细胞的生活需要物质和能量(简案)

第一节细胞的生活需要物质和能量一、教学目标①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。

②学生能够认同细胞生命活动具有物质基础。

③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：①细胞中的物质，以及细胞膜控制物质进出；②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。