生物的呼吸作用

教學(xué)目標(biāo) 

一、知識(shí)方面
1、使學(xué)生了解呼吸作用的概念
2、使學(xué)生掌握有氧呼吸的過(guò)程
3、使學(xué)生理解有氧呼吸和無(wú)氧呼吸的異同
4、使學(xué)生理解呼吸作用的意義
5、使學(xué)生理解呼吸作用的本質(zhì)
6、使學(xué)生理解呼吸作用和光合作用這兩種生物界最重要的兩種生理過(guò)程的區(qū)別與聯(lián)系
二、能力方面
1、通過(guò)分析有氧呼吸的過(guò)程，訓(xùn)練學(xué)生分析問(wèn)題的能力，培養(yǎng)他們良好的思維品質(zhì)。
2、通過(guò)讓學(xué)生對(duì)比有氧呼吸和無(wú)氧呼吸的異同、光合作用和呼吸作用的異同，培養(yǎng)學(xué)生列表比較能力和歸納的能力。
三、情感、態(tài)度、價(jià)值觀方面
通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生討論利用光合作用、呼吸作用的原理，提出使作物增產(chǎn)的措施，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)生物學(xué)的興趣，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)的理解，培養(yǎng)學(xué)生關(guān)心身邊的科學(xué)的意識(shí)，同時(shí)進(jìn)行生命科學(xué)價(jià)值觀的教育。

教學(xué)建議

教材分析

本節(jié)是本章的重點(diǎn)內(nèi)容之一。教材包括、有氧呼吸、無(wú)氧呼吸以及呼吸作用的意義等四部分內(nèi)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課本中提到的類(lèi)似，只是更加強(qiáng)調(diào)發(fā)生的部位在細(xì)胞中，氧化的底物不只是葡萄糖，還有糖類(lèi)、脂類(lèi)和蛋白質(zhì)，這部分內(nèi)容對(duì)學(xué)生進(jìn)一步深入學(xué)習(xí)呼吸作用原理起到承上啟下的作用。
2、有氧呼吸
教材首先指出有氧呼吸是高等動(dòng)、植物進(jìn)行呼吸作用的主要形式，通常所說(shuō)的呼吸作用就是指有氧呼吸。
接著教材給出了有氧呼吸的總反應(yīng)式，在此基礎(chǔ)上結(jié)合插圖闡述了有氧呼吸全過(guò)程的三個(gè)階段、并且指出了各階段進(jìn)行的場(chǎng)所：
第一階段是葡萄糖脫氫，產(chǎn)生還原性氫、丙酮酸和少量的ATP，這個(gè)階段在細(xì)胞質(zhì)的基質(zhì)中進(jìn)行。
第二階段是丙酮酸繼續(xù)脫氫，同時(shí)需要水分子參與反應(yīng)，產(chǎn)生還原性氫、二氧化碳和少量的ATP，這個(gè)階段在線粒體中進(jìn)行。
第三階段是前兩階段脫下的氫與氧氣結(jié)合生成水，這一階段產(chǎn)生了大量的ATP，這個(gè)階段也在線粒體中進(jìn)行。
3、無(wú)氧呼吸
教材首先說(shuō)明生物一般是在無(wú)氧條件下能進(jìn)行無(wú)氧呼吸，并分別闡述了高等植物細(xì)胞的無(wú)氧呼吸及其場(chǎng)所、高等動(dòng)物細(xì)胞的無(wú)氧呼吸及其場(chǎng)所。
然后教材對(duì)一些高等植物的某些部分在進(jìn)行無(wú)氧呼吸時(shí)也可以產(chǎn)生乳酸又做了補(bǔ)充說(shuō)明；同時(shí)教材還用小號(hào)字對(duì)有氧呼吸的進(jìn)化做了簡(jiǎn)要的介紹。
教師在這里應(yīng)補(bǔ)充無(wú)氧呼吸與發(fā)酵這一組學(xué)生易混淆的概念。
4、有氧呼吸與無(wú)氧呼吸的異同
教材是以圖表結(jié)合講述的形式，對(duì)有氧呼吸和無(wú)氧呼吸的區(qū)別進(jìn)行了比較。
5、呼吸作用的意義
教材從兩個(gè)方面論述了呼吸作用的意義，其一，為生物體的生命活動(dòng)提供能量；其二，為其他化合物的合成提供能量；在這里教師有必要對(duì)呼吸的意義作適當(dāng)?shù)难a(bǔ)充，如：呼吸作用過(guò)程中的中間代謝產(chǎn)物是進(jìn)行各物質(zhì)轉(zhuǎn)化的原料；再如有氧呼吸的出現(xiàn)對(duì)生物進(jìn)化速度所起的巨大推動(dòng)作用等。

教法建議

1、引言
因?yàn)楹粑�作用在初中生物課上也是重點(diǎn)學(xué)習(xí)的重要生物學(xué)原理之一，所以學(xué)生對(duì)呼吸作用的最基本的物質(zhì)變化和能量變化還是有基礎(chǔ)的，因此引言可從學(xué)生已有的對(duì)呼吸的理解作為切入點(diǎn)，教師可設(shè)計(jì)問(wèn)題串檢測(cè)學(xué)生對(duì)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進(jìn)行教學(xué)。

2、有氧呼吸
（1）讓學(xué)生比較初中和高中生物學(xué)課本所給的有氧呼吸的總反應(yīng)方程式，在比較中體會(huì)有氧呼吸的產(chǎn)物與反應(yīng)物都需要水這一事實(shí)。
（2）有氧呼吸的過(guò)程
①有氧呼吸過(guò)程程中的物質(zhì)變化和ATP的產(chǎn)生
在引導(dǎo)學(xué)生討論以葡萄糖為底物的有氧呼吸的三個(gè)階段時(shí)，可采用如下教法：教師一邊寫(xiě)化學(xué)反應(yīng)程式，一邊讓學(xué)生配平反應(yīng)式，同時(shí)參看課本圖解的方法來(lái)進(jìn)行教學(xué)。
A、第一階段：在細(xì)胞質(zhì)的基質(zhì)中，一個(gè)分子的葡萄糖分解成兩個(gè)分子的丙酮酸，同時(shí)脫下4個(gè)[H]；在葡萄糖分解的過(guò)程中釋放出少量的能量，其中一部分能量用于合成ATP，產(chǎn)生少量的ATP。
B、第二階段：丙酮酸進(jìn)入線粒體的基質(zhì)中，兩分子丙酮酸和6個(gè)水分子中的氫全部脫下，共脫下20個(gè)[H]，丙酮酸被氧化分解成二氧化碳；在此過(guò)程釋放少量的能量，其中一部分用于合成ATP，產(chǎn)生少量的ATP。
C、第三階段：在線粒體的內(nèi)膜上，前兩階段脫下的共24個(gè)[H]與從外界吸收或葉綠體光合作用產(chǎn)生的6個(gè)O2結(jié)合成水；在此過(guò)程中釋放大量的能量，其中一部分能量用于合成ATP，產(chǎn)生大量的ATP。
教師可指導(dǎo)學(xué)生把有氧呼吸的三個(gè)階段進(jìn)行表解分析。
（3）有氧呼吸過(guò)程中能量變化
教師應(yīng)向?qū)W生說(shuō)明，在有氧呼吸過(guò)程中，葡萄糖徹底氧化分解，1mol的葡萄糖在徹底氧化分解以后，共釋放出2870kJ的能量，其中有1161kJ的能量?jī)?chǔ)存在ATP中，其余的能量都有以熱能的形式散失了。
（4）在學(xué)生完全清楚了有氧呼吸的三個(gè)步驟后，教師應(yīng)提一些綜合性的問(wèn)題，讓學(xué)生在討論過(guò)程中，深化對(duì)有氧呼吸過(guò)程的理解。
為使學(xué)生樹(shù)立學(xué)以致用的觀念，同時(shí)也是對(duì)上節(jié)課所學(xué)內(nèi)容的復(fù)習(xí)，教師還可以提一些利用有氧呼吸原理用于生產(chǎn)實(shí)踐的相關(guān)問(wèn)題，供學(xué)生討論，同時(shí)加深對(duì)有氧呼吸的理解。比如教師可設(shè)計(jì)這樣的問(wèn)題：
“如果有人向你請(qǐng)教怎么能長(zhǎng)期儲(chǔ)存農(nóng)作物種粒、蔬菜或水果，你能利用學(xué)過(guò)的呼吸作用原理，提供一些有價(jià)值的建議或措施嗎？”
3、無(wú)氧呼吸
（1）無(wú)氧呼吸的概念
教師可引導(dǎo)學(xué)生討論：“生物體在什么情況下，可能會(huì)供氧不足？”，這樣很自然地有了下一設(shè)問(wèn)：“在缺氧條件下，生物體如何呼吸呢？”從而引入對(duì)無(wú)氧呼吸的學(xué)習(xí)。
教師應(yīng)向?qū)W生解釋我們平常所說(shuō)的呼吸作用實(shí)際上指的有氧呼吸，它是在有氧的條件下進(jìn)行的。無(wú)氧呼吸一般是指細(xì)胞在無(wú)氧條件下，通過(guò)酶的催化作用，把葡萄糖等有機(jī)物分解成不徹底的氧化產(chǎn)物，同時(shí)釋放出少量能量的過(guò)程。這個(gè)過(guò)程對(duì)于高等生物稱(chēng)為無(wú)氧呼吸，如果是微生物（如乳酸菌、酵母菌），則習(xí)慣上稱(chēng)為發(fā)酵。
（2）無(wú)氧呼吸的過(guò)程
教師可采用一邊寫(xiě)化學(xué)方程式，一邊讓學(xué)生配平反應(yīng)式的方法進(jìn)行教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生分析討論高等植物細(xì)胞的無(wú)氧呼吸過(guò)程及其場(chǎng)所、高等動(dòng)物細(xì)胞的無(wú)氧呼吸過(guò)程及其場(chǎng)所。最后總結(jié)無(wú)氧呼吸的全過(guò)程。
第一階段：在細(xì)胞質(zhì)的基質(zhì)中，與有氧呼吸的第一階段完全相同。
第二階段：在細(xì)胞質(zhì)的基質(zhì)中，丙酮酸在不同酶的催化下，分解為酒精和二氧化碳，或者轉(zhuǎn)化為乳酸。
為使學(xué)生加深對(duì)無(wú)氧呼吸的理解，教師可設(shè)計(jì)一些問(wèn)題供學(xué)生討論。
4、有氧呼吸與無(wú)氧呼吸的比較
有氧呼吸和無(wú)氧呼吸從葡萄糖到丙酮酸這一階段完全相同，只是從丙酮酸開(kāi)始它們分別沿不同的途徑形成不同的產(chǎn)物。
教師可引導(dǎo)學(xué)生用表解的形式比較有氧呼吸與無(wú)氧呼吸的異同。
教師為學(xué)生提供有價(jià)值的，與學(xué)生生活密切相關(guān)的討論話(huà)題，以強(qiáng)化對(duì)二者聯(lián)系的理解。如可提問(wèn)題：
①你每天都進(jìn)行很多運(yùn)動(dòng)吧？你是否想過(guò)，當(dāng)你進(jìn)行不同形式的運(yùn)動(dòng)時(shí)，你的身體其實(shí)采用不同的方式為你供能呢？
②病毒進(jìn)行有氧呼吸還是無(wú)氧呼吸？
5、有氧呼吸與光合作用的異同
教師可引導(dǎo)學(xué)生用表解的形式比較有氧呼吸與光合作用的異同。
此時(shí)教師可為學(xué)生提供一些可供討論的與人類(lèi)生產(chǎn)實(shí)踐相聯(lián)系的話(huà)題來(lái)分析，以訓(xùn)練其分析問(wèn)題的能力。如教師可問(wèn)：
“你能利用光合作用、呼吸作用原理，提出在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中提高作物產(chǎn)量的具體措施嗎？”
6、呼吸作用的意義
教師可從下面幾個(gè)方面引導(dǎo)學(xué)生分析呼吸作用的意義
（1）為生物體的生命活動(dòng)提供能量；
（2）為其他化合物的合成提供能量；
（3）呼吸作用過(guò)程中的中間代謝產(chǎn)物是進(jìn)行各物質(zhì)轉(zhuǎn)化的原料，例如，呼吸作用的中間產(chǎn)物丙酮酸，在酶的作用下可迅速轉(zhuǎn)化為甘油、氨基酸、酶、色素、植物激素等各類(lèi)物質(zhì)。可以說(shuō)，呼吸作用是生物體內(nèi)各種有機(jī)物相互轉(zhuǎn)化的樞紐，它把生物體的糖代謝、脂類(lèi)代謝、蛋白質(zhì)代謝等連成了一個(gè)整體。
（4）有氧呼吸的出現(xiàn)對(duì)生物進(jìn)化速度所起的巨大推動(dòng)作用。

教學(xué)設(shè)計(jì)方案（一）

【課題】 第七節(jié) 

【教學(xué)重點(diǎn)】 有氧呼吸的過(guò)程；有氧呼吸和無(wú)氧呼吸的異同；呼吸作用的本質(zhì)；呼吸作用和光合作用的區(qū)別與聯(lián)系。

【教學(xué)難點(diǎn) 】有氧呼吸過(guò)程；無(wú)氧呼吸的過(guò)程

【課時(shí)安排】2課時(shí)

【教學(xué)手段】掛圖、板圖、多媒體課件

【教學(xué)過(guò)程 】

第一課時(shí)

1、引言

因?yàn)楹粑�作用在初中生物學(xué)課上也是重點(diǎn)學(xué)習(xí)的重要生物學(xué)原理之一，所以學(xué)生對(duì)呼吸作用的最基本的物質(zhì)變化和能量變化還是有基礎(chǔ)的，因此引言可從學(xué)生已有的對(duì)呼吸的理解作為切入點(diǎn)，教師可用下面的問(wèn)題串檢測(cè)學(xué)生對(duì)呼吸的理解程度：

你能寫(xiě)出呼吸作用的化學(xué)反應(yīng)方程式嗎？

呼吸作用的最本質(zhì)的物質(zhì)變化是什么？

呼吸作用最本質(zhì)的能量變化是什么？

呼吸作用發(fā)生在生物體的哪個(gè)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進(jìn)行教學(xué)。

2、有氧呼吸

（1）讓學(xué)生比較初中和高中生物學(xué)課本所給的的有氧呼吸的總反應(yīng)方程式，在比較中體會(huì)有氧呼吸的產(chǎn)物與反應(yīng)物都需要水這一事實(shí)。

（2）有氧呼吸的過(guò)程

①有氧呼吸過(guò)程程中的物質(zhì)變化和ATP的產(chǎn)生

在引導(dǎo)學(xué)生討論以葡萄糖為底物的有氧呼吸的三個(gè)階段時(shí)，可采用如下教法：教師一邊寫(xiě)化學(xué)反應(yīng)程式，一邊讓學(xué)生配平化學(xué)反應(yīng)式，同時(shí)參看課本的圖解的的方法來(lái)進(jìn)行教學(xué)。

A、第一階段：在細(xì)胞質(zhì)的基質(zhì)中，一個(gè)分子的葡萄糖分解成兩個(gè)分子的丙酮酸，同時(shí)脫下4個(gè)[H]；在葡萄糖分解的過(guò)程中釋放出少量的能量，其中一部分能量用于合成ATP，產(chǎn)生少量的ATP。

B、第二階段：丙酮酸進(jìn)入線粒體的基質(zhì)中，兩分子丙酮酸和6個(gè)水分子中的氫全部脫下，共脫下20個(gè)[H]，丙酮被氧化分解成二氧化碳；在此過(guò)程釋放少量的能量，其中一部分用于合成ATP，產(chǎn)生少量的ATP。

C、第三階段：在線粒體的內(nèi)膜上，前兩階段脫下的共24個(gè)[H]與從外界吸收或葉綠體光合作用產(chǎn)生的6個(gè)O2結(jié)合成水；在此過(guò)程中釋放大量的能量，其中一部分能量用于合成ATP，產(chǎn)生大量的ATP。

教師可指導(dǎo)學(xué)生把有氧呼吸的三個(gè)階段進(jìn)行表解分析，如

（3）有氧呼吸過(guò)程中能量變化

教師應(yīng)向?qū)W生說(shuō)明，在有氧呼吸過(guò)程中，葡萄糖徹底氧化分解，1mol的葡萄糖在徹底氧化分解以后，共釋放出2870kJ的能量，其中有1161kJ的能量?jī)?chǔ)存在ATP中，其余的能量都以熱能的形式散失了。

（4）在學(xué)生完全清楚了有氧呼吸的三個(gè)步驟后，教師應(yīng)提一些綜合性的問(wèn)題，讓學(xué)生在討論過(guò)程中，深化對(duì)有氧呼吸過(guò)程的理解：

①如：教師應(yīng)使學(xué)生明白有機(jī)物在體外氧化（即燃燒）與有機(jī)物在體內(nèi)氧化的化學(xué)本質(zhì)是完全一樣的，但其化學(xué)反應(yīng)的歷程卻是不一樣的，為此可提出這樣的問(wèn)題：“有人說(shuō)葡萄糖在細(xì)胞內(nèi)的氧化就是葡萄糖在體內(nèi)的“燃燒”過(guò)程，你認(rèn)為這一說(shuō)法有道理嗎？”

本題涉及到了生物體的另一項(xiàng)極其重要的生理過(guò)程，即呼吸作用。首先分析一下葡萄糖在細(xì)胞內(nèi)的這種生理作用為什么可以叫“燃燒”，我們從對(duì)下表的分析入手，深入了解一下呼吸作用。

②再如：引導(dǎo)學(xué)生分析明白有氧呼吸為什么是一個(gè)氧化分解過(guò)程，教師可提出這樣問(wèn)題：“你能分析一下為什么呼吸作用與有機(jī)物的氧化分解是同一個(gè)含義嗎？”

氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)實(shí)際上是物質(zhì)得失電子的問(wèn)題，對(duì)于一個(gè)有機(jī)化學(xué)反應(yīng)，可以有一個(gè)較為簡(jiǎn)單的方法判斷是氧化反應(yīng)還是還原反應(yīng)，若一個(gè)有機(jī)化合物去氫或加氧，這個(gè)物質(zhì)就是被氧化了，如果一個(gè)有機(jī)化合物加氫或去氧，這個(gè)物質(zhì)就是被還原了。
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