相同。通过实验探究和分析，学生对三种呼吸方式的产物有了直观感受，再通过模型建构活动，学生对细胞呼吸的过程和场所更加明晰。关键词：实验探究 模型建构 细胞呼吸1. 教材分析“细胞呼吸”在生物课程标准中属于以下概念体系：概念2 细胞的生存需要能量和营养物质，并通过分裂实现增殖。 细胞的功能绝大多数基于化学反应，这些反应发生在细胞的特定区域。 说明生物通过细胞呼吸将储存在有机分子中的能量转化为生命活

2、动可以利用的能量。在人教版教科书中“细胞呼吸”属于必修模块I第5章第3节，主要内容有细胞呼吸的方式、有氧呼吸、无氧呼吸、细胞呼吸原理的应用四个部分。2. 学情分析高考科目中，生物进入高中总复习阶段的时间较早。很多学生在高二下期还没有做好高考奋斗的心理准备，学习积极性不够高。为此，要从激发学生兴趣、调动学生积极性的方向组织教学。本节课以实验现象观察和实验分析引入，让学生从直观感受过渡到理性分析，以小组共建模型和总结归纳贯穿课堂，让学生在活动中回顾知识、建构概念。3. 教学目标及评价目标 基于以上对教材和学情的分析，本节课的教学目标主要包括： 通过实验分析和产物检测，说出判断细胞呼吸方式的方法，提

3、高科学探究能力； 通过小组合作构建细胞呼吸过程模型，描述有氧呼吸和无氧呼吸的场所和过程。针对以上教学目标，本节课的评价目标为：（1）学生能通过特征性反应物或产物、细胞种类、细胞呼吸的场所等信息判断细胞呼吸的方式；（2）学生能说明有氧呼吸和无氧呼吸发生的场所、各个阶段的反应物、产物和释放能量的多少，并尝试用基础知识解释种子萌发等实际问题。4. 教学过程 导课请实验准备的小助手简单介绍实验过程，见图1：将3个锥形瓶编号为1、2、3，分别加入120 mL质量浓度为5%的葡萄糖溶液，再在1号和2号锥形瓶中加入1 g酵母菌、3号锥形瓶中加入1 g乳酸菌，混匀后用气球将瓶口密封并置于相同条件下。图1 实验

4、装置教师提问：哪两组实验形成对比，自变量是什么？实验现象说明了什么？ 问题探究1：判断细胞呼吸的方式 学生对实验结果进行分析：1号和2号形成对比，自变量是锥形瓶的容积，2号气球膨胀程度明显较大，说明酵母菌在无氧条件下释放的气体较多。2号和3号形成对比，自变量是微生物的种类，2号气球膨胀明显、3号无变化，说明酵母菌在无氧条件下会释放气体，而乳酸菌不会。教师追问：呼吸作用产物如何检测？学生活动：进行CO2和酒精的检测。检测CO2时用注射器扎破气球、抽取气体注入溴麝香草酚蓝水溶液，检测酒精时用吸管吸取少量培养液注入试管，再加入酸性重铬酸钾溶液。全班同学一边观察一边记录在学案上。教师引导：酵母菌呼吸作

5、用的产物，还有哪些难以进行检测的？学生回答后，教师完善板书。学生活动：完成【例1】评价学生能否判断细胞呼吸的方式。【例1】人体肌细胞既可进行有氧呼吸又可进行无氧呼吸。肌细胞氧化分解葡萄糖时，下列叙述错误的是A若消耗了O2，说明进行了有氧呼吸B若产生了乳酸，说明进行了无氧呼吸C若产生了CO2，说明进行了有氧呼吸D若O2消耗量等于CO2产生量，说明只进行有氧呼吸该题大多数学生误选C，请选择正确答案D的同学讲解后，教师结合板书总结：判断细胞的呼吸方式，可以根据特征性底物或产物，还需注意审题，如细胞类型、场所等。 问题探究2：有氧呼吸和无氧呼吸的过程 教师引导：以上三组实验所代表的呼吸作用过程，在哪里

6、发生？具体过程怎样？请同学们小组合作，先完成任务一：建构细胞呼吸的过程模型，并在此基础上完成任务二：总结总反应式。图2 模型建构材料(有氧呼吸组)学生活动：建构模型时，学生首先需要根据标题确定本组的构建内容（全班分为“有氧呼吸的过程”、“酵母菌无氧呼吸的过程”和“人体肌细胞无氧呼吸的过程”三种不同的模型构建），再回顾教材，然后将反应物和产物的贴纸摆放在细胞内相应位置，确定无误后粘贴，最后总结出总反应方程式。建构完成后，分别请三个小组的同学展示本组模型并描述过程，另请其他同学补充。教师引导：我们不仅能自主建构模型，也要能识别已有的模型图。请同学们完成任务三：写出图中各符号代表的物质。学生活动：独

7、立思考、分析概念图。然后依次回答各字母代表的物质名称。教师引导：我们已经能将所学知识应用于酵母菌制酒的实践分析，那么能否迁移到种子萌发过程的分析呢？请完成【例2】评价学生能否应用知识解决实际问题。a葡萄糖+ccd【例2】（2023年成都市一诊题改编）干种子萌发过程中，CO2释放量（QCO2）和O2吸收量（QO2）的变化趋势如下图甲所示（假设呼吸底物都是葡萄糖）。种子萌发过程中可能发生的相关生理过程如图乙所示，其中ae表示物质，表示过程。回答下列问题： 图甲 图乙（1）种子萌发过程中的1230 h之间，细胞呼吸的产物是CO2和_。（2）若种子萌发过程缺氧，将导致_（填图乙中的数字）过程无法进行，这会使种子萌发速度变慢甚至死亡，原因是_。设计意图：小组合作、建构模型能让学生在活动中回顾相关知识，但是最终目的是提高学生结合基础知识、分析和解决实际问题的能力。例2选用了2023年成都市第一次诊断性测试的一道非选择题并进行了改编，该题对学生的实验探究能力和语言表达能力要求较高，故先让学生独立思考、辨识概念图，再分析种子萌发过程中的气体变化，这样逐级递进地分析问题更容易让他们接受。5. 教学反思在倡导减轻高中生课业负担的今天，提高课堂教学效率至关重要，课堂教学效率的提高依赖于学生的主动参与及积极思考。以实验探究为主线的课堂教学，能让学生将直观感受与实验