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第一节 细胞的生活需要物质和能量一、教学目标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。学生能够认同细胞生命活动具有物质基础。学生通过类比、推理的方法,理解细胞中的物质和能量。二、教学重点:细胞中的物质,以及细胞膜控制物质进出; 细胞质中的线粒体和叶绿体的能量转换作用。三、教学难点:细胞膜控制物质进出;细胞质中的线粒体和叶绿体能量转换作用。 (学生对于微观抽象的知识缺乏感性的认识,难于理解。 )四、课前准备:演示实验器材(学生带几粒生鲜浸软的花生、芝麻,老师准备花生、苹果、树叶、火机、卵石、细沙、龙胆紫、水、小烧杯 1、大烧杯 2) 、教学课件五、教学过程:【导入:】(4 分钟 )同学们,通过前几节课对细胞的学习、观察,我们已经了解到,细胞是生物体结构和功能的基本单位,植物体和动物体都由许多细胞构成,细胞每时每刻都在进行着各种各样的生命活动,在不知不觉中,有些细胞在长大,有些细胞在变老、死去,同时又不断有新的细胞在形成。从今天开始,我们就一同走进细胞,看一看细胞是怎样生活的。1、不管是动物还是植物,都能由小长大 2、在此过程中植物需要浇水,施肥;动物需要喝水,吃食物这说明动植物都要不断从外界吸收营养物质,而动物、植物都是由许许多多细胞构成,因此这些营养物质最终都是进入到了组成动植物体的各个细胞中。这说明:细胞的生活需要物质。在一个寒冷刺骨的早晨, “北风那个吹,雪花那个飘” ,可怜的你没钱吃早餐,饿得头昏眼花、手脚冰凉,于是一向抠得死的张老师良心发现,赏你两个肉包子,吃了以后,你立马就生龙活虎跑去打篮球了,这是因为两个肉包子给你提供了能量,因此细胞的生活还需要能量。请大家把教材翻到 51 页,今天我们就来学习第一节 “细胞的生活需要物质和能量” (板题: 细胞的生活需要物质和能量)这堂课我们主要解决三个问题(幻灯片出示学习目标):1、细胞中有哪些物质?2、细胞怎样控制物质的进出?3、细胞怎样获取和转换能量?【展开】(一)细胞中有哪些物质 ( 10 分钟)A、首先来探讨第一个问题:细胞中有哪些物质? (板书) (3)根据问题推测细胞内可能含有哪些物质?1、吃西瓜、苹果时,有什么感觉?(水、糖)2、每天的主食大米、馒头主要成分是?(淀粉糖类)3、鱼肉、鸡蛋(蛋白质)4、家里炒菜用植物油、花生在纸上按出油印、花生油、茶油、芝麻油、猪肉动物油(脂类)5、每天炒菜放盐(氯化钠) ,青少年补“钙”防止骨骼佝偻病,海带补碘防止大脖子病,21 金维他“钙铁锌硒” 。 (无机盐)得出:B、细胞内物质的分类:(1)无机盐、水无机物糖、蛋白质、脂类、核酸等有机物C、组成物质的基本颗粒分子。 (4 )凭什么将物质分为有机物和无机物?这与组成物质的微小颗粒有关。实验一:烧杯盛满卵石,再放细沙,挤进卵石缝隙。分析:为什么装满卵石的杯子还能装进细沙?(卵石和细沙都由颗粒构成、卵石颗粒之间有空隙)实验二:龙胆紫(代替食盐、方糖)溶解在水中。观察现象、比较前后体积变化。这说明什么问题?1、水是由许多微小的颗粒构成,而且颗粒之间有空隙。2、龙胆紫(食盐、糖)也是由许多颗粒构成,能够分散、运动, “挤”进水分子之间的空隙里。小结:无论是有机物还是无机物,都是由极其微小的颗粒分子构成的。分子还能不能分解成更微小的颗粒呢? 分子又是由更小的颗粒原子构成的。 (举例:一个氧原子和两个氢原子构成一个水分子。幻灯片图解水分子组成) 。以卵石和细沙类比两种不同物质的分子:不同的分子,大小不同,一般分子小、不含碳无机物(水、钙铁锌硒等无机盐,金银铜铁等金属)一般分子大、含碳有机物(糖、蛋白质、脂肪、核酸,纸、塑料(笔套) 、橡胶(橡皮擦) 、桌椅、煤、石油、天然气、酒精等主要成分都是有机物)D、区别有机物和无机物的简单方法:燃烧。 (2 )实验认识有机物和无机物:实验一:燃烧头发。燃烧时有无特殊臭味是辨别蛋白质的最简单方法。实验二:用半枯半鲜的树叶放在火上烧,留下的灰就是不能燃烧的无机盐,而烧掉的就是有机物,水在这过程中蒸发掉了。小结:生物体内的有机物一般能燃烧,无机物不能燃烧。(这些特点只是就一般而言,自然界有很多无机物也可燃烧,像液氢可作火箭推进剂;有机物也可能不能燃烧,像四氯化碳(氯仿)可作灭火剂。凡事思考时我们既应寻找一般性的规律,也不能遗漏某些特殊情况,这样我们的思维才会更加全面、辨证。 )(二)细胞膜控制物质的进出 ( 8 分钟)细胞中的这些物质是否完全封闭的?细胞里面的物质会到外面去吗?细胞外面的物质能到里面来吗? 细胞中每时每刻都发生着各种生命活动、化学变化,即新陈代谢。这些生命活动一方面会不断地消耗细胞内原有物质,因此细胞就需要从外界源源不断的吸收营养物质,这就是植物要浇水施肥、动物要进食的原因;另一方面这些生命活动会不会产生(废物)?我们每天要排尿、呼气、出汗,其实就是排出细胞生命活动产生的废物。不管是有用的物质要进入细胞,还是有害的废物要从细胞出来,大家看【图解】:都得经过细胞的哪一结构?所以大家推测,控制物质进出细胞的是什么结构?典型例子,新鲜鱼肉撒点盐,一段时间后,碗里出现了很多水,水是从鱼细胞里跑出来,但蛋白质有没有跑出来?允许水从细胞里跑出来和不让蛋白质从细胞里跑出来的都是 细胞膜。如果是植物细胞,细胞膜外面还有细胞壁,那还是不是细胞膜控制物质的进出呢?虽然植物细胞外面还有细胞壁,但细胞壁就好比我们学校穿了很多孔洞的围墙,那些阿猫阿狗、好人坏人全都可以通过这些孔洞自由出入。细胞壁上也有很多孔洞,对于水、无机盐、蛋白质、糖、脂类这些物质来说,这些孔洞太大,这些物质的分子全都可以随心所欲、畅通无阻。因此真正控制物质进出细胞的只可能是细胞膜。这一点读高中时可以通过著名的“质壁分离”实验来证明。细胞膜控制物质的进出有什么特点呢?我们来分析一段材料:【海带细胞与海水中碘、镁含量的对比】(海带生活在海水中,而海水中镁含量较多、碘含量少,所以按常理海带细胞中也应该是镁含量较多、碘含量较少。但事实是否如此呢?请看材料:正好相反,海带细胞中碘含量惊人,是海水中的 10 万倍;而镁含量却很少,只有海水的万分之一。这种现象也发生在很多其他生物身上,这说明细胞膜对进出细胞的物质是不是一视同仁?而是有明确的 选择性 。一般而言:1、对细胞有用的物质进入2、对细胞无用的物质挡在外面3、细胞内产生的废物排出类比:细胞壁好比有很多穿孔的围墙,细胞膜则好比巡逻的门卫、保安,具有识别功能,利用细胞膜上的特别通道、开关有选择性的控制物质进出。 (板书)(三)细胞质中有能量转换器 ( 10 分钟)通过细胞膜的控制,很多营养物质进入了细胞,那么这些物质在细胞内到底起什么作用呢?(生长和能量,课前列举的吃肉包子变生龙活虎的例子。 )一切运动都需要能量来推动,生命活动也不例外。能量看不见、摸不着,那我们先来了解能量的特点。1、同学们列举生活中自己熟悉的能量形式(尽量以教室内为主,切身感受):电能、光能(太阳能) 、热能、风能、动能、化学能(木材、汽油、煤燃烧后放出热量)(吃了米饭能使你浑身有劲、暖和,说明食物中含有能量, )食物中的能量属于哪种形式?化学能。 。 。 。 。 。思考:以上哪种形式的能量最方便收集、储存、传递,受环境、时空变化的影响最小?(化学能)2、能量的转化。能量能否凭空产生?教室里的灯光(光能)是凭空产生吗?(电能光能和热能)电风扇转动起来后具有动能,动能是凭空产生的吗?必须要给它提供电能。 (电能动能风能)汽车要运动,必须提供汽油(化学能动能和热能)冬天烧一堆木材烤火:(化学能热能和光能)利用风力发电,是把(风能电能)。 。 。 。 。 。小结:能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,它只会从一种形式转化成另外一种形式。我们利用能量,往往也就是把一种能量转化成另外一种能量的过程。我们以汽车为例,来详细分析:汽车要跑起来,必须先到加油站加满汽油。汽油里含有什么能?所以加油其实就是给汽车储存能量的一个过程。有了汽油就一定能跑了吗?还必须启动发动机,使汽油燃烧,燃烧就使汽油中的有机物(大分子)变成了二氧化碳和水(小分子) ,也就是使大分子物质变成小分子物质,这个过程会释放出有机物里面储存的化学能,推动车轮的转动,这样就将汽油的化学能转变成了汽车的动能。所以,要使汽车跑起来,必须要有加油站进行能量的储存和发动机进行能量的释放转化。那么,细胞呢?细胞生命活动所需的能量又是哪里来的?具体又是怎样转化利用的?下面我们以一个小实验来探究:【以冬天天冷时搓手、跺脚驱寒、剧烈运动发热为例】小实验:每人快速搓手,什么感觉?什么能转化成什么能?(化学能动能热能)化学能又来自哪里?(来自细胞中的有机物又来自米饭等食物)米饭摆在桌子上,有没有放能?与汽油燃烧类似, 化学能要释放,有机物必须被分解, 放能越多,体内有机物的分解越多,所以剧烈运动、劳累时肚子饿得快、食量大。这种有机物的分解放能过程主要发生在细胞的 线粒体 中。 (黑板图解、板书呼吸作用公式:有机物+氧二氧化碳+水+ 能量)释放出来的能量可以转化成动能、生物电能(大脑思考、神经传递) 、热能(体温、出汗) 。那么,米饭等食物中的化学能又来自哪里呢?回忆食物链,在生态系统中,人和动物都属于消费者,而各种消费者,归根到底,都直接或者间接以生产者植物为食, (所以食物链一定是从生产者开始) ,因此, (这样顺藤摸瓜、追本溯源, )我们发现有机物产生的源头是 生产者植物。为什么?因为植物可以进行光合作用。 【图解、板书光合作用:二氧化碳+水光/叶绿体有机物(储存化学能)+氧】 。这一过程发生在某些植物细胞的叶绿体中,而且必须要有光。它的实质其实就是把什么能转化成什么能储存起来?(光能化学能)所以,大家看,相当于汽车加油站的是?相当于汽车发动机的是?叶绿体和线粒体就是细胞中的两种 能量转换器 。其中叶绿体将什么能转化成什么能?线粒体将什么能释放供生命活动直接利用?(板书)3、拓展思考:人和动物细胞有几种能量转换器?哪一种?植物细胞又有几种?哪两种?是否所有植物细胞都有这两种?(四) 、总结:今天学习了哪些内容?(照应“学习目标”三个问题 ) ( 2 分钟)(五) 、练习:(幻灯片出示或基训) ( 2 分钟)六、板书设计细胞的生活需要物质和能量一. 细胞中的物质组成无机物:一般分子小、不含碳、不燃烧。有机物:一般分子大、含碳、燃烧。二. 细胞膜选择性控制物质进出细胞。三. 细胞中有能量转换器:叶绿体:光能 化学能(植物)线粒体:分解有机物,释放化学能。(植物、动物)【特别注意】:让学生根据探究课题而讨论时学生讨论激烈,但是会出现一些与本课堂无关的问题,必须引导学生进入本课题的讨论中,不要过多地关注其他问题,控制好课堂时间。因为这一课的内容比较难,课时比较紧张,但还是尽量让学生做关于本课题的练习,巩固知识,这样才能让他们更深刻地理解。
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