
高中生物教学设计 第5章 细胞的能量供应和利用 第3节 细胞呼吸的原理和应用 (2课时教学设计) 一、教材分析与核心素养渗透 1. 教材地位 本节内容衔接细胞代谢基础知识(如酶、ATP)与后续光合作用学习,是理解生命系统物质能量转化的关键模块。 2. 核心素养培养 生命观念:建立有机物分解与能量转化相统一的生物学规律认知 科学思维:通过实验设计与数据分析培养归纳推理能力 科学探究:掌握变量控制法及对比实验设计方法 社会责任:运用呼吸原理解决农业生产、食品保存等实际问题 二、教学重难点 类型 内容 突破策略 重点 1. 酵母菌呼吸方式探究实验设计
2. 有氧呼吸三阶段物质能量变化 多模态实验演示、动态模型构建 难点 1. 呼吸作用中[H]与ATP的生成机制
2. 线粒体结构功能适应性分析 类比推理法、微课视频辅助 三、教学准备 教具:酵母菌培养装置、线粒体3D模型、酒精检测试剂盒 数字化资源: 虚拟实验平台(模拟不同O 浓度下CO 释放曲线) 细胞呼吸动态过程动画(ATP合成酶工作机制) 课前任务:学生分组制作"面包发酵观察日志" 四、教学过程设计 第1课时:细胞呼吸方式探究 1. 创新导入(8分钟) 情境创设: 播放《中华小当家》面点发酵片段,展示真实发酵面团标本 问题链设计: 1. 面团膨胀的"小孔"本质是什么? 2. 保鲜膜水珠来源?早期无酒味后期出现的化学本质? 3. 同一微生物为何产生不同代谢产物? 核心素养渗透: 通过生活现象观察培养"现象→问题"的转化能力 2. 实验探究(25分钟) 任务一:酵母菌呼吸方式验证 1. 实验方案优化: 对比传统装置与数字化传感器实时监测系统(图1) 2. 变量控制深度解析: 分组讨论:如何排除空气中CO 对B组实验的干扰? 思维碰撞:10%NaOH溶液吸收效率计算(化学跨学科) 3. 实验现象记录表: 组别 CO 检测(BTB变化时间) 酒精检测(比色卡比对) 有氧组 45秒变黄 无显色反应 无氧组 3分钟变黄 显灰绿色 核心活动: 角色扮演:小组分别代表"有氧组"和"无氧组"汇报数据 批判性思考:为何无氧组CO 产生速率较慢? 3. 概念建构(10分钟) 模型构建: 1. 动态演示: 2. 结构功能观: 比较酿酒酵母与骨骼肌细胞线粒体电镜图的差异 课堂检测: 即时反馈系统答题(正确率95%以上进入下一环节) 第2课时:呼吸作用过程解析与应用 1. 进阶导入(5分钟) 认知冲突创设: 展示运动员运动后血乳酸变化曲线图 矛盾点挖掘: "剧烈运动时肌细胞既进行有氧呼吸又产生乳酸"的生物学解释? 2. 过程深究(30分钟) 任务二:有氧呼吸三阶段探秘 1. 虚拟拆解实验: 利用VR设备观察线粒体内膜嵴结构(图2) 2. 能量转化剖析: 计算比较: 小组竞赛:绘制能量金字塔模型 3. 关键物质追踪: 放射性同位素示踪法分析O 去向: 难点突破: 类比电路系统解释电子传递链工作原理 微课辅助:ATP合成酶的旋转催化机制 3. 实践应用(10分钟) 案例研讨: 1. 果蔬保鲜方案设计: 提供不同水果的呼吸熵数据表 小组设计"荔枝长途运输保鲜方案" 2. 跨学科应用: 分析高原训练提升红细胞携氧能力的生理学基础 社会责任培养: 讨论"提倡慢跑减肥"的细胞呼吸学依据 五、板书设计 第1课时 细胞呼吸的原理 ┌——— 一、探究酵母菌呼吸方式 1. 实验设计:对比法 2. 检测指标: CO :溴麝香草酚蓝 酒精:酸+重铬酸钾 二、呼吸类型 有氧呼吸:CO +H O 无氧呼吸:酒精/乳酸 ——— 第2课时 ``` 有氧呼吸三阶段 ┌——— 第一阶段:细胞质基质 C H O → 2丙酮酸 + [H] + 2ATP 第二阶段:线粒体基质 2丙酮酸 + 6H O → 6CO + [H] + 2ATP 第三阶段:线粒体内膜 [H] + O → H O + 34ATP 总反应式: C H O +6O +6H O→6CO +12H O+能量 ——— 六、评价与拓展 1. 形成性评价: 设计"呼吸作用迷宫"思维导图制作(图3) 2. ... ...
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