生物的呼吸作用
一、素质教育目标
(一)知识教学点
1.了解呼吸作用的概念、类型、场所、生理意义、以及在生产、生活实践上的运用。
2.理解有氧呼吸与无氧呼吸的概念、总反应式、过程和图解。
3.掌握有氧呼吸物质和能量变化的特点,呼吸作用与光合作用的区别和联系。
(二)能力训练点
1.通过对教材新旧知识组合,使学生领会认知结构须逐步深化,培养学生自我构建知识体系的能力和对相关知识进行分析比较的思考能力。
2.适当扩展认知面,培养学生联系生活、生产实践的能力。
3.通过学生读书及与教师的讨论活动,培养学生自学和主动理解新知识的技能技巧。
(三)德育渗透点
1.通过新旧知识的融会贯通和分析比较;尤其是物质代谢与能量代谢相伴发生的理解,对学生渗透辩证唯物论的思想。
2.拓宽发酵理论在生产、生活中运用的科普实例,使学生受到反对迷信、尊重科学的熏陶。
3.呼吸作用的突出意义是为生物生命活动提供能量。充足的氧是有氧呼吸的前提和条件,教育学生珍惜生命、热爱生命、热爱大自然,树立环境保护意识。
(四)学科方法训练点
1.掌握相关知识的区别与联系,学会运用比较法。
2.结合多媒体复合片,对板块知识能采用读、想、议、练等灵活多变的学习方法。
二、教学重点、难点、疑点及解决办法
1.教学重点及解决办法
有氧呼吸作用的生理过程。
[解决方法]①通过提问、读书、思考、理解反应式及图解、课堂练习来突出。
②通过简表列出有氧呼吸和无氧呼吸的比较栏目,简明地抓住要点。
2.教学难点及解决办法
①有氧呼吸全过程的物质与能量的变化特点。
②光合作用和呼吸作用的区别和联系。
[解决办法]①通过引导、思考,学会写相关反应式,须有“能量”栏才能表达其完整性和科学性。
②通过列表比较光合作用与呼吸作用,启发学生思考不可分离的联系点。
3.教学疑点及解决办法
为什么无氧呼吸的产物有的是酒精?有的是乳酸?
[解决办法]启发学生运用酶的特性解释。
三、课时安排:1课时。
四、教学方法:以启发式谈话法和引导对比法为主,兼用讲述法、归纳小结法。
五、教具准备
1.有氧呼吸和无氧呼吸过程分步图解。
2.有氧呼吸和无氧呼吸连环图解。
3.线粒体亚显微结构图。
4.洪水淹没植物前后和水稻生长环境动画模拟情景图。
5.学生练习题及参考答案。
6.教师板书提纲。
六、学生活动设计
1.通过学生阅读、勾书、视图、思考、叙述、讨论、练习等多种形式逐一完成学习目标。
2.通过无氧呼吸内容启发学生用与生活实践相结合的讨论形式去归纳小结。
3.给学生思考和讨论问题的时间。
4.比较分析有氧呼吸和无氧呼吸的异同。
5.归纳总结光合作用与呼吸作用的区别和联系。
七、教学步骤
(一)明确目标
屏幕显示本堂课的教学目标,师生快速浏览,明确本堂课的学习任务。
(二)重点、难点的学习与目标完成过程
引言:通过植物的光合作用形成了有机物,能量也储存在有机物中,但这个能量还不能直接用于生命活动,要将它用于生命活动,必须要经过一个重要的生理过程——呼吸作用。
(一)呼吸作用的过程
植物(包括所有的生物)的呼吸作用分两种类型,即有氧呼吸和无氧呼吸。
1.有氧呼吸:即有氧呼吸作用
(1)概念
学生阅读课文P·67页,把有氧呼吸的概念勾画在书上,同时指导学生把其中的“氧气、酶、彻底、分解、大量”等词汇标上重点符号。
(2)总反应式
我们通过对有氧呼吸概念的理解,怎样写出与概念相符合的有氧呼吸的反应式?学生思考、口头叙述概念,并把文字“翻译”成化学反应方程式,教师对不完整处进行引导和补充。
从有氧呼吸化学反应式两边的反应物和生成物进行逆向思考,可与植物的什么生理作用联系起来?让学生展开议论,教师引导到与光合作用相联系的知识点上。
提 问:呼吸作用是不是光合作用的简单逆转?为什么?学生思考后,教师总结。
有氧呼吸是植物分解自身的有机物成为无机物CO2和H2O,并释放能量的过程,而光合作用是利用无机物来合成有机物,储藏能量的过程,这两种生理作用前者是分解代谢,后者是合成代谢,表面上,它们的反应过程正好相反,但它们从不同的角度去体现植物体内的物质和能量代谢过程。
①有氧呼吸是需氧生物(包括绝大多数植物和动物)必须的生命活动,而光合作用只是绿色植物才具有;②完成两个生理过程的场所不同;③所需要的酶不同;④中间步骤也不同。
提 问:光合作用在植物细胞的叶绿体上进行,那么,进行有氧呼吸的主要场所在哪儿呢?让学生答出。
(用屏幕展示)线粒体结构图,让学生回答线粒体结构名称。
提 问:与有氧呼吸有关的酶分布在线粒体的什么结构上?学生讨论回答。
教师小结:结构与功能相关,我们将讨论有氧呼吸的具体生理过程,并理解“主要”场所的内涵。
(3)有氧呼吸的全过程
学生阅读教材P·68,思考:有氧呼吸分哪几个阶段,每个阶段分别在细胞的什么场所进行?让学生讨论,教师肯定,屏幕逐一展示。
第一阶段:C6H12O6 2丙酮酸+4[H]+2ATP(在细胞质基质中进行)
第二阶段:2丙酮酸+H2O 2CO2+2O[H]+2ATP(在线粒体中进行)
第三阶段:24[H]+6O2 12H2O+34ATP(在线粒体中进行)
第一、二阶段产生的氢传递给氧,与氧结合生成水,同时产生大量的能量。有氧呼吸的意义主要表现在第三阶段。
提 问:怎样理解线粒体是进行有氧呼吸的主要场所?
让学生充分讨论,教师在此基础上小结:有氧呼吸的全过程并不是全部在线粒体内完成的:第一阶段在细胞质中进行,可提供的能量十分有限;第二、三阶段的生化反应不但在线粒体中完成,而且为生命活动提供所需要的绝大部分(占95%)能量。所以,线粒体成为有氧呼吸的主要场所。
以上三个阶段都需要酶的催化,那么这些酶是否相同?启发学生回答。
(屏幕显示)有氧呼吸过程图解即教材P·68页图22,请参看图解做练习。
①把教材中有氧呼吸过程连环图解的三阶段用三个圈划分出来。(多媒体分步展示)
②有氧呼吸过程中需要氧和产生能量最多的阶段和场所是 [ ]
A.第三阶段和细胞质基质
B.第二、三阶段和细胞质基质
C.第三阶段和线粒体
D.第二、三阶段和线粒体
③有氧呼吸第一、二阶段的共同产物是 [ ]
A.CO2、ATP
B.[H]、ATP、O2
C.[H]、ATP
D.[H]、ATP、CO2
④有氧呼吸三个阶段都能形成的产物是 [ ]
A.CO2
B.[H]
C.O2
D.ATP
参考答案:
①略; ②C; ③C; ④D。
由第三小题可以推知,有氧呼吸在分解有机物的同时,都要释放能量,二者总是相伴进行着。
(4)有氧呼吸释放能量
1摩尔葡萄糖彻底氧化分解产生2870千焦的能量,大约1255千焦被“ADP+Pi”捕获,并转移到ATP的分子结构中。请想一想,ADP和Pi接受能量并形成ATP的反应式应该怎样表达?抽学生口述(屏幕显示):
ADP+Pi+能量 ATP
2.无氧呼吸:即无氧呼吸作用
(1)概念
指导学生读书。请把概念中的“无氧、酶、分解、不彻底、少量”等词下划上着重符号。
酸奶或泡菜,啤酒或醪糟,在制作过程中都要密闭处理——发酵后制成口感舒适、略带酸味或酒味的食品。那么,“密闭处理、酸味、酒味”是怎么一回事?生化原理是什么?请同学们思考并回答。密闭处理给相关微生物创造缺氧条件,使其通过无氧呼吸产生乳酸或酒精。
提问:发酵指什么?让学生答出,发酵指微生物的无氧呼吸。不知同学们是否看见过做醪糟,糯米煮熟稍微冷却后,加入醪糟即酵母菌,盖上棉絮,几天后,揭开棉絮,即闻酒香,是无氧呼吸产生的酒精,搅动醪糟,有气泡,是同时产生的CO2,摸容器周围是热的,则是发酵过程放出的热量。启发学生根据微生物无氧呼吸的原理再举出10个左右运用发酵的实例,教师给予肯定。如:酱油、醋、味精、面包、馒头、果酒、白酒、工业酒精、沼气、发酵饲料等等。阐述生物遗传工程高科技技术的运用,将大大提高相关厌氧微生物的生产力,在此有着广阔的发展前景,待同学们攀登和创新。
发酵通常是指微生物的无氧呼吸,但无氧呼吸不完全是指发酵。无氧呼吸的生理过程分哪几个阶段?每个阶段在细胞的什么部位完成?请同学们读书,教师梳理:无氧呼吸分两个阶段,均为细胞质基质中进行。(屏幕显示)
(2)过程
(3)总反应式
①C6H12O6 2C2H5OH(酒精)+2CO2+能量
②C6H12O6 2C3H3O3+能量
提 问:为什么无氧呼吸的产物有的是酒精 有的是乳酸?启发学生回忆有关酶的知识,在生化反应过程中,起催化的酶不同,产物就不同。
无氧呼吸比有氧呼吸释放出的能量要少得多,未释放的能量储存在酒精或乳酸等不彻底的氧化产物中,酒精能燃烧,说明酒精中还储存有大量的能量。
学生模拟情景讨论:(分步展示图像)某地区和庄稼长势良好;一场洪水将庄稼淹没;十多天以后,洪水才慢慢退去。请联想,洪水退去后,庄稼会出现什么后果?为什么?
学生读书P·70,发动学生充分发表自己的见解,教师适时小结:庄稼会枯萎甚至死亡(展示图象)。因为无氧呼吸产生的酒精对细胞有毒害作用,所以陆生植物不能长期忍受无氧呼吸。
屏幕显示图像:水田中的水稻。为什么水稻常年泡在水中仍无恙呢?学生讨论,水稻是中空的,地上部分可通过气腔把氧气运送到根部,再加上长期生活在水中,水稻的根比较适应无氧呼吸。
学生练习:屏幕显示。
填表比较有氧呼吸和无氧呼吸的异同:
学生填写,教师指正,在屏幕上逐项显示
(二)呼吸作用的生理意义
凡是活着的生物都要进行呼吸作用,你们了解呼吸作用的意义吗?让学生阅读教材P·70-P·71“呼吸意义”一段,并找出重点词语。
(三)总结
学生讨论,屏幕依次再现板书提纲,教师口述:(1)呼吸作用是分解有机物、释放能量,它是一切生物都不可缺少的重要的生命活动。(2)植物的呼吸作用分有氧呼吸和无氧呼吸两种类型。(3)高等植物进行呼吸作用的主要形式是有氧呼吸,有氧呼吸是把有机物分解成无机物CO2和H2O的过程,释放的能量,一部分转移到ATP中储存,一部分以热能形式散失;在无氧的条件下,高等植物可以进行短时间的无氧呼吸,但是无氧呼吸放能少,产生的酒精对细胞有毒害作用。(4)微生物进行无氧呼吸,又叫发酵。
(四)布置作业
1.P·71复习题。
2.课堂练习:屏幕显示。
(三)列表比较光合作用和有氧呼吸作用
课堂练习参考答案:
1.(略);
2.教师在评价练习时,屏幕逐项显示上图参考答案。
(五)板书设计
(一)呼吸作用的过程
(二)呼吸作用的生理意义:为植物生命活动提供能量
八、参考资料
人不停地在进行呼吸:吸进氧气,吐出二氧化碳。植物也同样日夜不停地在进行呼吸,它是通过体表上的气孔或生物膜吸收氧,排出二氧化碳的。白天光合作用所需要的二氧化碳,远远地超过了呼吸作用产生的二氧化碳,因此,植物好像是在白天只有光合作用,晚上只进行呼吸作用,其实不然。
呼吸作用是生物体内的细胞分解有机物,释放能量的过程。植物的呼吸作用通常指有氧呼吸,有氧呼吸要消耗光合作用所产生的一部分有机物,还要利用光合作用所产生的氧气,与光合作用有着密切的关系,所以,植物的这种呼吸作用又叫做“光呼吸”。
