《呼吸作用》教学设计

《呼吸作用》教学设计

杨占东

【教学目的】

1.知识与技能

（1）说出线粒体的结构和功能。

（2）说明有氧呼吸和无氧呼吸的过程及其异同点。

（3）说明细胞呼吸的原理，并探讨其在生产和生活中的应用。

2.过程与方法

（1）通过让学生分析课本知识，了解细胞呼吸的过程和本质是通过有机物的氧化分解为生命活动提供能量，维持细胞的正常生命活动。

（2）通过课件展示和问题设置，比较有氧呼吸和无氧呼吸的异同，学会运用对比的方法识记理解相关的生物学知识，培养综合分析能力。

（3）通过展示课件和让学生分析课本知识，结合相关的图文资料，说明现实生活中这些事件所应用的细胞呼吸原理。

3.情感态度与价值观

（1）通过学习有氧呼吸的主要场所，树立结构和功能相适应的生物学基本观点。

（2）通过分析有氧呼吸与无氧呼吸的关系，理解生命活动不断发展变化及适应的特性，学会运用发展变化的观点认识生命。

（3）通过联系生产、生活实际，激发学生学习生物学的兴趣，培养学生关心科学技术的发展，关心社会生活的意识。

【教学重点和难点】

1.有氧呼吸和无氧呼吸的过程。

2.呼吸原理的应用。

解决方法：通过问题设置引导学生读书思考，课件展示帮助学生理解反应式及图解，课堂练习巩固知识点；通过简表列出有氧呼吸和无氧呼吸的比较栏目，让学生简明地抓住要点。

3.有氧呼吸的三个阶段及应用是难点。

解决方法：通过问题设置引导学生读书思考，课件展示帮助学生理解反应式及图解；通过对问题的讨论来帮助学生解决。

【学情分析】

学生在初中已经学习过生物呼吸的有关知识，对呼吸的气体交换现象、呼吸作用中分解有机物、释放能量等知识有一定的了解，但限于初中学生的化学知识和认识水平，对呼吸作用的过程未涉及。所以现在学习呼吸作用，重点应放在认识呼吸作用的基本过程及理解呼吸作用的本质上，使学生对呼吸作用的认识提高到一个新水平。另有就是学生的有机化学知识不足。在呼吸作用的过程中，糖的彻底分解，需经过一系列的氧化还原反应，这些反应所伴随的能量转化，比较抽象，学生对其理解有困难。但学生经过一段时间的生物知识的学习，具有一定的生物学基础，也具有一定的理解能力和自学能力。

【教学策略】

通过生活中有关呼吸作用的事例，回顾呼吸作用的两种方式，设计问题引入有氧呼吸的过程，先引导学生自主学习，通过学生读书和比较有氧呼吸的三个过程的活动，使学生对有氧呼吸有个初步的认识，教师再根据设计的问题对学生的学习情况进行检测，根据学情利用课件帮助学生深化和拓展，利用问题引出无氧呼吸，（反常规设计）先给结果和意义让学生产生悬念，渴望知道无氧呼吸的过程。

让学生通过讨论对比有氧呼吸和无氧呼吸的异同，帮助学生掌握呼吸作用的实质及影响因素；通过问题设置分析相关的图文资料，如做酒、做酸奶等，理解现实生活的这些事例中所应用的细胞呼吸原理；通过课后探究题使学生的兴趣得到延伸。

【教具准备】课件

【教学过程】

一、有氧呼吸过程

导入：人溺水会死亡，植物也能淹死吗？

对绝大多数生物来说，有氧呼吸是细胞呼吸的主要形式。有氧呼吸是指细胞在氧气的参与下，通过酶的催化作用，把糖类等有机物彻底氧化分解，产生出二氧化碳和水，同时释放出大量的能量的过程，场所主要在线粒体。

问学生线粒体有哪些方面与有氧呼吸的功能相适应？在此过程中可以给出总反应式来帮助学生理解。首先指出下面以葡萄糖为例讲述呼吸作用过程，其他有机物也可以通过呼吸作用氧化分解：

结论：动植物都需要氧气。

1.氧气究竟能起什么作用？（探究有氧呼吸的过程）

让学生阅读课本P93页和P94页相关知识。提醒学生注意每个阶段的反应物、产物、反应场所等，且每个阶段都需要相应的酶。此反应可概括为以下三个阶段：（强调能量逐步释放，以下三个反应式不要求记住，但有助于理解反应过程）。

学生自学以后教师可对照课本P93页（图5-9）配合课件共同得出：

（1）第一阶段：葡萄糖的无氧糖酵解（2）第二阶段：丙酮酸继续脱羧（3）第三阶段：水的生成

再结合课件帮助学生熟悉三个反应过程及物质的转化，并让学生在反应式上用箭头标明物质的转化：

2.检测评价题

（1）CO₂在第几阶段产生的？什么位置产生的？水是第几阶段参与反应的？

（2）O₂是第几个阶段参与反应的？

（3）产物中H₂O的氧是从哪里来的？第几阶段产生的？

（4）为什么有氧呼吸的第二步和第三步不能在细胞质基质中进行？丙酮酸为什么必须进入线粒体中才能反应？

（5）哪个阶段释放的能量多？

（6）为什么有氧呼吸的场所主要在线粒体？

3.细节说明

（1）一摩尔葡萄糖有氧呼吸所释放的能量和在体外燃烧释放的能量一样多。体内是在温和的条件下缓慢释放的。

（2）让学生树立一种思想，即结构与功能的统一。生物体内某种反应能否进行，关键是看有没有与这种反应有关的酶和与其相适应的结构。

（3）物质变化：有机物彻底分解成无机物。

（4）能量变化：彻底释放。

1摩尔葡萄糖彻底分解后，放出总能量是2870KJ，其中有1161KJ的能量贮存于ATP中供生命活动（可见呼吸作用能量的利用率约占40.5％），其他的能量以热的形式散失，用以维持恒定体温等。

（5）有氧呼吸的场所：

（6）对检测中暴露出的问题进行说明。

二、无氧呼吸过程（微生物的无氧呼吸称发酵）

展示做酒菔子或葡萄酒过程的课件（先通气后密封，先出水后出酒）；做酸奶则必需密封（让学生知道酵母菌是兼性厌氧型、乳酸菌是厌氧型）。

1.过程（都在细胞质基质中进行）

第一阶段：葡萄糖的无氧酵解：

第二阶段：

总反应式：

2.检测评价题

（1）有氧呼吸与无氧呼吸的比较（先让学生作，教师再纠正）：

（2）高等生物长时间无氧呼吸会有什么后果？

期望答案：无氧呼吸中产生酒精的方式主要发生在植物中，酒精对根有毒害作用；另外植物对矿物质元素的吸收需要能量，无氧呼吸提供的能量少，缺能。

3.细节说明

（1）高等动、植物无氧呼吸的区别及无氧呼吸的意义：无氧呼吸中产生酒精的方式主要发生在植物中；产生乳酸的方式主要发生在人和动物体细胞内；在植物的有些部位如马铃薯块茎、甜菜的块根。玉米的胚的无氧呼吸也能产生乳酸。无氧呼吸对于生物体或部分器官、组织在缺氧条件下，作为有氧呼吸的补充，是生物适应性的表现，（如人在剧烈运动时或植物被水淹时）有它有利的一面，也有有害的一面。乳酸在体内积累过多会导致PH变化从而PH值影响细胞的生活环境。

（2）酵母菌在氧气、食物充足，温度适宜等条件下，繁殖速度很快。无氧时进行无氧呼吸但繁殖速度较慢，有氧气时无氧呼吸受到抑制（是兼性厌氧型）。

关于无氧呼吸，引导学生分析得出期望的结论：

①第一阶段与有氧呼吸相同，第二阶段在不同酶的作用下，分解成酒精或乳酸。

②由于无氧呼吸是把葡萄糖等有机物分解成不彻底的氧化产物，还有许多能量未释放出来，仍贮存在酒精或乳酸中，所以无氧呼吸比有氧呼吸释放的能量要少得多。例如1摩尔葡萄糖分解成乳酸，只产生196.65kJ的能量，其中61.08kJ的能量贮存于ATP中。

③你能在实际生活中列举出实例来说明在酒精或乳酸中还储存着能量吗？

（4）对检测中暴露出的问题进行评价和说明。

三、细胞呼吸的意义

1.为各项生命活动提供能量

2.为体内其他化合物合成提供原料，如丙酮酸可以通过氨基转换作用合成丙氨酸。四、影响呼吸作用的外部因素及应用

和学生一起通过对呼吸作用过程的分析得出结论：氧气浓度，二氧化碳浓度，温度，水等。先让学生对课本P95页资料进行阅读分析，教师再引导和拓展：

1.“如果有人向你请教怎么能长期储存农作物种子、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？”（教师引导学生分析如何控制储存室的环境因素，即贮藏条件）

有同学认为：氧气浓度越低，呼吸作用速率就越低，对吗？（利用后面的例题图5-10来解决并得出结论）

答案：不对。当环境中无氧气时，有些植物细胞可进行无氧呼吸，而氧气的存在可以抑制无氧呼吸，因此氧气应调节到合适浓度，在这个浓度下，氧气浓度无论对无氧呼吸还是有氧呼吸都可起抑制作用。

哪些因素会降低呼吸作用呢？大致归纳出储存环境的三点最基本要求是低温、低湿、低氧（当然对水果蔬菜不能低湿）。

2.分析酸菜、四川泡菜、酸奶的制作过程（课件）。

3.分析蒸馒头时为什么要“发面”？有时为什么会变酸？

4.分析做酒的过程（课件）。

5.粮食如储存的不好有时候会发烧甚至自燃，这是为什么？

五、信息反馈检测评价题

1.青蛙和兔子从25℃的环境中转移到15℃的环境中，它们的耗氧量变化分别是（　）

A.都增加　　　　　　　　　　B.都减少

C.兔子的增加，青蛙的减少　　D.青蛙的增加，兔子的减少

2.玉米进行无氧呼吸产生的能量减少，是因为还有部分能量（　）

A.留在丙酮酸分子中　　　　　B.留在乳酸分子中

C.留在酒精分子中　　　　　　D.留在ATP的分子中

3.下列哪种生物的呼吸作用只能在细胞质基质中进行（　）

A.变形虫　　　B.乳酸菌　　　C.团藻　　　　D.水螅

4.图5-10表示某种植物的非绿色器官在不同氧浓度下O₂吸收量和CO₂释放量的变化。请据图5-10回答下列问题：

气体交换的相对值

①外界氧浓度在10％以下时，该器官的呼吸作用方式是____________。

②该器官的CO₂释放与O₂的吸收两条曲线在P点相交后则重合为一条线，此时该器官的呼吸作用方式是__________，进行此种呼吸方式所用的底物是_____________。

③由此可见，保存水果、蔬菜，应保存在（）的环境中。

A.控制空气流通，使氧浓度保持在10％　B.控制空气流通，使氧浓度保持在5％

C.不让空气流通，抑制有氧呼吸　　　　D.保持通风良好，抑制无氧呼吸

【课后探究课题】（让学生课后找资料完成，使学生学习的兴趣保持和延续）

1.农村有家庭酿制甜酒酿的技术，请同学们组成合作小组一起探究甜酒酿的酿制过程，并能提出相关问题继续探究。你会酿酒吗？除了我们提到的问题，还需要注意哪些事项？（如：①加酒药前为什么先要使米饭冷却？而后为什么还要保温？②加的酒药是什么？③既然是酒为什么会甜？④在瓷坛内的米饭中间挖一个洞的目的是什么？⑤酿制甜酒酿时，总是先出“水”，后出“酒”，为什么？⑥可用大豆制甜酒酿吗？等等问题）

2.学了无氧呼吸的过程和原理，你能自制酸奶吗？你会制作四川泡菜吗？有条件自己试试看。

3.你知道地球上生命的进化过程吗？先有无氧呼吸生物还是先有有氧呼吸生物？原核生物的细胞没有线粒体，它们进行有氧呼吸吗？

【板书设计】（略）

【教后反思】

1.同行评价

（1）教学设计符合新课标的理念和要求。

（2）主干知识设计符合学生认知规律。

（3）重视课堂资源生成和回应反馈及互动深化，并有中设计端口。重视巩固环节，注重实效。

（4）重视学生思维能力、自主学习能力、实践和探究能力培养。能结合学生的思维的兴奋点和最新发展区，有开放性的设计及小结。

2.自我反思

本设计确实达到了理想的教学效果，尤其在启迪学生、激发学生兴趣、形成良好思维习惯等方面令人满意。