登陆注册
45418900000004

第4章 细胞呼吸(1)

【教学目标】

一、知识方面

1.使学生了解呼吸作用的概念。

2.使学生掌握有氧呼吸的过程。

3.使学生理解有氧呼吸和无氧呼吸的异同。

4.使学生理解呼吸作用的意义。

5.使学生理解呼吸作用的本质。

6.使学生理解呼吸作用和光合作用这两种生物界最重要的两种生理过程的区别与联系。

二、能力方面

1.通过分析有氧呼吸的过程,训练学生分析问题的能力,培养他们良好的思维品质。

2.通过让学生对比有氧呼吸和无氧呼吸的异同、光合作用和呼吸作用的异同,培养学生列表比较能力和归纳的能力。

三、情感、态度、价值观方面

通过引导学生讨论利用光合作用、呼吸作用的原理,提出使作物增产的措施,激发学生学习生物学的兴趣,增强学生对科学、技术、社会的理解,培养学生关心身边的科学的意识,同时进行生命科学价值观的教育。

【教学建议】

一、教材分析

本节是本章的重点内容之一。教材包括、有氧呼吸、无氧呼吸以及呼吸作用的意义等四部分内容。

1.呼吸作用的概念

教材中提及的呼吸的概念基本上和初中生物课本中提到的类似,只是更加强调发生的部位在细胞中,氧化的物质不只是葡萄糖,还有糖类、脂类和蛋白质,这部分内容对学生进一步深入学习呼吸作用原理起到承上启下的作用。

2.有氧呼吸

教材首先指出有氧呼吸是高等动、植物进行呼吸作用的主要形式,通常所说的呼吸作用就是指有氧呼吸。

接着教材给出了有氧呼吸的总反应式,在此基础上结合插图阐述了有氧呼吸全过程的三个阶段、并且指出了各阶段进行的场所:

第一阶段是葡萄糖脱氢,产生还原性氢、丙酮酸和少量的ATP,这个阶段在细胞质的基质中进行。

第二阶段是丙酮酸继续脱氢,同时需要水分子参与反应,产生还原性氢、二氧化碳和少量的ATP,这个阶段在线粒体中进行。

第三阶段是前两阶段脱下的氢与氧气结合生成水,这一阶段产生了大量的ATP,这个阶段也在线粒体中进行。

3.无氧呼吸

教材首先说明生物一般是在无氧条件下能进行无氧呼吸,并分别阐述了高等植物细胞的无氧呼吸及其场所、高等动物细胞的无氧呼吸及其场所。

然后教材对一些高等植物的某些部分在进行无氧呼吸时也可以产生乳酸又做了补充说明;同时教材还用小号字对有氧呼吸的进化做了简要的介绍。

教师在这里应补充无氧呼吸与发酵这一组学生易混淆的概念。

4.有氧呼吸与无氧呼吸的异同

教材是以图表结合讲述的形式,对有氧呼吸和无氧呼吸的区别进行了比较。

5.呼吸作用的意义

教材从两个方面论述了呼吸作用的意义,其一,为生物体的生命活动提供能量;其二,为其他化合物的合成提供能量;在这里教师有必要对呼吸的意义作适当的补充,如:呼吸作用过程中的中间代谢产物是进行各物质转化的原料;再如有氧呼吸的出现对生物进化速度所起的巨大推动作用等。

二、教法建议

1.引言

因为呼吸作用在初中生物课上也是重点学习的重要生物学原理之一,所以学生对呼吸作用的最基本的物质变化和能量变化还是有基础的,因此引言可从学生已有的对呼吸的理解作为切入点,教师可设计问题串检测学生对呼吸的理解程度,并把引言和教材中的呼吸作用概念合并在一起进行教学。

2.有氧呼吸

(1)让学生比较初中和高中生物学课本所给的有氧呼吸的总反应方程式,在比较中体会有氧呼吸的产物与反应物都需要水这一事实。

(2)有氧呼吸的过程

a.有氧呼吸过程程中的物质变化和ATP的产生

在引导学生讨论以葡萄糖为物质基础的有氧呼吸的三个阶段时,可采用如下教法:教师一边写化学反应程式,一边让学生配平反应式,同时参看课本图解的方法来进行教学。

第一阶段:在细胞质的基质中,一个分子的葡萄糖分解成两个分子的丙酮酸,同时脱下4个\[H\];在葡萄糖分解的过程中释放出少量的能量,其中一部分能量用于合成ATP,产生少量的ATP。

第二阶段:丙酮酸进入线粒体的基质中,两分子丙酮酸和6个水分子中的氢全部脱下,共脱下20个\[H\],丙酮酸被氧化分解成二氧化碳;在此过程释放少量的能量,其中一部分用于合成ATP,产生少量的ATP。

第三阶段:在线粒体的内膜上,前两阶段脱下的共24个\[H\]与从外界吸收或叶绿体光合作用产生的6个O2结合成水;在此过程中释放大量的能量,其中一部分能量用于合成ATP,产生大量的ATP。

教师可指导学生把有氧呼吸的三个阶段进行表解分析,如:

(3)有氧呼吸过程中能量变化

教师应向学生说明,在有氧呼吸过程中,葡萄糖彻底氧化分解,1mol的葡萄糖在彻底氧化分解以后,共释放出2870kJ的能量,其中有1161kJ的能量储存在ATP中,其余的能量都有以热能的形式散失了。

(4)在学生完全清楚了有氧呼吸的三个步骤后,教师应提一些综合性的问题,让学生在讨论过程中,深化对有氧呼吸过程的理解。

为使学生树立学以致用的观念,同时也是对上节课所学内容的复习,教师还可以提一些利用有氧呼吸原理用于生产实践的相关问题,供学生讨论,同时加深对有氧呼吸的理解。比如教师可设计这样的问题:

“如果有人向你请教怎么能长期储存农作物种籽、蔬菜或水果,你能利用学过的呼吸作用原理,提供一些有价值的建议或措施吗?”

3.无氧呼吸

(1)无氧呼吸的概念

教师可引导学生讨论:“生物体在什么情况下,可能会供氧不足?”这样很自然地有了下一设问:“在缺氧条件下,生物体如何呼吸呢?”从而引入对无氧呼吸的学习。

教师应向学生解释我们平常所说的呼吸作用实际上指的有氧呼吸,它是在有氧的条件下进行的。无氧呼吸一般是指细胞在无氧条件下,通过酶的催化作用,把葡萄糖等有机物分解成不彻底的氧化产物,同时释放出少量能量的过程。这个过程对于高等生物称为无氧呼吸,如果是微生物(如乳酸菌、酵母菌),则习惯上称为发酵。

(2)无氧呼吸的过程

教师可采用一边写化学方程式,一边让学生配平反应式的方法进行教学,引导学生分析讨论高等植物细胞的无氧呼吸过程及其场所、高等动物细胞的无氧呼吸过程及其场所。最后总结无氧呼吸的全过程。

第一阶段:在细胞质的基质中,与有氧呼吸的第一阶段完全相同。

第二阶段:在细胞质的基质中,丙酮酸在不同酶的催化下,分解为酒精和二氧化碳,或者转化为乳酸。

为使学生加深对无氧呼吸的理解,教师可设计一些问题供学生讨论。

4.有氧呼吸与无氧呼吸的比较

有氧呼吸和无氧呼吸从葡萄糖到丙酮酸这一阶段完全相同,只是从丙酮酸开始它们分别沿不同的途径形成不同的产物。

教师可引导学生用表解的形式比较有氧呼吸与无氧呼吸的异同。

教师为学生提供有价值的,与学生生活密切相关的讨论话题,以强化对二者联系的理解。如可提问题:

(1)你每天都进行很多运动吧?你是否想过,当你进行不同形式的运动时,你的身体其实采用不同的方式为你供能呢?

(2)病毒进行有氧呼吸还是无氧呼吸?

5.有氧呼吸与光合作用的异同

教师可引导学生用表解的形式比较有氧呼吸与光合作用的异同。

此时教师可为学生提供一些可供讨论的与人类生产实践相联系的话题来分析,以训练其分析问题的能力。如教师可问:

“你能利用光合作用、呼吸作用原理,提出在农业生产中提高作物产量的具体措施吗?”

6.呼吸作用的意义

教师可从下面几个方面引导学生分析呼吸作用的意义:

(1)为生物体的生命活动提供能量;

(2)为其他化合物的合成提供能量;

(3)呼吸作用过程中的中间代谢产物是进行各物质转化的原料,例如,呼吸作用的中间产物丙酮酸,在酶的作用下可迅速转化为甘油、氨基酸、酶、色素、植物激素等各类物质。可以说,呼吸作用是生物体内各种有机物相互转化的枢纽,它把生物体的糖代谢、脂类代谢、蛋白质代谢等连成了一个整体。

(4)有氧呼吸的出现对生物进化速度所起的巨大推动作用。

【教学重点】

有氧呼吸的过程;有氧呼吸和无氧呼吸的异同;呼吸作用的本质;呼吸作用和光合作用的区别与联系。

【教学难点】

有氧呼吸过程;无氧呼吸的过程.

【课时安排】

2课时

【教学手段】

挂图、板图、多媒体课件

【教学过程】

第一课时

一、引言

因为呼吸作用在初中生物学课上也是重点学习的重要生物学原理之一,所以学生对呼吸作用的最基本的物质变化和能量变化还是有基础的,因此引言可从学生已有的对呼吸的理解作为切入点,教师可用下面的问题串检测学生对呼吸的理解程度:

你能写出呼吸作用的化学反应方程式吗?

呼吸作用的最本质的物质变化是什么?

呼吸作用最本质的能量变化是什么?

呼吸作用发生在生物体的哪个部位?

呼吸作用的原料是什么?等等。

因此,可以把引言和教材中的呼吸作用概念合并在一起进行教学。

二、有氧呼吸

(1)让学生比较初中和高中生物学课本所给的有氧呼吸的总反应方程式,在比较中体会有氧呼吸的产物与反应物都需要水这一事实。

(2)有氧呼吸的过程

a.有氧呼吸过程程中的物质变化和ATP的产生

在引导学生讨论以葡萄糖为底物的有氧呼吸的三个阶段时,可采用如下教法:教师一边写化学反应程式,一边让学生配平化学反应式,同时参看课本的图解的方法来进行教学。

第一阶段:在细胞质的基质中,一个分子的葡萄糖分解成两个分子的丙酮酸,同时脱下4个\[H\];在葡萄糖分解的过程中释放出少量的能量,其中一部分能量用于合成ATP,产生少量的ATP。

第二阶段:丙酮酸进入线粒体的基质中,两分子丙酮酸和6个水分子中的氢全部脱下,共脱下20个\[H\],丙酮被氧化分解成二氧化碳;在此过程释放少量的能量,其中一部分用于合成ATP,产生少量的ATP。

第三阶段:在线粒体的内膜上,前两阶段脱下的共24个\[H\]与从外界吸收或叶绿体光合作用产生的6个O2结合成水;在此过程中释放大量的能量,其中一部分能量用于合成ATP,产生大量的ATP。

教师可指导学生把有氧呼吸的三个阶段进行表解分析,如表1。

表1

第一阶段第二阶段第三阶段

场所细胞质基质线粒体线粒体

反应物葡萄糖丙酮酸和水还原性氢和氧气

生成物丙酮酸和还原性氢二氧化碳和还原性氢水

产生ATP数量少量(2)少量(2)大量(4)

需要ATP数量需要(2)不需要不需要

氧的关系无关无关有关

(3)有氧呼吸过程中能量变化

教师应向学生说明,在有氧呼吸过程中,葡萄糖彻底氧化分解,1mol的葡萄糖在彻底氧化分解以后,共释放出2870kJ的能量,其中有1161kJ的能量储存在ATP中,其余的能量都以热能的形式散失了。

(4)在学生完全清楚了有氧呼吸的三个步骤后,教师应提一些综合性的问题,让学生在讨论过程中,深化对有氧呼吸过程的理解。

如:教师应使学生明白有机物在体外氧化(即燃烧)与有机物在体内氧化的化学本质是完全一样的,但其化学反应的历程却是不一样的,为此可提出这样的问题:“有人说葡萄糖在细胞内的氧化就是葡萄糖在体内的‘燃烧’过程,你认为这一说法有道理吗?”

本题涉及到了生物体的另一项极其重要的生理过程,即呼吸作用。首先分析一下葡萄糖在细胞内的这种生理作用为什么可以叫“燃烧”,我们从对下表的分析入手,深入了解一下呼吸作用。

再如:引导学生分析明白有氧呼吸为什么是一个氧化分解过程,教师可提出这样问题:“你能分析一下为什么呼吸作用与有机物的氧化分解是同一个含义吗?”

氧化还原反应的本质实际上是物质得失电子的问题,对于一个有机化学反应,可以有一个较为简单的方法判断是氧化反应还是还原反应,若一个有机化合物去氢或加氧,这个物质就是被氧化了,如果一个有机化合物加氢或去氧,这个物质就是被还原了。

第二课时

一、引言

为使学生树立学以致用的观念,同时又是对上节课所学内容的复习,教师还可以提一些利用有氧呼吸原理用于人们生产实践相关的问题,供学生讨论,同时加深对有氧呼吸的理解。比如教师可设计这样的问题:

“如果有人向学生请教怎么能长期储存农作物种籽、蔬菜或水果,学生能利用学过的呼吸作用原理,提供一些有价值的建议或措施吗?”

本题实际是要学生来分析如何控制储存室的环境因素,即贮藏条件。

农作物种籽、蔬菜或水果都是有生命的,不断地进行着呼吸作用。如果呼吸速率快,会引起有机物的大量消耗,造成储存量减少而且影响品质;呼吸作用放出的水,又会造成储存环境湿度过大;呼吸放出的热量,会使储存环境温度升高;高温、高湿的环境会使储存室中的有害细菌、霉菌大量滋生繁殖,导致作物种子、蔬菜或水果腐烂变质;同时高温、高湿的环境反过来又会进一步加快呼吸作用的速率,造成恶性循环。

因此为了能达到长期储存的目的,人们总是希望储存物的有氧呼吸或无氧呼吸都减弱一些。大家都知道,呼吸作用是受控状态下对葡萄糖的氧化分解过程,而酶是调控这一过程的关键因素之一,同时酶又受到诸多因素的影响。因此,凡能影响呼吸作用过程中酶的各种因素,就必然会影响呼吸作用的速率。

哪些因素会降低呼吸作用呢?

其一是储存湿度,即作物种子含水量这个因素。我们知道,当生物体中自由水与结合水的比例升高时,其代谢速率就会相应增强,因此对作物种子而言,入库前的晾晒是必需的,而且种子含水量要低于一定标准时才准入库。有关部门规定的安全水分标准:在长江下游地区,小麦种子含水量是12.5%以下,稻谷是14.5%以下;广东省,稻谷是13.5%以下,因为南方高温多湿,要求更高一些。实验发现,稻谷等种子含水量超过14.5%时呼吸速率即会骤然上升。

其二是储存温度因素。酶活性在一定温度范围内,是随着温度的升高而增强的,因此降低储存室的温度也是行之有效的方法之一。

其三是氧气浓度。氧气是有氧呼吸的原料,二氧化碳是呼吸作用的产物,根据化学平衡原理,降低反应物浓度或增加产物浓度都会降低呼吸作用的速率。如番茄储存过程中可抽去空气,补充氮气,把氧浓度调节到3%~6%左右,这样,番茄可贮藏1个月甚至3个月以上。

同类推荐
  • 地球上最美的花朵:世界思想史(上)

    地球上最美的花朵:世界思想史(上)

    1996年12月,国家环境保护局、中共中央宣传部、国家教育委员会联合下发了《全国环境宣传教育行动纲要(1996-2010年)》,《纲要》要求“要根据大、中、小学的不同特点开展环境教育,使环境教育成为素质教育的一部分”,并明确提出要“编辑、出版一整套”适合各类学校(包括中小学)“开设环保选修课和活动课的科普教材”。为此,我们组织了包括环保专家、教育专家及一线中小学教师组成的编写队伍,编辑、出版了这套《环境教育读本》。
  • 语文新课标课外读物——傲慢与偏见

    语文新课标课外读物——傲慢与偏见

    现代中、小学生不能只局限于校园和课本,应该广开视野,广长见识,广泛了解博大的世界和社会,不断增加丰富的现代社会知识和世界信息,才有所精神准备,才能迅速地长大,将来才能够自由地翱翔于世界蓝天。否则,我们将永远是妈妈怀抱中的乖宝宝,将永远是温室里面的豆芽菜,那么,我们将怎样走向社会、走向世界呢?
  • 语文新课标课外必读第一辑——雷锋的故事
  • 校园牌技类活动指导手册

    校园牌技类活动指导手册

    根据党和政府有关政策和部门的要求以及国内外最新校园文化艺术的发展方向,特别编撰了《五彩校园文化艺术活动》丛书,不仅包括校园文化艺术活动的组织管理、策划方案等指导性内容,还包括阅读、科普、歌咏、器乐、绘画、书法、美化、舞蹈、文学、口才、曲艺、戏剧、表演、游艺、游戏、智力、收藏、棋艺、牌技、旅游、健身等具体活动项目,还包括节庆、会展、行为、环保、场馆等不同情景的活动开展形式等,具有很强的系统性、娱乐性、指导性和实用性。
  • 有你陪伴,一路上充满阳光

    有你陪伴,一路上充满阳光

    本书所选均为古今中外优秀的友情故事,如俞伯牙和钟子期、马克思与恩格斯等。在这些故事中,既有孩童之间的真挚友情,又有成年人之间的深厚情谊,让孩子们在阅读的同时领会到正确的交友方法,并使孩子们懂得珍惜来之不易的纯洁友谊。
热门推荐
  • 遗憾至青春

    遗憾至青春

    历经多年。是否还能回到当初的回忆。历经多年。是否她还会记得他。历经多年。是否曾经并肩作战的兄弟还会回到当初的模样。时光虽逝,青春永在。
  • 网恋不

    网恋不

    【傲娇小可爱vs阳光腹黑男】简简单单的小故事,记录点点滴滴。敲甜!!!不甜不要钱。在游戏里所向披靡、高大威猛(伪)的大神遇上对手。……林清:突然发现游戏对手竟然是自己的男神怎么破??(???)?本篇文章纯属虚构。若有雷同,纯属巧合。
  • 碎梦恒全卷

    碎梦恒全卷

    这是一段汗与泪的传奇,当泰坦、精灵和巨龙的时代结束,人类将登上历史的巅峰。这是一部血与爱的故事,当梦想破碎成了永痕,回忆已弥漫心中的空洞。曲折的巧合,神秘的命运,一切的一切只不过是......
  • 盛夏雪

    盛夏雪

    为毛人总是失去了才知道珍惜?为毛她刚知道自己喜欢上他了,他却玩消失!毛线个球球的,有胆他别回来!回来别来找她!想怎么滴,大小姐我就是不爽开门,有本事你把这么多年的相思情还给我!
  • 伟大的西北

    伟大的西北

    《伟大的西北》是抗战期间蒋经国游历考察大西北的见闻。对西北的开发和建设进行了初步的思考,提出了要种树蓄水、改善交通、治理风沙、振兴农业、发展教育等主张,并鼓励青年到西北去进行开发建设。今天重读书中对“开发西北”的积极倡导,有助于我们从一个侧面了解蒋经国“一个中国”观念的形成脉络。
  • 斗罗之我有一个亡灵系统

    斗罗之我有一个亡灵系统

    穿越斗罗大陆觉醒亡灵系统,成为斗罗大陆鼎鼎有名的亡灵法师。
  • 看着光

    看着光

    我叫潘小七,像我的名字一样,我是一个平凡的人。
  • 许你熠熠星光

    许你熠熠星光

    许歆×陆熠延-“你把窗开一下好不好,不热吗?”“不要,外边风大,我冷。”许歆放在桌子下的手搓了搓。陆熠延瞄了她一眼,从笔盒里拿出一只中性笔,紧紧的握在手里,企图把手中的热量传达到笔上。“喏,给你。”温热的笔被塞到了许歆的手里,然后又拿一只出来握。余温侵入许歆冰凉的手。一丝丝暖意蔓上她的心头。“手暖了嘛,暖了我就开窗了哦。”未等许歆回答,便从她身后倾过,把窗打开了条小缝。鼻间温热的气吹到许歆的脖子上,她的耳朵红了。“呼,凉快。”陆熠延展开舒心的笑容。-“喂,别动她。”“傻瓜,你过来,别怕。”“你在担心什么,有我在。”“许歆,我喜欢你。”-一轮又一轮的进攻,许歆的心理防线彻底崩塌。她好像对他动心了。-陆熠延的爱,是偏爱,是例外。「事事有回应,件件有着落」
  • 首席的隐婚前妻

    首席的隐婚前妻

    一场伪婚,她狼狈而逃,两年后,他跪在巴黎街头紧紧拽着她的手:“乔太太,跟我回家!”不都说金石为开?999朵玫瑰,缤纷的烟火,Darryring钻戒。谁想她美目一剜扬长而去,任他穷追不舍,死缠烂打,刚以为那颗心终于被他捂化时。一张与他昔日情人配型成功的化验单,再一次让她绝情到底。他一脸愧色,低声乞求,“小央,求你救救她。她是……”啪!袁央扬起手,眼底满是冰冷。“乔泽,我要你看着她死!”他眸色一暗,心中某个地方轰然坍塌……
  • 罗天道圣

    罗天道圣

    新书西游之红色警戒已经发书,请支持一波吧!