2024年高中生物競賽教學(xué)設(shè)計(jì)細(xì)胞呼吸-糖酵解

2024年高中生物競賽教學(xué)設(shè)計(jì)細(xì)胞呼吸——糖酵解學(xué)校授課教師課時(shí)授課班級授課地點(diǎn)教具課程基本信息1.課程名稱：高中生物競賽課程——細(xì)胞呼吸：糖酵解

2.教學(xué)年級和班級：高一年級生物競賽班

3.授課時(shí)間：2024年5月15日，第6節(jié)課

4.教學(xué)時(shí)數(shù)：45分鐘

5.教學(xué)內(nèi)容：以人教版高中生物必修一《分子與細(xì)胞》第五章“細(xì)胞的代謝”第二節(jié)“細(xì)胞呼吸”為藍(lán)本，深入講解糖酵解過程。核心素養(yǎng)目標(biāo)分析本節(jié)課旨在通過講解糖酵解過程，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力和生命觀念。具體目標(biāo)如下：

1.學(xué)生能夠理解糖酵解的定義、過程和意義，掌握糖酵解過程中各個(gè)步驟的關(guān)鍵酶和能量變化。

2.學(xué)生能夠運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，分析并解釋實(shí)際生物現(xiàn)象中的糖酵解過程，如運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)時(shí)的能量供應(yīng)等。

3.學(xué)生能夠通過小組合作、討論等方式，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和溝通能力，提升解決問題的能力。

4.學(xué)生能夠運(yùn)用糖酵解的知識(shí)，進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)和分析，提升實(shí)驗(yàn)操作能力和科學(xué)探究能力。

5.通過對糖酵解過程的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠樹立正確的生命觀念，認(rèn)識(shí)到生命活動(dòng)中的能量變化和物質(zhì)代謝的重要性，提升綜合素質(zhì)。重點(diǎn)難點(diǎn)及解決辦法重點(diǎn)：

1.糖酵解的定義、過程和意義。

2.糖酵解過程中各個(gè)步驟的關(guān)鍵酶和能量變化。

難點(diǎn)：

1.糖酵解過程中各個(gè)步驟的詳細(xì)機(jī)制和能量變化規(guī)律。

2.如何運(yùn)用糖酵解的知識(shí)解釋實(shí)際生物現(xiàn)象。

解決辦法：

1.對于重點(diǎn)內(nèi)容，通過PPT展示、課堂講解、實(shí)例分析等方式進(jìn)行深入講解，確保學(xué)生能夠理解和掌握。

2.對于難點(diǎn)內(nèi)容，可以通過動(dòng)畫演示、小組討論、實(shí)驗(yàn)操作等方式，幫助學(xué)生直觀地理解糖酵解過程的詳細(xì)機(jī)制和能量變化規(guī)律。

3.針對如何運(yùn)用糖酵解的知識(shí)解釋實(shí)際生物現(xiàn)象，可以設(shè)計(jì)相關(guān)的案例分析和討論，引導(dǎo)學(xué)生將理論知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合。

4.鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，提供相關(guān)的學(xué)習(xí)資源和參考資料，幫助學(xué)生克服難點(diǎn)，提高學(xué)習(xí)效果。教學(xué)資源準(zhǔn)備1.教材：確保每位學(xué)生都有《分子與細(xì)胞》第五章“細(xì)胞的代謝”第二節(jié)“細(xì)胞呼吸”的教材，以便學(xué)生能夠跟隨教學(xué)進(jìn)度進(jìn)行學(xué)習(xí)和復(fù)習(xí)。

2.輔助材料：準(zhǔn)備與教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的圖片、圖表、視頻等多媒體資源，如糖酵解過程的動(dòng)畫演示、能量變化圖解等，以幫助學(xué)生更直觀地理解糖酵解過程的詳細(xì)機(jī)制和能量變化規(guī)律。

3.實(shí)驗(yàn)器材：本節(jié)課涉及實(shí)驗(yàn)操作，需要準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)器材，如試管、酶制劑、指示劑、葡萄糖溶液等。確保實(shí)驗(yàn)器材的完整性和安全性，同時(shí)為學(xué)生提供實(shí)驗(yàn)操作的指導(dǎo)和安全注意事項(xiàng)。

4.教室布置：根據(jù)教學(xué)需要，布置教室環(huán)境，設(shè)置分組討論區(qū)和實(shí)驗(yàn)操作臺(tái)，以便學(xué)生能夠進(jìn)行小組合作、討論和實(shí)驗(yàn)操作。在教室內(nèi)提供適當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)操作空間和實(shí)驗(yàn)器材存放區(qū)域，確保教學(xué)活動(dòng)的順利進(jìn)行。

5.學(xué)習(xí)資源：為學(xué)生提供相關(guān)的學(xué)習(xí)資源和參考資料，如學(xué)術(shù)文章、實(shí)驗(yàn)報(bào)告、學(xué)習(xí)指南等。幫助學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，提供問題解答和深入學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)，促進(jìn)學(xué)生對糖酵解過程的理解和掌握。

6.教學(xué)工具：準(zhǔn)備投影儀、計(jì)算機(jī)、多媒體播放設(shè)備等教學(xué)工具，以便進(jìn)行PPT展示、視頻播放等教學(xué)活動(dòng)。確保教學(xué)設(shè)備的正常運(yùn)行，為教學(xué)提供良好的技術(shù)支持。

7.評估工具：準(zhǔn)備相關(guān)的評估工具，如課堂提問、小組討論評價(jià)表、實(shí)驗(yàn)報(bào)告評分標(biāo)準(zhǔn)等。以便對學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行及時(shí)評估和反饋，促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)步。教學(xué)流程一、導(dǎo)入新課（用時(shí)5分鐘）

同學(xué)們，今天我們將要學(xué)習(xí)的是《細(xì)胞呼吸——糖酵解》這一章節(jié)。在開始之前，我想先問大家一個(gè)問題：“你們在日常生活中是否遇到過運(yùn)動(dòng)時(shí)能量供應(yīng)的情況？”這個(gè)問題與我們將要學(xué)習(xí)的內(nèi)容密切相關(guān)。通過這個(gè)問題，我希望能夠引起大家的興趣和好奇心，讓我們一同探索糖酵解的奧秘。

二、新課講授（用時(shí)10分鐘）

1.理論介紹：首先，我們要了解糖酵解的基本概念。糖酵解是細(xì)胞呼吸的第一階段，它是指葡萄糖在細(xì)胞質(zhì)中被分解成丙酮酸的過程。糖酵解是生物體內(nèi)能量供應(yīng)的重要途徑，它在細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生少量的ATP能量，并為細(xì)胞提供能量來源。

2.案例分析：接下來，我們來看一個(gè)具體的案例。這個(gè)案例展示了糖酵解在實(shí)際中的應(yīng)用，以及它如何幫助我們解決問題。例如，運(yùn)動(dòng)員在運(yùn)動(dòng)時(shí)，身體需要大量的能量來支持肌肉的運(yùn)動(dòng)，糖酵解過程能夠提供快速的能量供應(yīng)，幫助運(yùn)動(dòng)員保持運(yùn)動(dòng)能力。

3.重點(diǎn)難點(diǎn)解析：在講授過程中，我會(huì)特別強(qiáng)調(diào)糖酵解的過程和能量變化這兩個(gè)重點(diǎn)。對于難點(diǎn)部分，我會(huì)通過舉例和比較來幫助大家理解。

三、實(shí)踐活動(dòng)（用時(shí)10分鐘）

1.分組討論：學(xué)生們將分成若干小組，每組討論一個(gè)與糖酵解相關(guān)的實(shí)際問題。例如，討論糖酵解在運(yùn)動(dòng)生理學(xué)中的應(yīng)用，以及它如何影響運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)。

2.實(shí)驗(yàn)操作：為了加深理解，我們將進(jìn)行一個(gè)簡單的實(shí)驗(yàn)操作。這個(gè)操作將演示糖酵解的基本原理，例如通過觀察酵母菌的發(fā)酵實(shí)驗(yàn)，觀察糖酵解過程產(chǎn)生的氣泡。

3.成果展示：每個(gè)小組將向全班展示他們的討論成果和實(shí)驗(yàn)操作的結(jié)果。

四、學(xué)生小組討論（用時(shí)10分鐘）

1.討論主題：學(xué)生將圍繞“糖酵解在實(shí)際生活中的應(yīng)用”這一主題展開討論。他們將被鼓勵(lì)提出自己的觀點(diǎn)和想法，并與其他小組成員進(jìn)行交流。

2.引導(dǎo)與啟發(fā)：在討論過程中，我將作為一個(gè)引導(dǎo)者，幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題并解決問題。我會(huì)提出一些開放性的問題來啟發(fā)他們的思考，例如：“糖酵解過程如何影響人體的能量代謝？”

3.成果分享：每個(gè)小組將選擇一名代表來分享他們的討論成果。這些成果將被記錄在黑板上或投影儀上，以便全班都能看到。

五、總結(jié)回顧（用時(shí)5分鐘）

今天的學(xué)習(xí)，我們了解了糖酵解的基本概念、重要性和應(yīng)用。同時(shí)，我們也通過實(shí)踐活動(dòng)和小組討論加深了對糖酵解的理解。我希望大家能夠掌握這些知識(shí)點(diǎn)，并在日常生活中靈活運(yùn)用。最后，如果有任何疑問或不明白的地方，請隨時(shí)向我提問。知識(shí)點(diǎn)梳理本節(jié)課主要圍繞糖酵解這一主題展開，以下是本節(jié)課需要掌握的知識(shí)點(diǎn)：

1.糖酵解的定義：糖酵解是指葡萄糖在細(xì)胞質(zhì)中被分解成丙酮酸的過程。

2.糖酵解的過程：糖酵解過程包括葡萄糖的磷酸化、糖酵解途徑中各個(gè)酶的催化作用以及最終產(chǎn)生丙酮酸。

3.糖酵解的能量變化：糖酵解過程中，葡萄糖分子被分解成丙酮酸分子，同時(shí)產(chǎn)生少量的ATP能量和NADH。

4.糖酵解的意義：糖酵解是生物體內(nèi)能量供應(yīng)的重要途徑，尤其在缺氧條件下，糖酵解能夠提供細(xì)胞所需的能量。

5.糖酵解與運(yùn)動(dòng)生理學(xué)的關(guān)系：糖酵解過程在運(yùn)動(dòng)生理學(xué)中起著重要的作用。在劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)，肌肉細(xì)胞需要大量的能量來支持肌肉收縮，糖酵解過程能夠快速提供能量，幫助運(yùn)動(dòng)員保持運(yùn)動(dòng)能力。

6.糖酵解的調(diào)控：糖酵解過程受到多種因素的調(diào)控，包括細(xì)胞內(nèi)的糖濃度、氧氣濃度、酶的活性等。

7.糖酵解的實(shí)驗(yàn)操作：通過實(shí)驗(yàn)操作，可以觀察到糖酵解過程產(chǎn)生的氣泡，進(jìn)一步理解糖酵解的基本原理。

8.糖酵解在實(shí)際生活中的應(yīng)用：糖酵解不僅在運(yùn)動(dòng)生理學(xué)中發(fā)揮作用，還與其他生物化學(xué)過程密切相關(guān)，如乳酸堆積、酒精發(fā)酵等。內(nèi)容邏輯關(guān)系①糖酵解的概念與意義

-重點(diǎn)詞匯：糖酵解、葡萄糖、丙酮酸、能量供應(yīng)

-邏輯關(guān)系句：糖酵解是指葡萄糖在細(xì)胞質(zhì)中被分解成丙酮酸的過程，它是生物體內(nèi)能量供應(yīng)的重要途徑。

②糖酵解的過程與步驟

-重點(diǎn)詞匯：磷酸化、糖酵解途徑、酶、ATP、NADH

-邏輯關(guān)系句：糖酵解過程包括葡萄糖的磷酸化、糖酵解途徑中各個(gè)酶的催化作用以及最終產(chǎn)生丙酮酸。

③糖酵解的能量變化與調(diào)控

-重點(diǎn)詞匯：能量變化、ATP、NADH、調(diào)控、糖濃度、氧氣濃度、酶的活性

-邏輯關(guān)系句：糖酵解過程中，葡萄糖分子被分解成丙酮酸分子，同時(shí)產(chǎn)生少量的ATP能量和NADH。糖酵解過程受到多種因素的調(diào)控，包括細(xì)胞內(nèi)的糖濃度、氧氣濃度、酶的活性等。

④糖酵解與運(yùn)動(dòng)生理學(xué)的關(guān)系

-重點(diǎn)詞匯：運(yùn)動(dòng)生理學(xué)、能量需求、肌肉收縮、能量供應(yīng)

-邏輯關(guān)系句：在劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)，肌肉細(xì)胞需要大量的能量來支持肌肉收縮，糖酵解過程能夠快速提供能量，幫助運(yùn)動(dòng)員保持運(yùn)動(dòng)能力。

⑤糖酵解的實(shí)驗(yàn)操作與觀察

-重點(diǎn)詞匯：實(shí)驗(yàn)操作、氣泡、糖酵解原理

-邏輯關(guān)系句：通過實(shí)驗(yàn)操作，可以觀察到糖酵解過程產(chǎn)生的氣泡，進(jìn)一步理解糖酵解的基本原理。

⑥糖酵解在實(shí)際生活中的應(yīng)用

-重點(diǎn)詞匯：實(shí)際生活、乳酸堆積、酒精發(fā)酵

-邏輯關(guān)系句：糖酵解不僅在運(yùn)動(dòng)生理學(xué)中發(fā)揮作用，還與其他生物化學(xué)過程密切相關(guān)，如乳酸堆積、酒精發(fā)酵等。

板書設(shè)計(jì)：

1.糖酵解的概念與意義

-糖酵解：葡萄糖→丙酮酸

-能量供應(yīng)：少量ATP、NADH

2.糖酵解的過程與步驟

-磷酸化：葡萄糖→葡萄糖-6-磷酸

-糖酵解途徑：葡萄糖-6-磷酸→丙酮酸

3.糖酵解的能量變化與調(diào)控

-能量變化：ATP、NADH的產(chǎn)生

-調(diào)控因素：糖濃度、氧氣濃度、酶的活性

4.糖酵解與運(yùn)動(dòng)生理學(xué)的關(guān)系

-運(yùn)動(dòng)生理學(xué)：能量需求與供應(yīng)

-糖酵解：運(yùn)動(dòng)時(shí)的能量來源

5.糖酵解的實(shí)驗(yàn)操作與觀察

-實(shí)驗(yàn)操作：酵母菌發(fā)酵、氣泡產(chǎn)生

-糖酵解原理：葡萄糖→丙酮酸+氣泡

6.糖酵解在實(shí)際生活中的應(yīng)用

-實(shí)際生活：乳酸堆積、酒精發(fā)酵

-糖酵解作用：能量供應(yīng)與代謝調(diào)控典型例題講解例題1：糖酵解過程包括哪些步驟？請簡要描述每個(gè)步驟的反應(yīng)。

答案：糖酵解過程包括以下步驟：

1.葡萄糖的磷酸化：葡萄糖在己糖激酶的催化下，生成葡萄糖-6-磷酸。

2.葡萄糖-6-磷酸的磷酸化：葡萄糖-6-磷酸在磷酸葡萄糖異構(gòu)酶的催化下，生成果糖-6-磷酸。

3.果糖-6-磷酸的磷酸化：果糖-6-磷酸在磷酸果糖激酶的催化下，生成果糖-1,6-二磷酸。

4.果糖-1,6-二磷酸的水解：果糖-1,6-二磷酸在磷酸果糖激酶的催化下，生成兩個(gè)三碳化合物，丙酮酸和甘油醛。

5.丙酮酸的生成：丙酮酸由甘油醛通過一系列酶促反應(yīng)生成。

例題2：糖酵解過程中產(chǎn)生的ATP和NADH分別來源于哪個(gè)步驟？

答案：糖酵解過程中產(chǎn)生的ATP來源于葡萄糖的磷酸化和果糖-1,6-二磷酸的水解兩個(gè)步驟。產(chǎn)生的NADH來源于丙酮酸的生成步驟。

例題3：請解釋為什么糖酵解過程在缺氧條件下仍然能夠進(jìn)行？

答案：糖酵解過程在缺氧條件下仍然能夠進(jìn)行，因?yàn)樘墙徒馐羌?xì)胞呼吸的第一階段，它能夠在沒有氧氣的情況下將葡萄糖分解成丙酮酸。雖然糖酵解不能產(chǎn)生大量的ATP，但它能夠?yàn)楹罄m(xù)的無氧呼吸過程提供底物丙酮酸，從而產(chǎn)生一定量的ATP。

例題4：糖酵解過程是如何被調(diào)控的？請舉例說明。

答案：糖酵解過程的調(diào)控主要通過控制關(guān)鍵酶的活性來實(shí)現(xiàn)。例如，己糖激酶的活性受到葡萄糖濃度的影響，當(dāng)葡萄糖濃度升高時(shí)，己糖激酶活性增強(qiáng)，促進(jìn)糖酵解過程。此外，磷酸果糖激酶的活性受到果糖-2,6-二磷酸的影響，果糖-2,6-二磷酸能夠抑制磷酸果糖激酶的活性，從而抑制糖酵解過程。

例題5：糖酵解過程在運(yùn)動(dòng)生理學(xué)中起到什么作用？請舉例說明。

答案：糖酵解過程在運(yùn)動(dòng)生理學(xué)中起到重要的作用。在劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)，肌肉細(xì)胞需要大量的能量來支持肌肉收縮，糖酵解過程能夠快速提供能量，幫助運(yùn)動(dòng)員保持運(yùn)動(dòng)能力。例如，在短跑比賽中，運(yùn)動(dòng)員在起跑時(shí)需要迅速產(chǎn)生能量來啟動(dòng)肌肉收縮，此時(shí)糖酵解過程能夠迅速分解葡萄糖，產(chǎn)生能量，幫助運(yùn)動(dòng)員獲得良好的起跑效果。

例題6：請解釋為什么糖酵解過程中丙酮酸的生成比葡萄糖的磷酸化快？

答案：糖酵解過程中丙酮酸的生成比葡萄糖的磷酸化快，這是因?yàn)楸岬纳蛇^程涉及多個(gè)步驟，而每個(gè)步驟都有相應(yīng)的酶促反應(yīng)。這些酶促反應(yīng)在細(xì)胞中快速進(jìn)行，因此丙酮酸的生成速度比葡萄糖的磷酸化快。此外，丙酮酸的生成過程涉及多個(gè)中間產(chǎn)物，這些中間產(chǎn)物在酶促反應(yīng)中的轉(zhuǎn)換速度也較快。教學(xué)反思今天這節(jié)課我們學(xué)習(xí)了糖酵解這一主題，我試圖通過多種方式來幫助學(xué)生理解和掌握這個(gè)概念。首先，我通過實(shí)例來引入話題，讓學(xué)生能夠?qū)⒊橄蟮母拍钆c現(xiàn)實(shí)生活聯(lián)系起來。然后，我詳細(xì)解釋了糖酵解的定義、過程和意義，并利用多媒體資源來輔助講解，以幫助學(xué)生更好地理解這個(gè)概念。

在實(shí)踐活動(dòng)中，我讓學(xué)生分組討論和實(shí)驗(yàn)操作，以加深他們對糖酵解過程的理解。通過實(shí)驗(yàn)操作，學(xué)生能夠更直觀地觀察