第5章 細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用第一部分課標(biāo)解讀通過(guò)比較酶與激素等物質(zhì)的異同，類比具有專一性的物質(zhì)，建立起辯證統(tǒng)一和普遍聯(lián)系的觀念。運(yùn)用結(jié)構(gòu)與功能觀分析ATP的結(jié)構(gòu)與功能；運(yùn)用物質(zhì)與能量觀分析細(xì)胞呼吸類型和過(guò)程。運(yùn)用結(jié)構(gòu)與功能觀和物質(zhì)與能量觀分析光合作用的過(guò)程。通過(guò)光合作用和細(xì)胞呼吸的物質(zhì)和能量轉(zhuǎn)化關(guān)系，建立物質(zhì)與能量觀和普遍聯(lián)系的觀點(diǎn)。通過(guò)分析與酶有關(guān)的曲線，培養(yǎng)學(xué)生利用數(shù)形結(jié)合分析生物學(xué)問(wèn)題的思維習(xí)慣。通過(guò)對(duì)細(xì)胞呼吸方式的判斷，培養(yǎng)對(duì)問(wèn)題進(jìn)行推理，并做出合理判斷的能力。通過(guò)分析C3、C5等物質(zhì)變化和影響光合作用的曲線，培養(yǎng)學(xué)生能用文字、圖表及數(shù)學(xué)模型準(zhǔn)確描述生物學(xué)知識(shí)的能力。通過(guò)對(duì)影響光合作用環(huán)境因素的曲線分析，培養(yǎng)運(yùn)用模型構(gòu)建準(zhǔn)確描述生物學(xué)知識(shí)的能力。通過(guò)與酶有關(guān)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與分析，培養(yǎng)對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)果進(jìn)行解釋、分析和處理的能力，及對(duì)實(shí)驗(yàn)方案的評(píng)價(jià)能力。通過(guò)“探究酵母菌細(xì)胞呼吸方式”的實(shí)驗(yàn)，掌握對(duì)生物學(xué)問(wèn)題進(jìn)行初步探究的能力。分析色素提取與分離過(guò)程與結(jié)果。第二部分學(xué)習(xí)目標(biāo)1.通過(guò)對(duì)酶催化作用具體實(shí)例的討論，說(shuō)明酶在細(xì)胞代謝中的作用及酶的本質(zhì)和特性。2.通過(guò)閱讀分析“關(guān)于酶本質(zhì)的探索”的資料，認(rèn)同科學(xué)是在不斷地探索和爭(zhēng)論中前進(jìn)的，偉大的科學(xué)家也會(huì)有認(rèn)識(shí)上的局限性。3.通過(guò)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)和探究，嘗試控制自變量、觀察和檢測(cè)因變量，設(shè)置對(duì)照組和重復(fù)組。4.依據(jù)ATP的分子簡(jiǎn)式說(shuō)出ATP的化學(xué)組成和特點(diǎn)。5.根據(jù)ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化解釋ATP在細(xì)胞生命活動(dòng)中的作用。6.通過(guò)探究酵母菌的細(xì)胞呼吸方式，說(shuō)出細(xì)胞呼吸的類型7.描述線粒體適于進(jìn)行有氧呼吸的結(jié)構(gòu)，說(shuō)明有氧呼吸過(guò)程中物質(zhì)與能量的變化。8.比較有氧呼吸與無(wú)氧呼吸的異同，闡明細(xì)胞呼吸的實(shí)質(zhì)。9.探討細(xì)胞呼吸原理在生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用。10.嘗試提取和分離綠葉中的色素，簡(jiǎn)述綠葉中色素的種類及其功能。11.運(yùn)用結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀念，解釋葉綠體適于進(jìn)行光合作用的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。12.通過(guò)對(duì)光合作用光反應(yīng)階段和暗反應(yīng)階段相關(guān)實(shí)驗(yàn)研究的思考和討論，說(shuō)明光合作用過(guò)程，并從物質(zhì)與能量觀視角，闡明光合作用原理，認(rèn)同人類對(duì)光合作用的認(rèn)識(shí)過(guò)程是逐步的、不斷發(fā)展的。13.設(shè)計(jì)并實(shí)施實(shí)驗(yàn)，探究環(huán)境因素對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響。第三部分內(nèi)容分析學(xué)生在初中階段學(xué)習(xí)了“消化酶對(duì)食物的消化”相關(guān)內(nèi)容，做了“探究饅頭在口腔中變化”的實(shí)驗(yàn)，對(duì)于“酶在溫和的條件下促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行”已不陌生。學(xué)生做過(guò)“測(cè)量食物中的能量”的實(shí)驗(yàn)，學(xué)習(xí)了綠色植物的呼吸作用，以及人體內(nèi)的能量來(lái)自細(xì)胞中有機(jī)物的氧化分解等基礎(chǔ)知識(shí)，對(duì)于細(xì)胞的生活需要能量也有一定的了解。做了“觀察葉片結(jié)構(gòu)”的實(shí)驗(yàn)和“綠葉在光下制造有機(jī)物”的實(shí)驗(yàn)；觀察了“光合作用釋放氧氣”的演示實(shí)驗(yàn)，對(duì)于光合作用的原料、場(chǎng)所、條件、產(chǎn)物已經(jīng)相當(dāng)清楚。 學(xué)生在本模塊的學(xué)習(xí)中已用高倍顯微鏡觀察了線粒體和葉綠體，嘗試過(guò)建構(gòu)真核細(xì)胞的三維結(jié)構(gòu)模型，并學(xué)習(xí)了細(xì)胞中糖類和脂質(zhì)等化合物、細(xì)胞中的無(wú)機(jī)物、細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)以及細(xì)胞的主動(dòng)運(yùn)輸?shù)然A(chǔ)知識(shí)。這些知識(shí)，既是本章學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)，也可以在應(yīng)用本章知識(shí)解決問(wèn)題時(shí)進(jìn)一步得到深化。 學(xué)生一般都有栽花種草的生活經(jīng)驗(yàn)，有的學(xué)生還對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上中耕松土有-定的感性認(rèn)識(shí)，大致了解植物的生長(zhǎng)需要有氧氣，可以將有氧呼吸原理的學(xué)習(xí)與生產(chǎn)生活聯(lián)系起來(lái)。學(xué)生親身經(jīng)歷過(guò)或看到過(guò)做泡菜、做酸奶等與發(fā)酵有關(guān)的活動(dòng)，對(duì)于無(wú)氧呼吸有一定的了解。初中物理課上學(xué)過(guò)的內(nèi)能、能量轉(zhuǎn)化和守恒等知識(shí)，初中化學(xué)課上學(xué)過(guò)的質(zhì)量守恒、氧化還原反應(yīng)等知識(shí)，都為理解細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)變化與能量供應(yīng)和利用打下了--定的基礎(chǔ)。本章在本模塊中具有承上啟下的作用：學(xué)生可以進(jìn)-一步理解為細(xì)胞膜行使主動(dòng)運(yùn)輸功能提供的能量是從哪里來(lái)的，并且加深理解把葉綠體和線粒體分別比喻為植物細(xì)胞的“能量轉(zhuǎn)化站"和所有細(xì)胞的“動(dòng)力車間”的含義；便于學(xué)生加深領(lǐng)會(huì)活細(xì)胞之所以能夠經(jīng)歷生長(zhǎng)、增殖等生命歷程，是與能量的供應(yīng)和利用分不開(kāi)的。必修2《遺傳與進(jìn)化》中有關(guān)“基因的表達(dá)”以及選擇性必修1《穩(wěn)態(tài)與調(diào)節(jié)》中有關(guān)“動(dòng)物和人體生命活動(dòng)的調(diào)節(jié)”等，實(shí)際上都是細(xì)胞在得到能量供應(yīng)的情況下才能進(jìn)行的生命活動(dòng)。學(xué)習(xí)本章的內(nèi)容，有助于學(xué)生對(duì)這兩個(gè)必修模塊中相關(guān)內(nèi)容的理解。在選擇性必修2《生物與環(huán)境》中，生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)與能量流動(dòng)，是從宏觀的視野上探討生命系統(tǒng)的物質(zhì)變化和能量轉(zhuǎn)化，與本章內(nèi)容互為補(bǔ)充，從不同層次和角度闡述了生命系統(tǒng)的物質(zhì)和能量觀。細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)變化和能量利用，離不開(kāi)化學(xué)反應(yīng)。細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)不能像劇烈燃燒那樣迅速釋放能量，而是要在溫和條件下進(jìn)行。這樣，就必須降低化學(xué)反應(yīng)的活化能，顯然，酶是細(xì)胞能量供應(yīng)和利用不可或缺的生物催化劑，因而本章教材首先介紹酶。細(xì)胞內(nèi)直接供能的物質(zhì)是ATP，ATP是能量“貨幣”，ATP 的產(chǎn)生需要通過(guò)細(xì)胞內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，因而第一節(jié)可以為本節(jié)打基礎(chǔ)。在細(xì)胞呼吸、光合作用中，都涉及ATP的生成，ATP 的相關(guān)知識(shí)是學(xué)生學(xué)習(xí)細(xì)胞呼吸、光合作用的基礎(chǔ)。因此，教材在第二節(jié)安排了關(guān)于ATP的內(nèi)容。ATP的主要來(lái)源是細(xì)胞呼吸，順理成章，在第三節(jié)安排細(xì)胞呼吸。細(xì)胞呼吸消耗的物質(zhì)，最終來(lái)自光合作用產(chǎn)生的有機(jī)物，細(xì)胞所利用的能量，其源頭是太陽(yáng)能。由此，光合作用與細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用有著密切的關(guān)系。因此，本章第四節(jié)就帶領(lǐng)學(xué)生一起追溯細(xì)胞能量的源頭，追尋生物圈欣欣向榮的能量源泉。第四部分教學(xué)策略第1節(jié) 降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶1.創(chuàng)設(shè)情境，導(dǎo)入新課酶與我們的生產(chǎn)生活實(shí)踐關(guān)系密切，請(qǐng)學(xué)生舉出生活中與酶有關(guān)的實(shí)例。體會(huì)酶與日常生活的緊密聯(lián)系。展示圖片多酶片、加酶洗衣粉……2.酶在細(xì)胞代謝中的作用“比較過(guò)氧化氫在不同條件下的分解”的實(shí)驗(yàn)說(shuō)明，酶比無(wú)機(jī)催化劑具有更強(qiáng)的降低化學(xué)反應(yīng)活化能的作用。實(shí)驗(yàn)前明確要求學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并進(jìn)行比較；實(shí)驗(yàn)中要分析自變量、因變量和無(wú)關(guān)變量，組織學(xué)生討論(1)如何判斷過(guò)氧化氫被分解的快慢?(2)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析①與1號(hào)試管相比，2號(hào)試管產(chǎn)生的氣泡多，這一現(xiàn)象說(shuō)明什么？②1、4號(hào)試管對(duì)照說(shuō)明什么？③1、3、4(或3、4)號(hào)試管對(duì)照說(shuō)明什么？(3)2號(hào)、3號(hào)、4號(hào)試管相比，哪支試管最終產(chǎn)生的氧氣最多，為什么?實(shí)驗(yàn)結(jié)束后要結(jié)合教材圖5-1，進(jìn)行類比分析，讓學(xué)生理解“降低活化能”的內(nèi)涵。①表示無(wú)酶催化時(shí)反應(yīng)進(jìn)行所需要的活化能是 段。 ②表示有酶催化時(shí)反應(yīng)進(jìn)行所需要的活化能是 段。 ③表示酶降低的活化能是 段。 3.問(wèn)題導(dǎo)向，閱讀發(fā)現(xiàn)——酶的本質(zhì)重視引導(dǎo)學(xué)生開(kāi)展“關(guān)于酶本質(zhì)的探索”資料分析的討論活動(dòng)。首先，要提醒學(xué)生注意我國(guó)歷史上有關(guān)酶探索的資料（四千年前我國(guó)已掌握了釀酒技術(shù)和《康熙字典》對(duì)“酶”字的收錄和解釋），從中滲透民族自豪感；然后，要弄清楚科學(xué)家在研究的過(guò)程中所面臨的真實(shí)問(wèn)題，分析他們?cè)趯?duì)酶本質(zhì)的認(rèn)識(shí)上的貢獻(xiàn)和缺憾，以及其中的不足如何啟發(fā)后來(lái)者的研究和發(fā)現(xiàn)。最后要結(jié)合討論題組織學(xué)生展開(kāi)討論，幫助學(xué)生建立起“大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)”的重要概念。4.探究對(duì)照，掌握——酶的特性通過(guò)“比較過(guò)氧化氫在不同條件下的分解”的實(shí)驗(yàn)和“酶的催化效率是無(wú)機(jī)催化劑107～1013倍”的證據(jù)，幫助學(xué)生形成酶具有高效性的認(rèn)識(shí)。通過(guò)探究“淀粉酶對(duì)淀粉和蔗糖的水解”實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生形成酶具有專一性的認(rèn)識(shí)通過(guò)“鎖匙”類比“底物與酶”的關(guān)系，讓學(xué)生理解復(fù)雜.多樣的生命活動(dòng)為什么可以有條不紊地進(jìn)行，幫助學(xué)生形成“結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)”的生命觀念。一種酶只能催化一種或一類化學(xué)反應(yīng)，而生命活動(dòng)復(fù)雜多樣，讓學(xué)生以此推理得出“酶具有多樣性”的結(jié)論。通過(guò)“相關(guān)信息”和“社會(huì)聯(lián)系”欄日的資料分析，讓學(xué)生感受酶促反應(yīng)條件的“溫和"。5.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，訓(xùn)練思維——影響酶活性的條件 高度重視“影響酶活性的條件”的探究實(shí)驗(yàn)，這一內(nèi)容所包含的實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程及實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析，既是前面所學(xué)的“酶的作用與本質(zhì)”知識(shí)的延續(xù)，又是理解影響光合作用和呼吸作用因素的基礎(chǔ)，同時(shí)還可以訓(xùn)練學(xué)生的探究技能，并學(xué)習(xí)科學(xué)方法。因此，需要?jiǎng)?chuàng)造條件讓學(xué)生親自動(dòng)手探究，有條件的學(xué)?？梢赃M(jìn)一步探究酶作用的適宜范圍。 第2節(jié) 細(xì)胞的能量“貨幣”ATP1.創(chuàng)設(shè)情境，導(dǎo)入新課以教材“問(wèn)題探討”欄目的情境切入本課題，播放螢火蟲(chóng)發(fā)光的奧秘視頻，引發(fā)學(xué)生思考問(wèn)題:（1）螢火蟲(chóng)發(fā)光的生物意義是什么? （2）螢火蟲(chóng)為什么能發(fā)光?（3）螢火蟲(chóng)發(fā)光需要的能量從哪里來(lái)?2.ATP 的結(jié)構(gòu)指導(dǎo)學(xué)生閱讀教材，學(xué)習(xí)ATP的結(jié)構(gòu)。任務(wù)一：結(jié)合資料，引導(dǎo)學(xué)生分析ATP的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)。資料1　如圖為ATP結(jié)構(gòu)式： 引導(dǎo)學(xué)生思考以下問(wèn)題：(1)圖中①②③的結(jié)構(gòu)分別代表什么？ (2)腺苷是由圖中哪些結(jié)構(gòu)組成的？ 結(jié)合問(wèn)題探討螢火蟲(chóng)發(fā)光需要什么呢？回顧細(xì)胞內(nèi)哪些化合物可為細(xì)胞的生命活動(dòng)提供能量。分析思考并歸納，主要能源物質(zhì)是什么？主要儲(chǔ)能物質(zhì)是什么？糖類、脂肪這些物質(zhì)能為螢火蟲(chóng)發(fā)光直接供能嗎? 【探究活動(dòng)】學(xué)生帶著問(wèn)題，以小組為單位進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。 實(shí)驗(yàn)材料：將離體熒光蟲(chóng)發(fā)光器研磨成粉末，然后制成熒光素試劑實(shí)驗(yàn)工具：燒杯、量筒、試管、玻璃棒等實(shí)驗(yàn)試劑：蒸餾水、脂肪溶液、葡萄糖溶液、ATP注射液等實(shí)驗(yàn)原理： 請(qǐng)同學(xué)們分組討論完成實(shí)驗(yàn) (用簡(jiǎn)筆畫(huà)圖示并配文字說(shuō)明)。強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的對(duì)照、等量、單一變量原則。 3.資料分析，類比遷移——ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化任務(wù)二：結(jié)合資料探討ATP與ADP之間的相互轉(zhuǎn)化。1.研究顯示，一個(gè)成年人一天在靜止?fàn)顟B(tài)下所消耗的ATP約有40 kg；在劇烈運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)下，每分鐘約有0.5 kg的ATP轉(zhuǎn)化為ADP。成人體內(nèi)ATP總量約2～10 mg，在安靜狀態(tài)下，肌肉內(nèi)ATP含量只能供肌肉收縮1～2 s。ATP含量很少，但需求量很大，ATP如何持續(xù)供能？請(qǐng)根據(jù)資料回答下列問(wèn)題： 資料3　磷酸肌酸是一種高能磷酸化合物，它能在肌酸激酶的催化下將自身的磷酸基團(tuán)轉(zhuǎn)移到ADP分子中來(lái)合成ATP。研究者對(duì)蛙的肌肉組織進(jìn)行短暫電刺激，檢測(cè)對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組(肌肉組織用肌酸激酶阻斷劑處理)肌肉收縮前后ATP和ADP的含量，結(jié)果如表所示。 4.聯(lián)系實(shí)際，思考討論——ATP 的利用聯(lián)系物質(zhì)合成、肌肉運(yùn)動(dòng)、大腦思考、電鰩發(fā)電、物質(zhì)的主動(dòng)運(yùn)輸、螢火蟲(chóng)發(fā)光等實(shí)際例子，讓學(xué)生思考討論ATP水解所釋放能量的去處。教師要特別注意教材圖5-7中ATP水解放出能量利用（促使主動(dòng)運(yùn)輸中載體蛋白的磷酸化）的典型意義，這有助于第4章“主動(dòng)運(yùn)輸”的學(xué)習(xí)。通過(guò)細(xì)胞中的吸能、放能反應(yīng)與ATP合成、分解關(guān)系的討論，讓學(xué)生繼續(xù)鞏固本節(jié)重要概念——ATP是細(xì)胞能量“貨幣”。 第3節(jié) 細(xì)胞的能量“貨幣”ATP1.創(chuàng)設(shè)情境，導(dǎo)入新課利用做饅頭這一學(xué)生熟悉的情境，展示發(fā)面過(guò)程面團(tuán)的變化圖片，提出問(wèn)題: 發(fā)面中會(huì)有很多的小孔，保鮮膜上有水珠，而且在發(fā)面時(shí)，早期并沒(méi)有酒味，而后期會(huì)有酒味。1.發(fā)面主要與什么微生物有關(guān)?2.面團(tuán)上的小孔是怎么產(chǎn)生的呢?保鮮膜上為什么會(huì)有水珠?3.為什么早期沒(méi)有酒味而后期會(huì)有酒味呢?4.酵母菌有氧呼吸和無(wú)氧呼吸產(chǎn)生的物質(zhì)分別是什么呢?通過(guò)對(duì)問(wèn)題的探討導(dǎo)入對(duì)細(xì)胞呼吸的學(xué)習(xí)。 2.實(shí)驗(yàn)探究，分析討論——酵母菌細(xì)胞呼吸的方式 探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式要注意解決的幾個(gè)問(wèn)題：控制酵母菌生活的有氧和無(wú)氧的環(huán)境；實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中的自變量、因變量和無(wú)關(guān)變量；實(shí)驗(yàn)條件的控制和對(duì)照實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)；酵母菌在有氧和無(wú)氧的環(huán)境條件下的產(chǎn)物及其檢測(cè)。3.問(wèn)題驅(qū)動(dòng)，比較綜合——有氧呼吸和無(wú)氧呼吸 采用圖示教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)整個(gè)有氧呼吸過(guò)程進(jìn)行解構(gòu)和整合，利用好教材中的細(xì)胞結(jié)構(gòu)模式圖，把每一個(gè)階段的物質(zhì)和能量變化對(duì)應(yīng)到具體部位，最后再構(gòu)建出有氧呼吸的總反應(yīng)式。教師可以充分利用多媒體資源，呈現(xiàn)出細(xì)胞有氧呼吸過(guò)程中的物質(zhì)和能量變化過(guò)程，在這個(gè)基礎(chǔ)上，嘗試讓學(xué)生構(gòu)建出有氧呼吸模式圖I，最終整合后還可以用問(wèn)題串的形式對(duì)諸如每一階段的場(chǎng)所、反應(yīng)物、生成物，以及能量變化等進(jìn)行梳理。至于無(wú)氧呼吸過(guò)程，則可以引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)類比分析的方式同樣構(gòu)建出模型，重點(diǎn)要放在對(duì)有氧呼吸和無(wú)有呼吸異同的比較上，通過(guò)分析有氧呼吸和無(wú)氧呼吸的共性，嘗試歸納出細(xì)胞呼吸的概念，加深對(duì)“細(xì)胞呼吸是ATP的主要來(lái)源”這一概念的理解。4.聯(lián)系社會(huì)，訓(xùn)練思維——細(xì)胞呼吸原理的運(yùn)用 關(guān)于細(xì)胞呼吸原理在生活、生產(chǎn)上的應(yīng)用事例很多，可以先讓學(xué)生閱讀課本中相關(guān)的圖文資料，建議教師選取學(xué)生熟悉和有代表性的例子進(jìn)行分析，說(shuō)明事例中細(xì)胞呼吸原理的具體應(yīng)用及意義再讓學(xué)生列舉生活、生產(chǎn)中的其他事例并能簡(jiǎn)要分析，從而認(rèn)識(shí)到細(xì)胞呼吸與我們健康、生活、生產(chǎn)息息相關(guān)。從生活中遇到的實(shí)際問(wèn)題出發(fā)，利用細(xì)胞呼吸原理加以解釋，并能利用細(xì)胞呼吸原理，指導(dǎo)生產(chǎn)生活實(shí)際，這是培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任。教師還可以充分利用教材正文中“思維訓(xùn)練”欄目有關(guān)線粒體起源的內(nèi)容，訓(xùn)練學(xué)生利用證據(jù)作出符合邏輯的推理能力，強(qiáng)化科學(xué)思維，加深對(duì)科學(xué)本質(zhì)的認(rèn)識(shí)，也可以結(jié)合教材“練習(xí)與應(yīng)用”拓展題第2題，引導(dǎo)學(xué)生從進(jìn)化的視角分析生物學(xué)問(wèn)題。 第4節(jié) 細(xì)胞的能量“貨幣”ATP1.創(chuàng)設(shè)情境，導(dǎo)入新課展示詩(shī)歌及圖片，提出問(wèn)題導(dǎo)入光合作用有關(guān)色素的學(xué)習(xí)?！短K幕遮·懷舊》 宋代范仲淹 碧云天,黃葉地，秋色連波,波上寒煙翠。 山映斜陽(yáng)天接水，芳草無(wú)情,更在斜陽(yáng)外。 提出問(wèn)題：綠葉中的色素有哪些?這些色素有什么作用呢?2.探究發(fā)現(xiàn)，自主建構(gòu)——捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu) 按照教材的實(shí)驗(yàn)方法步驟，指導(dǎo)學(xué)生完成“綠葉中色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)”。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后討論教師設(shè)置的問(wèn)題串，引導(dǎo)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)：為何選用新鮮的綠葉，否則會(huì)導(dǎo)致什么結(jié)果？研磨時(shí)加入二氧化硅和碳酸鈣的作用是什么？濾紙條剪去兩角的目的是什么？鉛筆畫(huà)一條細(xì)線的目的，濾液細(xì)線重復(fù)畫(huà)兩三次的目的是什么？層析時(shí)層析液為何不能沒(méi)過(guò)濾液細(xì)線？濾紙條上得到幾條色素帶，其上下位置排序及顏色、寬窄如何？綠葉中的色素在層析液中溶解度大小排序如何？綠葉中的哪一種色素含量最多？如果濾紙條上沒(méi)有色素帶，可能的原因是什么？如果濾紙條上色素帶顏色偏淺，可能的原因是什么？通過(guò)以上的問(wèn)題分析，可引導(dǎo)學(xué)生將結(jié)果和實(shí)驗(yàn)操作相結(jié)合，闡明其因果聯(lián)系，發(fā)展分析問(wèn)題的能力。 針對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示的四條色素帶的不同寬窄和顏色，提出現(xiàn)實(shí)生活中常見(jiàn)的問(wèn)題“為什么正常情況下植物的葉片是綠色的？”“秋天樹(shù)葉變黃，葉片中的色素發(fā)生了什么變化？”。組織學(xué)生閱讀教材，回答上述問(wèn)題，明確一般情況下，綠葉中色素的種類、顏色和含量。在此基礎(chǔ)上，教師進(jìn)一步提出“四種色素到底有什么作用？”引導(dǎo)學(xué)生閱讀色素的吸收光譜圖文資料，并分析植物工廠為什么不用綠光作為光源。 圍繞“色素存在于細(xì)胞中什么部位”的問(wèn)題，遵循宏觀到微觀的原則，引導(dǎo)學(xué)生從光學(xué)顯微結(jié)構(gòu)到亞顯微結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)葉綠體，知道色素存在于葉綠體類囊體的薄膜上，結(jié)合恩格爾曼實(shí)驗(yàn)，了解葉綠體吸收光能進(jìn)行光合作用放氧的證據(jù)，并能解釋葉綠體適于光合作用的結(jié)構(gòu)：色素、相關(guān)的酶、基粒及其面積很大的類囊體膜。3.分析比較，突破難點(diǎn)——光合作用的原理（光反應(yīng)和暗反應(yīng)） 通過(guò)對(duì)初中知識(shí)及葉綠體結(jié)構(gòu)與功能的回顧，讓學(xué)生嘗試描述光合作用過(guò)程中物質(zhì)和能量的變化，引導(dǎo)學(xué)生回顧光合作用的定義，并寫(xiě)出光合作用的化學(xué)反應(yīng)式。學(xué)生已經(jīng)知道光合作用在葉綠體中進(jìn)行，但對(duì)光合作用如何進(jìn)行不清楚。因此，需要引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合教材“探索光合作用原理的部分實(shí)驗(yàn)”的思考討論活動(dòng)進(jìn)行分析：針對(duì)希爾反應(yīng)，教師要引導(dǎo)學(xué)生分析該實(shí)驗(yàn)的材料、條件、處理措施及結(jié)果；針對(duì)魯賓和卡門(mén)實(shí)驗(yàn)，要引導(dǎo)學(xué)生分析該實(shí)驗(yàn)的處理方法及結(jié)果，進(jìn)一步提問(wèn)“該實(shí)驗(yàn)的自變量、因變量是什么，可得出什么結(jié)論？”與希爾反應(yīng)相呼應(yīng)，讓學(xué)生感悟科學(xué)研究的殊途同歸；在了解了希爾反應(yīng)的基礎(chǔ)上，提出“葉綠體在光照下，除了有H2O分解為O2和NADPH，還有哪些物質(zhì)和能量的變化？”引出阿爾農(nóng)實(shí)驗(yàn)，說(shuō)明葉綠體可以合成ATP。 通過(guò)以上的分析，教師可以引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)：光合作用的過(guò)程分為兩部分，一部分是在有光的條件下進(jìn)行的，將水分解產(chǎn)生O2和NADPH、ATP，稱為光反應(yīng)；另一部分不需要光，將CO2轉(zhuǎn)化為糖類等有機(jī)物，稱為暗反應(yīng)。光反應(yīng)與暗反應(yīng)相互聯(lián)系，光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供ATP和NADPH，暗反應(yīng)為光反應(yīng)提供ADP、Pi、NADP+。理解了暗反應(yīng)的大致結(jié)果后，提問(wèn)“CO2如何轉(zhuǎn)化為糖類？發(fā)生了哪些物質(zhì)和能量的變化”，引出卡爾文循環(huán)，教師補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)背景：美國(guó)科學(xué)家卡爾文用"C標(biāo)記的"CO，培養(yǎng)小球藻，每隔一定時(shí)間取樣；用放射自顯影技術(shù)追蹤含"C的產(chǎn)物，根據(jù)其出現(xiàn)先后順序，推測(cè)化學(xué)反應(yīng)過(guò)程。在此基礎(chǔ)上，教師總結(jié)：光合作用的光反應(yīng)階段，光能被葉綠體內(nèi)類囊體上的色素捕獲后，將水分解為O2，和[H]，形成ATP，從而將光能轉(zhuǎn)化成ATP中活躍的化學(xué)能；[H]和ATP驅(qū)動(dòng)在葉綠體基質(zhì)中進(jìn)行的暗反應(yīng)，將CO2轉(zhuǎn)化為儲(chǔ)存化學(xué)能的糖類。4.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，拓展探究——探究環(huán)境因素對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響通過(guò)回顧光合作用的化學(xué)反應(yīng)式，從光合作用的原料、條件、場(chǎng)所等方面，引導(dǎo)學(xué)生分析影響光合作用的因素有哪些，并對(duì)各種因素（內(nèi)因和外因）進(jìn)行總結(jié)，如內(nèi)因有葉綠體的數(shù)量、葉綠素的含量、酶的多少等，外因有光照時(shí)間、光照強(qiáng)度、光的成分、CO，濃度、溫度、水和礦質(zhì)元素等，進(jìn)而引出探究環(huán)境因素對(duì)光合作用強(qiáng)度影響的實(shí)驗(yàn)。在開(kāi)展探究活動(dòng)時(shí)，要引導(dǎo)學(xué)生討論如下問(wèn)題：如何測(cè)定光合作用強(qiáng)度？如何選擇實(shí)驗(yàn)材料和確定變量？怎么設(shè)置對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組？實(shí)驗(yàn)的結(jié)果應(yīng)該如何處理？在討論上述問(wèn)題的基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)操作的步驟。

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高中生物人教版 (2019)必修1《分子與細(xì)胞》電子課本

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