第五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(2课时)一、教学目标:
【知识】:
说明酶在代谢中的作用、本质和特性
【情感】:
通过阅读分析“关于酶本质的探索”的资料,认同科学是在不断的探索和争论中前进的。
【技能】:
进行有关的实验和探究,学会控制变量,观察和检测因变量的变化,以及设置对照组和重复实验。
二、教学重难点:
酶的作用、本质和特性(重点);酶降低化学反应活化能的原理、控制变量的科学方法(难点)
三、教学用具:
ppt幻灯片、实验器材
四、课前准备
五、教学过程:
教学活动教师活动
学生活动(一)引入问题探讨提出问题:与外界的化学反应相比,生物体内的化学反应有什么特点(条件温和、效率高);在学习化学知识中,我们为了让一些化学反应更容易地进行,会使用催化剂,那无机物催化剂和生物体内的催化剂在反应条件上,效率上有什么区别呢?阅读问题探讨内容,进行相关的讨论思考教师提出的问题(二)实验幻灯片展示:酶的本质学生阅读《资料分析》部分,完成讨论,并进行交流。(三)酶的本质方案一:指导学生完成实验方案二:指导学生阅读实验实验,提出问题:1.2号管发生了什么现象,说明了什么(引出活化能的概念)2.3、4号管中,fecl3和过氧化氢酶起了什么作用。(说明催化剂并没有并没有提高分子的能量,而是把发生反应所需要的活化能降低了)3.3、4号管中,哪个反应速度快?说明什么问题(说明酶具有高效性)方案一:学生进行实验方案二:阅读相关的课文内容,展开讨论,并回答问题。(四)酶的特性1.复习实验,指出酶的高效性,也可以给出一些数据加以证明2.用例题说明酶的专一性。可以简单介绍“钥匙-锁“学说(五)探究活动:影响酶活性的条件指导学生完成探究活动的设计和操作揭示酶促反应的条件:最适温度和最适ph完成探究活动,并进行交流和表达(六)小节让学生画概念图练习略
第2节细胞的能量“通货”——atp一、教学目标:【知识】:简述atp的化学组成和特点写出atp的分子简式解释atp在能量代谢中的作用二、教学重难点:atp化学组成的特点及其在能量代谢中的作用;atp和adp的相互转化。三、教学用具:ppt幻灯片四、课前准备:让学生到药店了解atp药品的性状、功效。五、教学过程:教学内容
教师活动
学生活动(一)引入、问题探讨提出问题:前面学习过的能源物质有那些?这些能源物质被细胞分解后,以什么形式提供为细胞提供能量呢?问题探讨:萤火虫发光的生物学意义是什么?萤火虫为什么能发光?一个关于atp让萤火虫尾部重新发光的例子。引出atp是直接能量物质。回答问题(如糖类、葡萄糖、脂肪)(二)atp分子简介以及atp和adp的转化展示atp的分子结构式,讲授atp的分子简式的写法和含义。磷酸键水解放出的能量水平。由atp脱去最远离a的磷酸放出能量引入,讲述adp可以和pi结合,吸收能量,形成atp的过程。,用幻灯片或板书辅助。adp转化为atp所需要的能量的来源:动物、人、真菌、大多数细菌通过呼吸作用、绿色植物通过呼吸作用和光合作用(图表辅助)学生随教师的讲授作出回应,特别是atp和adp相互转化过程中,能量的变化。(三)atp的利用理解:吸能反应与atp合成想联系;放能反应与atp水解相联系。简介图5-7,细胞中能量的利用途径。(四)小结及例题什么是atpatp与adp的转化,及其能量的变化例题略
教学目标
知识目标
1、知道振动中的偏振现象,了解什么是偏振现象,知道偏振是横波的特点.
2、知道偏振光和自然光的区别,知道偏振光在实际生活中的应用.
能力目标
通过光的偏振现象和机械波的偏振现象的实验对比,理解光波是横波的实质.
情感目标
培养良好的物理实验习惯,学会用理论指导实践,用实验来验证理论.
知道在学习物理的过程中,做好实验的重要性.
教学建议
在复习前两节内容干涉、衍射的基础上进行小结,让学生了解:光的干涉和衍射说明光具有波动性;光的偏振说明光是横波.
可以先向学生介绍波的偏振现象,然后演示光的偏振现象实验,最好由学生自己亲自动手观察偏振光.引导学生分析横波的偏振特性,区别纵波的无偏振特性,再让学生区别偏振光与自然光.并分析讲解偏振光的产生方式,这一部分知识也可以让学生自己学习,查找资料.最后进行总结。
关于演示实验的教学建议
1、光的偏振可以用激光演示仪和偏振器进行演示.
方法:使激光束的行进方向正对着学生的观察方向,使激光束通过偏振器.转动偏振器的某一个偏振片,用毛玻璃屏接收透过偏振器的光束,可以在屏上看到光的亮度发生周期性的变化;当两个偏振片平行时,透光最强;当两个偏振片垂直时,透光最弱.
2、本实验也可以将偏振片分发到学生手中,要求学生用两个偏振片对着光线来观察光的偏振现象.
教学设计示例
光的偏振
(-)引入新课
问题:光的干涉和衍射现象表明光是一种波.我们知道波有横波和纵波,那么,光波是横波还是纵波呢?
让学生思考、猜测.
教师让学生观看机械波的偏振实验.
(二)教学过程
1、首先用机械波来说明横波和纵波的主要区别.
我们已经知道绳波是横波,如果在它的传播方向上放上带有狭缝的木板,只要狭缝的方向跟绳的振动方向相同,绳上的横波就可以毫无阻碍地传过去;如果把狭缝的方向旋转90°,绳上的横波就不能通过了,这种现象叫偏振.
横波的振动矢量垂直于波的传播方向振动时,偏于某个特定方向的现象纵波只能沿着波的传播方向振动,所以不可能有偏振.
光是否也会产生偏振呢?
2、演示光的偏振现象:
自然光:从普通光源直接发生的天然光是无数偏振光的无规则集合,所以直接观察时不能发现光强偏于一定方向.这种沿着各个方向振动的光波的强度都相同的光叫自然光;太阳、电灯等普通光源发出的光,包含着在垂直于传播方向的平面内沿一切方向振动的光,而且沿着各个方向振动的光波强度都相同,这种光都是自然光.
让太阳光或灯光通过一块用晶体薄片作成的偏振片P1,在P1的另一侧观察,可以看到它是透明的.以入射光线为轴旋转偏振片P1,这时看到透射光的强度并不发生变化.
再取一块同样的偏振片P2,放在偏振片P1的后面,通过它去观察从偏振片P1透射过来的光,就会发现,从偏振片P1透射过来的光的强度跟两偏振片P1、P2的相对方向有关.
把晶片P1固定,以入射光线为轴旋转偏振片P2时,从P2透射过来的光的强度发生周期性的变化.
当P1与P2的透振方向平行时,透射光的强度最大,当P1与P2的透振方向垂直时,透射光的强度最弱,几乎等于零.把上述的光现象跟机械波的偏振现象比较,表明光通过偏振片时产生偏振现象,由此确定光波是横波.
要求学生总结上述现象,尝试类比机械波的偏振来解释上面的实验现象?
自然光通过第一个偏振片P1(叫起偏器)后,相当于被一个“狭缝”卡了一下,只有振动方向跟“狭缝”方向平行的光波才能通过.自然光通过偏振片Pl后虽然变成了偏振光,但由于自然光中沿各个方向振动的光波强度都相同,所以不论晶片转到什么方向,都会有相同强度的光透射过来.再通过第二个偏振片P2(叫检偏器)去观察就不同了;不论旋转哪个偏振片,两偏振片透振方向平行时,透射光最强,两偏振片的透振方向垂直时,透射光最弱.
光的偏振现象并不是罕见的.我们通常看到的绝大部分光,除了从光源直接射过来的,基本上都不是自然光,只是我们的眼睛不能鉴别罢了.如果用偏振片去观察从玻璃或水面上反射的光,旋转偏振片发现透射光的强度也发生周期性的变化,从而知道反射光是偏振光.
3、光的偏振的应用:
光的偏振现象在技术中有很多应用.例如拍摄水下的景物或展览橱窗中的陈列品的照片时,由于水面或玻璃会反射出很强的反射光,使得水面下的景物和橱窗中的陈列品看不清楚,摄出的照片也不清楚.如果在照相机镜头上加一个偏振片,使偏振片的透振方向与反射光的偏振方向垂直,就可以把这些反射光滤掉,而摄得清晰的照片;此外,还有立体电影、消除车灯眩光等等.
探究活动
1、利用偏振镜观察光的偏振现象.
2、考察光的偏振在人们的日常生活中的应用.
【教学要求】
1、懂得人能够能都地认识世界
2、把握意识在改造世界中的作用
3、理解“一切从实际出发、实事求是”
【教学重难点】
重点:意识的能动作用
难点:意识能动地改造世界
【教学过程】
导入新课:“我有一个梦想”
讲授新课:
一、人能够能动地认识世界
分析陈新年的案例,让学生感悟出人的意识活动是有目的性和计划性的;并指出它并不同于动物的本能活动;
分析一战前德国收购婆罗门石油的案例,让学生自主分析,得出结论:意识活动具有主动创造性和自觉选择性。并进行详细些的解释。
教师总结:目的、计划、主动、创造、自觉选择,这些活动都只存在于人的头脑中,是人头脑中的活动,因此,这些都体现了人能够能动地认识这个世界。或者说人的意识能够反映这个世界。
多媒体展示抗震救灾的案例,做个过渡。说明人不仅能够能动地认识世界,人还能够能动地改造世界。
二、人能够能动地改造世界
首先将整个世界划分为客观世界和主观世界。
1、具体指出,意识对改造客观世界具有指导作用。
详细讲解含义,并指出这种指导具有双重性,它可能是正确的指导,也可能是错误的指导;
再用人与自然的关系案例证明上述结论。
2、具体指出,意识对人的生理活动具有调节和控制作用(主观世界)
指明不同的意识会产生不同的作用,高昂的意志和萎靡的意志产生截然不同的效果。在此贯彻情感态度价值观目标,要求学生无论在学习还是在今后的生活和工作中都应保持高昂向上的精神状态和乐观的思想。
3、概括指出,意识具有反作用,正确的意识能够起促进作用,错误的意识会产生消极的阻碍破坏作用;
在此针对有些典型错误进行分析:见课件。并以此过渡到第三个大问题。
三、一切从实际出发、实事求是
结合教材40页材料,分析如何做到一切从实际出发,实事求是?
学生阅读教材后,找到三个方面,教师进行概括、总结。
多媒体展示材料,根据上述三个方面进行分析练习;之后教师进行总结、解题指导。
本课小结:
本课主要讲述了意识的能动作用原理和一切从实际出发的要求两个问题。(如果有时间可以整合物质和意识的辩证关系原理及方法论,时间不足的话在下节课将题前总结也来得及)
教学目标
(一)知识目标
1、知道的内容.
2、知道可见光是一定频率范围的电磁波.
3、知道红外线、紫外线、X射线等不同频率的电磁波的特点.
4、知道电磁波谱、了解光谱的类别及各类光谱的产生知道明线光谱和吸收光谱是元素的特征谱线.
5、知道麦克斯韦的电磁说及光的电磁本性的实验依据,并要求知道电磁波及产生机理.
(二)能力目标
通过史料的学习,培养学生对问题的理解能力和分析能力.
(三)情感目标
1、让学生体会到科学发展是一代一代科学家辛勤劳动的曲折过程,树立为科学献身的精神
2、从中体会到科学研究的一些基本方法——“实验(事实)——理论假设——实验(提供新的事实)——修正理论(甚至建立新的假设)”,以及人们的认识就是从不断地纠正偏差错误中提高的.
教学建议
回顾人类对光的本性的认识过程,给学生指明学习本章的线索--教材内容的层次和系统,这对发挥学生学习的主动性是十分有益的.通过简要的史料介绍,一方面让学生体会到科学发展是一代一代科学家辛勤劳动的曲折过程,树立为科学献身的精神;另一方面,从中体会到科学研究的一些基本方法--"实验(事实)--理论假设--实验(提供新的事实)--修正理论(甚至建立新的假设)",以及人们的认识就是从不断地纠正偏差错误中提高的."光的本性"的认识史,也是对学生进行辩证唯物主义教育的好教材.
讲述时要着重说明提出的背景和它的事实依据.还要着重说明提出的重要意义在于使人们认识到光波与机械波有本质的不同.揭露了光现象的电磁本质,把光和电磁统一了起来.
需要强调的几点:
1、对红外线、紫外线、X射线的讲述,要让学生抓住主要特征和它们的应用,并尽可能联系可见到的实例.如有可能,可做实验演示.
2、要使学生理解不同频率范围的电磁波,它们本质上是相同的,它们的行为服从共同的规律,但因为频率的不同又各自具有某些特性.
注意:本节内容大多类似科普常识的介绍,没有太难以理解的理论,可以知道学生看书、归纳、总结,锻炼学生的自学能力.
教学设计示例
关于一节,内容大多类似科普常识的介绍,没有太难以理解的理论,可以指导学生看书、归纳、总结,锻炼学生的自学能力.
在学生自学的时候,可以让学生思考有关问题,
1、光的干涉和衍射现象证实了光具有波动性,但光是什么波呢?
2、我们知道,一切机械波,包括声波在内,都需要有介质存在,机械波是不能在真空中传播的.但是光在真空里却能够传播,这如何解释呢?
探究活动
1、查阅资料:光学发展史中有关部分内容.
教学目标
知识目标
使学生了解化学反应中的能量变化,理解放热反应和吸热反应;
介绍燃料充分燃烧的条件,培养学生节约能源和保护环境意识;
通过学习和查阅资料,使学生了解我国及世界能源储备和开发;
通过布置研究性课题,进一步认识化学与生产、科学研究及生活的紧密联系。
能力目标
通过对化学反应中的能量变化的学习,培养学生综合运用知识发现问题及解决问题的能力,提高自学能力和创新能力。
情感目标
在人类对能源的需求量越来越大的现在,开发利用新能源具有重要的意义,借此培养学生学会知识的迁移、扩展是很难得的。注意科学开发与保护环境的关系。
教学建议
教材分析
本节是第一章第三节《化学反应中的能量变化》。可以讲是高中化学理论联系实际的开篇,它起着连接初高中化学的纽带作用。本节教学介绍的理论主要用于联系实际,分别从氧化还原反应、离子反应和能量变化等不同反应类型、不同反应过程及实质加以联系和理解,使学生在感性认识中对知识深化和总结,同时提高自身的综合能力。
教法建议
以探究学习为主。教师是组织者、学习上的服务者、探究学习的引导者和问题的提出者。建议教材安排的两个演示实验改为课上的分组实验,内容不多,准备方便。这样做既能充分体现以学生为主体和调动学生探究学习的积极性,又能培养学生的实际操作技能。教师不能用化学课件代替化学实验,学生亲身实验所得实验现象最具说服力。教学思路:影像远古人用火引入课题→化学反应中的能量变化→学生实验验证和探讨理论依据→确定吸热反应和放热反应的概念→讨论燃料充分燃烧的条件和保护环境→能源的展望和人类的进步→布置研究学习和自学内容。
教学设计方案
课题:化学反应中的能量变化
教学重点:化学反应中的能量变化,吸热反应和放热反应。
教学难点:化学反应中的能量变化的观点的建立。能量的“储存”和“释放”。
教学过程:
[引入新课]影像:《远古人用火》01/07
[过渡]北京猿人遗址中发现用火后的炭层,表明人类使用能源的历史已非常久远。
[板书]化学反应中的能量变化
一、化学反应中的能量变化
[过渡]化学反应中能量是怎样变化的?
[学生分组实验]请学生注意①操作方法;②仔细观察实验现象;③总结实验结论;④写出化学方程式。
(1)反应产生大量气泡,同时试管温度升高,说明反应过程中有热量放出。化学反应方程式:2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑
(2)混合搅拌后,玻璃片和小烧杯粘在一起,说明该反应吸收了大量的热,使水温降低结成冰。化学反应方程式:Ba(OH)2•8H2O+2NH4Cl=BaCl2+2NH3↑+10H2O
[结论]
放热反应:化学上把有能量放出的化学反应叫做放热反应。
如CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)
吸热反应:化学上把吸收热量的化学反应叫做吸热反应。
如C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)
[讨论]现代人怎样利用化学反应?
结论:现代人利用化学反应主要是①利用化学反应中释放出的能量;②利用化学反应制取或合成新物质。
[板书]二、燃料燃烧的条件和环境保护
[学生分组讨论](1)燃料充分燃烧条件?(2)大量使用化石燃料的缺点?
[结论]
(1)使燃料充分燃烧需要考虑两点:①燃烧时要有足够多的空气;②燃料与空气要有足够大的接触面。
空气不足:①浪费资源;②产生大量一氧化碳污染空气,危害人体健康。
空气过量:过量空气会带走部分热量,浪费能源。
增大接触面:改变燃料的状态。如固体燃料粉碎、将液体燃料以雾状喷出、固体燃料液化等。
(2)大量使用化石燃料:①能引起温室效应;②会造成化石燃料蕴藏量的枯竭;③煤燃烧排放二氧化硫,导致酸雨;④煤燃烧会产生大量的烟尘。
[板书]三、现代能源结构和新能源展望
[讨论]现代人怎样利用化学反应中释放出的能量?
结论:人类所需要能量,绝大部分是通过化学反应产生。主要是煤、石油和天然气等化石燃料或它们的制品燃烧所产生的。
[讲述]现代能源结构。
1999年我国化石燃料和水电能源的消耗结构:
能源
煤
石油
天然气
水电
比例
76.2%
16.6%
2.1%
5.1%
[讲述]我国化石燃料与世界主要国家或地区对比。
石油储量/1×1010t
天然气储量/1×1010m3
煤炭/1×1010t
北美
5.6
8.4
262.9
西欧
3.4
6.1
99.3
日本
0
0
1.0
前苏联
8.3
42.5
241.0
中东
54
24.2
0
中国
2.4
0.8
99.0
[讨论]我国能源结构的缺点和新能源展望(环保、防止能源危机)。学生发表自己的想法。
[结论]得出以下结构。
[阅读]能源与人类进步。
请学生阅读教材22——23页。
[本节课的总结和评价]——根据实际完成的情况和教学效果而定。
[尾声]《太阳能》05/34
教学手段:
设计思想:教师应从课堂的知识传输者和灌输者,变为组织者、学习上的服务者、探究学习的引导者和问题的提出者。
板书设计:
[1]
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