第一篇:細胞呼吸教學(xué)設(shè)計
《細胞呼吸》的教學(xué)設(shè)計
一、教材分析
呼吸作用是高中生物必修部分必考的重要內(nèi)容之一,本部分教材內(nèi)容由三大知識塊構(gòu)成,即有氧呼吸、無氧呼吸和細胞呼吸的意義,按照教學(xué)層次要求,均要求“理解”。在教材構(gòu)成上,除以文字描述為主外,還有一圖一表,圖表都簡明扼要闡明了教材的重點內(nèi)容,在本內(nèi)容中有三個重要的名詞概念,細胞呼吸代替了原教材中的生物呼吸,強調(diào)了細胞是生物體的結(jié)構(gòu)和功能單位。
二、教學(xué)目標
1、知識目標:記住細胞呼吸的概念和類型,理解有氧呼吸的過程及其圖解。識記無氧呼吸的反應(yīng)式和概念,理解有氧呼吸和無氧呼吸的區(qū)別和聯(lián)系。
2、能力目標:在本內(nèi)容的課堂教學(xué)中,突出圖解與表格相結(jié)合,讓學(xué)生學(xué)會用圖表結(jié)合的方法來描述生物體中的生命現(xiàn)象,強化圖文轉(zhuǎn)化和學(xué)生表達能力的培養(yǎng),學(xué)會用比較法來區(qū)別有氧呼吸和無氧呼吸的相關(guān)知識,培養(yǎng)學(xué)生的歸納、推理能力,嘗試概念的推導(dǎo)式,探索式教學(xué),學(xué)會理解和分析概念的方法。
3、情感態(tài)度價值目標:有氧呼吸和無氧呼吸的比較,求同存異,進一步理解發(fā)生在細胞內(nèi)的這些生物化學(xué)反應(yīng),是生命物質(zhì)運動的高級形式,也是生命物質(zhì)的特殊性所在,同時更是發(fā)生在生物體細胞內(nèi)的有規(guī)律的化學(xué)變化,正確運用發(fā)展的、運動的觀點來認識生命的存在。
三、教學(xué)重點與難點
重點:(1)有氧呼吸和無氧呼吸的過程,場所,條件和產(chǎn)物(2)細胞呼吸的意義
難點:(1)有氧呼吸和無氧呼吸的過程,場所,條件和產(chǎn)物(3)有氧呼吸和無氧呼吸的物質(zhì)變化和能量變化
四、課時安排:一課時(如果教學(xué)需要可以分成兩課時)
五、教學(xué)過程
導(dǎo)入:“呼吸作用 ” 與我們通常了解的 “ 呼吸 ” 是一回事嗎? 問問學(xué)生是否知道呼吸與呼吸作用的區(qū)別,是否將呼吸與呼吸作用相等同?(可以帶學(xué)生回憶人體呼吸的過程,讓學(xué)生比較呼吸與呼吸作用的不同。)講述:其實 “ 呼吸作用” 并非我們學(xué)習(xí)過的 “ 呼吸 ” ,我們熟悉的 “ 呼吸 ” 指的是人和動物體與外界進行的氣體交換過程。而 “ 呼吸作用 ” 是指有機物在細胞內(nèi)經(jīng)過一系列的氧化分解,生成二氧化碳或其他產(chǎn)物,釋放出能量并生成 ATP ,因此也叫做 “ 細胞呼吸 ”。正是因為所有生物的細胞都具備這一功能,才能保證所有生物正常的生命活動。“ 呼吸 ” 與 “ 呼吸作用 ” 的現(xiàn)象和本質(zhì)是有所區(qū)別的。教師通過我們的呼吸從而引出細胞呼吸概念。
1.細胞呼吸:生物體內(nèi)的有機物在細胞內(nèi)經(jīng)過一系列的氧化分解,最終生成二氧化碳或其他產(chǎn)物,并釋放出能量的過程。又叫生物氧化。本節(jié)內(nèi)容就以葡萄糖為例來說明呼吸的過程;理解生物氧化和物質(zhì)燃燒的區(qū)別和聯(lián)系:氧化分解,無論是有氧氣參加,還是無氧氣參加,只要是氧化還原反應(yīng),失去電子則為氧化(脫氧則為氧化);得到電子為還原(得氫則為還原)。有機物只有在被氧化成簡單的有機物或徹底氧化為CO2和H2O時,能量(有機物中的化學(xué)能)釋放,一部分以熱能散失,另一部分被ADP捕獲形成ATP貯存起來。歸納出細胞呼吸的實質(zhì):氧化分解有機物,釋放能量,形成ATP。故此細胞呼吸又叫生物氧化。
講述:通過比較,我們發(fā)現(xiàn)生物氧化更為復(fù)雜、更為溫和、更為完善,而且生物氧化產(chǎn)生的能量不僅可以維持體溫,還可以用于多種生命活動,但燃燒僅僅能發(fā)光發(fā)熱。所以生命運動更為精巧,更為奇妙,更為高明,生命是偉大的。細胞呼吸是一個由多種酶參與催化,多步驟的過程。細胞呼吸通常是在有氧的情況下進行的,但是某些細胞也可以在無氧的環(huán)境下進行呼吸。在有氧條件下,細胞中的有機物會徹底氧化分解成為無機物,自然會放出全部的能量。無氧條件下,細胞中的有機物降解成為其他的有機物,釋放出一部分能量。總之,通過有機物的氧化分解,釋放能量,被細胞利用,生命過程得以正常進行。這便是細胞呼吸的實質(zhì)所在。那么以上這樣兩個過程又是如何發(fā)生的呢?從而引出:
分類:有氧呼吸和無氧呼吸(過程,場所,條件和產(chǎn)物)2.有氧呼吸
教學(xué)過程說明:在教師的指導(dǎo)下識圖,讓學(xué)生思考圖中各個階段的反應(yīng)產(chǎn)物,再讓學(xué)生閱讀教材中有氧呼吸過程的文字說明,思考三個階段中物質(zhì)的變化和能量釋放以及發(fā)生這些變化的部位,教師再板書三個階段的反應(yīng)式如下:
1.C6H12O6→4[H]+2CH3COCOOH(丙酮酸)+能量(少量)﹤ 2ATP
熱能
細胞質(zhì)基質(zhì)。
熱能2.2CH3COCOOH(丙酮酸)+6H2O→6CO2+20[H]+能量(少量)﹤ 2ATP
熱能
線粒體
3.24[H]+6O2→+能量(大量)﹤ 34ATP
線粒體
此處一定要讓學(xué)生理解有氧呼吸的中間過程和中間產(chǎn)物,有條件的學(xué)校可以根據(jù)學(xué)生理解和接受能力的情況,將有氧呼吸的主要過程(三羧酸循環(huán))較詳細地介紹給學(xué)生,便于學(xué)生理解。讓學(xué)生將上述三個反應(yīng)式左邊加左邊,右邊加右加,消去兩邊相同的部分,得到一個總的反應(yīng)式為:
C6H12O6+6H2O+6O2→6CO2+12H2O+能量(大量)
難點說明:有氧呼吸的產(chǎn)物二氧化碳中的氧元素來自哪個反應(yīng)物?用含同位素氧跟蹤用氧呼吸過程中的氧原子,得出氧元素途徑:葡萄糖 → 丙酮酸 → 二氧化碳
然后讓學(xué)生將這個反應(yīng)式與課本對照,在教師的引導(dǎo)和提示下,根據(jù)反應(yīng)物和生成物的變化及反應(yīng)的條件,并與細胞呼吸的概念對照,順其自然就得出有氧呼吸的概念。
3.無氧呼吸
以生活中的實際問題(乳酸發(fā)酵,酵母菌發(fā)酵)為教學(xué)的切入點,教師寫出呼吸作用兩個反應(yīng)式:
根據(jù)上述反應(yīng)式,由于形成不徹底產(chǎn)物(乳酸或酒精)中,都含有更多的能量,因此釋放了少量的能量。引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)上述反應(yīng)式,對比細胞呼吸和有氧呼吸的概念,推導(dǎo)出無氧呼吸的概念。學(xué)習(xí)了細胞呼吸之后可以讓學(xué)生自己設(shè)計一個比較表,比較有氧呼吸和無氧呼吸的異同(教師提示:反應(yīng)條件、進行的場所、物質(zhì)的變化、能量的變化,也可以從概念所包含特征去區(qū)別)。在這個過程中幫助學(xué)生梳理概念,理解細胞呼吸的原理。
無氧呼吸與有氧呼吸的比較(由學(xué)生歸納總結(jié))
4.細胞呼吸的意義
讓學(xué)生閱讀,要求學(xué)生用濃縮法進行歸納,以方便理解和記憶,讓學(xué)生充分展示自己的概括能力,說出自己提練的精華,教師點評并板書意義:提供能量;提供原料。并對全部內(nèi)容作總結(jié)性講評。
第二篇:細胞呼吸教學(xué)設(shè)計
<<細胞呼吸>>教學(xué)設(shè)計
一、教學(xué)設(shè)計
(一)教學(xué)思想
本節(jié)課的設(shè)計緊貼課程標準強調(diào)的宗旨:培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng);結(jié)合探究實驗,使得學(xué)生對知識的認識從感性過渡到理性;充分發(fā)揮學(xué)生的自主性學(xué)習(xí),通過自主學(xué)習(xí)完成對知識的初步認識和理解,充分體現(xiàn)了學(xué)生在課堂中的主體地位;充分發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用,通過教師的重點指引和難點突破,幫助學(xué)生完成從對知識的初步認識和理解升華到對知識的綜合理解和應(yīng)用,從而真正轉(zhuǎn)化為能力和素養(yǎng)。
由于本節(jié)課的知識側(cè)重在理解水平,所以在課堂練習(xí)的選擇上也應(yīng)側(cè)重于知識的應(yīng)用,另外結(jié)合“問題—探究—發(fā)展”教學(xué)模式,在選題上應(yīng)同時側(cè)重知識的發(fā)展和學(xué)生的發(fā)展。
(二)學(xué)情分析
雖然這一屆高二的學(xué)生在初中使用的是人教版的舊教材,初三和高一又沒有接觸到生物學(xué),在本節(jié)課的生物學(xué)知識支撐上比較薄弱,不過對于生物學(xué)也有一定的了解,加上我所教的這個班的學(xué)生對學(xué)習(xí)生物學(xué)有著濃厚的興趣,所以能夠組織學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中開展自主探究。廣州市番禺區(qū)禺山高級中學(xué)在前年就開始推行“問題—探究—發(fā)展”的教學(xué)模式,高二的學(xué)生對于這種模式十分熟悉,具備施行“問題—探究—發(fā)展”教學(xué)模式的基礎(chǔ)。該模式在本節(jié)課的教學(xué)上具備很強的可操作性。
本節(jié)課主要從一個探究實驗入手,通過分析探究實驗,了解細胞呼吸的類型和產(chǎn)物,讓學(xué)生有一個初步的感性認識,然后上升到一個理性認識,符合學(xué)生的認知規(guī)律。
本課時強調(diào)對于知識的理解和應(yīng)用,由于我校學(xué)生大多是農(nóng)村孩子,對于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的田間管理有著一定的感性認識,所以本節(jié)課的知識點能緊密結(jié)合學(xué)生的自身體驗和熟知的社會生活(諸如人體高強度運動后的肌肉酸痛、甜酒的釀制等),從而能夠通過創(chuàng)設(shè)學(xué)生熟悉的情景來激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和探究問題的主動性。
(三)教材分析
本節(jié)課的知識具有一定的獨立性。本節(jié)課的重點有4個: 1.關(guān)于酵母菌細胞呼吸方式的探究實驗。2.細胞有氧呼吸和無氧呼吸的過程。
3.細胞有氧呼吸和無氧呼吸的聯(lián)系和區(qū)別。
4.細胞呼吸原理的應(yīng)用。
其中對酵母菌細胞呼吸方式的探究,要學(xué)生感性了解不同呼吸類型的條件和產(chǎn)物,并熟知對比實驗在科學(xué)探究中的作用和設(shè)置條件。知識結(jié)構(gòu):
(四)教學(xué)目標 1.知識目標。
①通過自主學(xué)習(xí)理解細胞進行有氧呼吸和無氧呼吸的過程。
②通過比較和討論理解細胞有氧呼吸和無氧呼吸的異同和聯(lián)系。③通過綜合分析,學(xué)會應(yīng)用細胞呼吸的原理。2.能力目標。
①通過自主學(xué)習(xí),培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力和分析、歸納、總結(jié)的能力。②通過合作探究培養(yǎng)學(xué)生對信息的獲取、判斷和利用能力。③通過評價,培養(yǎng)學(xué)生的語言表述能力和評價能力。④通過課堂練習(xí),培養(yǎng)學(xué)生對于知識的應(yīng)用能力、發(fā)散能力和遷移能力。3.情感目標。
①通過對知識的學(xué)習(xí),調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)生物學(xué)的主動性。
②通過對知識的學(xué)習(xí),增強學(xué)生對于自身的了解和對社會問題的關(guān)注。
(五)教學(xué)方法
目標教學(xué);自主性學(xué)習(xí);合作探究;評價學(xué)習(xí)。
(六)課前準備
兩組探究酵母菌細胞呼吸方式的實驗裝置(其中一組為演示組,另一組為實驗課上的學(xué)生的裝置)。
(七)教學(xué)流程
二、教學(xué)反思
遵照上述教學(xué)設(shè)計,我實施了這節(jié)課的教學(xué)活動,并取得了成功。主要表現(xiàn)為:課堂氣氛活躍,學(xué)生的自主探究和合作探究都很深入,學(xué)生之間的互動評價學(xué)習(xí)得到充分的發(fā)展,學(xué)生的主體地位得到充分體現(xiàn),但在教學(xué)的實施過程中也發(fā)現(xiàn)了存在的問題和一些應(yīng)該注意的地方,如果能夠做好這些,課堂教學(xué)的效果會有進一步的提高。
(一)指導(dǎo)思想明確 強調(diào)學(xué)生的自主學(xué)習(xí),充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用。教師的主要任務(wù)就是幫助學(xué)生完成從對知識的初步理解深化到綜合理解和應(yīng)用上,把知識轉(zhuǎn)化為能力,真正地發(fā)揮主導(dǎo)作用,這樣就保證了課堂是學(xué)生的,學(xué)習(xí)是高效的,發(fā)展是實際的。
(二)課前準備充分,對教材、學(xué)生、教法和學(xué)法的分析客觀實際
這一點是保證課堂教學(xué)得以順利、高效實施的前提,正是正確分析了學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況、知識儲備、能力儲備,才能適當?shù)剡M行分析探究和自主性學(xué)習(xí)。
(三)合理的教學(xué)模式和教學(xué)策略 本節(jié)課使用的教學(xué)模式是“目標教學(xué)”“問題—探究—發(fā)展”教學(xué)以及“自主性學(xué)習(xí)”相結(jié)合的教學(xué)模式,是對多種模式的取長補短,優(yōu)勢在于課堂活動的連續(xù)性和遞進性。一開始的展示課堂教學(xué)目標是讓學(xué)生從大體上了解本節(jié)課的范圍和內(nèi)容。
引導(dǎo)性問題不要求探討些什么,其主要目的是為了引起學(xué)生的注意和激發(fā)學(xué)生的興趣。這節(jié)課具備分析探究實驗的任務(wù),作用就是為了讓學(xué)生從感性認識過渡到理性認識。展示自主性學(xué)習(xí)的任務(wù)和要求是一個關(guān)鍵性的問題,主要是限定學(xué)生自主性學(xué)習(xí)的范圍、要求和任務(wù),避免學(xué)生的自主性學(xué)習(xí)出現(xiàn)盲目性,是保證自主性學(xué)習(xí)取得實效的措施。學(xué)生進行自主性學(xué)習(xí)是課堂結(jié)構(gòu)的主要部分,它主要是充分體現(xiàn)學(xué)生的主體地位和培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力、獲取信息和理解歸納的能力。
基礎(chǔ)知識的回顧是教師為了檢查學(xué)生自主性學(xué)習(xí)的效果而設(shè)立的,在本節(jié)課中我借助了其他課程資源上的知識網(wǎng)絡(luò)組織基礎(chǔ)自測題。
在學(xué)生對知識有了一定的了解和掌握之后,通過教師的引導(dǎo)、提高和發(fā)展,幫助學(xué)生完成從對知識的了解深化到對知識的綜合理解和應(yīng)用,轉(zhuǎn)化成能力;最后設(shè)置的課堂練習(xí)就是為了反饋前一環(huán)節(jié)(教師引導(dǎo)、提高和發(fā)展)的效果而布置的。
所以從整體上說,這種教學(xué)模式具備整體上的完整性和課堂教學(xué)活動的連續(xù)性、遞進性。
(四)恰當合理選取、精析經(jīng)典例題,課堂、課外作業(yè)互補 在本節(jié)課的教學(xué)中我只選用了一個例題(見附錄)進行評析,這個例題是關(guān)于釀制甜米酒的,農(nóng)村的孩子大多數(shù)熟知這個過程,這樣一來不僅能夠極大地引起他們探討的興趣,而且能夠使得他們的知識學(xué)以致用,真正地為科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)服務(wù)。當然也并不是說這個題目就涵蓋了本節(jié)課的所有知識點,所以在布置課堂作業(yè)的時候,我注意了知識點的互補性。雖然說課堂教學(xué)的實施比較成功,但是也存在一些地方需要進行改進,主要體現(xiàn)在: 1.探究實驗的分析最好能在這個課時之前就完成,如果留在這個課時內(nèi)完成,會使課堂時間緊迫。所以到我布置作業(yè)的時候,已經(jīng)下課了。
2.學(xué)生的自主性學(xué)習(xí)最好能分段實施,避免枯燥乏味,否則容易降低學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情。附錄:(例題)閱讀下面關(guān)于甜米酒的釀制過程,回答問題: 步驟(1):將糯米煮熟;
步驟(2):用開水澆燙小口容器罐的內(nèi)部后,留作釀制容器; 步驟(3):將煮熟的糯米和適量的酒粬(酵母菌)混勻后,放入釀制容器; 步驟(4):密封容器。問題:
(1)為什么要將糯米煮熟?
(2)為什么要用開水澆燙容器?
(3)為什么要在糯米的中間留出一個空間?
(4)為什么要密封容器?
(5)在釀酒的過程中總是“先來水”,“后來酒”,為什么?
第三篇:細胞呼吸教學(xué)設(shè)計
第3節(jié)《ATP的主要來源——細胞呼吸》教學(xué)設(shè)計方案
一、學(xué)情分析
學(xué)生對生物體的呼吸作用并不陌生。通過初中階段的學(xué)習(xí),學(xué)生已經(jīng)知道呼吸作用的本質(zhì)是細胞內(nèi)的有機物氧化分解釋放能量。但是,有機物是怎樣氧化分解釋放能量的,這一過程與有機物在生物體外的燃燒有什么不同,這一過程必須要有氧的參與嗎,在無氧條件下能不能進行,這些問題學(xué)生并不清楚,可利用學(xué)生已有的知識和經(jīng)驗,創(chuàng)設(shè)新的問題情境,激發(fā)學(xué)生的探究欲望。學(xué)生有著豐富的、與本節(jié)內(nèi)容相關(guān)的生活經(jīng)驗,比如劇烈運動時常常會氣喘吁吁、心跳加快、滿頭大汗,運動后會有肌肉酸脹乏力的感覺,知道釀酒工業(yè)離不開酵母菌酸奶、泡菜等離不開乳酸菌等等。將這些生活中的事例融入課堂,既能調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,更能幫助學(xué)生理解生物學(xué)原理,真正體現(xiàn)新課程標準倡導(dǎo)的“提高學(xué)生生物科學(xué)素養(yǎng)”的理念。
二、教學(xué)目標
1、情感態(tài)度與價值觀
(1)通過對細胞呼吸原理的應(yīng)用的學(xué)習(xí),進一步認識生物科學(xué)在生產(chǎn)生活中的價值。(2)通過對酒精發(fā)酵的學(xué)習(xí),認識到酒精對生物細胞的傷害,形成積極、健康的生活方式,適度飲酒。
2、過程與方法
(1)通過自學(xué)有氧呼吸和無氧呼吸的過程能,對二者的過程和反應(yīng)場所進行比較。(2)通過參與小組對有氧呼吸和無氧呼吸的異同點的討論,提高合作、交流的能力。
3、知識與技能
(1)正確地說出線粒體的結(jié)構(gòu)和功能。
(2)正確地說明有氧呼吸和無氧呼吸的異同。
(3)說明細胞呼吸的原理,并探討其在生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用。
三、教學(xué)重點、難點,1、有氧呼吸的過程和原理。
2、細胞呼吸的原理和本質(zhì)。
四、教學(xué)用具
1.課前準備教具火柴、掛面
2.《ATP的主要來源——細胞呼吸》的導(dǎo)學(xué)案。
五、教學(xué)過程
一、演示實驗,導(dǎo)入新課
1.創(chuàng)設(shè)情境:植物通過光合作用,以CO2、H2O等無機物為原料,合成了糖類等有機物。將光能轉(zhuǎn)化成有機物中的化學(xué)能儲存起來。我們要利用這些化學(xué)能,就要使其釋放出來可以通過什么方式呢、?如我手里拿的這根掛面。學(xué)生回答,燃燒,呼吸作用等等 2.演示實驗:有機物的燃燒。提問有機物通過燃燒釋放了能量將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能和光能,產(chǎn)生了CO2和H2O。那么,呼吸作用和燃燒有什么共同點?呼吸作用能像體外燃燒那樣劇烈嗎?為什么?學(xué)生回答,都釋放能量,產(chǎn)生CO2等物質(zhì)。不能,有機物中的能量若像燃燒那樣一下全部釋放出來,細胞的基本結(jié)構(gòu)就不復(fù)存在了。3.講解:細胞生活在常溫、常壓下,有機物不可能通過燃燒釋放能量,而應(yīng)該是通過一個溫和的過程,將有機物中的能量逐步地、緩慢地釋放,隨時被細胞利用。細胞中確實存在這樣的過程,這就是細胞的呼吸作用。
二、細胞呼吸的概念和方式
提問:細胞呼吸的概念是什么?學(xué)生看書回答。細胞呼吸是指有機物在細胞內(nèi)經(jīng)過一系列的氧化分解,生成二氧化碳或其他產(chǎn)物釋放出能量并生成ATP的過程。強調(diào)關(guān)鍵詞:反應(yīng)物、場所、過程、產(chǎn)物、能量變化。細胞呼吸的實質(zhì)就是有機物的氧化分解。
提問:根據(jù)初中所學(xué),大家來揣度一下,這個概念中似乎缺了什么,學(xué)生回答。條件——氧氣,細胞呼吸必須在有氧環(huán)境下進行嗎?引出,細胞呼吸的方式——有氧呼吸和無氧呼吸。
三、有氧呼吸
1.講解:有氧呼吸顧名思義,需要有氧氣參與的細胞呼吸。它是絕大多數(shù)生物細胞呼吸的主要形式。提問
(1)、我們在學(xué)細胞器時,說有一種細胞器與有氧呼吸有關(guān),大家回憶一下,是哪種細胞器呢,學(xué)生回答,線粒體。
(2)線粒體都具有哪些結(jié)構(gòu)?這些結(jié)構(gòu)如何適應(yīng)線粒體的功能呢?學(xué)生回答。線粒體的結(jié)構(gòu):內(nèi)、外雙層膜、內(nèi)膜的某些部位向內(nèi)折疊、突起形成嵴、嵴使內(nèi)膜的表面積大大增加為呼吸酶提供了大量的附著位點。嵴的周圍充滿了液態(tài)的基質(zhì)。線粒體的內(nèi)膜上和基質(zhì)中含有許多種與有氧呼吸有關(guān)的酶。板圖線粒體的結(jié)構(gòu),讓學(xué)生在自己的筆記本上畫。
(3)如果把白板的邊緣比喻成細胞膜那么大家想線粒體的周圍應(yīng)該是什么?學(xué)生回答細胞質(zhì)基質(zhì)。
2.設(shè)置問題:有氧呼吸分為哪幾個階段? 每一個階段的反應(yīng)場所是什么? 有著怎樣的物質(zhì)變化和能量變化
請大家看書,嘗試在自己的細胞圖中寫出每一階段的反應(yīng)式。學(xué)生自學(xué)有氧呼吸的三個階段。
在自己所畫的“細胞”中相應(yīng)的位置寫出每個階段的反應(yīng)式。一位同學(xué)黑板展示。3.總結(jié)
第一階段葡萄糖降解階段。
1反應(yīng)場所:細胞質(zhì)基質(zhì)。
2物質(zhì)變化:一分子的葡萄糖分解成兩分子的丙酮酸,在分解過程中產(chǎn)生少量的[H]和少量ATP。
3能量變化:釋放出少量的能量。第二階段丙酮酸分解階段。
1反應(yīng)場所:線粒體基質(zhì)。
2物質(zhì)變化:丙酮酸在水的參與下,經(jīng)過一系列的反應(yīng),徹底分解成二氧化碳和[H]產(chǎn)生少量ATP。
3能量變化:釋放出少量能量。
第三階段[H]和氧結(jié)合生成水釋放大量能量的階段。
1反應(yīng)場所線粒體內(nèi)膜。
2物質(zhì)變化前兩個階段生成的[H]和氧結(jié)合形成水形成大量ATP。
3能量變化釋放大量能量。4.引導(dǎo)寫出有氧呼吸的總反應(yīng)式在了解了有氧呼吸三個階段的具體過程的基礎(chǔ)上我們一起來寫出有氧呼吸的總反應(yīng)式。提示反應(yīng)物、產(chǎn)物、反應(yīng)條件、能量總變化 5.強化理解鞏固提升。
提問水在第幾個階段參與進去氧氣在第幾階段參與進去二氧化碳在第幾階段生成水在第幾個階段生成能否將反應(yīng)式前后的“H2O”約去 四無氧呼吸
1創(chuàng)設(shè)情境應(yīng)用過渡
我們都有這樣的生活經(jīng)驗,在劇烈運動時會氣喘吁吁,心跳加快,滿頭大汗,請同學(xué)們用生物學(xué)原理分析這一現(xiàn)象。學(xué)生回答,骨骼肌細胞需要能量,就要進行細胞呼吸,主要是有氧呼吸,有氧呼吸就需要大量氧氣,因此呼吸頻率會加快。心跳加快使肺部吸收的氧氣快速到達全身各處。有氧呼吸過程中,有機物的很大一部分能量都以熱量的形式散失,故會滿頭大汗。劇烈運動后,經(jīng)常會有肌肉酸脹乏力的感覺,這是什么原因呢? 總結(jié):雖然有氧呼吸是細胞進行呼吸作用的主要形式,但在無氧或缺氧的條件下細胞就可能進行無氧呼吸。例如人骨骼肌細胞在氧氣供應(yīng)不足時就會進行無氧呼吸產(chǎn)生乳酸,使我們有酸脹的感覺。可見動物仍保持有無氧呼吸的能力。
動物體內(nèi)能進行無氧呼吸,植物體內(nèi)是否也能進行無氧呼吸呢,(學(xué)生回答可以。比如,蘋果在密閉的盒子里放久了就會有酒味散發(fā)出來,這就是因為無氧呼吸產(chǎn)生了酒精。)
微生物的無氧呼吸更為普遍,比如有專門進行無氧呼吸產(chǎn)生乳酸的細菌——乳酸菌,酸奶、泡菜等就是乳酸菌無氧呼吸的結(jié)果。像酵母菌在缺氧的條件下,可以將有機物分解成酒精和二氧化碳。這就是釀酒的原理。2.提問
1你能說出無氧呼吸的產(chǎn)物有哪些嗎?學(xué)生回答。(酒精和二氧化碳或乳酸)。
2這些產(chǎn)物是怎樣產(chǎn)生的呢?學(xué)生閱讀課文,將無氧呼吸兩個階段的反應(yīng)式寫在細胞圖中。
第一階段與有氧呼吸的第一階段完全相同。第二階段
1.反應(yīng)場所:細胞質(zhì)基質(zhì)。
2.物質(zhì)變化:丙酮酸在不同酶的催化下,分解成酒精和二氧化碳,或者分解成乳酸。3.總結(jié)無氧呼吸反應(yīng)式。
提問:反應(yīng)物、產(chǎn)物、反應(yīng)條件、能量變化。引導(dǎo)學(xué)生完善反應(yīng)式,從能量變化角度看,由于產(chǎn)物中還儲存著許多能量,所以無氧呼吸釋放的能量少。
五、比較總結(jié)練習(xí)鞏固
1、提問:有氧呼吸與無氧呼吸有什么不同點和相同點。
提示:比如說反應(yīng)條件,學(xué)生以小組為單位,討論并展示。其他同學(xué)補充。相同點
①第一個階段完全相同,不管是反應(yīng)式還是反應(yīng)場所。
②實質(zhì)都是:通過有機物的氧化分解、釋放能量、合成ATP、用于各種生命活動生命過程才能有動力、才能正常進行。
2請同學(xué)總結(jié)今天學(xué)習(xí)內(nèi)容。練習(xí)導(dǎo)學(xué)案自主檢測題。
第四篇:第三節(jié) 細胞呼吸 教學(xué)設(shè)計 教案
教學(xué)準備
1.教學(xué)目標
1、識記細胞呼吸的概念和類型
2、理解有氧呼吸的概念、總反應(yīng)式、過程、和圖解,各階段區(qū)別和聯(lián)系。
3、掌握有氧呼吸物質(zhì)和能量變化。
2.教學(xué)重點/難點
教學(xué)重點:
細胞的有氧呼吸過程及原理。教學(xué)難點:
細胞的有氧呼吸過程。
3.教學(xué)用具
教學(xué)課件
4.標簽
教學(xué)過程
一、導(dǎo)入新課
生物體生命活動的主要能源物質(zhì)、直接來源、根本來源各是什么? 把光能轉(zhuǎn)化為高等動物肌肉收縮的機械能需要經(jīng)歷那些過程? 師:賽跑過程中要消耗什么? 生:能量
師:看到能量兩個字,讓我們想起之前給大家歸納的四大能源,其中,生物體生命活動的主要能源物質(zhì)是什么?生物體各項生命活動所需能量的直接來源是什么?
生:糖類、ATP 師:這些有機物中的能量不能直接用于生命活動,必須轉(zhuǎn)換成能量通貨“ATP”才能直接用于各項生命活動。
師:有機物中穩(wěn)定的化學(xué)能是通過什么生理活動轉(zhuǎn)換成ATP中活躍化學(xué)能的? 生:細胞呼吸。從而引入課題 《細胞呼吸》
二、細胞呼吸的概念
生物體內(nèi)糖類、脂類和蛋白質(zhì)等有機物在活細胞內(nèi)經(jīng)過一系列的氧化分解,最終生成二氧化碳或其他產(chǎn)物,并且釋放能量,生成ATP的總過程,叫做細胞呼吸。(又叫生物氧化)問題探論:
1.呼吸作用與物質(zhì)的燃燒有什么異同點? 相同點:都能分解物質(zhì),釋放能量。
不同點:物質(zhì)的體外燃燒——高溫、反應(yīng)劇烈、能量迅速全部釋放。物質(zhì)的體內(nèi)分解
2.呼吸作用能夠像燃料在體外燃燒那么劇烈嗎?
不能。否則,組成細胞的化合物會迅速而徹底地氧化分解,能量會迅速地全部釋放出來,細胞的基本結(jié)構(gòu)也就會遭到徹底的破壞。3.在無氧條件下,細胞還能夠通過呼吸作用釋放能量嗎? 4.呼吸作用和呼吸有什么不同?
三、細胞呼吸的方式
(一)探究酵母菌呼吸的方式
酵母菌是一種單細胞真菌,屬真核生物。在有氧氣和無氧氣的條件下都能生存,屬于 兼性厭氧型生物。通過定性測定酵母菌在有氧和無氧的條件下細胞呼吸的產(chǎn)物,可以確定酵母菌細胞呼吸的方式。實驗:探究酵母菌細胞呼吸的方式
實驗材料—酵母菌:單細胞真菌屬真核生物,酵母菌是異養(yǎng)兼性厭氧型生物,培養(yǎng)時必須提供有機物 實驗原理: 酵母菌通過細胞呼吸可產(chǎn)生二氧化碳。澄清石灰水和或溴麝香草酚藍水溶液可用于檢測CO2。酵母菌通過細胞呼吸可產(chǎn)生酒精。重鉻酸鉀在酸性條件下,可用于檢測酒精 探究實驗步驟:
提出問題:酵母菌在什么條件下使葡萄糖發(fā)酵產(chǎn)生酒精? 酵母菌在不同條件下產(chǎn)生的CO2是否一樣多? 實驗假設(shè):酵母菌在無氧條件下使葡萄糖發(fā)酵產(chǎn)生酒精 酵母菌在有氧條件下產(chǎn)生的CO2比無氧條件多 實驗方案設(shè)計:
自變量:控制有氧和無氧的條件,通氣或密封瓶口放置一段時間是否有酒精產(chǎn)生的?——酸性條件下酒精與重鉻酸鉀溶液進行反應(yīng)是否有CO2產(chǎn)生?——通入石灰水或溴麝香草酚藍水溶液。
比較CO2多少的方法——石灰水混濁程度或溴麝香草酚藍水溶液顏色變化時間 無關(guān)變量:保證酵母菌在整個實驗過程中正常生活的方法——葡萄糖溶液培養(yǎng)、適宜的溫度、pH、空氣 第一步:配制酵母菌培養(yǎng)液。
第二步:用A、B兩個錐形瓶裝入配制好的等量酵母菌培養(yǎng)液。第三步:按圖裝置連接。
進行實驗:有氧裝置中,第三個錐形瓶:石灰水混濁程度高,溴麝香草酚藍變色時間短
酵母菌濾液:加入重鉻酸鉀,顏色仍為橙色
無氧裝置中,第二個錐形瓶:石灰水混濁程度低,溴麝香草酚藍變色時間長 酵母菌濾液:加入重鉻酸鉀,顏色變?yōu)榛揖G色 實驗結(jié)論:
酵母菌在有氧和無氧條件下都能進行細胞呼吸。在有氧條件下酵母菌通過細胞呼吸產(chǎn)生大量CO2,在無氧條件下酵母菌通過細胞呼吸產(chǎn)生酒精和少量CO2
(二)、細胞呼吸的方式:有氧呼吸、無氧呼吸
1、有氧呼吸
(1)主要場所:線粒體
(2)、概念:有氧呼吸是細胞在有氧的條件下,通過多種酶的催化作用,把葡萄糖等有機物徹底氧化分解,產(chǎn)生二氧化碳和水,釋放能量,生成許多ATP的過程。
師:首先我們來討論有氧呼吸,請同學(xué)們仔細閱讀P71圖4-25細胞呼吸,討論 下列問題:
(3)有氧呼吸特點:有氧參加,有機物徹底氧化,釋放大量能量,主要在線粒體中進行
(4)總方式程:C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量(2870kJ)(5)詳細過程:有氧呼吸過程主要包括三個階段(以葡萄糖為例)
①(細胞質(zhì)基質(zhì)中)1mol葡萄糖分解形成2 mol丙酮酸,同時產(chǎn)生少量的[H]和少
量的ATP—酶—2 mol。
C6H12O6 → 2C3H4O3+4 [H]+ATP(少)
②(線粒體基質(zhì))丙酮酸進一步分解成CO2和[H],同時產(chǎn)生少量的ATP—酶—2 mol,部分水也參與了反應(yīng)。2C3H4O3+6H2O→6CO2+2O[H]+ATP(少)
③(線粒體內(nèi)膜)一系列反應(yīng)產(chǎn)生的[H],在線粒體中和氧氣結(jié)合,在產(chǎn)生水的同時形成大量的ATP—酶—34mol。24[H]+6O2→12H2O+能量
(5)放能特點:呼吸作用釋放能量的速度較慢,而且是逐步釋放,適合細胞利用。釋放出來的能量,一部分轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮苌⑹У簦徊糠忠訟TP形式儲存在細胞中。11mol葡萄糖,放能2870KJ,其中1161KJ貯存于ATP形成38個ATP,效率40%,產(chǎn)熱1709KJ,最后以熱量形式散失。有氧呼吸是高等動植物呼吸的主要形式,因此通常所說的細胞呼吸就是指有氧呼吸。但是要注意細胞呼吸還有無氧呼吸的形式。釀酒是是運用到微生物的無氧呼吸。現(xiàn)在我們參照有氧呼吸,就能更容易學(xué)習(xí)無氧呼吸。
轉(zhuǎn)入無氧呼吸的學(xué)習(xí),要求學(xué)生閱讀教材自學(xué)無氧呼吸的概念、場所、過程、物質(zhì)和能量變化。
提出相關(guān)問題要求學(xué)生回答。
①為什么無氧呼吸所放出的能量要比有氧呼吸少得多?
②為什么不同生物無氧呼吸的產(chǎn)物不同?無氧呼吸過程中,物質(zhì)和 能量變化的特點是什么?
教師講述:無氧呼吸的概念、特點、場所、過程。2.無氧呼吸
(1)無氧呼吸概念:細胞在無氧條件下,通過酶的催化作用,把葡萄糖等有機物分解成為不徹底的氧化產(chǎn)物,同時釋放出少量能量的過程。(2)特點:無氧,有機物分解不徹底,放能少(3)詳細過程
第一階段:與有氧呼吸第一階段相同
第二階段:(在細胞質(zhì)基質(zhì)中)丙酮酸在不同酶的催化作用下,分解成酒精和二氧化碳或乳酸。
方程式:C6H12O6 →酶2C2H5OH(酒精)+2CO2 + 能量 代表生物:大多數(shù)植物
C6H12O6 →酶 2C3H6O3(乳酸)+ 能量
代表生物:動物和高等植物的某些器官如馬鈴薯塊莖,甜菜塊根,玉米胚等。(4)放能特點:1mol葡萄糖分解成乳酸后,放能196.65KJ,其中61.8KJ貯存于ATP,其余的能量以熱量的形式散失。
教師講述:現(xiàn)在生物大多數(shù)是以有氧呼吸為主,是不是從生物一出現(xiàn)就出現(xiàn)了有氧呼吸呢?不是,在原始的大氣中沒有氧氣,所以那時生物只有無氧呼吸,隨著藍藻和綠色植物出現(xiàn),大氣中出現(xiàn)了氧氣,才有了有氧呼吸,所以,有氧呼吸是在無氧呼吸的基礎(chǔ)上產(chǎn)生的。這說明了生物的生命活動是不斷發(fā)展變化的,而且生物具有適應(yīng)性。
引導(dǎo)學(xué)生自己設(shè)計表格比較有氧呼吸和無氧呼吸:抽學(xué)生到黑板繪制表格并填寫內(nèi)容
教師評價并展示參考表格以及內(nèi)容:
四、細胞呼吸的意義
學(xué)生閱讀細胞呼吸的意義,引導(dǎo)學(xué)生進行思維遷移聯(lián)系所學(xué)的新陳代謝與ATP,三大營養(yǎng)物質(zhì)代謝理解呼吸作用的意義。(1)為生物體的生命活動提供能量。(2)為體內(nèi)其他化合物的合成提供原料。
應(yīng)用:細胞呼吸的中間產(chǎn)物是各種有機物之間轉(zhuǎn)化的樞紐,細胞呼吸原理在生產(chǎn)實踐中有廣泛的應(yīng)用。
1.發(fā)酵技術(shù) 2.農(nóng)業(yè)生產(chǎn) 3.糧食儲藏和果蔬保鮮 4.運動與損傷護理 細胞呼吸原理的應(yīng)用:缺氧的情況下,植物組織進行無氧呼吸,產(chǎn)生酒精,不利其生長。
有氧運動是指人體細胞充分獲得氧的情況下所進行的體育鍛煉。人體細胞通過有氧呼吸可以獲得較多的能量。
無氧運動中,肌細胞因氧不足,要靠乳酸發(fā)酵來獲取能量,會引起人有肌肉酸脹乏力的感覺。缺氧的情況下,厭氧病菌大量繁殖,不利于傷口痊愈。細胞呼吸要消耗有機物,使有機物積累減少。因此,對糧食儲藏和果蔬保鮮來說,要設(shè)法減少細胞呼吸,盡可能減少有機物的消耗。糧食儲存:低溫、低氧、干燥
水果蔬菜保鮮:低溫、低氧、中等濕度
五、影響呼吸作用的因素及應(yīng)用
拓展:通過本節(jié)學(xué)習(xí),你能否總結(jié)出哪些條件會影響細胞呼吸的速率?
1、溫度(影響呼吸酶的活性)
2、水(在一定的范圍內(nèi),含水量越多,代謝越旺盛,細胞呼吸越強)
3、氧氣(O2直接影響呼吸速率和呼吸的性質(zhì)。)
4、二氧化碳含量(CO2是呼吸作用的產(chǎn)物,對細胞呼吸有抑制作用。)
課堂小結(jié)
本部分教材內(nèi)容由三大知識塊構(gòu)成,即有氧呼吸、無氧呼吸和細胞呼吸的意義,按照教學(xué)層次要求,均要求“理解”。在教材構(gòu)成上,除以文字描述為主外,還有一圖一表,圖表都簡明扼要闡明了教材的重點內(nèi)容,在本內(nèi)容中有三個重要的名詞概念,細胞呼吸代替了原教材中的生物呼吸,強調(diào)了細胞是生物體的結(jié)構(gòu)和功能單位。在有氧呼吸過程的圖解中增加了反應(yīng)物水的變化,有氧呼吸(高等動物和植物細胞呼吸的主要形式)和無氧呼吸是細胞呼吸的兩種類型,也是兩個重要的名詞概念,均由細胞呼吸這一概念分化而來,故此細胞呼吸是一個重要的基本概念,在教學(xué)中不能忽視。根據(jù)細胞呼吸的概念理解呼吸的本質(zhì):有機物氧化分解,釋放能量,形成ATP。
板書
第四章
第三節(jié)
細胞呼吸
一、細胞呼吸的概念
二、細胞呼吸的方式
1、有氧呼吸
2、無氧呼吸
三、細胞呼吸的意義
四、影響呼吸作用的因素及應(yīng)用
第五篇:《細胞呼吸》教學(xué)設(shè)計與案例
《細胞呼吸》教學(xué)設(shè)計與案例
第3節(jié) 細胞呼吸
教學(xué)目的
1.呼吸作用的概念(識記)。
2.生物的有氧呼吸和無氧呼吸的知識(理解)。
3.呼吸作用的意義(理解)。
教學(xué)重點
1.有氧呼吸和無氧呼吸的知識。
2.呼吸作用的意義。
教學(xué)難點
有氧呼吸和無氧呼吸的知識。
教學(xué)用具
幻燈、復(fù)合式幻燈片或計算機教學(xué)軟件;細胞內(nèi)有氧呼吸的過程,有氧呼吸與無氧呼吸的比較表。
教學(xué)方法
講述法與談話法相結(jié)合。
課時安排
1課時。板 書
教學(xué)過程 第八節(jié)
生物的呼吸作用
一、呼吸作用的概念
二、呼吸作用的類型
(一)有氧呼吸 1.場所: 2.過程: 第一階段:
酶
葡萄糖——→2丙酮酸(CH3COCOOH)+ 4[H]十能量(少量)第二階段:
酶
2CH3COCOOH——→6CO2十20[H]+能量(少量)第三階段:
酶
24[H]+6O2——→12H2O+能量(大量)3.反應(yīng)式:
C6H12O6+6H2O+6O2 酶 ——→6CO2+12H2O+能量 4.概念:
(二)無氧呼吸 1.實例
(1)植物體內(nèi)的無氧呼吸(2)動物體內(nèi)的無氧呼吸
1(3)微生物的無氧呼吸——發(fā)酵 2.過程: 第一階段:
酶
葡萄糖——→丙酮酸+[H]十能量(少量)第二階段:
酶
丙酮酸——→酒精+CO2+能量或乳酸+能量 3.反應(yīng)式:
酶
C6H12O6—→2C2H5OH+CO2+能量
酶
6H12O6—→2C3H6O3+能量 4.場所: 5.概念:
三、有氧呼吸和無氧呼吸的比較
四、呼吸作用的意義
1.為生物各項生命活動提供能量。2.為體內(nèi)其他化合物的合成提供原料。
復(fù)習(xí)提問:
1.生物體生命活動的主要能源物質(zhì)是什么? 2.生物體內(nèi)儲存能量的物質(zhì)是什么?
3.生物新陳代謝所需能量的直接來源是什么?
(回答:略。)
引言:生物體的生命活動一時一刻也離不開能量。從根本上說,生物所需要的能量,幾乎都來自太陽光。綠色植物通過光合作用制造有機物,并將光能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能,貯存在有機物中。
提問:大家知道,有機物在體外燃燒,可以釋放出其中的能量。那么,有機物中的能量在體內(nèi)怎樣才能釋放出來呢?
(回答:有機物必需分解才能釋放其中的能量。)
講述:我們將生物體內(nèi)的有機物在細胞內(nèi)經(jīng)過一系列的氧化分解,最終生成二氧化碳或其他產(chǎn)物,并且釋放出能量的總過程稱做呼吸作用。又叫生物氧化。
提問:我們所說的呼吸作用與初中人體生理中學(xué)過的呼吸有什么不同?
(回答:呼吸是指人體與外界進行氣體交換的過程。呼吸作用是指生物體在細胞內(nèi)分解有機物;釋放能量的過程。)
講述:根據(jù)細胞內(nèi)分解有機物的過程是否有氧參與,將呼吸作用分為有氧呼吸和無氧呼吸兩種類型。
有氧呼吸是高等動物和植物進行呼吸作用的主要形式,通常我們所說的呼吸作用就是指有氧呼吸。
提問:細胞中哪種細胞器與有氧呼吸有關(guān)?
(回答:線粒體是活細胞進行有氧呼吸的主要場所。)
在細胞中有氧呼吸是怎樣進行的呢?
講述:細胞內(nèi)有氧呼吸的過程,實際上是一系列氧化還原反應(yīng)的過程。在這個過程中,物質(zhì)和能量的變化是相伴進行的。簡單他說,它可以分為三個階段。請大家看幻燈。(有條 2 件的學(xué)校可將這部分內(nèi)容制成教學(xué)軟件。)這是位于細胞質(zhì)基質(zhì)中的線粒體結(jié)構(gòu)示意圖。
請觀察:第一階段的變化
提問:這個階段的物質(zhì)變化是什么?
(回答:一個分子的葡萄糖分解成兩個分子的丙酮酸,在分解過程中產(chǎn)生少量的氫和少量ATP。)
提問:這個階段的能量變化是什么?
(回答:釋放出少量的能量。)
提問:這個階段在哪兒進行?
(回答:細胞質(zhì)基質(zhì)中。)
再觀察:第二階段的變化
提問:這階段的物質(zhì)變化是什么?
(回答:丙酮酸在水的參與下,經(jīng)過一系列的反應(yīng),徹底分解為二氧化碳和氫,產(chǎn)生少量ATP。)
提問:這個階段的能量變化是什么?
(回答:釋放出少量的能量。)
提問:這一步在細胞內(nèi)的什么部位進行?
(回答:線粒體中進行。)
再觀察:第三階段的變化
提問:這個階段的物質(zhì)變化是什么?
(回答:前兩個階段產(chǎn)生的氫,經(jīng)過一系列的反應(yīng),與氧結(jié)合形成水。)
提問:這個階段的能量變化是什么?
(回答:釋放大量的能量。)
提問:這個階段在細胞中的什么部位進行?
(回答:在線粒體中進行。)
根據(jù)有氧呼吸過程示意圖,請一位同學(xué)寫出有氧呼吸的總反應(yīng)式。(教師帶領(lǐng)同學(xué)完善反應(yīng)式。)
(學(xué)生完成反應(yīng)式后提示學(xué)生:找出反應(yīng)物產(chǎn)物、反應(yīng)條件、能量總變化。)
請同學(xué)們討論后自己總結(jié)出有氧呼吸的概念。(提示學(xué)生:①條件:需氧參加,多種酶參與。②場所:主要在線粒體中進行。③物質(zhì)變化:有機物徹底氧化分解成元機物。④能量變化:釋放大量能量。)
(回答:有氧呼吸是指細胞在氧的參與下,通過酶的催化作用,把糖類等有機物徹底氧化分解,產(chǎn)生出二氧化碳和水,同時釋放出大量能量的過程。)
小結(jié):從物質(zhì)變化角度來看,有氧呼吸是有機物在分解過程中產(chǎn)生二氧化碳和氫,氫與氧結(jié)合生成水,即有機物最終徹底氧化分解成二氧化碳和水。
從能量變化角度來看,有氧呼吸是在有機物逐步分解中使貯存于有機物中的能量逐步轉(zhuǎn)移到ATP中,一部分能量則以熱能的形式散失。這一變化過程與有機物的體外燃燒是有區(qū)別的。在生物體內(nèi)1mol葡萄糖徹底氧化分解后,共釋放2870KJ的能量,其中有1161KJ左右的能量轉(zhuǎn)移到ATP中,其余的能量以熱能的形式散失。
講述:生物進行呼吸作用的主要形式是有氧呼吸,如果在無氧或缺氧的條件下能不能進行呼吸作用呢?
科學(xué)家通過研究發(fā)現(xiàn),生物體內(nèi)的細胞在無氧條件下能進行無氧呼吸。無氧呼吸在生物界中的存在也較為廣泛。我們來看幾個例子(用幻燈或掛圖演示無氧呼吸實例)。
高等植物在水淹的情況下,可以進行短時間的無氧呼吸,將葡萄糖分解為酒精和二氧化碳,并且釋放出少量的能量。
提問:根據(jù)以上的例子,你能解釋蘋果儲藏久了為什么會有酒味嗎?
(回答:蘋果在儲藏過程中進行無氧呼吸產(chǎn)生了酒精,所以聞起來有酒味。)
講述:一些植物無氧呼吸時可產(chǎn)生酒精,還有一些高等植物的某些器官如馬鈴薯塊莖、甜菜塊根等在進行無氧呼吸時可以產(chǎn)生乳酸。
植物體內(nèi)能進行無氧呼吸,動物體內(nèi)是否也能進行無氧呼吸呢?
可以,但是高等動物的無氧呼吸只能發(fā)生在局部或某些組織、器官。因為,如果動物機體全身缺氧就會導(dǎo)致動物窒息,甚至死亡。動物的無氧呼吸只是局部的暫時現(xiàn)象。比如:高等動物和人體在劇烈運動時,盡管呼吸運動和血液循環(huán)都大大加強了,但是仍然不能滿足骨骼肌對氧的需要,這時骨骼肌細胞內(nèi)就會出現(xiàn)無氧呼吸。高等動物和人體的無氧呼吸會產(chǎn)生乳酸,使機體有酸脹的感覺。
有些細菌可以進行乳酸發(fā)酵。酸牛奶、泡菜及青貯飼料就是根據(jù)這個原理制做的。酵母菌在缺氧的條件下,可以將有機物分解成酒精和二氧化碳。這在釀酒業(yè)有著廣泛的應(yīng)用。
提問:這些生物進行無氧呼吸的實例,說明了生物與環(huán)境之間存在著什么關(guān)系?
(回答:生物進行無氧呼吸,以適應(yīng)缺氧的環(huán)境條件,體現(xiàn)生物對環(huán)境的適應(yīng)性。)
提問:通過上述實例,你能說出無氧呼吸產(chǎn)物有哪些物質(zhì)嗎?
(回答:酒精和二氧化碳或乳酸。)
這些產(chǎn)物是如何產(chǎn)生的呢?我們繼續(xù)學(xué)習(xí)無氧呼吸的過程。
講述:無氧呼吸的全過程,可以分為兩個階段。
第一階段與有氧呼吸的第一階段完全相同。這里不在重復(fù)。
第二階段:丙酮酸在不同酶的催化下,分解成酒精和二氧化碳,或者分解成乳酸。每個化學(xué)反應(yīng)都是由不同的酶來催化的。請同學(xué)們根據(jù)無氧呼吸過程總結(jié)無氧呼吸反應(yīng)式。請一位同將反應(yīng)式寫在黑板上。(提問學(xué)生:找出反應(yīng)物、產(chǎn)物、反應(yīng)條件、能量變化。教師引導(dǎo)學(xué)生完善反應(yīng)式。)
講述:無氧呼吸的兩個階段都是在細胞質(zhì)基質(zhì)中進行的。
[學(xué)生討論:歸納無氧呼吸概念。從條件、物質(zhì)變化和能量變化給學(xué)生以提示]
(回答:無氧呼吸是指細胞在無氧條件下,通過酶的催化作用,把葡萄糖等有機物質(zhì)分解成為不徹底的氧化產(chǎn)物,同時釋放出少量能量的過程。)
小結(jié):從物質(zhì)變化角度看:有機物在無氧條件下被分解為不徹底的氧化產(chǎn)物。
從能量變化角度看:由于產(chǎn)物中還貯存著許多能量,所以釋放的能量少。如1ml葡萄糖在分解成乳酸后,共放出196.65KJ的能量,其中有61.08KJ的能量儲存在ATP中,其余的能量都以熱能的形式散失了。與有氧呼吸相比,無氧呼吸釋放的能量要少得多。
提問:生物體處于長期缺氧的狀態(tài)能否生存?為什么?
(回答:不能,因為生物體無氧呼吸比有氧呼吸釋放的能量少得多,不足以維持生物體生命活動所需能量,所以,生物體長期處于缺氧狀態(tài),不能生存。)
提問:你能舉出生物體長期缺氧不能生存的實例嗎?
(回答:略)
通過有氧呼吸和無氧呼吸知識的學(xué)習(xí),我們一起來進行比較,請看這張表(幻燈演示比較表。啟發(fā),引導(dǎo)學(xué)生討論,填表比較。)有氧呼吸和無氧呼吸的比較表 類 型
有氧呼吸
無氧呼吸 區(qū)別
條件
需氧氣、酶等
不需氧氣、需酶 場所
第一階段在細胞質(zhì)基質(zhì) 第二、三階段在線粒體
細胞質(zhì)基質(zhì) 產(chǎn)物
H2O、CO2 C2H5OH、CO2 或 C3H6O3 釋放能量
較多
較少 聯(lián) 系
有氧呼吸和無氧呼吸第一階段是相同的 實質(zhì)相同:分解有機物,釋放能量
講述:從生物進化的角度來看:在地球形成的初期,原始的大氣中沒有氧,那時的微生物適應(yīng)在無氧的條件下生活,所以這些微生物體內(nèi)缺乏氧化酶類,至今仍只能在無氧的條件下生活。隨著地球上綠色植物的出現(xiàn),大氣中出現(xiàn)了氧,于是也出現(xiàn)了體內(nèi)具有有氧呼吸酶系統(tǒng)的好氧微生物。可見,有氧呼吸是在無氧呼吸的基礎(chǔ)上發(fā)展而成的。盡管現(xiàn)今生物體的呼吸形式主要是有氧呼吸,但仍保留有無氧呼吸的能力。生物體的無氧呼吸不但說明生物的適應(yīng)性,也說明無氧呼吸是一種原始的呼吸類型。
提問:呼吸作用的實質(zhì)是什么?
(回答:分解有機物,釋放能量。)
提問:呼吸作用對生物體本身有什么意義?
(回答:為生物體各項生命活動提供能量。為體內(nèi)其他化合物的合成提供原料。)
講述:呼吸作用釋放出來的能量,只有儲存在ATP中,并且在酶的作用下,才能使ATP水解釋放出其中的能量,用于生物體的各項生命活動。如細胞分裂、植株生長、礦質(zhì)元素的吸收、肌肉收縮、神經(jīng)沖動的傳導(dǎo)等。
在呼吸過程中所產(chǎn)生的一些中間產(chǎn)物,可以成為合成體內(nèi)一些重要化合物的原料。如:葡萄糖分解時的中間產(chǎn)物丙酮酸是合成氨基酸的原料。