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让学生学习细胞呼吸的5种方法

亚历克斯·吉尔摩
生物学
教学与Labster

让学生对细胞呼吸充满活力的5种方法

生活事物需要从食物中生存的能量是一种常识。

然而,身体无法利用它接收的能量,它的“货币”,例如,巧克力,意大利面或披萨。细胞需要通过将能量从食物转化为有用的能量来“换货”。

细胞呼吸是细胞破坏像葡萄糖等食物分子的方式,并在叫做ATP的分子中捕获它们的能量。ATP,“货币”细胞能够然后将使用,然后将细胞的商业称为建筑蛋白质,收缩肌肉或乘法。

学习细胞呼吸使学生深入了解维持他们每天生存的复杂分子水平的细节。作为一个如此重要的过程,你可能会认为它会让学生们充满敬畏。然而,现实往往是,这个话题反而让学生们充满了恐惧,这对老师来说也很棘手。

请继续阅读,看看为什么这对老师和学生来说都是一个令人畏惧的话题,五个建议来帮助改变这一点,以及为什么虚拟实验室可以让事情变得更容易。

为什么细胞呼吸会很棘手

细胞呼吸困难的原因有三个,即使对最勤奋的学生来说也是如此。

它感觉摘要

由于细胞呼吸发生在分子水平,因此您无法看到或感受到。无法通过能够想象过程,而没有看到他们与现实世界的相关性可以使其努力研究,并使学生难以保持动力。

2.它的内容很多

细胞呼吸有许多步骤。通常,课程课程要求详细了解主要阶段:糖酵解、丙酮酸氧化、柠檬酸循环和氧化磷酸化。对一些学生来说,死记硬背每一个步骤的复杂之处是令人难以承受的、枯燥的、非常耗时的。

3.这很复杂

细胞呼吸通过一系列优雅的酶动力步骤进行,在整个过程的不同阶段共产生38个ATP分子。在教科书中,你可能会发现像下面两个例子一样复杂的图表。它有指向四面八方的弯曲箭头,长长的分子名,就像用外语命名的“甘油醛-2-磷酸脱氢酶”,要理解其中的逻辑并不总是那么容易。

开始图9.22.2021

图像来源:维基共享开放课程

5种方法制作蜂窝呼吸更平易近的话题

记住这些要点,这里有五件事你可以考虑引入你的细胞呼吸课程,使他们更吸引人,平易近人和愉快的教授,为你和你的学生学习。

1.展示科学背后的人

人的爱情故事.建立故事的一种方法是围绕一些真实的故事展开,讲述具体的科学家如何努力获取学生们正在学习的信息。这不仅能增加学生的兴趣,还能让他们深入了解研究的本质,以及科学发现中有时混乱、人性的一面。

以下是两个男人的故事,他们在寻求寻求中扮演的一部分,了解如何在遥远的过去的蜂窝呼吸如何工作。两者都是拼凑拼图的关键球员,都赢了诺贝尔奖奖品为了他们的努力,但两者也有他们沿途的拒绝。

克雷布斯&米切尔

克雷布斯爵士(图片来源)Peter Mitchell(图片来源

一个幸运的人:汉斯克里斯爵士

汉斯·克雷布斯爵士(图左)认为自己非常幸运。首先,作为一个成功逃离纳粹迫害的犹太人,他的个人生活很幸运。其次,他在科学生涯中很幸运。一系列的偶遇使克雷布斯继续进行一个发现,使他成为世界上最重要的生化学家之一。其中一次偶遇发生在1925年,克雷布斯的一个好朋友碰巧被爱因斯坦邀请去参加一个晚宴。客人中有那位受人尊敬的科学家奥托沃斯堡.克鲁布的朋友碰巧开始谈论克鲁克鲁斯在聚会上有多偏僻,而沃斯堡无尘。这是LED Warburg在他的研究实验室中提供Kreb的一个职位。

Krebs从Warburg学习了宝贵的技术,他被描述为他见过的最令人愉快的人,当他后来搬到英国谢菲尔德的实验室时,他带来了他和他所学到的。这是他做出了改变他的生活的突破。

当研究一些混在一起的鸽子乳房组织时,克雷布斯将其悬浮在溶液中并测量其代谢活性,他意识到添加柠檬酸盐可以使组织“存活”更长时间。这一信息,加上其他一些实验,使他能够拼凑出构成细胞呼吸的关键部分的化学反应循环。今天,我们把这个循环称为“克雷布斯循环”,或者柠檬酸循环。

Krebs在纸上写了他的调查结果,并将其提交给主要的科学期刊大自然。然而,五天后他被赋予了这篇论文被拒绝的消息!

值得庆幸的是,这篇论文后来被一篇名为《酶》(enzyme mologia)的荷兰论文所接受,并使他获得了1937年的诺贝尔生理学或医学奖。

彼得·米切尔和“牛卫军战争”

这个男人在右边画了,是彼得米切尔。彼得米切尔是一个古怪的英国生物化学家,他发表了所谓的“化学渗透假说的理论”1961年的《自然》杂志。总之,本文提出了通过某些生物膜建立的电化学性质产生ATP的机理。

当时,米切尔在论文中提出的建议被认为是一种激进的建议,一些科学家对此感到愤怒,因为它违背了他们对生物化学的基本理解。他遭到了同龄人的敌意排斥,这促使他把自己的乡间别墅改造成一个实验室,在那里,他可以独立研究他所相信的理论。

在米切尔提交论文后的17年里,关于这个问题有很多争议。这些现在被称为“ox-phos战争”(在“氧化磷酸化”之后,即呼吸作用中ATP合成的机制)。

Now, however, chemiosmotic theory has gained widespread acceptance, and eventually, Mitchell was awarded a Nobel Prize in Chemistry in 1978. Although even today some parts remain under dispute, Mitchell’s discovery marked what is often called a paradigm shift in the scientific understanding of cellular respiration.

2.将它与现实世界联系起来

讲述科学家背后的科学家的故事是“人性化”的一种方式。但是“这有什么关系或者“我什么时候才能把它用到。现实生活?“仍然是学生常见的问题。向学生展示一个主题的真实应用程序可以引起他们的兴趣,并通过向他们展示他们为什么要学习的事情来激发它们。

例如,学生们可能会感兴趣地了解到,当他们运动时,是细胞呼吸产生的乳酸导致他们的肌肉受伤,或者他们根据运动的强度和时间长短从无氧呼吸转换为有氧呼吸。

另外,解释细胞呼吸出错时发生了什么,可以帮助学生了解为什么它如此重要。细胞呼吸功能缺陷会导致多种疾病,从消耗能量的利氏综合症(Leigh’s syndrome)等不寻常的遗传疾病,到糖尿病、癌症和帕金森症,以及正常的衰老过程。类似地,氰化物,一种著名的速效毒药,经常出现在谋杀悬疑小说或犯罪小说中,它通过抑制细胞呼吸的一种关键酶来杀死受害者。

3.眼见为实

当一个主题像细胞呼吸一样复杂和抽象时,让它可视化可以使一切都不同。

像下面的GIF中的一个彩色动画,可以通过在分子水平下提供化学反应的表示来带来其他无形的概念。这允许学生将他们学到精神照片的学习者附加,并对别的抽象过程制定更真实的理解。

CRH Mitochondria-min.gif

一个来自Labster虚拟实验室的线粒体的互动动画细胞呼吸,也可用于介绍/高中级别

4.坚持用文字游戏

可视化可以在理解机制方面是一个巨大的帮助,但是当谈到学习所有化学名称和他们的考试订单时,有很少的方法来解决它,但却判决记忆。

以下五个内存辅助工具可以帮助您的学生节省时间并清除混乱的区域,甚至更好,鼓励他们自己。一般来说,记忆援助越荒谬,当你真的需要它时,你不会忘记它们的可能性越大!

  1. 为了记住克雷布循环中不同的基质,你可以记住这个助记符:柠檬酸盐(柠檬酸),(异柠檬酸),克雷布斯的(alpha-ketoglutarate),开始(琥珀酰辅酶),底物(琥珀酸),为了(延胡索酸酯),制作(苹果酸),草酰乙酸(草酸乙酸盐)

  2. 要记住氧化与化学机制的差异,请使用该短语狮子座狮子说ger,即“失去电子”即“氧化”电子增益是还原

  3. "等等"或"等”是人们在句子结束时所说的,这可以帮助提醒学生电子传输链(ETC)在细胞呼吸结束时发生,作为最后一步

  4. 有两种细胞呼吸,有氧或无氧,即有或无氧。记住哪个是哪个aero -这个词来自希腊语,意思是“空气”,而一个-意思是“不”

  5. 记住通过记住这一词“化学症”这是一种捣碎化学渗透,因为这是一种奇特的方式,说离子穿过膜

5.使用虚拟实验室模拟华体会赞助ac米兰

一个独特的方法来教授细胞呼吸是通过虚拟实验室模拟。在Labster,我们致力于提供完全交互式的先进实验室模拟,利用华体会赞助ac米兰游戏化元素,如讲故事和得分系统,在一个沉浸式和引人入胜的3D宇宙中。

看看Labster 2.0.细胞呼吸模拟,允许学生通过积极的查询学习来了解细胞呼吸。在模拟中,学生将继续一致,帮助一些街头篮球运动员了解他们吃的食物如何转换为能量。

了解更多关于的信息细胞呼吸模拟在这里或hth官网app 要了解如何使用学生使用虚拟实验室。

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