第1節(jié)食物中能量的釋放【教學(xué)目標(biāo)】生命觀念：通過探究，明晰食物儲存能量，闡釋燃燒與呼吸作用本質(zhì)的異同，理解能量源于細(xì)胞內(nèi)有機物氧化分解，闡述呼吸作用實質(zhì)與意義?？茖W(xué)思維：在實驗探究中，鍛煉制作、觀察、獲取及加工信息的能力，培養(yǎng)互助合作與自主探究精神。探究實踐：借探究不同食物貯存能量差異及檢驗人體呼出氣體成分變化的實驗，提升解釋現(xiàn)象與動手操作能力。態(tài)度責(zé)任：關(guān)注飲食健康，依據(jù)自身能量需求合理膳食，并積極傳播科學(xué)飲食觀念?！窘虒W(xué)重難點】重點：開展“探究不同食物貯存能量的差異”活動，清晰解釋呼吸作用的實質(zhì)和意義。難點：深入闡述呼吸作用的實質(zhì)和意義，以及在“探究不同食物貯存能量的差異”活動中，熱量測定儀的制作及誤差分析。【教學(xué)過程】【課堂導(dǎo)入】教師：同學(xué)們，大家好！今天我們開始學(xué)習(xí)一個非常有趣且與生活息息相關(guān)的話題——食物中能量的釋放。在正式開始之前，老師想先問大家一個問題：你們有沒有這樣的經(jīng)歷？在冬天特別冷的時候，肚子餓得咕咕叫，整個人感覺特別沒力氣，但是吃了熱騰騰的飯菜后，身體就暖和起來，精神也變好了。有沒有同學(xué)能告訴我，這是為什么呢？學(xué)生A：老師，是不是因為食物給我們提供了能量？教師：非常棒！這位同學(xué)說得很對，食物確實為我們提供了能量。那么，大家有沒有想過，這些能量是從哪里來的？又是如何被我們的身體利用的呢？今天，我們就一起來探究食物中能量的釋放過程。設(shè)計意圖：通過日常生活中的常見現(xiàn)象導(dǎo)入新課，引發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲，讓學(xué)生意識到生物學(xué)知識與生活的緊密聯(lián)系，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，自然地引出本節(jié)課的主題——食物中能量的釋放。【新授內(nèi)容一：能量的來源——食物】教師：我們都知道，人類生命活動所需要的能量主要來自食物。食物中含有多種營養(yǎng)物質(zhì)，比如糖類、脂肪、蛋白質(zhì)等，這些營養(yǎng)物質(zhì)中都儲存著能量。那同學(xué)們想一想，在這幾種營養(yǎng)物質(zhì)中，哪種營養(yǎng)物質(zhì)是人體最主要的供能物質(zhì)呢？

學(xué)生B：老師，我覺得是糖類，因為我們平時吃的米飯、饅頭等主食主要成分就是糖類，而且吃了這些后很快就感覺有力氣了。

教師：這位同學(xué)回答得非常準(zhǔn)確！糖類確實是人體最主要的供能物質(zhì)。人體進行各項生命活動，比如呼吸、運動、思考等，都需要消耗能量，而糖類在人體內(nèi)經(jīng)過一系列的化學(xué)反應(yīng)，能夠快速地釋放出能量，供人體使用。除了糖類，脂肪也是人體重要的儲能物質(zhì)。當(dāng)人體攝入的能量超過消耗的能量時，多余的能量就會以脂肪的形式儲存起來。當(dāng)人體在長時間饑餓或者進行劇烈運動，糖類供應(yīng)不足時，脂肪就會分解，為人體提供能量。蛋白質(zhì)也能為人體提供能量，但它的主要作用是構(gòu)成人體細(xì)胞的基本物質(zhì)，是人體生長發(fā)育、組織更新和修復(fù)的重要原料，一般情況下，人體不會大量分解蛋白質(zhì)來供能。設(shè)計意圖：引導(dǎo)學(xué)生回顧已學(xué)的食物中營養(yǎng)物質(zhì)的知識，通過提問的方式，讓學(xué)生主動思考不同營養(yǎng)物質(zhì)在供能方面的作用，強化對糖類是人體最主要供能物質(zhì)這一知識點的理解，同時明確脂肪和蛋白質(zhì)在能量供應(yīng)中的角色，為后續(xù)學(xué)習(xí)能量的釋放過程做鋪墊。習(xí)題1：

下列營養(yǎng)物質(zhì)中，人體最主要的供能物質(zhì)是（）

A.糖類B.脂肪C.蛋白質(zhì)D.維生素

答案：A

解析：糖類是人體最主要的供能物質(zhì)，人體進行各項生命活動所消耗的能量主要來自于糖類的氧化分解，約占人體能量供應(yīng)量的70%。脂肪是重要的儲能物質(zhì)，蛋白質(zhì)是構(gòu)成人體細(xì)胞的基本物質(zhì)，維生素不是構(gòu)成細(xì)胞的主要原料，不為人體提供能量。【新授內(nèi)容二：探究實驗——測定某種食物中的能量】教師：既然我們知道食物中含有能量，那如何來測定食物中到底含有多少能量呢？接下來，我們通過一個探究實驗來測定某種食物中的能量。首先，我們來明確一下實驗的目的：測定花生種子（或其他食物種子）中含有多少能量。在實驗開始之前，大家先思考一下，我們需要用到哪些實驗材料和用具呢？

學(xué)生C：老師，我覺得需要花生種子，因為我們要測定它的能量。

學(xué)生D：還需要酒精燈，用來點燃花生種子。

學(xué)生E：還有溫度計，用來測量水溫的變化，通過水溫的變化來計算食物釋放的能量。

教師：同學(xué)們說得都非常好！除了這些，我們還需要易拉罐、錐形瓶、鐵架臺、量筒、解剖針等。下面，我們一起來看一下實驗的步驟：在錐形瓶中注入30毫升水，并插入一支溫度計（溫度計的下端要浸入水中，但不要接觸錐形瓶的瓶底）。參照下圖安裝好實驗裝置，并測定水溫。用天平稱取一粒干燥的花生種子，放到火焰上點燃。將剛剛?cè)紵幕ㄉN子盡快放到錐形瓶底部，待這?；ㄉN子完全燃燒后，測量水溫。教師：在實驗過程中，有幾個注意事項需要大家牢記：花生種子要充分燃燒，盡量減少熱量的散失。測量水溫時，要等溫度計的示數(shù)穩(wěn)定后再讀數(shù)。為了減少實驗誤差，我們可以重復(fù)實驗幾次，取平均值。教師：現(xiàn)在，同學(xué)們以小組為單位，開始進行實驗操作。在實驗過程中，大家要相互配合，注意安全。

（學(xué)生進行實驗操作，教師巡視指導(dǎo)）教師：好，大部分小組都已經(jīng)完成了實驗?，F(xiàn)在，我們請每個小組的代表來匯報一下你們的實驗數(shù)據(jù)和計算結(jié)果。

（小組代表匯報數(shù)據(jù)）教師：通過實驗，我們發(fā)現(xiàn)不同小組測定的花生種子中含有的能量可能存在一定的差異，這是由于實驗過程中存在熱量散失等因素導(dǎo)致的。但總體來說，我們通過這個實驗成功地測定了花生種子中含有的能量。那同學(xué)們思考一下，這個實驗的原理是什么呢？學(xué)生F：老師，是不是花生種子燃燒時釋放的熱量被水吸收了，水溫升高，我們通過測量水溫升高的值，就可以計算出花生種子釋放的能量。

教師：非常正確！這個實驗的原理就是食物燃燒時釋放的熱量使水溫升高，通過測量水溫升高的值，再結(jié)合水的比熱容等相關(guān)數(shù)據(jù)，就可以計算出食物中含有的能量。設(shè)計意圖：通過探究實驗，讓學(xué)生親身體驗科學(xué)探究的過程，培養(yǎng)學(xué)生的動手操作能力、觀察能力和分析問題的能力。在實驗過程中，引導(dǎo)學(xué)生思考實驗材料和用具的選擇、實驗步驟的設(shè)計以及注意事項，加深學(xué)生對實驗原理和方法的理解。同時，通過小組合作學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的團隊協(xié)作精神。習(xí)題2：在“測定某種食物中的能量”實驗中，老師準(zhǔn)備了一些植物的種子：花生種子、小麥種子、玉米種子、黃豆種子，其中一小組同學(xué)測量的結(jié)果是花生種子含能量最多，你認(rèn)為他們應(yīng)是（）

A.用天平測量了燃燒后花生種子的質(zhì)量

B.測量時溫度計未接觸錐形瓶底部

C.點燃種子后立即將它放到錐形瓶底部

D.計算錯誤

答案：C

解析：用天平測量燃燒后花生種子的質(zhì)量，只能得到種子燃燒后剩余物質(zhì)的質(zhì)量，無法測定種子中的能量，A錯誤；測量時溫度計未接觸錐形瓶底部，會導(dǎo)致測量的水溫不準(zhǔn)確，但不一定使測量結(jié)果偏大，B錯誤；點燃種子后立即將它放到錐形瓶底部，會使種子燃燒釋放的熱量更多地被水吸收，從而使測量結(jié)果偏大，C正確；計算錯誤可能會導(dǎo)致結(jié)果偏大或偏小，不能確定一定是使測量結(jié)果偏大，D錯誤?！拘率趦?nèi)容三：呼吸作用的概念和實質(zhì)】教師：通過剛才的實驗，我們知道了食物中含有能量，并且可以通過燃燒的方式釋放出來。但是，在我們?nèi)梭w內(nèi)，食物并不是像在實驗中那樣直接燃燒來釋放能量的。那么，食物中的能量在人體內(nèi)是如何被釋放出來的呢？這就涉及到一個重要的生理過程——呼吸作用。教師：呼吸作用是指細(xì)胞內(nèi)的有機物在氧的參與下被分解成二氧化碳和水，同時釋放出能量的過程。我們可以用一個簡單的化學(xué)方程式來表示呼吸作用：有機物（儲存著能量）+氧→二氧化碳+水+能量。從方程式中我們可以看出，呼吸作用的原料是有機物和氧，產(chǎn)物是二氧化碳和水，同時釋放出能量。那呼吸作用的實質(zhì)是什么呢？其實，呼吸作用的實質(zhì)就是分解有機物，釋放能量。這些能量一部分以熱能的形式散失，用于維持體溫；另一部分則以化學(xué)能的形式儲存在ATP（三磷酸腺苷）中，供人體各項生命活動利用。教師：同學(xué)們思考一下，呼吸作用和我們在實驗中看到的燃燒現(xiàn)象有什么相同點和不同點呢？學(xué)生G：相同點是它們都能釋放能量。不同點是燃燒是一種劇烈的氧化反應(yīng)，會發(fā)光、發(fā)熱；而呼吸作用是一種緩慢的氧化反應(yīng)，在細(xì)胞內(nèi)進行，不會發(fā)光。教師：這位同學(xué)總結(jié)得非常全面！燃燒和呼吸作用確實都能釋放能量，但它們的反應(yīng)劇烈程度和表現(xiàn)形式不同。燃燒是劇烈的氧化反應(yīng)，而呼吸作用是緩慢的氧化反應(yīng)。設(shè)計意圖：在學(xué)生對食物中能量測定有一定認(rèn)識的基礎(chǔ)上，引入呼吸作用的概念和實質(zhì)，幫助學(xué)生理解食物中能量在人體內(nèi)的釋放方式。通過化學(xué)方程式的展示，讓學(xué)生更直觀地了解呼吸作用的過程。引導(dǎo)學(xué)生比較呼吸作用和燃燒現(xiàn)象的異同，加深學(xué)生對呼吸作用特點的理解，培養(yǎng)學(xué)生的比較分析能力。習(xí)題3：下列關(guān)于呼吸作用的敘述，正確的是（）

A.呼吸作用只在白天進行

B.呼吸作用的實質(zhì)是合成有機物，儲存能量

C.呼吸作用為生物的生命活動提供能量

D.呼吸作用產(chǎn)生的二氧化碳主要來自空氣

答案：C

解析：呼吸作用是生物的基本特征，無論白天還是黑夜都能進行，A錯誤；呼吸作用的實質(zhì)是分解有機物，釋放能量，B錯誤；呼吸作用釋放出的能量一部分為生物體的各項生命活動提供動力，一部分以熱能的形式散發(fā)掉，C正確；呼吸作用產(chǎn)生的二氧化碳來自于組織細(xì)胞中有機物的氧化分解，D錯誤?！拘率趦?nèi)容四：呼吸作用的意義】教師：我們已經(jīng)了解了呼吸作用的概念和實質(zhì)，那么呼吸作用對于生物體來說有什么重要意義呢？首先，呼吸作用為生物體的各項生命活動提供了能量。就像我們前面提到的，無論是簡單的細(xì)胞分裂，還是復(fù)雜的運動、思考等活動，都需要能量的支持，而這些能量主要來自于呼吸作用。其次，呼吸作用釋放的能量中，有一部分以熱能的形式散失，這對于維持生物體的體溫非常重要。特別是在寒冷的環(huán)境中，呼吸作用產(chǎn)生的熱量可以幫助我們保持身體的溫暖。教師：大家再想一想，如果呼吸作用停止了，生物體會怎樣呢？

學(xué)生H：老師，如果呼吸作用停止了，生物體就不能獲得能量，生命活動就無法進行，生物體就會死亡。

教師：非常正確！呼吸作用是生物體生存的基本生理過程，一旦停止，生物體就會因為缺乏能量而無法維持正常的生命活動，最終導(dǎo)致死亡。設(shè)計意圖：在學(xué)生對呼吸作用有了較深入理解的基礎(chǔ)上，進一步探討呼吸作用的意義，讓學(xué)生明白呼吸作用對生物體生存的重要性，使學(xué)生認(rèn)識到生物學(xué)知識與生命現(xiàn)象之間的緊密聯(lián)系，培養(yǎng)學(xué)生珍愛生命的意識。通過提問的方式，引導(dǎo)學(xué)生深入思考呼吸作用與生物體生命活動的關(guān)系，加深對呼吸作用意義的理解?！菊n堂小結(jié)】教師：今天我們一起學(xué)習(xí)了食物中能量的釋放，誰能來總結(jié)一下我們這節(jié)課都學(xué)了哪些主要內(nèi)容呢？

學(xué)生I：老師，我們學(xué)習(xí)了食物中的能量來源，知道了糖類是人體最主要的供能物質(zhì)，還通過實驗測定了食物中的能量。然后學(xué)習(xí)了呼吸作用的概念、實質(zhì)和意義，呼吸作用是細(xì)胞內(nèi)的有機物在氧的參與下被分解成二氧化碳和水，同時釋放出能量的過程，實質(zhì)是分解有機物，釋放能量，為生物體的生命活動提供能量并維持體溫。教師：這位同學(xué)總結(jié)得非常全面！通過這節(jié)課的學(xué)習(xí)，我們了解了食物中能量的來源、測定方法以及在人體內(nèi)通過呼吸作用釋放能量的過程和意義。希望大家在今后的生活中，能夠更加關(guān)注食物與能量、健康之間的