高中生物教师竞赛作品《能量的释放和利用》教学案 新人教版必修1

光合作用的过程和原理应用内容简介：本教学设计以建构主义为理论依据、以高中生物课程标准为设计理念，对光合作用的过程和原理进行了一课时的设计。

本教学设计在对教材和学生进行充分分析的基础上，从创设情景激趣导入、精心设计探求新知、深入思考知识升华、拓展探究严谨态度四个环节突破了本节内容的教学重、难点，达成教学目标。

关键词：光合作用、光反应、暗反应一、教材分析：光合作用的过程和原理应用是高中生物人教版教材必修1《分子与细胞》第五章“细胞的能量供应和利用”，第4节能量之源-光与光合作用第3课时内容。

本节课是在学习了细胞的分子组成、细胞的基本结构、酶、ATP、细胞呼吸和叶绿体色素、光合作用的发现历程的基础上进行教学的。

生态系统的功能主要是能量流动和物质循环。

能量流动和物质循环都离不开生产者的光合作用。

它是生物界最基本的代谢过程。

学习光合作用能够帮助学生更深刻的理解酶和ATP在新陈代谢中的作用、叶绿体的功能、呼吸作用中有机物的能量来源等。

进而为生态系统的结构和功能的学习奠定基础，便于学生理解光合作用是生物界最基本的代谢过程。

有利于学生树立结构和功能相统一、局部与整体相统一的辩证唯物主义观点和理论联系实际的思维。

二、学情分析：高中生有较强的求知欲望，思维活跃，具有一定的自学能力。

通过初中阶段的学习，学生已经初步形成光合作用的概念，高中生物学课本则为学生提供了光合作用的研究史料，色素提取和分离实验。

但本节内容特别是光合作用的过程比较抽象、复杂，离学生的生活实际较远，给学生的理解带来一定难度。

所以，本节课将采用讲述、启发和探究、演示实验等多种教学方式相结合进行教学。

三、教学目标：1．知识目标：1）说明光合作用的过程，比较光反应和暗反应的区别、联系2）研究影响光合作用的环境因素3）说出光合作用原理的应用2．情感态度与价值观：1）通过对光合作用光反应和暗反应阶段的对比学习，培养学生局部与整体、结构与功能相统一的观点，树立科学的辨证观点。

新课标·人教版·必修1第5章细胞的能量供应和利用·本章分析：细胞作为一个生命活动的基本单位，在其中进行着复杂的各种生物化学反应，这些反应的进行需要什么样的条件呢？有什么特点？生命活动离不开能量，那么细胞是如何产生能量并利用能量的呢？通过本章的教学活动，带领学生进行探究活动、研讨分析教材内容，理解生命活动中物质的变化所伴随着的能量转换，领悟细胞的代谢活动是细胞进行其他生命活动的基础。

本章教材内容与课标要求及教学安排的对应列表如下。

第5章细胞的能量供应和利用第1节降低化学反应活化能的酶（教学设计：潘明山）一、教学目标1.知识目标：①说出酶的化学本质(Ⅰ)。

②说明酶的催化作用具有高效性的原因(Ⅱ)。

③解释酶的作用条件较温和、催化作用具有专一性、高效性对于生命活动的意义(Ⅱ)。

④设计“影响酶活性的条件”的实验方案和步骤，撰写实验探究性活动的实验报告，总结成功的经验、分析失败的原因。

(Ⅲ)2.技能目标：按所设计的实验方案和步骤，正确完成相关的实验操作。

3.情感目标：①评价自己的方案和别组同学的方案，②参与交流，听取别人的正确意见，维护或修改自己的方案和意见。

二、教学重点、难点分析：1.设计“影响酶活性的条件”的实验方案和步骤，撰写实验探究性活动的实验报告，总结成功的经验、分析失败的原因。

探究性活动有利于培养学生的创新精神和实践能力，有利于学生主动建构知识、发展能力、形成正确的情感态度与价值观。

这一活动具有相当的难度，首先，需要学生自己决定和判断的因素很多，如：设计探究的方向，设计实验的步骤，选择实验的材料，如何控制变量，如何检验结果……等等，无疑，这对于学生来说是非常具有挑战性的。

同样，对授课的老师来讲，也是一种考验，怎样做必要的辅垫、怎样把学生的思维活动引向深入、如何组织学生交流设计的方案、评价别人的方案、维护或修改自己设计的方案中的缺陷和错误，如何驾驭课堂、处理出现意外的事件，把握课堂讨论的方向，分配各环节的时间……等等。

第4节能量之源——光与光合作用学习目标1．说出叶绿体的结构和功能。

(重点)2．说出色素的种类及功能。

3．提取和分离绿叶中色素。

(难点)4．描述光合作用的过程。

(重点)5．说出光合作用的概念。

6．阐述光合作用中物质和能量的变化。

(难点)7．体验科学探究的方法和技术。

核心概念提取色素分离色素叶绿体吸收光谱光合作用光反应阶段暗反应阶段同位素标记法第1课时光合作用的探究历程、过程及色素一、光合作用的探究历程1．1864年，德国的萨克斯的实验证实了光合作用的产物有淀粉。

2．1939年，美国的鲁宾和卡门利用同位素标记法证明了光合作用释放的氧气来自水。

3．20世纪40年代，美国的卡尔文，利用放射性同位素标记技术最终探明了 CO2在光合作用中转化成有机物中碳的途径。

二、绿叶中色素的提取和分离三、色素的含量和种类四、叶绿体的结构和功能1．叶绿体的结构2．叶绿体的功能：进行光合作用的场所。

3．恩格尔曼的实验实验设计：把载有水绵和好氧细菌的临时装片放在没有空气的黑暗中，然后用极细的光束照射水绵；之后再将临时装片暴露在光下。

实验现象：极细的光束照射，细菌 只向叶绿体被光束照射到的部位集中 ；完全暴露在光下，细菌 分布在叶绿体所有受光的部位 。

实验结论：叶绿体是 光合作用的场所 ，氧气是叶绿体释放的。

五、光合作用的过程及应用 1．光反应(1)场所：叶绿体的 类囊体薄膜 上。

(2)条件： 光照 、色素、酶等。

(3)物质变化：将水分解为 [H]和O 2 ，将ADP 和Pi 合成ATP 。

(4)能量变化：光能转变为 活跃的化学能 。

2．暗反应(1)场所：叶绿体的 基质 中。

(2)条件：酶、[H]、ATP 。

(3)物质变化：a ．CO 2的固定：C 5＋CO 2→ 2C 3 ；b.C 3的还原：C 3＋[H]＋ATP→ C 6H 12O 6 。

(4)能量变化：ATP 中活跃的化学能转变为 有机物中稳定的化学能 。

？思考1．夏季的树叶多为绿的海洋，到了深秋时节更有“看万山红遍，层林尽染”的美景，试从生物学角度分析其原因。

第2讲细胞呼吸1.细胞呼吸(Ⅱ)2.实验：探究酵母菌的呼吸方式1.细胞呼吸是有机物氧化分解,释放能量的过程(生命观念)2.比较有氧呼吸和无氧呼吸的场所和过程的不同(科学思维)3.探究有氧和无氧条件下酵母菌细胞呼吸的方式(科学探究)4.细胞呼吸的原理在生产和生活中的应用(社会责任)细胞呼吸的类型和过程1．细胞呼吸细胞呼吸是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解,生成二氧化碳或其他产物,释放出能量并生成ATP的过程。

2．有氧呼吸(1)概念：是指细胞在氧的参与下,通过多种酶的催化作用,把葡萄糖等有机物彻底氧化分解,产生二氧化碳和水,释放能量,生成大量ATP的过程。

(2)过程(3)写出有氧呼吸总反应式(标出氧元素的来源与去向)。

3．无氧呼吸(1)概念：是指细胞在没有氧气的参与下,通过多种酶的催化作用,把葡萄糖等有机物分解成不彻底的氧化产物,释放少量能量,生成少量ATP 的过程。

(2)场所：全过程是在细胞质基质中进行的。

(3)过程(4)反应式①产物为酒精：C 6H 12O 6――→酶2C 2H 5OH ＋2CO 2＋能量。

②产物为乳酸：C 6H 12O 6――→酶2C 3H 6O 3＋能量。

(5)能量①只在第一阶段释放少量能量,生成少量ATP 。

②葡萄糖分子的大部分能量存留在酒精或乳酸中。

(人教版必修1 P 94“小字内容及相关信息”改编)1 mol 葡萄糖彻底氧化分解及分解成乳酸时分别释放多少能量？其中有多少能量储存于ATP 中？两者有何差异及共性？热能散失是否是能源浪费？提示：1 mol 葡萄糖彻底氧化分解释放的能量2 870 kJ 中有1 161 kJ 左右的能量转移至ATP 中,其余能量则以热能形式散失。

而1 mol 葡萄糖分解成乳酸时释放196.65 kJ 能量,有61.08 kJ 左右转移至ATP 中。

两者的共性是多数能量以热能形式散失,差异是彻底氧化分解释放能量较多,热能散失是维持体温所必需的,并非能源浪费。

高三生物一轮复习教学案课题：细胞的能量供应和利用一．降低化学反应活化能的酶1.酶的作用：通过“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验，可以说明酶在细胞代谢中具有的作用，同时还证明了酶与无机催化剂相比，具有的特性。

2.酶的作用机理：降低化学反应的。

3.酶的本质：酶是产生的具有催化功能的有机物，其中绝大多数酶是，少数酶是。

4.酶的特性：⑴：酶的催化效率大约是无机催化剂的107—1013倍。

⑵专一性：一种酶只能催化化学反应。

5.酶的作用条件较温和：酶所催化的化学反应一般是在的条件下进行的，过酸、过碱或温度过高，都会使酶的遭到破坏，使酶永久失活；而在低温下，酶的活性，但不会失活。

＊思考感悟：酶催化的反应中，酶能否使生成物的量增加？二．细胞的能量“通货”——ATP1.结构：ATP是的英文名称缩写，其结构简式是，一个ATP分子中含有一个腺苷，两个，三个，ATP分子中大量的化学能储存在中。

2.功能：ATP是细胞内的一种化合物，直接给细胞生命活动提供能量。

3.在有关酶的催化下，ATP分子中远离的高能磷酸键很容易水解，并释放能量。

4.在有关酶的催化下，ADP可以接受能量，同时与一个游离的结合，重新形成ATP。

5.ATP和ADP相互转化的能量供应机制，是生物界的，ADP转化为ATP时所需能量，对于动物、人、真菌和大多数细菌来说来自于，对于绿色植物来说，还可以来自。

6.ATP可用于细胞的，各种反应，还可用于生物发光、发电，肌肉收缩，大脑思考等生命活动。

7.细胞内的化学反应吸收和释放的能量通过在吸能反应和放能反应之间循环流通。

＊思考感悟：ATP分子中去掉两个磷酸基团后形成的物质是什么？是组成哪种化合物的基本单位之一？三．ATP的主要来源——细胞呼吸1.有氧呼吸：⑴总反应式：＊：有氧呼吸三个阶段相同的生成物是什么？2.无氧呼吸：⑴酒精发酵的反应式为；乳酸发酵的反应式为。

⑵过程：第一阶段与有氧呼吸的第一阶段相同，第二阶段的产物是，两个阶段的反应场所都是四．能量之源——光与光合作用1.绿叶中色素的提取和分离：⑴可以利用提取绿叶中的色素，在研磨时还应加如少许和，其中前者有助于，后者可防止研磨中。

高中生物第5章细胞的能量供应和利用第3节 ATP的主要来源-细胞呼吸教学设计新人教版必修1课前准备——课前要求学生完成以下任务：1、复习巩固上一节课的内容《探究实验——探究酵母菌的细胞呼吸方式》；2、预习本节课细胞呼吸的过程和原理应用，对基础知识有初步的认识；3、以小组为单位，充分发挥小组的合作能力，自制课堂模拟有氧呼吸过程时所用卡片等工具材料。

课堂教学设计：【情境导入】通过观察实验中A、B、C 3只保温瓶温度计数据不同，比较有氧和无氧呼吸放出能量的不同，进一步探究有氧呼吸和无氧呼吸的过程。

教师课件展示下图：问题：保温瓶B的温度比保温瓶A的温度高，为什么？这说明了什么问题？（B瓶进行的是有氧呼吸，而A瓶进行的是无氧呼吸；这说明有氧呼吸产生的能量比无氧呼吸产生的能量多）教师引出问题：有氧呼吸产生的能量为什么比无氧呼吸产生的能量多？学生带着这个问题进入本节课的学习。

【新课讲授】（一）有氧呼吸本节的重点是有氧呼吸的过程，难点也在此，只要有氧呼吸过程研究透彻，无氧呼吸就很容易接受了，所以预习内容主要是关于有氧呼吸的基础知识，起到熟悉知识的作用，并且在学案上明确要求：记准化合物名称，为课堂教学扫清障碍。

有氧呼吸课堂教学过程如下：1、自学与讨论：独立完成如下图片，小组讨论确定答案。

2、知识细化：依据动画细化有氧呼吸过程，明确物质的变化和能量的去向。

3、书面落实：依据学案独立完成知识小结有氧呼吸过程小结：从反应物和产物的角度落实基础知识有氧呼吸总反应式:依据课件内容独立写出并要求学生板演4、讨论与陈述：（1）本部分中要求学生分小组讨论的问题有：通过对课本P93-94页有氧呼吸的自主学习，学生以小组为单位，尝试模拟有氧呼吸全过程，并结合有氧呼吸的全过程完成下表。

有氧呼吸场所反应物产物释能第一阶段第二阶段第三阶段（2）本节课中需要学生自己独立思考和总结的问题有：①为什么说线粒体是有氧呼吸的主要场所? 通过分析图片，说明线粒体与其功能相适应的特点有哪些？②1mol葡萄糖彻底氧化分解可释放2870KJ能量，其中储存于ATP中1161KJ，其余能量均以热能的形式散失了，请你计算一下，有氧呼吸的能量转化效率是多大？ 1mol葡萄糖有氧呼吸产生的能量能合成多少ATP ？5、阶段性小结：即总结出有氧呼吸的概念和反应式，又对所学知识有了一个小结。

一、教案内容：1.1 课程名称：高中生物细胞的能量供应和利用1.2 课程目标：（1）了解细胞内能量供应的过程；（2）掌握细胞呼吸的类型和作用；（3）理解光合作用与细胞呼吸的关系；（4）培养学生的实验操作能力和观察能力。

1.3 教学重点：（1）细胞呼吸的类型和作用；（2）光合作用与细胞呼吸的关系。

1.4 教学难点：（1）细胞呼吸过程中各阶段的物质变化和能量释放；（2）光合作用与细胞呼吸的相互关系。

1.5 教学方法：（1）采用问题驱动的教学方法，引导学生思考和探讨；（2）利用实验和动画等多媒体教学资源，直观展示细胞呼吸和光合作用的过程；（3）开展小组讨论，培养学生的团队合作能力。

1.6 教学过程：（1）导入：通过生活中的实例，引发学生对细胞能量供应的思考；（2）新课导入：介绍细胞呼吸的类型和作用；（3）课堂讲解：详细讲解细胞呼吸的过程，引导学生理解各阶段的物质变化和能量释放；（4）案例分析：分析光合作用与细胞呼吸的关系，让学生理解两者在细胞内的协同作用；（5）课堂练习：布置相关习题，巩固所学知识；（6）小结：总结本节课的主要内容，强调重点和难点；（7）作业布置：布置课后作业，巩固所学知识。

二、教学反思：2.1 教学效果：（1）学生对细胞呼吸和光合作用的概念有了清晰的认识；（2）学生能够理解细胞呼吸过程中各阶段的物质变化和能量释放；（3）学生掌握了细胞呼吸和光合作用之间的关系；（4）学生在实验操作和观察方面得到了锻炼。

2.2 教学改进：（1）在讲解细胞呼吸过程时，可以结合更多的实例进行分析，提高学生的实际应用能力；（2）在课堂练习环节，可以增加一些拓展题目，培养学生的思维能力；（3）在实验环节，可以引导学生更多地关注实验现象背后的原理，提高学生的科学素养。

三、教学评价：3.1 学生评价：（1）评价学生对细胞呼吸和光合作用的理解程度；（2）评价学生在实验操作和观察方面的表现；（3）评价学生对课堂内容的兴趣和参与程度。

第1讲降低化学反应活化能的酶2015备考·最新考纲1．酶在代谢中的作用(Ⅱ)。

2.实验：探究影响酶活性的因素。

考点1 酶的本质和作用(5年12考)(2013课标Ⅱ、安徽理综、四川理综、重庆，2012天津、海南、全国，2011全国……) 1．酶的本质和作用合成原料氨基酸核糖核苷酸合成场所核糖体主要是细胞核来源一般来说，活细胞都能产生酶生理功能具有催化作用作用原理降低化学反应的活化能2.酶本质的探索(连一连)3．酶的特性(1)高效性：催化效率约是无机催化剂的107～1013倍。

(2)专一性：每一种酶只能催化一种或一类化学反应。

(3)作用条件较温和：在最适温度和pH条件下，酶的活性最高。

特别提醒酶与无机催化剂的相同之处：(1)化学反应前后数量和性质不变。

(2)加快化学反应的速度，缩短达到化学平衡的时间，但不能改变平衡点。

(3)都能降低化学反应的活化能。

思维激活甲、乙两种酶用同一种蛋白酶处理，酶活性与处理时间的关系如右图所示，请思考：(1)甲、乙两种酶的化学本质是否相同？出现此结果表明酶具哪种特性？(2)乙酶活性改变的机制是什么？提示(1)观察曲线图可知，甲酶的活性始终保持不变，表明甲酶能抵抗该种蛋白酶的降解，则甲酶的化学本质不是蛋白质而是RNA，乙酶能被蛋白酶破坏活性降低，则乙酶为蛋白质。

(2)乙酶被降解的过程中其分子结构会发生改变，从而使其活性丧失。

酶本质和作用的理解考查(2013·课标Ⅱ，6)关于酶的叙述，错误的是( )。

A．同一种酶可存在于分化程度不同的活细胞中B．低温能降低酶活性的原因是其破坏了酶的空间结构C．酶通过降低化学反应的活化能来提高化学反应速度D．酶既可以作为催化剂，也可以作为另一个反应的底物解析低温只能降低酶的活性，并没有改变酶的空间结构，当温度回到最适温度时，酶的催化效率仍然可以达到最大；而高温、强酸和强碱会破坏酶的空间结构，从而导致酶活性的降低甚至丧失，所以B错。