第一章细胞的生活
第一节细胞的生活需要物质和能量
广州市美华中学涂晓红《细胞的生活需要物质和能量》选自人教版义务教育课程标准实验教科书《生物学》七年级上册第二单元第二章第一节。本节内容比较抽象，与学生的距离较远，概念较多，教学难度也比较大。“细胞质中有能量转换器”是本节教学的难点，如何使学生理解细胞通过能量转换器──叶绿体和线粒体实现能量的转变呢？本人尝试运用类比、推理的方法，使学生理解细胞中的物质和能量。
一、学生分析
七年级学生刚接触生物学不久，对微观细胞的认识相当肤浅，抽象思维能力也相当有限。怎样才能激活学生的思维，从宏观的角度认识微观细胞的生活，帮助他们建立科学的认知，成了我们设计教学的出发点。
二、教学目标
1.学生能说出细胞含有的物质，以及细胞膜具有控制物质进出的功能；能够描述细胞质中的线粒体和叶绿体在能量转换方面的作用。
2.学生能够认同细胞生命活动具有物质基础。
3.学生通过类比、推理的方法，理解细胞中的物质和能量。
三、教学重点
1.细胞含有的物质，以及细胞膜控制物质的进出；描述细胞质中的线粒体和叶绿体在能量转换方面的作用。
2.理解细胞中的物质和能量。
四、教学难点
1.细胞膜具有控制物质进出的功能；
2.能够描述细胞质中的线粒体和叶绿体在能量转换方面的作用。
五、课前准备：教学课件、演示实验器材
七、教学过程
复习导入
师：同学们，通过第一章的学习，我们知道了细胞是生物体结构和功能的基本单位。那么，细胞都有哪些结构？
生：细胞具有细胞膜、细胞质、细胞核、线粒体等结构。另外，植物细胞还具有细胞壁、叶绿体。上节课布置大家列表比较植物细胞和动物细胞的结构，归纳起来有两种方法比较好，你喜欢哪一种呢？
师：生物体的细胞每时每刻都在进行着各种各样的生命活动，从这节课开始，我和大家一同走进细胞，看一看细胞是怎样生活的。
师：(展示)第二章细胞的生活
师：生活中的细胞就像一个繁忙的工作车间。工厂（车间）要有机器，要源源不断地供给原料和能量，活细胞也不例外。
师：(展示) 第一节细胞的生活需要物质和能量
二、探究细胞内的物质
师：细胞中都有哪些物质来进行生命活动呢？
师：我们吃水果时都有什么口感。
生：甜味、酸味等。
师：推测一下水果中可能含有哪些物质？
生：糖、水、酸性物质。
师：推测一下猪肉中可能含有哪些物质？
生：脂肪、蛋白质等物质。
师：你们知道水果、猪肉中的这些物质是由什么构成的吗？
生：有的摇头，有的知道是由分子构成的。
师：有的同学知道这些物质是由分子构成的，但是对于大多数同学来说，分子是怎么回事，我们还不清楚，下面我们一起来看一个演示实验，大家要注意观察现象。请同学们对实验现象进行一下描述？（讨论）
师：（教师拿出一瓶水，再拿一块糖放在水里，让一个学生尝一下水的味道）。
生：有甜味。
师：没味的水为什么变成甜味了。
生：糖化了。
生：糖化了以后跑到水里了。
师：这么说水中有缝隙？（学生有的点头）
生：可能有，要不糖怎么能到水里去呢？
师：跑到水里的糖，你用肉眼能看到吗？
生：不能。
师：糖能不能分成很小的、眼睛看不到的微粒？
生：能。
师：水有缝隙能说明什么？
生：说明水也能分成很小的微粒。
下面我们一起来再看一个演示实验，大家要注意观察现象。
师：哪一名同学能对实验现象进行一下描述？
生：争先恐后的进行回答。
师：谁来尝试着对这一现象进行一下解释？
生：可能是由于墨汁溶液是由许多小的颗粒构成的，当它进入水中的时候，这些小的颗粒就进入到水里面了，我想这些小的颗粒就是分子吧！
师：回答得非常好，我们把这些“小的颗粒”就称为分子，只不过这些“小的颗粒”非常小，用肉眼看不到，同时它们也可以再分成更小的颗粒，我们把这种更小的颗粒称为原子。
师：科学家己证实，细胞中的糖、水等物质都是由分子构成的。糖在水中溶解，就是一个个糖分子分散开来，挤进水分子之间的缝隙中。（多媒体演示糖的溶解）
生：细胞中的其他物质也是由分子、原子构成的吗？
师：是的，你们知道细胞中还有哪些物质吗？
生：摇头表示不知道。
师：其实，细胞中还有许多物质。我们可以把它们分为两大类：一类是分子比较小的，如水、无机盐、氧等，这一类叫无机物；一类是分子比较大的，如糖类、脂类、蛋白质、核酸等，这一类叫有机物。关于分子和原子的知识，我们将在以后的化学课中学习。
师：下面我们做一个小小的实验，来进一步认识无机物和有机物。我手里用探针扎了一粒浸
软的玉米。它也是由若干细胞构成的。现在我把它放到酒精灯的火焰上烧。
师：（点燃酒精灯，把玉米放到酒精灯的外焰烧至焦黑。）
师：现在你看到了什么现象？
生：它变成了黑色的碳。
师：对！这说明小麦中含有碳，它的细胞含有碳。大家冬天烤过碳火，木炭燃烧后剩下的是什么物质？
我如果继续把这粒小麦放在酒精灯的火焰上烧烤，最后剩下的也将是灰烬。这些灰烬实际上是细胞中的无机物。
师；我们已经知道，细胞中的的水、无机盐等是无机物，脂类、糖类、蛋白质等是有机物，你能猜一猜刚才我们烧掉的是无机物还是有机物啊？那剩下的灰烬是无机物还是有机物啊？
师：哦，有机物一般含有碳，能燃烧；无机物一般不含碳，不能燃烧。
师：通过刚才的探究，我们知道了细胞含有无机物和有机物两大类物质。展示细胞中的物质：无机物:分子比较小,一般不含碳原子,如水、无机盐、氧等。
有机物:分子比较大,一般含有碳原子,如糖类、脂类、蛋白质和核酸等。
师：无机物和有机物都是细胞质中的物质,正是由于有这些物质的存在,才能让细胞完成各项生命活动。
师：大家想一想，细胞中的这些物质是不变的吗？
生：不是，细胞也是有生命的，它们在成长过程中也要一些物质来满足它们的需要。
师：是的，一方面细胞在成长过程中需要一些物质，同时，细胞也会有一些废物产生。师：他说得真棒。大家结合细胞的结构想一想，细胞的什么结构在把守着细胞的“大门”？生：细胞膜。细胞膜控制物质的进出。
(生：细胞膜可以让成长过程中需要的物质进入细胞，还可以把一些废物排出细胞外。) 师：在我们学校有没有一个职责类似细胞膜的人，把守着人员的进出呢？
生：有！门卫。
师：门卫让哪些人进来？不让哪些人进来？
生：他让老师和学生进入校园，扰乱学校教学秩序的人，他不让进来。使同学们拥有一个好的学习环境。
师：那么，细胞膜怎样控制物质的进出呢？
生：细胞膜让细胞生命活动所需要的物质进入细胞，把影响细胞生命活动的物质挡在外面。师：他概括得很好！确实如此。细胞膜如果挡不住有害的物质，让它进入了细胞内，细胞正常的生命活动将受到影响。
师：细胞膜除了让细胞生命活动所需要的物质进入细胞，还把细胞在生命活动中产生的废物排出细胞外。使细胞拥有一个比较稳定的内部环境。
师：上节课我们举了一个菠菜的例子。如果将菠菜放在开水中煮几分钟，开水变成淡绿色、有菠菜味的菜汤，但如果把菠菜放在冷水中却不会变成菜汤，就是因为开水破坏了细胞中的细胞膜，造成菠菜细胞内物质外流。又如甘薯被晒成甘薯干，是由于甘薯细胞中的水分子通过细胞膜散失到空气中去了。我们吃甘薯干时会感到有甜味，说明甘薯细胞中的糖类物质并未通过细胞膜到达细胞外。同学们想想还有没有其他的例子。
生：葡萄……
师：物质进入细胞后有什么作用呢？
生：组成细胞内的物质。
师：对，就像一辆汽车，它要由钢材、塑料等物质构成一样，细胞需要有机物、无机物“构造”。一辆汽车构建好就能跑吗？
生：不能。
师：下面我们一起来看大屏幕，大家想一想，这四幅图说明了什么？
生：结合图片进行分析、讨论。师：为什么车要加油才能跑，人要吃饭才能跑呢？那是因为任何事物的运动都需要能量，而油和饭是提供能量的，那么，食物是如何在人体内变成能量的？请同学们看教材Ⅱ-9，并阅读53页第二自然段到课文结束，你能从中获得什么信息？你获得的信息能回答以下问题吗？把你的想法与同组其他人交流，最后把你们组的答案说给大家听。
出示问题：（多媒体展示）
1．动物的能量从哪来？
2．植物的能量从哪来？
3．植物和动物通过什么结构将细胞内的有机物中的能量释放出来供细胞利用？
4．细胞中的能量转换器是什么？它们分别把什么能变成了什么能？
（同学们看书后，热烈讨论10分钟。）
师：请每组派代表回答，每小组回答一个问题。
生：动物的能量从食物中来。
生：植物的能量是叶肉细胞中的叶绿体将光能转变成化学能，储存在它们所制造的有机物中。师：在植物细胞中有一座大的化工厂，它把太阳光的能量转化成化学能贮存在有机物中，大家猜这座工厂叫什么？
生：叶绿体。
生：植物和动物都是通过细胞中的线粒体，使细胞中的有机物与氧结合，经过复杂的过程，转变成二氧化碳和水，同时将有机物中的化学能释放出来，供细胞利用。
生：细胞中的能量转换器是叶绿体和线粒体，叶绿体将光能变成化学能，线粒体将化学能变……？
师：变成生物所需要的各种能量。如心脏跳动和人走路所需的机械能，大脑思考问题的生物电能，等等。
（任何事物的运动都需要消耗能量，能量存在于物质中，是一种化学能。这就是为什么汽车要加油，人要吃饭。进入细胞的物质一部分会参与细胞的组成，还有相当一部分就是用来提供能量的。而能量的储存和释放需要借助于叶绿体和线粒体这两种细胞器。）如果把每时每刻都在进行生命活动的细胞比作一辆开动的汽车的话，那么叶绿体就相当于加油站，提供燃料；而线粒体相当于发动机，将燃料中的化学能释放出来，驱动汽车。
师：通过这节课的学习，你们对细胞的生活有了哪些新的认识？
生：我知道了细胞中还有许多物质，一类是无机物，如水、无机盐、氧等，一类是有机物，如糖类、脂类、蛋白质、核酸等，并且它们都是由分子构成的。
生：细胞膜可以控制物质的进出。
生：细胞的运动需要能量。
生：细胞中有能量转换器，它们是叶绿体和线粒体。
师：其实，细胞的生活还有很多的奥秘等待着我们去学习！