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生物的呼吸作用

發(fā)布時(shí)間:2022-11-06

生物的呼吸作用(通用5篇)

生物的呼吸作用 篇1

  教學(xué)目標(biāo) 

  一、知識方面

  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程

  3、使學(xué)生理解有氧呼吸和無氧呼吸的異同

  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程的區(qū)別與聯(lián)系

  二、能力方面

  1、通過分析有氧呼吸的過程,訓(xùn)練學(xué)生分析問題的能力,培養(yǎng)他們良好的思維品質(zhì)。

  2、通過讓學(xué)生對比有氧呼吸和無氧呼吸的異同、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)生對科學(xué)、技術(shù)、社會的理解,培養(yǎng)學(xué)生關(guān)心身邊的科學(xué)的意識,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、脂類和蛋白質(zhì),這部分內(nèi)容對學(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、植物進(jìn)行呼吸作用的主要形式,通常所說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程的三個階段、并且指出了各階段進(jìn)行的場所:

  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,這個階段也在線粒體中進(jìn)行。

  3、無氧呼吸

  教材首先說明生物一般是在無氧條件下能進(jìn)行無氧呼吸,并分別闡述了高等植物細(xì)胞的無氧呼吸及其場所、高等動物細(xì)胞的無氧呼吸及其場所。

  然后教材對一些高等植物的某些部分在進(jìn)行無氧呼吸時(shí)也可以產(chǎn)生乳酸又做了補(bǔ)充說明;同時(shí)教材還用小號字對有氧呼吸的進(jìn)化做了簡要的介紹。

  教師在這里應(yīng)補(bǔ)充無氧呼吸與發(fā)酵這一組學(xué)生易混淆的概念。

  4、有氧呼吸與無氧呼吸的異同

  教材是以圖表結(jié)合講述的形式,對有氧呼吸和無氧呼吸的區(qū)別進(jìn)行了比較。

  5、呼吸作用的意義

  教材從兩個方面論述了呼吸作用的意義,其一,為生物體的生命活動提供能量;其二,為其他化合物的合成提供能量;在這里教師有必要對呼吸的意義作適當(dāng)?shù)难a(bǔ)充,如:呼吸作用過程中的中間代謝產(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)對生物進(jìn)化速度所起的巨大推動作用等。

  教法建議

  1、引言

  因?yàn)楹粑饔迷诔踔猩镎n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)生已有的對呼吸的理解作為切入點(diǎn),教師可設(shè)計(jì)問題串檢測學(xué)生對呼吸的理解程度,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)有氧呼吸的過程

  ①有氧呼吸過程程中的物質(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階段時(shí),可采用如下教法:教師一邊寫化學(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進(jìn)行教學(xué)。

  A、第一階段:在細(xì)胞質(zhì)的基質(zhì)中,一個分子的葡萄糖分解成兩個分子的丙酮酸,同時(shí)脫下4個[H];在葡萄糖分解的過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個水分子中的氫全部脫下,共脫下20個[H],丙酮酸被氧化分解成二氧化碳;在此過程釋放少量的能量,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[H]與從外界吸收或葉綠體光合作用產(chǎn)生的6個O2結(jié)合成水;在此過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階段進(jìn)行表解分析。

 。3)有氧呼吸過程中能量變化

  教師應(yīng)向?qū)W生說明,在有氧呼吸過程中,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的能量儲存在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步驟后,教師應(yīng)提一些綜合性的問題,讓學(xué)生在討論過程中,深化對有氧呼吸過程的理解。

  為使學(xué)生樹立學(xué)以致用的觀念,同時(shí)也是對上節(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)問題,供學(xué)生討論,同時(shí)加深對有氧呼吸的理解。比如教師可設(shè)計(jì)這樣的問題:

  “如果有人向你請教怎么能長期儲存農(nóng)作物種粒、蔬菜或水果,你能利用學(xué)過的呼吸作用原理,提供一些有價(jià)值的建議或措施嗎?”

  3、無氧呼吸

  (1)無氧呼吸的概念

  教師可引導(dǎo)學(xué)生討論:“生物體在什么情況下,可能會供氧不足?”,這樣很自然地有了下一設(shè)問:“在缺氧條件下,生物體如何呼吸呢?”從而引入對無氧呼吸的學(xué)習(xí)。

  教師應(yīng)向?qū)W生解釋我們平常所說的呼吸作用實(shí)際上指的有氧呼吸,它是在有氧的條件下進(jìn)行的。無氧呼吸一般是指細(xì)胞在無氧條件下,通過酶的催化作用,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程。這個過程對于高等生物稱為無氧呼吸,如果是微生物(如乳酸菌、酵母菌),則習(xí)慣上稱為發(fā)酵。

 。2)無氧呼吸的過程

  教師可采用一邊寫化學(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)胞的無氧呼吸過程及其場所、高等動物細(xì)胞的無氧呼吸過程及其場所。最后總結(jié)無氧呼吸的全過程。

  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)生加深對無氧呼吸的理解,教師可設(shè)計(jì)一些問題供學(xué)生討論。

  4、有氧呼吸與無氧呼吸的比較

  有氧呼吸和無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)的討論話題,以強(qiáng)化對二者聯(lián)系的理解。如可提問題:

  ①你每天都進(jìn)行很多運(yùn)動吧?你是否想過,當(dāng)你進(jìn)行不同形式的運(yùn)動時(shí),你的身體其實(shí)采用不同的方式為你供能呢?

 、诓《具M(jìn)行有氧呼吸還是無氧呼吸?

  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生產(chǎn)實(shí)踐相聯(lián)系的話題來分析,以訓(xùn)練其分析問題的能力。如教師可問:

  “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提供能量;

 。2)為其他化合物的合成提供能量;

 。3)呼吸作用過程中的中間代謝產(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、植物激素等各類物質(zhì)?梢哉f,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、脂類代謝、蛋白質(zhì)代謝等連成了一個整體。

  (4)有氧呼吸的出現(xiàn)對生物進(jìn)化速度所起的巨大推動作用。

  教學(xué)設(shè)計(jì)方案(一)

  【課題】 第七節(jié) 

  【教學(xué)重點(diǎn)】 有氧呼吸的過程;有氧呼吸和無氧呼吸的異同;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) 】有氧呼吸過程;無氧呼吸的過程

  【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)過程 】

  第一課時(shí)

  1、引言

  因?yàn)楹粑饔迷诔踔猩飳W(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)生已有的對呼吸的理解作為切入點(diǎn),教師可用下面的問題串檢測學(xué)生對呼吸的理解程度:

  你能寫出呼吸作用的化學(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)有氧呼吸的過程

  ①有氧呼吸過程程中的物質(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階段時(shí),可采用如下教法:教師一邊寫化學(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進(jìn)行教學(xué)。

  A、第一階段:在細(xì)胞質(zhì)的基質(zhì)中,一個分子的葡萄糖分解成兩個分子的丙酮酸,同時(shí)脫下4個[H];在葡萄糖分解的過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個水分子中的氫全部脫下,共脫下20個[H],丙酮被氧化分解成二氧化碳;在此過程釋放少量的能量,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[H]與從外界吸收或葉綠體光合作用產(chǎn)生的6個O2結(jié)合成水;在此過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階段進(jìn)行表解分析,如

  第一階段

  第二階段

  第三階段

  場所

  細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)

  線粒體

  線粒體

  反應(yīng)物

  葡萄糖

  丙酮酸和水

  還原性氫和氧氣

  生成物

  丙酮酸和還原性氫

  二氧化碳和還原性氫

  水

  產(chǎn)生ATP數(shù)量

  少量(2)

  少量(2)

  大量(4)

  需要ATP數(shù)量

  需要(2)

  不需要

  不需要

  氧的關(guān)系

  無關(guān)

  無關(guān)

  有關(guān)

 。3)有氧呼吸過程中能量變化

  教師應(yīng)向?qū)W生說明,在有氧呼吸過程中,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的能量儲存在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步驟后,教師應(yīng)提一些綜合性的問題,讓學(xué)生在討論過程中,深化對有氧呼吸過程的理解:

 、偃纾航處煈(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題:“有人說葡萄糖在細(xì)胞內(nèi)的氧化就是葡萄糖在體內(nèi)的“燃燒”過程,你認(rèn)為這一說法有道理嗎?”

  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”,我們從對下表的分析入手,深入了解一下呼吸作用。

 、谠偃纾阂龑(dǎo)學(xué)生分析明白有氧呼吸為什么是一個氧化分解過程,教師可提出這樣問題:“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)得失電子的問題,對于一個有機(jī)化學(xué)反應(yīng),可以有一個較為簡單的方法判斷是氧化反應(yīng)還是還原反應(yīng),若一個有機(jī)化合物去氫或加氧,這個物質(zhì)就是被氧化了,如果一個有機(jī)化合物加氫或去氧,這個物質(zhì)就是被還原了。

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生物的呼吸作用 篇2

  教學(xué)目標(biāo) 

  一、知識方面

  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程

  3、使學(xué)生理解有氧呼吸和無氧呼吸的異同

  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程的區(qū)別與聯(lián)系

  二、能力方面

  1、通過分析有氧呼吸的過程,訓(xùn)練學(xué)生分析問題的能力,培養(yǎng)他們良好的思維品質(zhì)。

  2、通過讓學(xué)生對比有氧呼吸和無氧呼吸的異同、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)生對科學(xué)、技術(shù)、社會的理解,培養(yǎng)學(xué)生關(guān)心身邊的科學(xué)的意識,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、脂類和蛋白質(zhì),這部分內(nèi)容對學(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、植物進(jìn)行呼吸作用的主要形式,通常所說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程的三個階段、并且指出了各階段進(jìn)行的場所:

  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,這個階段也在線粒體中進(jìn)行。

  3、無氧呼吸

  教材首先說明生物一般是在無氧條件下能進(jìn)行無氧呼吸,并分別闡述了高等植物細(xì)胞的無氧呼吸及其場所、高等動物細(xì)胞的無氧呼吸及其場所。

  然后教材對一些高等植物的某些部分在進(jìn)行無氧呼吸時(shí)也可以產(chǎn)生乳酸又做了補(bǔ)充說明;同時(shí)教材還用小號字對有氧呼吸的進(jìn)化做了簡要的介紹。

  教師在這里應(yīng)補(bǔ)充無氧呼吸與發(fā)酵這一組學(xué)生易混淆的概念。

  4、有氧呼吸與無氧呼吸的異同

  教材是以圖表結(jié)合講述的形式,對有氧呼吸和無氧呼吸的區(qū)別進(jìn)行了比較。

  5、呼吸作用的意義

  教材從兩個方面論述了呼吸作用的意義,其一,為生物體的生命活動提供能量;其二,為其他化合物的合成提供能量;在這里教師有必要對呼吸的意義作適當(dāng)?shù)难a(bǔ)充,如:呼吸作用過程中的中間代謝產(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)對生物進(jìn)化速度所起的巨大推動作用等。

  教法建議

  1、引言

  因?yàn)楹粑饔迷诔踔猩镎n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)生已有的對呼吸的理解作為切入點(diǎn),教師可設(shè)計(jì)問題串檢測學(xué)生對呼吸的理解程度,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)有氧呼吸的過程

 、儆醒鹾粑^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階段時(shí),可采用如下教法:教師一邊寫化學(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進(jìn)行教學(xué)。

  A、第一階段:在細(xì)胞質(zhì)的基質(zhì)中,一個分子的葡萄糖分解成兩個分子的丙酮酸,同時(shí)脫下4個[H];在葡萄糖分解的過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個水分子中的氫全部脫下,共脫下20個[H],丙酮酸被氧化分解成二氧化碳;在此過程釋放少量的能量,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[H]與從外界吸收或葉綠體光合作用產(chǎn)生的6個O2結(jié)合成水;在此過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階段進(jìn)行表解分析。

 。3)有氧呼吸過程中能量變化

  教師應(yīng)向?qū)W生說明,在有氧呼吸過程中,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的能量儲存在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步驟后,教師應(yīng)提一些綜合性的問題,讓學(xué)生在討論過程中,深化對有氧呼吸過程的理解。

  為使學(xué)生樹立學(xué)以致用的觀念,同時(shí)也是對上節(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)問題,供學(xué)生討論,同時(shí)加深對有氧呼吸的理解。比如教師可設(shè)計(jì)這樣的問題:

  “如果有人向你請教怎么能長期儲存農(nóng)作物種粒、蔬菜或水果,你能利用學(xué)過的呼吸作用原理,提供一些有價(jià)值的建議或措施嗎?”

  3、無氧呼吸

  (1)無氧呼吸的概念

  教師可引導(dǎo)學(xué)生討論:“生物體在什么情況下,可能會供氧不足?”,這樣很自然地有了下一設(shè)問:“在缺氧條件下,生物體如何呼吸呢?”從而引入對無氧呼吸的學(xué)習(xí)。

  教師應(yīng)向?qū)W生解釋我們平常所說的呼吸作用實(shí)際上指的有氧呼吸,它是在有氧的條件下進(jìn)行的。無氧呼吸一般是指細(xì)胞在無氧條件下,通過酶的催化作用,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程。這個過程對于高等生物稱為無氧呼吸,如果是微生物(如乳酸菌、酵母菌),則習(xí)慣上稱為發(fā)酵。

 。2)無氧呼吸的過程

  教師可采用一邊寫化學(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)胞的無氧呼吸過程及其場所、高等動物細(xì)胞的無氧呼吸過程及其場所。最后總結(jié)無氧呼吸的全過程。

  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)生加深對無氧呼吸的理解,教師可設(shè)計(jì)一些問題供學(xué)生討論。

  4、有氧呼吸與無氧呼吸的比較

  有氧呼吸和無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)的討論話題,以強(qiáng)化對二者聯(lián)系的理解。如可提問題:

  ①你每天都進(jìn)行很多運(yùn)動吧?你是否想過,當(dāng)你進(jìn)行不同形式的運(yùn)動時(shí),你的身體其實(shí)采用不同的方式為你供能呢?

 、诓《具M(jìn)行有氧呼吸還是無氧呼吸?

  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生產(chǎn)實(shí)踐相聯(lián)系的話題來分析,以訓(xùn)練其分析問題的能力。如教師可問:

  “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提供能量;

 。2)為其他化合物的合成提供能量;

 。3)呼吸作用過程中的中間代謝產(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、植物激素等各類物質(zhì)?梢哉f,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、脂類代謝、蛋白質(zhì)代謝等連成了一個整體。

  (4)有氧呼吸的出現(xiàn)對生物進(jìn)化速度所起的巨大推動作用。

  教學(xué)設(shè)計(jì)方案(一)

  【課題】 第七節(jié) 

  【教學(xué)重點(diǎn)】 有氧呼吸的過程;有氧呼吸和無氧呼吸的異同;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) 】有氧呼吸過程;無氧呼吸的過程

  【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)過程 】

  第一課時(shí)

  1、引言

  因?yàn)楹粑饔迷诔踔猩飳W(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)生已有的對呼吸的理解作為切入點(diǎn),教師可用下面的問題串檢測學(xué)生對呼吸的理解程度:

  你能寫出呼吸作用的化學(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)有氧呼吸的過程

 、儆醒鹾粑^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階段時(shí),可采用如下教法:教師一邊寫化學(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進(jìn)行教學(xué)。

  A、第一階段:在細(xì)胞質(zhì)的基質(zhì)中,一個分子的葡萄糖分解成兩個分子的丙酮酸,同時(shí)脫下4個[H];在葡萄糖分解的過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個水分子中的氫全部脫下,共脫下20個[H],丙酮被氧化分解成二氧化碳;在此過程釋放少量的能量,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[H]與從外界吸收或葉綠體光合作用產(chǎn)生的6個O2結(jié)合成水;在此過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階段進(jìn)行表解分析,如

  第一階段

  第二階段

  第三階段

  場所

  細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)

  線粒體

  線粒體

  反應(yīng)物

  葡萄糖

  丙酮酸和水

  還原性氫和氧氣

  生成物

  丙酮酸和還原性氫

  二氧化碳和還原性氫

  水

  產(chǎn)生ATP數(shù)量

  少量(2)

  少量(2)

  大量(4)

  需要ATP數(shù)量

  需要(2)

  不需要

  不需要

  氧的關(guān)系

  無關(guān)

  無關(guān)

  有關(guān)

  (3)有氧呼吸過程中能量變化

  教師應(yīng)向?qū)W生說明,在有氧呼吸過程中,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的能量儲存在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步驟后,教師應(yīng)提一些綜合性的問題,讓學(xué)生在討論過程中,深化對有氧呼吸過程的理解:

 、偃纾航處煈(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題:“有人說葡萄糖在細(xì)胞內(nèi)的氧化就是葡萄糖在體內(nèi)的“燃燒”過程,你認(rèn)為這一說法有道理嗎?”

  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”,我們從對下表的分析入手,深入了解一下呼吸作用。

 、谠偃纾阂龑(dǎo)學(xué)生分析明白有氧呼吸為什么是一個氧化分解過程,教師可提出這樣問題:“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)得失電子的問題,對于一個有機(jī)化學(xué)反應(yīng),可以有一個較為簡單的方法判斷是氧化反應(yīng)還是還原反應(yīng),若一個有機(jī)化合物去氫或加氧,這個物質(zhì)就是被氧化了,如果一個有機(jī)化合物加氫或去氧,這個物質(zhì)就是被還原了。教學(xué)設(shè)計(jì)方案

  第二課時(shí)

  1、引言

  為使學(xué)生樹立學(xué)以致用的觀念,同時(shí)又是對上節(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人們生產(chǎn)實(shí)踐相關(guān)的問題,供學(xué)生討論,同時(shí)加深對有氧呼吸的理解。比如教師可設(shè)計(jì)這樣的問題:

  “如果有人向?qū)W生請教怎么能長期儲存農(nóng)作物種粒、蔬菜或水果,學(xué)生能利用學(xué)過的呼吸作用原理,提供一些有價(jià)值的建議或措施嗎?”

  本題實(shí)際是要學(xué)生來分析如何控制儲存室的環(huán)境因素,即貯藏條件。

  農(nóng)作物種粒、蔬菜或水果都是有生命的,不斷地進(jìn)行著呼吸作用。如果呼吸速率快,會引起有機(jī)物的大量消耗,造成儲存量減少而且影響品質(zhì);呼吸作用放出的水,又會造成儲存環(huán)境濕度過大;呼吸放出的熱量,會使儲存環(huán)境溫度升高;高溫、高濕的環(huán)境會使儲存室中的有害細(xì)菌、霉菌大量滋生繁殖,導(dǎo)致作物種子、蔬菜或水果腐爛變質(zhì);同時(shí)高溫、高濕的環(huán)境反過來又會進(jìn)一步加快呼吸作用的速率,造成惡性循環(huán)。

  因此為了能達(dá)到長期儲存的目的,人們總是希望儲存物的有氧呼吸或無氧呼吸都減弱一些。大家都知道,呼吸作用是受控狀態(tài)下對葡萄糖的氧化分解過程,而酶是調(diào)控這一過程的關(guān)鍵因素之一,同時(shí)酶又受到諸多因素的影響。因此,凡能影響呼吸作用過程中酶的各種因素,就必然會影響呼吸作用的速率。

  哪些因素會降低呼吸作用呢?

  其一是儲存濕度,即作物種子含水量這個因素。我們知道,當(dāng)生物體中自由水與結(jié)合水的比例升高時(shí),其代謝速率就會相應(yīng)增強(qiáng),因此對作物種子而言,入庫前的晾曬是必須的,而且種子含水量要低于一定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)才準(zhǔn)入庫。有關(guān)部門規(guī)定的安全水分標(biāo)準(zhǔn):在長江下游地區(qū),小麥種子含水量是12.5%以下,稻谷是14.5%以下;廣東省,稻谷是13.5%以下,因?yàn)槟戏礁邷囟酀,要求更高一些。?shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),稻谷等種子含水量超過14.5%時(shí)呼吸速率即會驟然上升。

  其二是儲存溫度因素。酶活性在一定溫度范圍內(nèi),是隨著溫度的升高而增強(qiáng)的,因此降低儲存室的溫度也是行之有效的方法之一。

  其三是氧氣濃度。氧氣是有氧呼吸的原料,二氧化碳是呼吸作用的產(chǎn)物,根據(jù)化學(xué)平衡原理,降低反應(yīng)物濃度或增加產(chǎn)物濃度都會降低呼吸作用的速率。如番茄儲存過程中可抽去空氣,補(bǔ)充氮?dú),把氧濃度調(diào)節(jié)到3-6%左右,這樣,番茄可貯藏1個月甚至3個月以上。

  這里有一個問題必須提一提,有的同學(xué)認(rèn)為:把氧氣濃度減得越低,呼吸作用速率就越低,這種看法對嗎?不完全對,當(dāng)環(huán)境中無氧氣時(shí),有些植物細(xì)胞可進(jìn)行無氧呼吸,而氧氣的存在可以起到抑制無氧呼吸的作用,因此氧氣應(yīng)調(diào)節(jié)到一個合適濃度,在這個濃度下,氧氣濃度無論對無氧呼吸還是有氧呼吸都可起抑制作用。

  當(dāng)然,為了長期儲存作物種粒、蔬菜或水果,還應(yīng)注意防治害蟲、消毒滅菌、保鮮保質(zhì)等諸多問題。

  綜上,大致歸納出儲存環(huán)境的三點(diǎn)最基本要求是低溫、低濕、低氧。

  2、無氧呼吸

 。1)無氧呼吸的概念

  教師可引導(dǎo)學(xué)生討論:“生物體在什么情況下,可能會供氧不足?”,這樣很自然地有了下一設(shè)問:“在缺氧條件下,生物體如何呼吸呢?”。從而引入對無氧呼吸的學(xué)習(xí)。

  教師應(yīng)向?qū)W生解釋我們平常所說的呼吸作用實(shí)際上指的有氧呼吸,它是在有氧的條件下進(jìn)行的。無氧呼吸一般是指細(xì)胞在無氧條件下,通過酶的催化作用,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程。這個過程對于高等生物稱為無氧呼吸,如果是微生物(如乳酸菌、酵母菌),則習(xí)慣上稱為發(fā)酵。細(xì)胞內(nèi)無氧呼吸的場所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)。

 。2)無氧呼吸的過程

  教師可采用一邊寫化學(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)胞的無氧呼吸過程及其場所、高等動物細(xì)胞的無氧呼吸過程及其場所。

  最后總結(jié)無氧呼吸的全過程

  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。

  對基礎(chǔ)較好的班,可適當(dāng)補(bǔ)充無氧呼吸進(jìn)化到有氧呼吸的歷程:在遠(yuǎn)古時(shí)期,地球的大氣中沒有氧氣,那時(shí)微生物的呼吸都是無氧呼吸。隨著大氣中出現(xiàn)了氧氣,細(xì)胞內(nèi)出現(xiàn)了有氧呼吸的酶類,在無氧呼吸的基礎(chǔ)上發(fā)展出有氧呼吸。由于有氧呼吸比無氧呼吸產(chǎn)生更多的ATP,為生物體提供更多的可做功的自由能,有氧呼吸逐漸成為絕大多數(shù)生物的主要呼吸形式。有些生物的無氧呼吸的能力一直保留到現(xiàn)在,使這些生物體或部分器官組織在缺氧條件下仍可提供生命活動所需的能量,這充分體現(xiàn)了在分子水平同樣有著生物對環(huán)境的適應(yīng)現(xiàn)象。

  為使學(xué)生加深對無氧呼吸的理解,教師可設(shè)計(jì)一些問題供學(xué)生討論:

 、贌o氧呼吸的產(chǎn)物有酒精或乳酸,其產(chǎn)物的差異由什么決定的?

 、跒槭裁礋o氧呼吸釋放出的能量比有氧呼吸要少得多?

  在無氧呼吸中,葡萄糖并不是完全的氧化反應(yīng),產(chǎn)生酒精和乳酸的過程中還有還原反應(yīng),因此產(chǎn)生的是不徹底的氧化產(chǎn)物,分解時(shí)所釋放出的能量比有氧呼吸釋放出就少得多。例如,1mol葡萄糖在分解成乳酸后,共釋放出196.65kJ的能量,其中有61.08kJ的能量含有存在ATP中,其余的能量都以熱能的形式散失了。

 、勰苓M(jìn)行有氧呼吸的生物,如酵母菌,在缺氧情況下進(jìn)行無氧呼吸,為什么在有氧氣存在的條件下,無氧呼吸會受到抑制?

  但由于缺氧,葡萄糖不能徹底分解,產(chǎn)生的酒精或乳酸等分解不徹底的產(chǎn)物中還儲存著許多能量,所以釋放出的能量較少,如果長期缺氧就難以維持正常的生命活動;同時(shí)無氧呼吸產(chǎn)生的酒精或乳酸對生物體也有一定的毒害作用,因此能進(jìn)行有氧呼吸的生物不能忍受長時(shí)間的無氧呼吸。

 、転槭裁唇湍妇蔁o氧呼吸轉(zhuǎn)為有氧呼吸后,其葡萄糖的消耗量會大大降低(即所謂的巴斯德效應(yīng))?

 、菽隳茉谏顚(shí)際中列舉出實(shí)例來說明在酒精或乳酸中還儲存著能量嗎?

  3、有氧呼吸與無氧呼吸的比較

  有氧呼吸和無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氧呼吸的異同

  項(xiàng)目

  有氧呼吸

  無氧呼吸

  呼吸場所

  第一階段在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì),第二、三階段在線粒體

  全過程均在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)

  是否需氧

  第一、二階段不需要氧氣,第三階段需要氧氣

  全過程均不需要氧氣

  氧化分解是否徹底

  徹底

  不徹底

  氧化產(chǎn)物

  二氧化碳和水

  有小分子有機(jī)物存在于最終氧化產(chǎn)物中,如酒精或乳酸

  能量釋放

  釋放出大量能量

  釋放出少量能量

  產(chǎn)生ATP數(shù)目

  1mol葡萄糖可產(chǎn)生36或38molATP

  1mol葡萄糖可產(chǎn)生2molATP

  是否需酶

  需要酶

  需要酶

  化學(xué)本質(zhì)

  氧化分解有機(jī)物,釋放能量

  氧化分解有機(jī)物,釋放能量

  教師為學(xué)生提供有價(jià)值的,與學(xué)生生活密切相關(guān)的討論話題,以強(qiáng)化對二者聯(lián)系的理解。如可提問題:

 、倌忝刻於歼M(jìn)行很多運(yùn)動吧?你是否想過,當(dāng)你進(jìn)行不同形式的運(yùn)動時(shí),你的身體其實(shí)采用不同的方式為你供能呢?

  這個問題涉及了人體不同運(yùn)動所利用的能源物質(zhì)和產(chǎn)能方式的問題。

  糖類、脂肪、蛋白質(zhì)都可以提供能量,但糖類是體育活動的主要能源。

  我們先以運(yùn)動員的訓(xùn)練為例:

  運(yùn)動員訓(xùn)練所消耗的絕大數(shù)能量來源于葡萄糖和糖元。在任何運(yùn)動的最初半個小時(shí)內(nèi),能量的主要來源都是肌肉中的糖元。肌肉通常能儲存大約275克糖元,足以供給90分鐘以內(nèi)運(yùn)動所需要的“燃料”;90-120分鐘的持續(xù)運(yùn)動之后,糖元的儲存量減小,而肌肉則開始利用血糖中的能量。儲存的糖元一旦被用光,運(yùn)動員就精疲力竭。

  儲存在皮下和肌肉中的脂肪雖然儲存的能量多,但不如糖類的能量那樣易被利用,在運(yùn)動員運(yùn)動30分鐘后才會有較多的脂肪被轉(zhuǎn)化為能量。脂肪的利用量越多,消耗的糖元就越少。因?yàn)樘窃膬Υ媪渴怯邢薜,而脂肪的儲存量相對豐富,所以對于持久的運(yùn)動來說,脂肪是更好的能源,但它不能像糖類那樣可迅速地轉(zhuǎn)變?yōu)槟芰浚倚枰嗟难鯕馊パ趸?/p>

  人們長期以來誤認(rèn)為運(yùn)動員最重要的養(yǎng)分是蛋白質(zhì),如古代的運(yùn)動員強(qiáng)調(diào)高蛋白飲食,但實(shí)際上人體只有在饑餓或極度營養(yǎng)不良時(shí)才使用蛋白質(zhì)作為直接的能源,所以蛋白質(zhì)對運(yùn)動員的能量需要起不到太大的作用。

  再說說你吧。

  你的身體可根據(jù)運(yùn)動的強(qiáng)度、運(yùn)動持續(xù)的時(shí)間和頻繁程度而利用不同量的糖類和脂肪。

  而且你的運(yùn)動有可能是厭氧的,也有可能是需氧的。厭氧運(yùn)動一般是高強(qiáng)度、短時(shí)間的,這時(shí)肌肉不能及時(shí)獲得其所需要的全部氧氣,這類運(yùn)動包括200-400米短跑、50米游泳、舉重、足球、籃球、排球等,這些運(yùn)動需要在短時(shí)間內(nèi)迅速爆發(fā)性地提供大量能量。在厭氧運(yùn)動中人體主要是利用糖元,雖然每次爆發(fā)運(yùn)動的持續(xù)時(shí)間不長,但多次累積的結(jié)果也會導(dǎo)致糖元的耗盡。

  需氧運(yùn)動的強(qiáng)度方面一般是低等到中等程度的,但持續(xù)時(shí)間長,例如馬拉松賽跑、長距離游泳或騎自行車、慢跑等。在這些運(yùn)動中,肌肉細(xì)胞能夠獲得它們所需要的絕大部分氧氣,能源物質(zhì)大約70%來自于糖元,其余來自于脂肪。

  通過上面的分析學(xué)生可能已經(jīng)知道,生物體產(chǎn)生ATP的方式大致有三:有氧呼吸(大量)、無氧呼吸(少量)及磷酸肌酸中能量的轉(zhuǎn)移(少)。在不同的生理狀態(tài)下,主要通過何種途徑形成ATP,就需要理解有氧呼吸、無氧呼吸、磷酸肌酸的反應(yīng)產(chǎn)物及供能的特點(diǎn)。

  當(dāng)你進(jìn)行長跑時(shí)(比如說5000跑或10000米跑,要提問學(xué)生是否跑過),此時(shí)為需氧運(yùn)動,此過程中供能的主要方式是有氧呼吸;

  當(dāng)你進(jìn)行200米跑時(shí)為厭氧運(yùn)動,此過程中主要的供能方式是無氧呼吸,而人體糖類物質(zhì)無氧呼吸產(chǎn)物是乳酸,因此血液中乳酸含量顯著增加;

  當(dāng)你進(jìn)行100米跑時(shí)情況較為特殊,此過程特點(diǎn)是在非常短的時(shí)間內(nèi)從靜止?fàn)顟B(tài)達(dá)到高速狀態(tài),需要消耗大量的能量,但此時(shí)有氧呼吸,甚至于無氧呼吸都沒有及時(shí)被調(diào)動起來,以適應(yīng)這種高能量需求,怎么辦呢?原來此時(shí)ATP的合成完全依靠體內(nèi)高能化合物磷酸肌酸的能量轉(zhuǎn)移。當(dāng)磷酸肌酸分解為肌酸和磷酸時(shí),能釋放出大量的能量迅速形成ATP,供機(jī)體劇烈運(yùn)動時(shí)對能量的需求。要注意由磷酸肌酸轉(zhuǎn)移到ATP的能量是非常有限的,不能維持較長的時(shí)間。

  學(xué)生會有這樣的常識,就是當(dāng)自己劇烈運(yùn)動(如400米跑)后,機(jī)體已不處于運(yùn)動狀態(tài),還會持續(xù)劇烈呼吸一段時(shí)間?剛才提到過,人體在厭氧運(yùn)動時(shí),無氧呼吸占優(yōu)勢,人體在需氧運(yùn)動時(shí),有氧呼吸占優(yōu)勢,其實(shí)只要人處于劇烈運(yùn)動中,不論是厭氧運(yùn)動還是需氧運(yùn)動,都會有無氧呼吸存在,而細(xì)胞的無氧呼吸都會有糖類物質(zhì)轉(zhuǎn)化為乳酸,這是人體細(xì)胞尤其是肌肉細(xì)胞處于缺氧狀態(tài)時(shí)產(chǎn)生ATP的一種應(yīng)急手段。由于乳酸可在肝臟再轉(zhuǎn)化為丙酮酸,進(jìn)而在有氧條件下被徹底氧化為二氧化碳和水,而把乳酸間接氧化為二氧化碳和水的過程中需要大量氧氣。因此,劇烈運(yùn)動后的一段時(shí)間的深呼吸實(shí)際上是使人體攝入更多的氧氣,以抵償在運(yùn)動時(shí)氧氣的虧欠,所以有一個有趣的名字來說明此種現(xiàn)象,叫“還氧債”。

  ②病毒進(jìn)行有氧呼吸還是無氧呼吸?

  正確的答案是:病毒既不進(jìn)行有氧呼吸,也不進(jìn)行無氧呼吸。那么病毒進(jìn)行各種生命活動的能量,即ATP從何而來呢?原來,病毒是一種非常特殊的生命體,它所需的ATP、合成蛋白質(zhì)所需的氨基酸,復(fù)制、轉(zhuǎn)錄所需的核苷酸等物質(zhì)全部是從宿主細(xì)胞(即病毒所寄生的活細(xì)胞)中獲得。所以說,病毒只能生活在活細(xì)胞中,一旦離開了活細(xì)胞,病毒不表現(xiàn)出任何生命現(xiàn)象。

  4、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

  比較項(xiàng)目

  光合作用

  有氧呼吸

  區(qū)

  

  反應(yīng)部位

  光反應(yīng)在葉綠體的基粒片層結(jié)構(gòu)(類囊體)的薄膜上,暗反應(yīng)在葉綠體的基質(zhì)中

  第一階段在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì),第二、三階段在線粒體中

  所需條件

  光反應(yīng)需要光,暗反應(yīng)不需要光,需酶

  只需酶

  物質(zhì)變化

  無機(jī)物轉(zhuǎn)化為有機(jī)物

  有機(jī)物徹底氧化為無機(jī)物

  代謝類型

  同化作用

  異化作用

  進(jìn)行的時(shí)間

  綠色植物光下進(jìn)行

  一切生物及其生活的部分隨時(shí)隨刻都在進(jìn)行

  與光的關(guān)系

  在光下才能進(jìn)行

  與光無關(guān),每時(shí)每刻都在進(jìn)行

  能量變化

  光能儲存在合成的有機(jī)物中

  有機(jī)物物中的能量被釋放出來,其中約有40%左右轉(zhuǎn)移到ATP中,其它以熱能散失

  聯(lián)系

  光合作用為所有生物的有氧呼吸作用提供有機(jī)營養(yǎng)和氧氣,有氧呼吸為光合作用提供二氧化碳和水。

  此時(shí)教師可為學(xué)生提供一些可供討論的與人類生產(chǎn)實(shí)踐相聯(lián)系的話題來分析,以訓(xùn)練學(xué)生分析問題的能力。如教師可問:

  “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?”

  人們發(fā)現(xiàn)知識、掌握科學(xué)規(guī)律的最終目的是用之以實(shí)踐,解決人類種種日益加劇的生存危機(jī),為人類造福,使人類與自然能長期和諧地發(fā)展。同樣,當(dāng)學(xué)習(xí)了光合作用、呼吸作用這些生物體最基本卻又極其重要的生理過程后,你的腦子里有沒有想到過,如何利用所學(xué)知識用之于實(shí)際生活中,這種學(xué)以致用的想法非常重要。

  提高農(nóng)作物產(chǎn)量的方法很多,其中的原理卻很簡單,可以歸結(jié)為一句話:加強(qiáng)光合積累、降低呼吸消耗,即:想方法加快光合作用的速率,同時(shí)又能適當(dāng)?shù)亟档秃粑饔玫乃俾。我們下面所要討論的各種方法都是圍繞這個根本思路展開的。

 。1)先來分析一下照射在葉面上的太陽能散失和利用的大致情況:

 。2)我們一起總結(jié)一下提高農(nóng)作物產(chǎn)量的具體方法及其生物學(xué)原理。

  具體措施

  原理

  適當(dāng)增加光強(qiáng)

  加強(qiáng)光合積累

  改變光質(zhì)

  加強(qiáng)光合積累

  延長光合時(shí)間

  一年兩熟、三熟

  加強(qiáng)光合積累

  延長生育期

  補(bǔ)充人工光照

  增加光合面積

  合理密植

  加強(qiáng)光合積累

  改變植物體株形

  適當(dāng)增加CO2濃度

  控制栽培密度、使后期通風(fēng)良好

  加強(qiáng)光合積累

  增施有機(jī)肥料

  深施碳酸氫銨肥料

  適當(dāng)減少O2濃度

  降低呼吸消耗

  適當(dāng)增加晝夜溫差

  加強(qiáng)光合積累的同時(shí),降低呼吸消耗

  5、呼吸作用的意義

  教師可從下面幾個方面方面引導(dǎo)學(xué)生分析呼吸作用的意義

  (1)為生物體的生命活動提供能量;

 。2)為其他化合物的合成提供能量;

  (3)呼吸作用過程中的中間代謝產(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、植物激素等各類物質(zhì)?梢哉f,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、脂類代謝、蛋白質(zhì)代謝等連成了一個整體。

 。4)有氧呼吸的出現(xiàn)對生物進(jìn)化速度所起的巨大推動作用。

  探究活動

  酵母菌的培養(yǎng)與分離

  【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹繉W(xué)習(xí)培養(yǎng)和分離酵母菌的技術(shù)和方法

  【實(shí)驗(yàn)原理】

  大多數(shù)酵母菌為腐生,其生活最適pH為4.5一6,常見于含糖分較高的環(huán)境中,例如果園土、菜地土及果皮等植物表面。酵母菌生長迅速,易于分離培養(yǎng),在液體培養(yǎng)基中,酵母菌比霉菌生長得快。

  利用酵母菌喜歡酸性環(huán)境的特點(diǎn),常用酸性液體培養(yǎng)基獲得酵母菌的培養(yǎng)液(這樣做的好處是酸性培養(yǎng)條件則可抑制細(xì)菌的生長),然后在固體培養(yǎng)基上用劃線法分離之。

  【實(shí)驗(yàn)材料和用具】

  1、甘蔗、成熟葡萄或蘋果等果皮、0.1%美藍(lán)染液、1ml的無菌吸管、無菌培養(yǎng)皿等。

  2、馬鈴薯葡萄糖瓊脂培養(yǎng)基:

  原料:馬鈴薯(200克)、葡萄糖(20克)、瓊脂(15-20克)、蒸餾水(1000ml)。

  配制方法:

 。1)先將馬鈴薯去皮,切片,稱200克并加蒸餾水1000ml,煮沸半小時(shí),用紗布過濾,補(bǔ)足蒸餾水量至1000ml ,制成20%的馬鈴薯汁。

  (2)在20%的馬鈴薯汁中加入瓊脂,煮沸溶化,補(bǔ)足水分并在115攝氏度條件下高壓滅菌20分種。

  (3)加入葡萄糖,制成培養(yǎng)酵母菌的馬鈴薯葡萄糖瓊脂培養(yǎng)基。

  3、乳酸馬鈴薯葡萄糖培養(yǎng)液:配方同上,但不加瓊脂而加乳酸,按每1000ml培養(yǎng)液中含5ml乳酸的量加入,并分裝試管。

  【實(shí)驗(yàn)步驟】

  l、接種:取一小塊果皮,不需沖洗,直接接入乳酸馬鈴薯葡萄糖培養(yǎng)液管中,置28一30℃,培養(yǎng)24小時(shí),可見培養(yǎng)液變混濁。

  2、培養(yǎng),用無菌吸管取上述培養(yǎng)后培養(yǎng)液0.lml,注入另一管乳酸馬鈴薯葡萄糖培養(yǎng)液中,置28一30℃再培養(yǎng)24小時(shí)或稍長(過長則霉菌長出)。

  3、觀察:用無菌操作法取少許菌液置于載玻片中央的0.l%美藍(lán)染色液中,混勻后加蓋玻片制成水浸片,先用低倍鏡后換高倍鏡觀察酵母菌的形態(tài)和出芽生殖情況。

  活酵母菌可使美藍(lán)還原,從而使菌體不著色,用此方法可判斷酵母菌的死活。

  4、分離:馬鈴薯葡萄糖瓊脂培養(yǎng)基溶化后制成平板。用劃線法分離酵母菌培養(yǎng)液,從而得到單個菌落。挑取單個菌落反復(fù)再次劃線分離純化,最終可獲得純培養(yǎng)。

生物的呼吸作用 篇3

  教學(xué)目標(biāo) 

  一、知識方面

  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程

  3、使學(xué)生理解有氧呼吸和無氧呼吸的異同

  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程的區(qū)別與聯(lián)系

  二、能力方面

  1、通過分析有氧呼吸的過程,訓(xùn)練學(xué)生分析問題的能力,培養(yǎng)他們良好的思維品質(zhì)。

  2、通過讓學(xué)生對比有氧呼吸和無氧呼吸的異同、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)生對科學(xué)、技術(shù)、社會的理解,培養(yǎng)學(xué)生關(guān)心身邊的科學(xué)的意識,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、脂類和蛋白質(zhì),這部分內(nèi)容對學(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、植物進(jìn)行呼吸作用的主要形式,通常所說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程的三個階段、并且指出了各階段進(jìn)行的場所:

  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,這個階段也在線粒體中進(jìn)行。

  3、無氧呼吸

  教材首先說明生物一般是在無氧條件下能進(jìn)行無氧呼吸,并分別闡述了高等植物細(xì)胞的無氧呼吸及其場所、高等動物細(xì)胞的無氧呼吸及其場所。

  然后教材對一些高等植物的某些部分在進(jìn)行無氧呼吸時(shí)也可以產(chǎn)生乳酸又做了補(bǔ)充說明;同時(shí)教材還用小號字對有氧呼吸的進(jìn)化做了簡要的介紹。

  教師在這里應(yīng)補(bǔ)充無氧呼吸與發(fā)酵這一組學(xué)生易混淆的概念。

  4、有氧呼吸與無氧呼吸的異同

  教材是以圖表結(jié)合講述的形式,對有氧呼吸和無氧呼吸的區(qū)別進(jìn)行了比較。

  5、呼吸作用的意義

  教材從兩個方面論述了呼吸作用的意義,其一,為生物體的生命活動提供能量;其二,為其他化合物的合成提供能量;在這里教師有必要對呼吸的意義作適當(dāng)?shù)难a(bǔ)充,如:呼吸作用過程中的中間代謝產(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)對生物進(jìn)化速度所起的巨大推動作用等。

  教法建議

  1、引言

  因?yàn)楹粑饔迷诔踔猩镎n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)生已有的對呼吸的理解作為切入點(diǎn),教師可設(shè)計(jì)問題串檢測學(xué)生對呼吸的理解程度,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)有氧呼吸的過程

 、儆醒鹾粑^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階段時(shí),可采用如下教法:教師一邊寫化學(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進(jìn)行教學(xué)。

  A、第一階段:在細(xì)胞質(zhì)的基質(zhì)中,一個分子的葡萄糖分解成兩個分子的丙酮酸,同時(shí)脫下4個[H];在葡萄糖分解的過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個水分子中的氫全部脫下,共脫下20個[H],丙酮酸被氧化分解成二氧化碳;在此過程釋放少量的能量,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[H]與從外界吸收或葉綠體光合作用產(chǎn)生的6個O2結(jié)合成水;在此過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階段進(jìn)行表解分析。

  (3)有氧呼吸過程中能量變化

  教師應(yīng)向?qū)W生說明,在有氧呼吸過程中,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的能量儲存在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步驟后,教師應(yīng)提一些綜合性的問題,讓學(xué)生在討論過程中,深化對有氧呼吸過程的理解。

  為使學(xué)生樹立學(xué)以致用的觀念,同時(shí)也是對上節(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)問題,供學(xué)生討論,同時(shí)加深對有氧呼吸的理解。比如教師可設(shè)計(jì)這樣的問題:

  “如果有人向你請教怎么能長期儲存農(nóng)作物種粒、蔬菜或水果,你能利用學(xué)過的呼吸作用原理,提供一些有價(jià)值的建議或措施嗎?”

  3、無氧呼吸

 。1)無氧呼吸的概念

  教師可引導(dǎo)學(xué)生討論:“生物體在什么情況下,可能會供氧不足?”,這樣很自然地有了下一設(shè)問:“在缺氧條件下,生物體如何呼吸呢?”從而引入對無氧呼吸的學(xué)習(xí)。

  教師應(yīng)向?qū)W生解釋我們平常所說的呼吸作用實(shí)際上指的有氧呼吸,它是在有氧的條件下進(jìn)行的。無氧呼吸一般是指細(xì)胞在無氧條件下,通過酶的催化作用,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程。這個過程對于高等生物稱為無氧呼吸,如果是微生物(如乳酸菌、酵母菌),則習(xí)慣上稱為發(fā)酵。

 。2)無氧呼吸的過程

  教師可采用一邊寫化學(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)胞的無氧呼吸過程及其場所、高等動物細(xì)胞的無氧呼吸過程及其場所。最后總結(jié)無氧呼吸的全過程。

  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)生加深對無氧呼吸的理解,教師可設(shè)計(jì)一些問題供學(xué)生討論。

  4、有氧呼吸與無氧呼吸的比較

  有氧呼吸和無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)的討論話題,以強(qiáng)化對二者聯(lián)系的理解。如可提問題:

  ①你每天都進(jìn)行很多運(yùn)動吧?你是否想過,當(dāng)你進(jìn)行不同形式的運(yùn)動時(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生產(chǎn)實(shí)踐相聯(lián)系的話題來分析,以訓(xùn)練其分析問題的能力。如教師可問:

  “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提供能量;

  (2)為其他化合物的合成提供能量;

  (3)呼吸作用過程中的中間代謝產(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、植物激素等各類物質(zhì)。可以說,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、脂類代謝、蛋白質(zhì)代謝等連成了一個整體。

 。4)有氧呼吸的出現(xiàn)對生物進(jìn)化速度所起的巨大推動作用。

  教學(xué)設(shè)計(jì)方案(一)

  【課題】 第七節(jié) 

  【教學(xué)重點(diǎn)】 有氧呼吸的過程;有氧呼吸和無氧呼吸的異同;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) 】有氧呼吸過程;無氧呼吸的過程

  【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)過程 】

  第一課時(shí)

  1、引言

  因?yàn)楹粑饔迷诔踔猩飳W(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)生已有的對呼吸的理解作為切入點(diǎn),教師可用下面的問題串檢測學(xué)生對呼吸的理解程度:

  你能寫出呼吸作用的化學(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)有氧呼吸的過程

  ①有氧呼吸過程程中的物質(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階段時(shí),可采用如下教法:教師一邊寫化學(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進(jìn)行教學(xué)。

  A、第一階段:在細(xì)胞質(zhì)的基質(zhì)中,一個分子的葡萄糖分解成兩個分子的丙酮酸,同時(shí)脫下4個[H];在葡萄糖分解的過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個水分子中的氫全部脫下,共脫下20個[H],丙酮被氧化分解成二氧化碳;在此過程釋放少量的能量,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[H]與從外界吸收或葉綠體光合作用產(chǎn)生的6個O2結(jié)合成水;在此過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階段進(jìn)行表解分析,如

  第一階段

  第二階段

  第三階段

  場所

  細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)

  線粒體

  線粒體

  反應(yīng)物

  葡萄糖

  丙酮酸和水

  還原性氫和氧氣

  生成物

  丙酮酸和還原性氫

  二氧化碳和還原性氫

  水

  產(chǎn)生ATP數(shù)量

  少量(2)

  少量(2)

  大量(4)

  需要ATP數(shù)量

  需要(2)

  不需要

  不需要

  氧的關(guān)系

  無關(guān)

  無關(guān)

  有關(guān)

 。3)有氧呼吸過程中能量變化

  教師應(yīng)向?qū)W生說明,在有氧呼吸過程中,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的能量儲存在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步驟后,教師應(yīng)提一些綜合性的問題,讓學(xué)生在討論過程中,深化對有氧呼吸過程的理解:

 、偃纾航處煈(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題:“有人說葡萄糖在細(xì)胞內(nèi)的氧化就是葡萄糖在體內(nèi)的“燃燒”過程,你認(rèn)為這一說法有道理嗎?”

  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”,我們從對下表的分析入手,深入了解一下呼吸作用。

 、谠偃纾阂龑(dǎo)學(xué)生分析明白有氧呼吸為什么是一個氧化分解過程,教師可提出這樣問題:“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)得失電子的問題,對于一個有機(jī)化學(xué)反應(yīng),可以有一個較為簡單的方法判斷是氧化反應(yīng)還是還原反應(yīng),若一個有機(jī)化合物去氫或加氧,這個物質(zhì)就是被氧化了,如果一個有機(jī)化合物加氫或去氧,這個物質(zhì)就是被還原了。教學(xué)設(shè)計(jì)方案

  第二課時(shí)

  1、引言

  為使學(xué)生樹立學(xué)以致用的觀念,同時(shí)又是對上節(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人們生產(chǎn)實(shí)踐相關(guān)的問題,供學(xué)生討論,同時(shí)加深對有氧呼吸的理解。比如教師可設(shè)計(jì)這樣的問題:

  “如果有人向?qū)W生請教怎么能長期儲存農(nóng)作物種粒、蔬菜或水果,學(xué)生能利用學(xué)過的呼吸作用原理,提供一些有價(jià)值的建議或措施嗎?”

  本題實(shí)際是要學(xué)生來分析如何控制儲存室的環(huán)境因素,即貯藏條件。

  農(nóng)作物種粒、蔬菜或水果都是有生命的,不斷地進(jìn)行著呼吸作用。如果呼吸速率快,會引起有機(jī)物的大量消耗,造成儲存量減少而且影響品質(zhì);呼吸作用放出的水,又會造成儲存環(huán)境濕度過大;呼吸放出的熱量,會使儲存環(huán)境溫度升高;高溫、高濕的環(huán)境會使儲存室中的有害細(xì)菌、霉菌大量滋生繁殖,導(dǎo)致作物種子、蔬菜或水果腐爛變質(zhì);同時(shí)高溫、高濕的環(huán)境反過來又會進(jìn)一步加快呼吸作用的速率,造成惡性循環(huán)。

  因此為了能達(dá)到長期儲存的目的,人們總是希望儲存物的有氧呼吸或無氧呼吸都減弱一些。大家都知道,呼吸作用是受控狀態(tài)下對葡萄糖的氧化分解過程,而酶是調(diào)控這一過程的關(guān)鍵因素之一,同時(shí)酶又受到諸多因素的影響。因此,凡能影響呼吸作用過程中酶的各種因素,就必然會影響呼吸作用的速率。

  哪些因素會降低呼吸作用呢?

  其一是儲存濕度,即作物種子含水量這個因素。我們知道,當(dāng)生物體中自由水與結(jié)合水的比例升高時(shí),其代謝速率就會相應(yīng)增強(qiáng),因此對作物種子而言,入庫前的晾曬是必須的,而且種子含水量要低于一定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)才準(zhǔn)入庫。有關(guān)部門規(guī)定的安全水分標(biāo)準(zhǔn):在長江下游地區(qū),小麥種子含水量是12.5%以下,稻谷是14.5%以下;廣東省,稻谷是13.5%以下,因?yàn)槟戏礁邷囟酀,要求更高一些。?shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),稻谷等種子含水量超過14.5%時(shí)呼吸速率即會驟然上升。

  其二是儲存溫度因素。酶活性在一定溫度范圍內(nèi),是隨著溫度的升高而增強(qiáng)的,因此降低儲存室的溫度也是行之有效的方法之一。

  其三是氧氣濃度。氧氣是有氧呼吸的原料,二氧化碳是呼吸作用的產(chǎn)物,根據(jù)化學(xué)平衡原理,降低反應(yīng)物濃度或增加產(chǎn)物濃度都會降低呼吸作用的速率。如番茄儲存過程中可抽去空氣,補(bǔ)充氮?dú)猓蜒鯘舛日{(diào)節(jié)到3-6%左右,這樣,番茄可貯藏1個月甚至3個月以上。

  這里有一個問題必須提一提,有的同學(xué)認(rèn)為:把氧氣濃度減得越低,呼吸作用速率就越低,這種看法對嗎?不完全對,當(dāng)環(huán)境中無氧氣時(shí),有些植物細(xì)胞可進(jìn)行無氧呼吸,而氧氣的存在可以起到抑制無氧呼吸的作用,因此氧氣應(yīng)調(diào)節(jié)到一個合適濃度,在這個濃度下,氧氣濃度無論對無氧呼吸還是有氧呼吸都可起抑制作用。

  當(dāng)然,為了長期儲存作物種粒、蔬菜或水果,還應(yīng)注意防治害蟲、消毒滅菌、保鮮保質(zhì)等諸多問題。

  綜上,大致歸納出儲存環(huán)境的三點(diǎn)最基本要求是低溫、低濕、低氧。

  2、無氧呼吸

  (1)無氧呼吸的概念

  教師可引導(dǎo)學(xué)生討論:“生物體在什么情況下,可能會供氧不足?”,這樣很自然地有了下一設(shè)問:“在缺氧條件下,生物體如何呼吸呢?”。從而引入對無氧呼吸的學(xué)習(xí)。

  教師應(yīng)向?qū)W生解釋我們平常所說的呼吸作用實(shí)際上指的有氧呼吸,它是在有氧的條件下進(jìn)行的。無氧呼吸一般是指細(xì)胞在無氧條件下,通過酶的催化作用,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程。這個過程對于高等生物稱為無氧呼吸,如果是微生物(如乳酸菌、酵母菌),則習(xí)慣上稱為發(fā)酵。細(xì)胞內(nèi)無氧呼吸的場所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)。

 。2)無氧呼吸的過程

  教師可采用一邊寫化學(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)胞的無氧呼吸過程及其場所、高等動物細(xì)胞的無氧呼吸過程及其場所。

  最后總結(jié)無氧呼吸的全過程

  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。

  對基礎(chǔ)較好的班,可適當(dāng)補(bǔ)充無氧呼吸進(jìn)化到有氧呼吸的歷程:在遠(yuǎn)古時(shí)期,地球的大氣中沒有氧氣,那時(shí)微生物的呼吸都是無氧呼吸。隨著大氣中出現(xiàn)了氧氣,細(xì)胞內(nèi)出現(xiàn)了有氧呼吸的酶類,在無氧呼吸的基礎(chǔ)上發(fā)展出有氧呼吸。由于有氧呼吸比無氧呼吸產(chǎn)生更多的ATP,為生物體提供更多的可做功的自由能,有氧呼吸逐漸成為絕大多數(shù)生物的主要呼吸形式。有些生物的無氧呼吸的能力一直保留到現(xiàn)在,使這些生物體或部分器官組織在缺氧條件下仍可提供生命活動所需的能量,這充分體現(xiàn)了在分子水平同樣有著生物對環(huán)境的適應(yīng)現(xiàn)象。

  為使學(xué)生加深對無氧呼吸的理解,教師可設(shè)計(jì)一些問題供學(xué)生討論:

 、贌o氧呼吸的產(chǎn)物有酒精或乳酸,其產(chǎn)物的差異由什么決定的?

 、跒槭裁礋o氧呼吸釋放出的能量比有氧呼吸要少得多?

  在無氧呼吸中,葡萄糖并不是完全的氧化反應(yīng),產(chǎn)生酒精和乳酸的過程中還有還原反應(yīng),因此產(chǎn)生的是不徹底的氧化產(chǎn)物,分解時(shí)所釋放出的能量比有氧呼吸釋放出就少得多。例如,1mol葡萄糖在分解成乳酸后,共釋放出196.65kJ的能量,其中有61.08kJ的能量含有存在ATP中,其余的能量都以熱能的形式散失了。

 、勰苓M(jìn)行有氧呼吸的生物,如酵母菌,在缺氧情況下進(jìn)行無氧呼吸,為什么在有氧氣存在的條件下,無氧呼吸會受到抑制?

  但由于缺氧,葡萄糖不能徹底分解,產(chǎn)生的酒精或乳酸等分解不徹底的產(chǎn)物中還儲存著許多能量,所以釋放出的能量較少,如果長期缺氧就難以維持正常的生命活動;同時(shí)無氧呼吸產(chǎn)生的酒精或乳酸對生物體也有一定的毒害作用,因此能進(jìn)行有氧呼吸的生物不能忍受長時(shí)間的無氧呼吸。

 、転槭裁唇湍妇蔁o氧呼吸轉(zhuǎn)為有氧呼吸后,其葡萄糖的消耗量會大大降低(即所謂的巴斯德效應(yīng))?

 、菽隳茉谏顚(shí)際中列舉出實(shí)例來說明在酒精或乳酸中還儲存著能量嗎?

  3、有氧呼吸與無氧呼吸的比較

  有氧呼吸和無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氧呼吸的異同

  項(xiàng)目

  有氧呼吸

  無氧呼吸

  呼吸場所

  第一階段在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì),第二、三階段在線粒體

  全過程均在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)

  是否需氧

  第一、二階段不需要氧氣,第三階段需要氧氣

  全過程均不需要氧氣

  氧化分解是否徹底

  徹底

  不徹底

  氧化產(chǎn)物

  二氧化碳和水

  有小分子有機(jī)物存在于最終氧化產(chǎn)物中,如酒精或乳酸

  能量釋放

  釋放出大量能量

  釋放出少量能量

  產(chǎn)生ATP數(shù)目

  1mol葡萄糖可產(chǎn)生36或38molATP

  1mol葡萄糖可產(chǎn)生2molATP

  是否需酶

  需要酶

  需要酶

  化學(xué)本質(zhì)

  氧化分解有機(jī)物,釋放能量

  氧化分解有機(jī)物,釋放能量

  教師為學(xué)生提供有價(jià)值的,與學(xué)生生活密切相關(guān)的討論話題,以強(qiáng)化對二者聯(lián)系的理解。如可提問題:

 、倌忝刻於歼M(jìn)行很多運(yùn)動吧?你是否想過,當(dāng)你進(jìn)行不同形式的運(yùn)動時(shí),你的身體其實(shí)采用不同的方式為你供能呢?

  這個問題涉及了人體不同運(yùn)動所利用的能源物質(zhì)和產(chǎn)能方式的問題。

  糖類、脂肪、蛋白質(zhì)都可以提供能量,但糖類是體育活動的主要能源。

  我們先以運(yùn)動員的訓(xùn)練為例:

  運(yùn)動員訓(xùn)練所消耗的絕大數(shù)能量來源于葡萄糖和糖元。在任何運(yùn)動的最初半個小時(shí)內(nèi),能量的主要來源都是肌肉中的糖元。肌肉通常能儲存大約275克糖元,足以供給90分鐘以內(nèi)運(yùn)動所需要的“燃料”;90-120分鐘的持續(xù)運(yùn)動之后,糖元的儲存量減小,而肌肉則開始利用血糖中的能量。儲存的糖元一旦被用光,運(yùn)動員就精疲力竭。

  儲存在皮下和肌肉中的脂肪雖然儲存的能量多,但不如糖類的能量那樣易被利用,在運(yùn)動員運(yùn)動30分鐘后才會有較多的脂肪被轉(zhuǎn)化為能量。脂肪的利用量越多,消耗的糖元就越少。因?yàn)樘窃膬Υ媪渴怯邢薜,而脂肪的儲存量相對豐富,所以對于持久的運(yùn)動來說,脂肪是更好的能源,但它不能像糖類那樣可迅速地轉(zhuǎn)變?yōu)槟芰,而且需要更多的氧氣去氧化它?/p>

  人們長期以來誤認(rèn)為運(yùn)動員最重要的養(yǎng)分是蛋白質(zhì),如古代的運(yùn)動員強(qiáng)調(diào)高蛋白飲食,但實(shí)際上人體只有在饑餓或極度營養(yǎng)不良時(shí)才使用蛋白質(zhì)作為直接的能源,所以蛋白質(zhì)對運(yùn)動員的能量需要起不到太大的作用。

  再說說你吧。

  你的身體可根據(jù)運(yùn)動的強(qiáng)度、運(yùn)動持續(xù)的時(shí)間和頻繁程度而利用不同量的糖類和脂肪。

  而且你的運(yùn)動有可能是厭氧的,也有可能是需氧的。厭氧運(yùn)動一般是高強(qiáng)度、短時(shí)間的,這時(shí)肌肉不能及時(shí)獲得其所需要的全部氧氣,這類運(yùn)動包括200-400米短跑、50米游泳、舉重、足球、籃球、排球等,這些運(yùn)動需要在短時(shí)間內(nèi)迅速爆發(fā)性地提供大量能量。在厭氧運(yùn)動中人體主要是利用糖元,雖然每次爆發(fā)運(yùn)動的持續(xù)時(shí)間不長,但多次累積的結(jié)果也會導(dǎo)致糖元的耗盡。

  需氧運(yùn)動的強(qiáng)度方面一般是低等到中等程度的,但持續(xù)時(shí)間長,例如馬拉松賽跑、長距離游泳或騎自行車、慢跑等。在這些運(yùn)動中,肌肉細(xì)胞能夠獲得它們所需要的絕大部分氧氣,能源物質(zhì)大約70%來自于糖元,其余來自于脂肪。

  通過上面的分析學(xué)生可能已經(jīng)知道,生物體產(chǎn)生ATP的方式大致有三:有氧呼吸(大量)、無氧呼吸(少量)及磷酸肌酸中能量的轉(zhuǎn)移(少)。在不同的生理狀態(tài)下,主要通過何種途徑形成ATP,就需要理解有氧呼吸、無氧呼吸、磷酸肌酸的反應(yīng)產(chǎn)物及供能的特點(diǎn)。

  當(dāng)你進(jìn)行長跑時(shí)(比如說5000跑或10000米跑,要提問學(xué)生是否跑過),此時(shí)為需氧運(yùn)動,此過程中供能的主要方式是有氧呼吸;

  當(dāng)你進(jìn)行200米跑時(shí)為厭氧運(yùn)動,此過程中主要的供能方式是無氧呼吸,而人體糖類物質(zhì)無氧呼吸產(chǎn)物是乳酸,因此血液中乳酸含量顯著增加;

  當(dāng)你進(jìn)行100米跑時(shí)情況較為特殊,此過程特點(diǎn)是在非常短的時(shí)間內(nèi)從靜止?fàn)顟B(tài)達(dá)到高速狀態(tài),需要消耗大量的能量,但此時(shí)有氧呼吸,甚至于無氧呼吸都沒有及時(shí)被調(diào)動起來,以適應(yīng)這種高能量需求,怎么辦呢?原來此時(shí)ATP的合成完全依靠體內(nèi)高能化合物磷酸肌酸的能量轉(zhuǎn)移。當(dāng)磷酸肌酸分解為肌酸和磷酸時(shí),能釋放出大量的能量迅速形成ATP,供機(jī)體劇烈運(yùn)動時(shí)對能量的需求。要注意由磷酸肌酸轉(zhuǎn)移到ATP的能量是非常有限的,不能維持較長的時(shí)間。

  學(xué)生會有這樣的常識,就是當(dāng)自己劇烈運(yùn)動(如400米跑)后,機(jī)體已不處于運(yùn)動狀態(tài),還會持續(xù)劇烈呼吸一段時(shí)間?剛才提到過,人體在厭氧運(yùn)動時(shí),無氧呼吸占優(yōu)勢,人體在需氧運(yùn)動時(shí),有氧呼吸占優(yōu)勢,其實(shí)只要人處于劇烈運(yùn)動中,不論是厭氧運(yùn)動還是需氧運(yùn)動,都會有無氧呼吸存在,而細(xì)胞的無氧呼吸都會有糖類物質(zhì)轉(zhuǎn)化為乳酸,這是人體細(xì)胞尤其是肌肉細(xì)胞處于缺氧狀態(tài)時(shí)產(chǎn)生ATP的一種應(yīng)急手段。由于乳酸可在肝臟再轉(zhuǎn)化為丙酮酸,進(jìn)而在有氧條件下被徹底氧化為二氧化碳和水,而把乳酸間接氧化為二氧化碳和水的過程中需要大量氧氣。因此,劇烈運(yùn)動后的一段時(shí)間的深呼吸實(shí)際上是使人體攝入更多的氧氣,以抵償在運(yùn)動時(shí)氧氣的虧欠,所以有一個有趣的名字來說明此種現(xiàn)象,叫“還氧債”。

 、诓《具M(jìn)行有氧呼吸還是無氧呼吸?

  正確的答案是:病毒既不進(jìn)行有氧呼吸,也不進(jìn)行無氧呼吸。那么病毒進(jìn)行各種生命活動的能量,即ATP從何而來呢?原來,病毒是一種非常特殊的生命體,它所需的ATP、合成蛋白質(zhì)所需的氨基酸,復(fù)制、轉(zhuǎn)錄所需的核苷酸等物質(zhì)全部是從宿主細(xì)胞(即病毒所寄生的活細(xì)胞)中獲得。所以說,病毒只能生活在活細(xì)胞中,一旦離開了活細(xì)胞,病毒不表現(xiàn)出任何生命現(xiàn)象。

  4、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

  比較項(xiàng)目

  光合作用

  有氧呼吸

  區(qū)

  

  反應(yīng)部位

  光反應(yīng)在葉綠體的基粒片層結(jié)構(gòu)(類囊體)的薄膜上,暗反應(yīng)在葉綠體的基質(zhì)中

  第一階段在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì),第二、三階段在線粒體中

  所需條件

  光反應(yīng)需要光,暗反應(yīng)不需要光,需酶

  只需酶

  物質(zhì)變化

  無機(jī)物轉(zhuǎn)化為有機(jī)物

  有機(jī)物徹底氧化為無機(jī)物

  代謝類型

  同化作用

  異化作用

  進(jìn)行的時(shí)間

  綠色植物光下進(jìn)行

  一切生物及其生活的部分隨時(shí)隨刻都在進(jìn)行

  與光的關(guān)系

  在光下才能進(jìn)行

  與光無關(guān),每時(shí)每刻都在進(jìn)行

  能量變化

  光能儲存在合成的有機(jī)物中

  有機(jī)物物中的能量被釋放出來,其中約有40%左右轉(zhuǎn)移到ATP中,其它以熱能散失

  聯(lián)系

  光合作用為所有生物的有氧呼吸作用提供有機(jī)營養(yǎng)和氧氣,有氧呼吸為光合作用提供二氧化碳和水。

  此時(shí)教師可為學(xué)生提供一些可供討論的與人類生產(chǎn)實(shí)踐相聯(lián)系的話題來分析,以訓(xùn)練學(xué)生分析問題的能力。如教師可問:

  “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?”

  人們發(fā)現(xiàn)知識、掌握科學(xué)規(guī)律的最終目的是用之以實(shí)踐,解決人類種種日益加劇的生存危機(jī),為人類造福,使人類與自然能長期和諧地發(fā)展。同樣,當(dāng)學(xué)習(xí)了光合作用、呼吸作用這些生物體最基本卻又極其重要的生理過程后,你的腦子里有沒有想到過,如何利用所學(xué)知識用之于實(shí)際生活中,這種學(xué)以致用的想法非常重要。

  提高農(nóng)作物產(chǎn)量的方法很多,其中的原理卻很簡單,可以歸結(jié)為一句話:加強(qiáng)光合積累、降低呼吸消耗,即:想方法加快光合作用的速率,同時(shí)又能適當(dāng)?shù)亟档秃粑饔玫乃俾。我們下面所要討論的各種方法都是圍繞這個根本思路展開的。

 。1)先來分析一下照射在葉面上的太陽能散失和利用的大致情況:

  (2)我們一起總結(jié)一下提高農(nóng)作物產(chǎn)量的具體方法及其生物學(xué)原理。

  具體措施

  原理

  適當(dāng)增加光強(qiáng)

  加強(qiáng)光合積累

  改變光質(zhì)

  加強(qiáng)光合積累

  延長光合時(shí)間

  一年兩熟、三熟

  加強(qiáng)光合積累

  延長生育期

  補(bǔ)充人工光照

  增加光合面積

  合理密植

  加強(qiáng)光合積累

  改變植物體株形

  適當(dāng)增加CO2濃度

  控制栽培密度、使后期通風(fēng)良好

  加強(qiáng)光合積累

  增施有機(jī)肥料

  深施碳酸氫銨肥料

  適當(dāng)減少O2濃度

  降低呼吸消耗

  適當(dāng)增加晝夜溫差

  加強(qiáng)光合積累的同時(shí),降低呼吸消耗

  5、呼吸作用的意義

  教師可從下面幾個方面方面引導(dǎo)學(xué)生分析呼吸作用的意義

 。1)為生物體的生命活動提供能量;

  (2)為其他化合物的合成提供能量;

 。3)呼吸作用過程中的中間代謝產(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、植物激素等各類物質(zhì)?梢哉f,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、脂類代謝、蛋白質(zhì)代謝等連成了一個整體。

 。4)有氧呼吸的出現(xiàn)對生物進(jìn)化速度所起的巨大推動作用。

  探究活動

  酵母菌的培養(yǎng)與分離

  【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹繉W(xué)習(xí)培養(yǎng)和分離酵母菌的技術(shù)和方法

  【實(shí)驗(yàn)原理】

  大多數(shù)酵母菌為腐生,其生活最適pH為4.5一6,常見于含糖分較高的環(huán)境中,例如果園土、菜地土及果皮等植物表面。酵母菌生長迅速,易于分離培養(yǎng),在液體培養(yǎng)基中,酵母菌比霉菌生長得快。

  利用酵母菌喜歡酸性環(huán)境的特點(diǎn),常用酸性液體培養(yǎng)基獲得酵母菌的培養(yǎng)液(這樣做的好處是酸性培養(yǎng)條件則可抑制細(xì)菌的生長),然后在固體培養(yǎng)基上用劃線法分離之。

  【實(shí)驗(yàn)材料和用具】

  1、甘蔗、成熟葡萄或蘋果等果皮、0.1%美藍(lán)染液、1ml的無菌吸管、無菌培養(yǎng)皿等。

  2、馬鈴薯葡萄糖瓊脂培養(yǎng)基:

  原料:馬鈴薯(200克)、葡萄糖(20克)、瓊脂(15-20克)、蒸餾水(1000ml)。

  配制方法:

 。1)先將馬鈴薯去皮,切片,稱200克并加蒸餾水1000ml,煮沸半小時(shí),用紗布過濾,補(bǔ)足蒸餾水量至1000ml ,制成20%的馬鈴薯汁。

 。2)在20%的馬鈴薯汁中加入瓊脂,煮沸溶化,補(bǔ)足水分并在115攝氏度條件下高壓滅菌20分種。

  (3)加入葡萄糖,制成培養(yǎng)酵母菌的馬鈴薯葡萄糖瓊脂培養(yǎng)基。

  3、乳酸馬鈴薯葡萄糖培養(yǎng)液:配方同上,但不加瓊脂而加乳酸,按每1000ml培養(yǎng)液中含5ml乳酸的量加入,并分裝試管。

  【實(shí)驗(yàn)步驟】

  l、接種:取一小塊果皮,不需沖洗,直接接入乳酸馬鈴薯葡萄糖培養(yǎng)液管中,置28一30℃,培養(yǎng)24小時(shí),可見培養(yǎng)液變混濁。

  2、培養(yǎng),用無菌吸管取上述培養(yǎng)后培養(yǎng)液0.lml,注入另一管乳酸馬鈴薯葡萄糖培養(yǎng)液中,置28一30℃再培養(yǎng)24小時(shí)或稍長(過長則霉菌長出)。

  3、觀察:用無菌操作法取少許菌液置于載玻片中央的0.l%美藍(lán)染色液中,混勻后加蓋玻片制成水浸片,先用低倍鏡后換高倍鏡觀察酵母菌的形態(tài)和出芽生殖情況。

  活酵母菌可使美藍(lán)還原,從而使菌體不著色,用此方法可判斷酵母菌的死活。

  4、分離:馬鈴薯葡萄糖瓊脂培養(yǎng)基溶化后制成平板。用劃線法分離酵母菌培養(yǎng)液,從而得到單個菌落。挑取單個菌落反復(fù)再次劃線分離純化,最終可獲得純培養(yǎng)。

生物的呼吸作用 篇4

  第八節(jié) 生物的呼吸作用

  一、素質(zhì)教育目標(biāo)

  (一)知識教學(xué)點(diǎn)

  1.了解呼吸作用的概念、類型、場所、生理意義、以及在生產(chǎn)、生活實(shí)踐上的運(yùn)用。

  2.理解有氧呼吸與無氧呼吸的概念、總反應(yīng)式、過程和圖解。

  3.掌握有氧呼吸物質(zhì)和能量變化的特點(diǎn),呼吸作用與光合作用的區(qū)別和聯(lián)系。

  (二)能力訓(xùn)練點(diǎn)

  1.通過對教材新舊知識組合,使學(xué)生領(lǐng)會認(rèn)知結(jié)構(gòu)須逐步深化,培養(yǎng)學(xué)生自我構(gòu)建知識體系的能力和對相關(guān)知識進(jìn)行分析比較的思考能力。

  2.適當(dāng)擴(kuò)展認(rèn)知面,培養(yǎng)學(xué)生聯(lián)系生活、生產(chǎn)實(shí)踐的能力。

  3.通過學(xué)生讀書及與教師的討論活動,培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)和主動理解新知識的技能技巧。

  (三)德育滲透點(diǎn)

  1.通過新舊知識的融會貫通和分析比較;尤其是物質(zhì)代謝與能量代謝相伴發(fā)生的理解,對學(xué)生滲透辯證唯物論的思想。

  2.拓寬發(fā)酵理論在生產(chǎn)、生活中運(yùn)用的科普實(shí)例,使學(xué)生受到反對迷信、尊重科學(xué)的熏陶。

  3.呼吸作用的突出意義是為生物生命活動提供能量。充足的氧是有氧呼吸的前提和條件,教育學(xué)生珍惜生命、熱愛生命、熱愛大自然,樹立環(huán)境保護(hù)意識。

  (四)學(xué)科方法訓(xùn)練點(diǎn)

  1.掌握相關(guān)知識的區(qū)別與聯(lián)系,學(xué)會運(yùn)用比較法。

  2.結(jié)合多媒體復(fù)合片,對板塊知識能采用讀、想、議、練等靈活多變的學(xué)習(xí)方法。

  二、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)、疑點(diǎn)及解決辦法

  1.教學(xué)重點(diǎn)及解決辦法

  有氧呼吸作用的生理過程。

  [解決方法]①通過提問、讀書、思考、理解反應(yīng)式及圖解、課堂練習(xí)來突出。

 、谕ㄟ^簡表列出有氧呼吸和無氧呼吸的比較欄目,簡明地抓住要點(diǎn)。

  2.教學(xué)難點(diǎn)及解決辦法

  ①有氧呼吸全過程的物質(zhì)與能量的變化特點(diǎn)。

 、诠夂献饔煤秃粑饔玫膮^(qū)別和聯(lián)系。

  [解決辦法]①通過引導(dǎo)、思考,學(xué)會寫相關(guān)反應(yīng)式,須有“能量”欄才能表達(dá)其完整性和科學(xué)性。

 、谕ㄟ^列表比較光合作用與呼吸作用,啟發(fā)學(xué)生思考不可分離的聯(lián)系點(diǎn)。

  3.教學(xué)疑點(diǎn)及解決辦法

  為什么無氧呼吸的產(chǎn)物有的是酒精?有的是乳酸?

  [解決辦法]啟發(fā)學(xué)生運(yùn)用酶的特性解釋。

  三、課時(shí)安排:1課時(shí)。

  四、教學(xué)方法:以啟發(fā)式談話法和引導(dǎo)對比法為主,兼用講述法、歸納小結(jié)法。

  五、教具準(zhǔn)備

  1.有氧呼吸和無氧呼吸過程分步圖解。

  2.有氧呼吸和無氧呼吸連環(huán)圖解。

  3.線粒體亞顯微結(jié)構(gòu)圖。

  4.洪水淹沒植物前后和水稻生長環(huán)境動畫模擬情景圖。

  5.學(xué)生練習(xí)題及參考答案。

  6.教師板書提綱。

  六、學(xué)生活動設(shè)計(jì)

  1.通過學(xué)生閱讀、勾書、視圖、思考、敘述、討論、練習(xí)等多種形式逐一完成學(xué)習(xí)目標(biāo)。

  2.通過無氧呼吸內(nèi)容啟發(fā)學(xué)生用與生活實(shí)踐相結(jié)合的討論形式去歸納小結(jié)。

  3.給學(xué)生思考和討論問題的時(shí)間。

  4.比較分析有氧呼吸和無氧呼吸的異同。

  5.歸納總結(jié)光合作用與呼吸作用的區(qū)別和聯(lián)系。

  七、教學(xué)步驟

  (一)明確目標(biāo)

  屏幕顯示本堂課的教學(xué)目標(biāo),師生快速瀏覽,明確本堂課的學(xué)習(xí)任務(wù)。

  (二)重點(diǎn)、難點(diǎn)的學(xué)習(xí)與目標(biāo)完成過程

  引言:通過植物的光合作用形成了有機(jī)物,能量也儲存在有機(jī)物中,但這個能量還不能直接用于生命活動,要將它用于生命活動,必須要經(jīng)過一個重要的生理過程——呼吸作用。

  (一)呼吸作用的過程

  植物(包括所有的生物)的呼吸作用分兩種類型,即有氧呼吸和無氧呼吸。

  1.有氧呼吸:即有氧呼吸作用

 。1)概念

  學(xué)生閱讀課文p·67頁,把有氧呼吸的概念勾畫在書上,同時(shí)指導(dǎo)學(xué)生把其中的“氧氣、酶、徹底、分解、大量”等詞匯標(biāo)上重點(diǎn)符號。

 。2)總反應(yīng)式

  我們通過對有氧呼吸概念的理解,怎樣寫出與概念相符合的有氧呼吸的反應(yīng)式?學(xué)生思考、口頭敘述概念,并把文字“翻譯”成化學(xué)反應(yīng)方程式,教師對不完整處進(jìn)行引導(dǎo)和補(bǔ)充。

  從有氧呼吸化學(xué)反應(yīng)式兩邊的反應(yīng)物和生成物進(jìn)行逆向思考,可與植物的什么生理作用聯(lián)系起來?讓學(xué)生展開議論,教師引導(dǎo)到與光合作用相聯(lián)系的知識點(diǎn)上。

  提    問:呼吸作用是不是光合作用的簡單逆轉(zhuǎn)?為什么?學(xué)生思考后,教師總結(jié)。

  有氧呼吸是植物分解自身的有機(jī)物成為無機(jī)物co2和h2o,并釋放能量的過程,而光合作用是利用無機(jī)物來合成有機(jī)物,儲藏能量的過程,這兩種生理作用前者是分解代謝,后者是合成代謝,表面上,它們的反應(yīng)過程正好相反,但它們從不同的角度去體現(xiàn)植物體內(nèi)的物質(zhì)和能量代謝過程。

 、儆醒鹾粑切柩跎铮òń^大多數(shù)植物和動物)必須的生命活動,而光合作用只是綠色植物才具有;②完成兩個生理過程的場所不同;③所需要的酶不同;④中間步驟也不同。

  提    問:光合作用在植物細(xì)胞的葉綠體上進(jìn)行,那么,進(jìn)行有氧呼吸的主要場所在哪兒呢?讓學(xué)生答出。

 。ㄓ闷聊徽故荆┚粒體結(jié)構(gòu)圖,讓學(xué)生回答線粒體結(jié)構(gòu)名稱。

  提 問:與有氧呼吸有關(guān)的酶分布在線粒體的什么結(jié)構(gòu)上?學(xué)生討論回答。

  教師小結(jié):結(jié)構(gòu)與功能相關(guān),我們將討論有氧呼吸的具體生理過程,并理解“主要”場所的內(nèi)涵。

 。3)有氧呼吸的全過程

  學(xué)生閱讀教材p·68,思考:有氧呼吸分哪幾個階段,每個階段分別在細(xì)胞的什么場所進(jìn)行?讓學(xué)生討論,教師肯定,屏幕逐一展示。

  第一階段:c6h12o6 2丙酮酸+4[h]+2atp(在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中進(jìn)行)

  第二階段:2丙酮酸+h2o 2co2+2o[h]+2atp(在線粒體中進(jìn)行)

  第三階段:24[h]+6o2 12h2o+34atp(在線粒體中進(jìn)行)

  第一、二階段產(chǎn)生的氫傳遞給氧,與氧結(jié)合生成水,同時(shí)產(chǎn)生大量的能量。有氧呼吸的意義主要表現(xiàn)在第三階段。

  提 問:怎樣理解線粒體是進(jìn)行有氧呼吸的主要場所?

  讓學(xué)生充分討論,教師在此基礎(chǔ)上小結(jié):有氧呼吸的全過程并不是全部在線粒體內(nèi)完成的:第一階段在細(xì)胞質(zhì)中進(jìn)行,可提供的能量十分有限;第二、三階段的生化反應(yīng)不但在線粒體中完成,而且為生命活動提供所需要的絕大部分(占95%)能量。所以,線粒體成為有氧呼吸的主要場所。

  以上三個階段都需要酶的催化,那么這些酶是否相同?啟發(fā)學(xué)生回答。

  (屏幕顯示)有氧呼吸過程圖解即教材p·68頁圖22,請參看圖解做練習(xí)。

  ①把教材中有氧呼吸過程連環(huán)圖解的三階段用三個圈劃分出來。(多媒體分步展示)

 、谟醒鹾粑^程中需要氧和產(chǎn)生能量最多的階段和場所是      [    ]

  a.第三階段和細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)

  b.第二、三階段和細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)

  c.第三階段和線粒體

  d.第二、三階段和線粒體

 、塾醒鹾粑谝、二階段的共同產(chǎn)物是       [    ]

  a.co2、atp

  b.[h]、atp、o2

  c.[h]、atp

  d.[h]、atp、co2

 、苡醒鹾粑齻階段都能形成的產(chǎn)物是                    [    ]

  a.co2

  b.[h]

  c.o2

  d.atp

  參考答案:

  ①略;    ②c;    ③c;    ④d。

  由第三小題可以推知,有氧呼吸在分解有機(jī)物的同時(shí),都要釋放能量,二者總是相伴進(jìn)行著。

  (4)有氧呼吸釋放能量

  1摩爾葡萄糖徹底氧化分解產(chǎn)生2870千焦的能量,大約1255千焦被“adp+pi”捕獲,并轉(zhuǎn)移到atp的分子結(jié)構(gòu)中。請想一想,adp和pi接受能量并形成atp的反應(yīng)式應(yīng)該怎樣表達(dá)?抽學(xué)生口述(屏幕顯示):

  adp+pi+能量 atp

  2.無氧呼吸:即無氧呼吸作用

  (1)概念

  指導(dǎo)學(xué)生讀書。請把概念中的“無氧、酶、分解、不徹底、少量”等詞下劃上著重符號。

  酸奶或泡菜,啤酒或醪糟,在制作過程中都要密閉處理——發(fā)酵后制成口感舒適、略帶酸味或酒味的食品。那么,“密閉處理、酸味、酒味”是怎么一回事?生化原理是什么?請同學(xué)們思考并回答。密閉處理給相關(guān)微生物創(chuàng)造缺氧條件,使其通過無氧呼吸產(chǎn)生乳酸或酒精。

  提問:發(fā)酵指什么?讓學(xué)生答出,發(fā)酵指微生物的無氧呼吸。不知同學(xué)們是否看見過做醪糟,糯米煮熟稍微冷卻后,加入醪糟即酵母菌,蓋上棉絮,幾天后,揭開棉絮,即聞酒香,是無氧呼吸產(chǎn)生的酒精,攪動醪糟,有氣泡,是同時(shí)產(chǎn)生的co2,摸容器周圍是熱的,則是發(fā)酵過程放出的熱量。啟發(fā)學(xué)生根據(jù)微生物無氧呼吸的原理再舉出10個左右運(yùn)用發(fā)酵的實(shí)例,教師給予肯定。如:醬油、醋、味精、面包、饅頭、果酒、白酒、工業(yè)酒精、沼氣、發(fā)酵飼料等等。闡述生物遺傳工程高科技技術(shù)的運(yùn)用,將大大提高相關(guān)厭氧微生物的生產(chǎn)力,在此有著廣闊的發(fā)展前景,待同學(xué)們攀登和創(chuàng)新。

  發(fā)酵通常是指微生物的無氧呼吸,但無氧呼吸不完全是指發(fā)酵。無氧呼吸的生理過程分哪幾個階段?每個階段在細(xì)胞的什么部位完成?請同學(xué)們讀書,教師梳理:無氧呼吸分兩個階段,均為細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中進(jìn)行。(屏幕顯示)

  (2)過程

 。3)總反應(yīng)式

  ①c6h12o6 2c2h5oh(酒精)+2co2+能量

 、赾6h12o6 2c3h3o3+能量

  提 問:為什么無氧呼吸的產(chǎn)物有的是酒精 有的是乳酸?啟發(fā)學(xué)生回憶有關(guān)酶的知識,在生化反應(yīng)過程中,起催化的酶不同,產(chǎn)物就不同。

  無氧呼吸比有氧呼吸釋放出的能量要少得多,未釋放的能量儲存在酒精或乳酸等不徹底的氧化產(chǎn)物中,酒精能燃燒,說明酒精中還儲存有大量的能量。

  學(xué)生模擬情景討論:(分步展示圖像)某地區(qū)和莊稼長勢良好;一場洪水將莊稼淹沒;十多天以后,洪水才慢慢退去。請聯(lián)想,洪水退去后,莊稼會出現(xiàn)什么后果?為什么?

  學(xué)生讀書p·70,發(fā)動學(xué)生充分發(fā)表自己的見解,教師適時(shí)小結(jié):莊稼會枯萎甚至死亡(展示圖象)。因?yàn)闊o氧呼吸產(chǎn)生的酒精對細(xì)胞有毒害作用,所以陸生植物不能長期忍受無氧呼吸。

  屏幕顯示圖像:水田中的水稻。為什么水稻常年泡在水中仍無恙呢?學(xué)生討論,水稻是中空的,地上部分可通過氣腔把氧氣運(yùn)送到根部,再加上長期生活在水中,水稻的根比較適應(yīng)無氧呼吸。

  學(xué)生練習(xí):屏幕顯示。

  填表比較有氧呼吸和無氧呼吸的異同:

  學(xué)生填寫,教師指正,在屏幕上逐項(xiàng)顯示

 。ǘ┖粑饔玫纳硪饬x

  凡是活著的生物都要進(jìn)行呼吸作用,你們了解呼吸作用的意義嗎?讓學(xué)生閱讀教材p·70-p·71“呼吸意義”一段,并找出重點(diǎn)詞語。

  (三)總結(jié)

  學(xué)生討論,屏幕依次再現(xiàn)板書提綱,教師口述:(1)呼吸作用是分解有機(jī)物、釋放能量,它是一切生物都不可缺少的重要的生命活動。(2)植物的呼吸作用分有氧呼吸和無氧呼吸兩種類型。(3)高等植物進(jìn)行呼吸作用的主要形式是有氧呼吸,有氧呼吸是把有機(jī)物分解成無機(jī)物co2和h2o的過程,釋放的能量,一部分轉(zhuǎn)移到atp中儲存,一部分以熱能形式散失;在無氧的條件下,高等植物可以進(jìn)行短時(shí)間的無氧呼吸,但是無氧呼吸放能少,產(chǎn)生的酒精對細(xì)胞有毒害作用。(4)微生物進(jìn)行無氧呼吸,又叫發(fā)酵。

  (四)布置作業(yè)

  1.p·71復(fù)習(xí)題。

  2.課堂練習(xí):屏幕顯示。

 。ㄈ┝斜肀容^光合作用和有氧呼吸作用

  課堂練習(xí)參考答案:

  1.(略);

  2.教師在評價(jià)練習(xí)時(shí),屏幕逐項(xiàng)顯示上圖參考答案。

  (五)板書設(shè)計(jì)

  四  呼吸作用

 。ㄒ唬┖粑饔玫倪^程

  (二)呼吸作用的生理意義:為植物生命活動提供能量

  八、參考資料

  人不停地在進(jìn)行呼吸:吸進(jìn)氧氣,吐出二氧化碳。植物也同樣日夜不停地在進(jìn)行呼吸,它是通過體表上的氣孔或生物膜吸收氧,排出二氧化碳的。白天光合作用所需要的二氧化碳,遠(yuǎn)遠(yuǎn)地超過了呼吸作用產(chǎn)生的二氧化碳,因此,植物好像是在白天只有光合作用,晚上只進(jìn)行呼吸作用,其實(shí)不然。

  呼吸作用是生物體內(nèi)的細(xì)胞分解有機(jī)物,釋放能量的過程。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產(chǎn)生的一部分有機(jī)物,還要利用光合作用所產(chǎn)生的氧氣,與光合作用有著密切的關(guān)系,所以,植物的這種呼吸作用又叫做“光呼吸”。

生物的呼吸作用 篇5

  教學(xué)目標(biāo) 

  一、知識方面

  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程

  3、使學(xué)生理解有氧呼吸和無氧呼吸的異同

  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程的區(qū)別與聯(lián)系

  二、能力方面

  1、通過分析有氧呼吸的過程,訓(xùn)練學(xué)生分析問題的能力,培養(yǎng)他們良好的思維品質(zhì)。

  2、通過讓學(xué)生對比有氧呼吸和無氧呼吸的異同、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)生對科學(xué)、技術(shù)、社會的理解,培養(yǎng)學(xué)生關(guān)心身邊的科學(xué)的意識,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、脂類和蛋白質(zhì),這部分內(nèi)容對學(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、植物進(jìn)行呼吸作用的主要形式,通常所說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程的三個階段、并且指出了各階段進(jìn)行的場所:

  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,這個階段也在線粒體中進(jìn)行。

  3、無氧呼吸

  教材首先說明生物一般是在無氧條件下能進(jìn)行無氧呼吸,并分別闡述了高等植物細(xì)胞的無氧呼吸及其場所、高等動物細(xì)胞的無氧呼吸及其場所。

  然后教材對一些高等植物的某些部分在進(jìn)行無氧呼吸時(shí)也可以產(chǎn)生乳酸又做了補(bǔ)充說明;同時(shí)教材還用小號字對有氧呼吸的進(jìn)化做了簡要的介紹。

  教師在這里應(yīng)補(bǔ)充無氧呼吸與發(fā)酵這一組學(xué)生易混淆的概念。

  4、有氧呼吸與無氧呼吸的異同

  教材是以圖表結(jié)合講述的形式,對有氧呼吸和無氧呼吸的區(qū)別進(jìn)行了比較。

  5、呼吸作用的意義

  教材從兩個方面論述了呼吸作用的意義,其一,為生物體的生命活動提供能量;其二,為其他化合物的合成提供能量;在這里教師有必要對呼吸的意義作適當(dāng)?shù)难a(bǔ)充,如:呼吸作用過程中的中間代謝產(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)對生物進(jìn)化速度所起的巨大推動作用等。

  教法建議

  1、引言

  因?yàn)楹粑饔迷诔踔猩镎n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)生已有的對呼吸的理解作為切入點(diǎn),教師可設(shè)計(jì)問題串檢測學(xué)生對呼吸的理解程度,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)有氧呼吸的過程

  ①有氧呼吸過程程中的物質(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階段時(shí),可采用如下教法:教師一邊寫化學(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進(jìn)行教學(xué)。

  A、第一階段:在細(xì)胞質(zhì)的基質(zhì)中,一個分子的葡萄糖分解成兩個分子的丙酮酸,同時(shí)脫下4個[H];在葡萄糖分解的過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個水分子中的氫全部脫下,共脫下20個[H],丙酮酸被氧化分解成二氧化碳;在此過程釋放少量的能量,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[H]與從外界吸收或葉綠體光合作用產(chǎn)生的6個O2結(jié)合成水;在此過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階段進(jìn)行表解分析。

 。3)有氧呼吸過程中能量變化

  教師應(yīng)向?qū)W生說明,在有氧呼吸過程中,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的能量儲存在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步驟后,教師應(yīng)提一些綜合性的問題,讓學(xué)生在討論過程中,深化對有氧呼吸過程的理解。

  為使學(xué)生樹立學(xué)以致用的觀念,同時(shí)也是對上節(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)問題,供學(xué)生討論,同時(shí)加深對有氧呼吸的理解。比如教師可設(shè)計(jì)這樣的問題:

  “如果有人向你請教怎么能長期儲存農(nóng)作物種粒、蔬菜或水果,你能利用學(xué)過的呼吸作用原理,提供一些有價(jià)值的建議或措施嗎?”

  3、無氧呼吸

 。1)無氧呼吸的概念

  教師可引導(dǎo)學(xué)生討論:“生物體在什么情況下,可能會供氧不足?”,這樣很自然地有了下一設(shè)問:“在缺氧條件下,生物體如何呼吸呢?”從而引入對無氧呼吸的學(xué)習(xí)。

  教師應(yīng)向?qū)W生解釋我們平常所說的呼吸作用實(shí)際上指的有氧呼吸,它是在有氧的條件下進(jìn)行的。無氧呼吸一般是指細(xì)胞在無氧條件下,通過酶的催化作用,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程。這個過程對于高等生物稱為無氧呼吸,如果是微生物(如乳酸菌、酵母菌),則習(xí)慣上稱為發(fā)酵。

  (2)無氧呼吸的過程

  教師可采用一邊寫化學(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)胞的無氧呼吸過程及其場所、高等動物細(xì)胞的無氧呼吸過程及其場所。最后總結(jié)無氧呼吸的全過程。

  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)生加深對無氧呼吸的理解,教師可設(shè)計(jì)一些問題供學(xué)生討論。

  4、有氧呼吸與無氧呼吸的比較

  有氧呼吸和無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)的討論話題,以強(qiáng)化對二者聯(lián)系的理解。如可提問題:

  ①你每天都進(jìn)行很多運(yùn)動吧?你是否想過,當(dāng)你進(jìn)行不同形式的運(yùn)動時(shí),你的身體其實(shí)采用不同的方式為你供能呢?

 、诓《具M(jìn)行有氧呼吸還是無氧呼吸?

  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生產(chǎn)實(shí)踐相聯(lián)系的話題來分析,以訓(xùn)練其分析問題的能力。如教師可問:

  “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提供能量;

 。2)為其他化合物的合成提供能量;

 。3)呼吸作用過程中的中間代謝產(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、植物激素等各類物質(zhì)?梢哉f,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、脂類代謝、蛋白質(zhì)代謝等連成了一個整體。

 。4)有氧呼吸的出現(xiàn)對生物進(jìn)化速度所起的巨大推動作用。

  教學(xué)設(shè)計(jì)方案(一)

  【課題】 第七節(jié)  生物的呼吸作用

  【教學(xué)重點(diǎn)】 有氧呼吸的過程;有氧呼吸和無氧呼吸的異同;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) 】有氧呼吸過程;無氧呼吸的過程

  【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)過程 】

  第一課時(shí)

  1、引言

  因?yàn)楹粑饔迷诔踔猩飳W(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)生已有的對呼吸的理解作為切入點(diǎn),教師可用下面的問題串檢測學(xué)生對呼吸的理解程度:

  你能寫出呼吸作用的化學(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)有氧呼吸的過程

 、儆醒鹾粑^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階段時(shí),可采用如下教法:教師一邊寫化學(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進(jìn)行教學(xué)。

  A、第一階段:在細(xì)胞質(zhì)的基質(zhì)中,一個分子的葡萄糖分解成兩個分子的丙酮酸,同時(shí)脫下4個[H];在葡萄糖分解的過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個水分子中的氫全部脫下,共脫下20個[H],丙酮被氧化分解成二氧化碳;在此過程釋放少量的能量,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[H]與從外界吸收或葉綠體光合作用產(chǎn)生的6個O2結(jié)合成水;在此過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階段進(jìn)行表解分析,如

  第一階段

  第二階段

  第三階段

  場所

  細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)

  線粒體

  線粒體

  反應(yīng)物

  葡萄糖

  丙酮酸和水

  還原性氫和氧氣

  生成物

  丙酮酸和還原性氫

  二氧化碳和還原性氫

  水

  產(chǎn)生ATP數(shù)量

  少量(2)

  少量(2)

  大量(4)

  需要ATP數(shù)量

  需要(2)

  不需要

  不需要

  氧的關(guān)系

  無關(guān)

  無關(guān)

  有關(guān)

  (3)有氧呼吸過程中能量變化

  教師應(yīng)向?qū)W生說明,在有氧呼吸過程中,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的能量儲存在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步驟后,教師應(yīng)提一些綜合性的問題,讓學(xué)生在討論過程中,深化對有氧呼吸過程的理解:

 、偃纾航處煈(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題:“有人說葡萄糖在細(xì)胞內(nèi)的氧化就是葡萄糖在體內(nèi)的“燃燒”過程,你認(rèn)為這一說法有道理嗎?”

  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氧化分解過程,教師可提出這樣問題:“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)得失電子的問題,對于一個有機(jī)化學(xué)反應(yīng),可以有一個較為簡單的方法判斷是氧化反應(yīng)還是還原反應(yīng),若一個有機(jī)化合物去氫或加氧,這個物質(zhì)就是被氧化了,如果一個有機(jī)化合物加氫或去氧,這個物質(zhì)就是被還原了。教學(xué)設(shè)計(jì)方案

  第二課時(shí)

  1、引言

  為使學(xué)生樹立學(xué)以致用的觀念,同時(shí)又是對上節(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人們生產(chǎn)實(shí)踐相關(guān)的問題,供學(xué)生討論,同時(shí)加深對有氧呼吸的理解。比如教師可設(shè)計(jì)這樣的問題:

  “如果有人向?qū)W生請教怎么能長期儲存農(nóng)作物種粒、蔬菜或水果,學(xué)生能利用學(xué)過的呼吸作用原理,提供一些有價(jià)值的建議或措施嗎?”

  本題實(shí)際是要學(xué)生來分析如何控制儲存室的環(huán)境因素,即貯藏條件。

  農(nóng)作物種粒、蔬菜或水果都是有生命的,不斷地進(jìn)行著呼吸作用。如果呼吸速率快,會引起有機(jī)物的大量消耗,造成儲存量減少而且影響品質(zhì);呼吸作用放出的水,又會造成儲存環(huán)境濕度過大;呼吸放出的熱量,會使儲存環(huán)境溫度升高;高溫、高濕的環(huán)境會使儲存室中的有害細(xì)菌、霉菌大量滋生繁殖,導(dǎo)致作物種子、蔬菜或水果腐爛變質(zhì);同時(shí)高溫、高濕的環(huán)境反過來又會進(jìn)一步加快呼吸作用的速率,造成惡性循環(huán)。

  因此為了能達(dá)到長期儲存的目的,人們總是希望儲存物的有氧呼吸或無氧呼吸都減弱一些。大家都知道,呼吸作用是受控狀態(tài)下對葡萄糖的氧化分解過程,而酶是調(diào)控這一過程的關(guān)鍵因素之一,同時(shí)酶又受到諸多因素的影響。因此,凡能影響呼吸作用過程中酶的各種因素,就必然會影響呼吸作用的速率。

  哪些因素會降低呼吸作用呢?

  其一是儲存濕度,即作物種子含水量這個因素。我們知道,當(dāng)生物體中自由水與結(jié)合水的比例升高時(shí),其代謝速率就會相應(yīng)增強(qiáng),因此對作物種子而言,入庫前的晾曬是必須的,而且種子含水量要低于一定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)才準(zhǔn)入庫。有關(guān)部門規(guī)定的安全水分標(biāo)準(zhǔn):在長江下游地區(qū),小麥種子含水量是12.5%以下,稻谷是14.5%以下;廣東省,稻谷是13.5%以下,因?yàn)槟戏礁邷囟酀瘢蟾咭恍。?shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),稻谷等種子含水量超過14.5%時(shí)呼吸速率即會驟然上升。

  其二是儲存溫度因素。酶活性在一定溫度范圍內(nèi),是隨著溫度的升高而增強(qiáng)的,因此降低儲存室的溫度也是行之有效的方法之一。

  其三是氧氣濃度。氧氣是有氧呼吸的原料,二氧化碳是呼吸作用的產(chǎn)物,根據(jù)化學(xué)平衡原理,降低反應(yīng)物濃度或增加產(chǎn)物濃度都會降低呼吸作用的速率。如番茄儲存過程中可抽去空氣,補(bǔ)充氮?dú)猓蜒鯘舛日{(diào)節(jié)到3-6%左右,這樣,番茄可貯藏1個月甚至3個月以上。

  這里有一個問題必須提一提,有的同學(xué)認(rèn)為:把氧氣濃度減得越低,呼吸作用速率就越低,這種看法對嗎?不完全對,當(dāng)環(huán)境中無氧氣時(shí),有些植物細(xì)胞可進(jìn)行無氧呼吸,而氧氣的存在可以起到抑制無氧呼吸的作用,因此氧氣應(yīng)調(diào)節(jié)到一個合適濃度,在這個濃度下,氧氣濃度無論對無氧呼吸還是有氧呼吸都可起抑制作用。

  當(dāng)然,為了長期儲存作物種粒、蔬菜或水果,還應(yīng)注意防治害蟲、消毒滅菌、保鮮保質(zhì)等諸多問題。

  綜上,大致歸納出儲存環(huán)境的三點(diǎn)最基本要求是低溫、低濕、低氧。

  2、無氧呼吸

 。1)無氧呼吸的概念

  教師可引導(dǎo)學(xué)生討論:“生物體在什么情況下,可能會供氧不足?”,這樣很自然地有了下一設(shè)問:“在缺氧條件下,生物體如何呼吸呢?”。從而引入對無氧呼吸的學(xué)習(xí)。

  教師應(yīng)向?qū)W生解釋我們平常所說的呼吸作用實(shí)際上指的有氧呼吸,它是在有氧的條件下進(jìn)行的。無氧呼吸一般是指細(xì)胞在無氧條件下,通過酶的催化作用,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程。這個過程對于高等生物稱為無氧呼吸,如果是微生物(如乳酸菌、酵母菌),則習(xí)慣上稱為發(fā)酵。細(xì)胞內(nèi)無氧呼吸的場所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)。

 。2)無氧呼吸的過程

  教師可采用一邊寫化學(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)胞的無氧呼吸過程及其場所、高等動物細(xì)胞的無氧呼吸過程及其場所。

  最后總結(jié)無氧呼吸的全過程

  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。

  對基礎(chǔ)較好的班,可適當(dāng)補(bǔ)充無氧呼吸進(jìn)化到有氧呼吸的歷程:在遠(yuǎn)古時(shí)期,地球的大氣中沒有氧氣,那時(shí)微生物的呼吸都是無氧呼吸。隨著大氣中出現(xiàn)了氧氣,細(xì)胞內(nèi)出現(xiàn)了有氧呼吸的酶類,在無氧呼吸的基礎(chǔ)上發(fā)展出有氧呼吸。由于有氧呼吸比無氧呼吸產(chǎn)生更多的ATP,為生物體提供更多的可做功的自由能,有氧呼吸逐漸成為絕大多數(shù)生物的主要呼吸形式。有些生物的無氧呼吸的能力一直保留到現(xiàn)在,使這些生物體或部分器官組織在缺氧條件下仍可提供生命活動所需的能量,這充分體現(xiàn)了在分子水平同樣有著生物對環(huán)境的適應(yīng)現(xiàn)象。

  為使學(xué)生加深對無氧呼吸的理解,教師可設(shè)計(jì)一些問題供學(xué)生討論:

 、贌o氧呼吸的產(chǎn)物有酒精或乳酸,其產(chǎn)物的差異由什么決定的?

 、跒槭裁礋o氧呼吸釋放出的能量比有氧呼吸要少得多?

  在無氧呼吸中,葡萄糖并不是完全的氧化反應(yīng),產(chǎn)生酒精和乳酸的過程中還有還原反應(yīng),因此產(chǎn)生的是不徹底的氧化產(chǎn)物,分解時(shí)所釋放出的能量比有氧呼吸釋放出就少得多。例如,1mol葡萄糖在分解成乳酸后,共釋放出196.65kJ的能量,其中有61.08kJ的能量含有存在ATP中,其余的能量都以熱能的形式散失了。

 、勰苓M(jìn)行有氧呼吸的生物,如酵母菌,在缺氧情況下進(jìn)行無氧呼吸,為什么在有氧氣存在的條件下,無氧呼吸會受到抑制?

  但由于缺氧,葡萄糖不能徹底分解,產(chǎn)生的酒精或乳酸等分解不徹底的產(chǎn)物中還儲存著許多能量,所以釋放出的能量較少,如果長期缺氧就難以維持正常的生命活動;同時(shí)無氧呼吸產(chǎn)生的酒精或乳酸對生物體也有一定的毒害作用,因此能進(jìn)行有氧呼吸的生物不能忍受長時(shí)間的無氧呼吸。

 、転槭裁唇湍妇蔁o氧呼吸轉(zhuǎn)為有氧呼吸后,其葡萄糖的消耗量會大大降低(即所謂的巴斯德效應(yīng))?

  ⑤你能在生活實(shí)際中列舉出實(shí)例來說明在酒精或乳酸中還儲存著能量嗎?

  3、有氧呼吸與無氧呼吸的比較

  有氧呼吸和無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氧呼吸的異同

  項(xiàng)目

  有氧呼吸

  無氧呼吸

  呼吸場所

  第一階段在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì),第二、三階段在線粒體

  全過程均在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)

  是否需氧

  第一、二階段不需要氧氣,第三階段需要氧氣

  全過程均不需要氧氣

  氧化分解是否徹底

  徹底

  不徹底

  氧化產(chǎn)物

  二氧化碳和水

  有小分子有機(jī)物存在于最終氧化產(chǎn)物中,如酒精或乳酸

  能量釋放

  釋放出大量能量

  釋放出少量能量

  產(chǎn)生ATP數(shù)目

  1mol葡萄糖可產(chǎn)生36或38molATP

  1mol葡萄糖可產(chǎn)生2molATP

  是否需酶

  需要酶

  需要酶

  化學(xué)本質(zhì)

  氧化分解有機(jī)物,釋放能量

  氧化分解有機(jī)物,釋放能量

  教師為學(xué)生提供有價(jià)值的,與學(xué)生生活密切相關(guān)的討論話題,以強(qiáng)化對二者聯(lián)系的理解。如可提問題:

  ①你每天都進(jìn)行很多運(yùn)動吧?你是否想過,當(dāng)你進(jìn)行不同形式的運(yùn)動時(shí),你的身體其實(shí)采用不同的方式為你供能呢?

  這個問題涉及了人體不同運(yùn)動所利用的能源物質(zhì)和產(chǎn)能方式的問題。

  糖類、脂肪、蛋白質(zhì)都可以提供能量,但糖類是體育活動的主要能源。

  我們先以運(yùn)動員的訓(xùn)練為例:

  運(yùn)動員訓(xùn)練所消耗的絕大數(shù)能量來源于葡萄糖和糖元。在任何運(yùn)動的最初半個小時(shí)內(nèi),能量的主要來源都是肌肉中的糖元。肌肉通常能儲存大約275克糖元,足以供給90分鐘以內(nèi)運(yùn)動所需要的“燃料”;90-120分鐘的持續(xù)運(yùn)動之后,糖元的儲存量減小,而肌肉則開始利用血糖中的能量。儲存的糖元一旦被用光,運(yùn)動員就精疲力竭。

  儲存在皮下和肌肉中的脂肪雖然儲存的能量多,但不如糖類的能量那樣易被利用,在運(yùn)動員運(yùn)動30分鐘后才會有較多的脂肪被轉(zhuǎn)化為能量。脂肪的利用量越多,消耗的糖元就越少。因?yàn)樘窃膬Υ媪渴怯邢薜,而脂肪的儲存量相對豐富,所以對于持久的運(yùn)動來說,脂肪是更好的能源,但它不能像糖類那樣可迅速地轉(zhuǎn)變?yōu)槟芰,而且需要更多的氧氣去氧化它?/p>

  人們長期以來誤認(rèn)為運(yùn)動員最重要的養(yǎng)分是蛋白質(zhì),如古代的運(yùn)動員強(qiáng)調(diào)高蛋白飲食,但實(shí)際上人體只有在饑餓或極度營養(yǎng)不良時(shí)才使用蛋白質(zhì)作為直接的能源,所以蛋白質(zhì)對運(yùn)動員的能量需要起不到太大的作用。

  再說說你吧。

  你的身體可根據(jù)運(yùn)動的強(qiáng)度、運(yùn)動持續(xù)的時(shí)間和頻繁程度而利用不同量的糖類和脂肪。

  而且你的運(yùn)動有可能是厭氧的,也有可能是需氧的。厭氧運(yùn)動一般是高強(qiáng)度、短時(shí)間的,這時(shí)肌肉不能及時(shí)獲得其所需要的全部氧氣,這類運(yùn)動包括200-400米短跑、50米游泳、舉重、足球、籃球、排球等,這些運(yùn)動需要在短時(shí)間內(nèi)迅速爆發(fā)性地提供大量能量。在厭氧運(yùn)動中人體主要是利用糖元,雖然每次爆發(fā)運(yùn)動的持續(xù)時(shí)間不長,但多次累積的結(jié)果也會導(dǎo)致糖元的耗盡。

  需氧運(yùn)動的強(qiáng)度方面一般是低等到中等程度的,但持續(xù)時(shí)間長,例如馬拉松賽跑、長距離游泳或騎自行車、慢跑等。在這些運(yùn)動中,肌肉細(xì)胞能夠獲得它們所需要的絕大部分氧氣,能源物質(zhì)大約70%來自于糖元,其余來自于脂肪。

  通過上面的分析學(xué)生可能已經(jīng)知道,生物體產(chǎn)生ATP的方式大致有三:有氧呼吸(大量)、無氧呼吸(少量)及磷酸肌酸中能量的轉(zhuǎn)移(少)。在不同的生理狀態(tài)下,主要通過何種途徑形成ATP,就需要理解有氧呼吸、無氧呼吸、磷酸肌酸的反應(yīng)產(chǎn)物及供能的特點(diǎn)。

  當(dāng)你進(jìn)行長跑時(shí)(比如說5000跑或10000米跑,要提問學(xué)生是否跑過),此時(shí)為需氧運(yùn)動,此過程中供能的主要方式是有氧呼吸;

  當(dāng)你進(jìn)行200米跑時(shí)為厭氧運(yùn)動,此過程中主要的供能方式是無氧呼吸,而人體糖類物質(zhì)無氧呼吸產(chǎn)物是乳酸,因此血液中乳酸含量顯著增加;

  當(dāng)你進(jìn)行100米跑時(shí)情況較為特殊,此過程特點(diǎn)是在非常短的時(shí)間內(nèi)從靜止?fàn)顟B(tài)達(dá)到高速狀態(tài),需要消耗大量的能量,但此時(shí)有氧呼吸,甚至于無氧呼吸都沒有及時(shí)被調(diào)動起來,以適應(yīng)這種高能量需求,怎么辦呢?原來此時(shí)ATP的合成完全依靠體內(nèi)高能化合物磷酸肌酸的能量轉(zhuǎn)移。當(dāng)磷酸肌酸分解為肌酸和磷酸時(shí),能釋放出大量的能量迅速形成ATP,供機(jī)體劇烈運(yùn)動時(shí)對能量的需求。要注意由磷酸肌酸轉(zhuǎn)移到ATP的能量是非常有限的,不能維持較長的時(shí)間。

  學(xué)生會有這樣的常識,就是當(dāng)自己劇烈運(yùn)動(如400米跑)后,機(jī)體已不處于運(yùn)動狀態(tài),還會持續(xù)劇烈呼吸一段時(shí)間?剛才提到過,人體在厭氧運(yùn)動時(shí),無氧呼吸占優(yōu)勢,人體在需氧運(yùn)動時(shí),有氧呼吸占優(yōu)勢,其實(shí)只要人處于劇烈運(yùn)動中,不論是厭氧運(yùn)動還是需氧運(yùn)動,都會有無氧呼吸存在,而細(xì)胞的無氧呼吸都會有糖類物質(zhì)轉(zhuǎn)化為乳酸,這是人體細(xì)胞尤其是肌肉細(xì)胞處于缺氧狀態(tài)時(shí)產(chǎn)生ATP的一種應(yīng)急手段。由于乳酸可在肝臟再轉(zhuǎn)化為丙酮酸,進(jìn)而在有氧條件下被徹底氧化為二氧化碳和水,而把乳酸間接氧化為二氧化碳和水的過程中需要大量氧氣。因此,劇烈運(yùn)動后的一段時(shí)間的深呼吸實(shí)際上是使人體攝入更多的氧氣,以抵償在運(yùn)動時(shí)氧氣的虧欠,所以有一個有趣的名字來說明此種現(xiàn)象,叫“還氧債”。

 、诓《具M(jìn)行有氧呼吸還是無氧呼吸?

  正確的答案是:病毒既不進(jìn)行有氧呼吸,也不進(jìn)行無氧呼吸。那么病毒進(jìn)行各種生命活動的能量,即ATP從何而來呢?原來,病毒是一種非常特殊的生命體,它所需的ATP、合成蛋白質(zhì)所需的氨基酸,復(fù)制、轉(zhuǎn)錄所需的核苷酸等物質(zhì)全部是從宿主細(xì)胞(即病毒所寄生的活細(xì)胞)中獲得。所以說,病毒只能生活在活細(xì)胞中,一旦離開了活細(xì)胞,病毒不表現(xiàn)出任何生命現(xiàn)象。

  4、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

  比較項(xiàng)目

  光合作用

  有氧呼吸

  區(qū)

  

  反應(yīng)部位

  光反應(yīng)在葉綠體的基粒片層結(jié)構(gòu)(類囊體)的薄膜上,暗反應(yīng)在葉綠體的基質(zhì)中

  第一階段在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì),第二、三階段在線粒體中

  所需條件

  光反應(yīng)需要光,暗反應(yīng)不需要光,需酶

  只需酶

  物質(zhì)變化

  無機(jī)物轉(zhuǎn)化為有機(jī)物

  有機(jī)物徹底氧化為無機(jī)物

  代謝類型

  同化作用

  異化作用

  進(jìn)行的時(shí)間

  綠色植物光下進(jìn)行

  一切生物及其生活的部分隨時(shí)隨刻都在進(jìn)行

  與光的關(guān)系

  在光下才能進(jìn)行

  與光無關(guān),每時(shí)每刻都在進(jìn)行

  能量變化

  光能儲存在合成的有機(jī)物中

  有機(jī)物物中的能量被釋放出來,其中約有40%左右轉(zhuǎn)移到ATP中,其它以熱能散失

  聯(lián)系

  光合作用為所有生物的有氧呼吸作用提供有機(jī)營養(yǎng)和氧氣,有氧呼吸為光合作用提供二氧化碳和水。

  此時(shí)教師可為學(xué)生提供一些可供討論的與人類生產(chǎn)實(shí)踐相聯(lián)系的話題來分析,以訓(xùn)練學(xué)生分析問題的能力。如教師可問:

  “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?”

  人們發(fā)現(xiàn)知識、掌握科學(xué)規(guī)律的最終目的是用之以實(shí)踐,解決人類種種日益加劇的生存危機(jī),為人類造福,使人類與自然能長期和諧地發(fā)展。同樣,當(dāng)學(xué)習(xí)了光合作用、呼吸作用這些生物體最基本卻又極其重要的生理過程后,你的腦子里有沒有想到過,如何利用所學(xué)知識用之于實(shí)際生活中,這種學(xué)以致用的想法非常重要。

  提高農(nóng)作物產(chǎn)量的方法很多,其中的原理卻很簡單,可以歸結(jié)為一句話:加強(qiáng)光合積累、降低呼吸消耗,即:想方法加快光合作用的速率,同時(shí)又能適當(dāng)?shù)亟档秃粑饔玫乃俾。我們下面所要討論的各種方法都是圍繞這個根本思路展開的。

 。1)先來分析一下照射在葉面上的太陽能散失和利用的大致情況:

  (2)我們一起總結(jié)一下提高農(nóng)作物產(chǎn)量的具體方法及其生物學(xué)原理。

  具體措施

  原理

  適當(dāng)增加光強(qiáng)

  加強(qiáng)光合積累

  改變光質(zhì)

  加強(qiáng)光合積累

  延長光合時(shí)間

  一年兩熟、三熟

  加強(qiáng)光合積累

  延長生育期

  補(bǔ)充人工光照

  增加光合面積

  合理密植

  加強(qiáng)光合積累

  改變植物體株形

  適當(dāng)增加CO2濃度

  控制栽培密度、使后期通風(fēng)良好

  加強(qiáng)光合積累

  增施有機(jī)肥料

  深施碳酸氫銨肥料

  適當(dāng)減少O2濃度

  降低呼吸消耗

  適當(dāng)增加晝夜溫差

  加強(qiáng)光合積累的同時(shí),降低呼吸消耗

  5、呼吸作用的意義

  教師可從下面幾個方面方面引導(dǎo)學(xué)生分析呼吸作用的意義

  (1)為生物體的生命活動提供能量;

  (2)為其他化合物的合成提供能量;

 。3)呼吸作用過程中的中間代謝產(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、植物激素等各類物質(zhì)?梢哉f,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、脂類代謝、蛋白質(zhì)代謝等連成了一個整體。

 。4)有氧呼吸的出現(xiàn)對生物進(jìn)化速度所起的巨大推動作用。

  探究活動

  酵母菌的培養(yǎng)與分離

  【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹繉W(xué)習(xí)培養(yǎng)和分離酵母菌的技術(shù)和方法

  【實(shí)驗(yàn)原理】

  大多數(shù)酵母菌為腐生,其生活最適pH為4.5一6,常見于含糖分較高的環(huán)境中,例如果園土、菜地土及果皮等植物表面。酵母菌生長迅速,易于分離培養(yǎng),在液體培養(yǎng)基中,酵母菌比霉菌生長得快。

  利用酵母菌喜歡酸性環(huán)境的特點(diǎn),常用酸性液體培養(yǎng)基獲得酵母菌的培養(yǎng)液(這樣做的好處是酸性培養(yǎng)條件則可抑制細(xì)菌的生長),然后在固體培養(yǎng)基上用劃線法分離之。

  【實(shí)驗(yàn)材料和用具】

  1、甘蔗、成熟葡萄或蘋果等果皮、0.1%美藍(lán)染液、1ml的無菌吸管、無菌培養(yǎng)皿等。

  2、馬鈴薯葡萄糖瓊脂培養(yǎng)基:

  原料:馬鈴薯(200克)、葡萄糖(20克)、瓊脂(15-20克)、蒸餾水(1000ml)。

  配制方法:

 。1)先將馬鈴薯去皮,切片,稱200克并加蒸餾水1000ml,煮沸半小時(shí),用紗布過濾,補(bǔ)足蒸餾水量至1000ml ,制成20%的馬鈴薯汁。

 。2)在20%的馬鈴薯汁中加入瓊脂,煮沸溶化,補(bǔ)足水分并在115攝氏度條件下高壓滅菌20分種。

  (3)加入葡萄糖,制成培養(yǎng)酵母菌的馬鈴薯葡萄糖瓊脂培養(yǎng)基。

  3、乳酸馬鈴薯葡萄糖培養(yǎng)液:配方同上,但不加瓊脂而加乳酸,按每1000ml培養(yǎng)液中含5ml乳酸的量加入,并分裝試管。

  【實(shí)驗(yàn)步驟】

  l、接種:取一小塊果皮,不需沖洗,直接接入乳酸馬鈴薯葡萄糖培養(yǎng)液管中,置28一30℃,培養(yǎng)24小時(shí),可見培養(yǎng)液變混濁。

  2、培養(yǎng),用無菌吸管取上述培養(yǎng)后培養(yǎng)液0.lml,注入另一管乳酸馬鈴薯葡萄糖培養(yǎng)液中,置28一30℃再培養(yǎng)24小時(shí)或稍長(過長則霉菌長出)。

  3、觀察:用無菌操作法取少許菌液置于載玻片中央的0.l%美藍(lán)染色液中,混勻后加蓋玻片制成水浸片,先用低倍鏡后換高倍鏡觀察酵母菌的形態(tài)和出芽生殖情況。

  活酵母菌可使美藍(lán)還原,從而使菌體不著色,用此方法可判斷酵母菌的死活。

  4、分離:馬鈴薯葡萄糖瓊脂培養(yǎng)基溶化后制成平板。用劃線法分離酵母菌培養(yǎng)液,從而得到單個菌落。挑取單個菌落反復(fù)再次劃線分離純化,最終可獲得純培養(yǎng)。

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