高中生物 第三節(jié)ATP的主要來(lái)源 綠色植物的呼吸作用教案 新人教版必修1.doc

綠色植物的呼吸作用教學(xué)目標(biāo)1使學(xué)生了解呼吸作用的概念；掌握有氧呼吸的過(guò)程，理解有氧呼吸和無(wú)氧呼吸的異同；理解呼吸作用的意義；通過(guò)對(duì)有氧呼吸和無(wú)氧呼吸的比較以及呼吸作用的意義，理解呼吸作用的本質(zhì)；通過(guò)呼吸作用和光合作用的對(duì)比，理解兩者的區(qū)別與聯(lián)系。2通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生分析有氧呼吸的過(guò)程，培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題的能力；通過(guò)學(xué)生討論對(duì)比有氧呼吸和無(wú)氧呼吸的異同、對(duì)比光合作用和呼吸作用的區(qū)別與聯(lián)系，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)比和歸納的能力，并指導(dǎo)對(duì)比和歸納的學(xué)習(xí)方法。3在教學(xué)中，通過(guò)分析有氧呼吸和無(wú)氧呼吸的關(guān)系，滲透生命活動(dòng)不斷發(fā)展變化以及適應(yīng)的特性。使學(xué)生逐步學(xué)會(huì)自覺(jué)地用發(fā)展變化的觀點(diǎn)，認(rèn)識(shí)生命。在教學(xué)中，通過(guò)聯(lián)系生產(chǎn)、生活等實(shí)際，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)生物學(xué)的興趣，培養(yǎng)學(xué)生關(guān)心科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，關(guān)心社會(huì)生活的意識(shí)和進(jìn)行生命科學(xué)價(jià)值觀的教育。重點(diǎn)、難點(diǎn)分析1有氧呼吸的過(guò)程，是本課題的教學(xué)重點(diǎn)。因?yàn)椋簩W(xué)生在初中已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)生物呼吸的有關(guān)知識(shí)，對(duì)呼吸的氣體交換現(xiàn)象、呼吸作用中分解有機(jī)物，釋放能量等知識(shí)，有了一定的了解。但限于初中學(xué)生的化學(xué)知識(shí)和認(rèn)識(shí)水平，對(duì)呼吸作用的過(guò)程幾乎未涉及。高中學(xué)習(xí)呼吸作用，重點(diǎn)放在使學(xué)生認(rèn)識(shí)呼吸作用的基本過(guò)程，理解呼吸作用的本質(zhì)上，可使學(xué)生對(duì)生物的呼吸作用的認(rèn)識(shí)提高到一個(gè)新水平。呼吸作用過(guò)程的知識(shí)，是學(xué)生理解其分解有機(jī)物，釋放能量，產(chǎn)生atp的本質(zhì)的基礎(chǔ)；是理解有氧呼吸和無(wú)氧呼吸區(qū)別和聯(lián)系的基礎(chǔ)；是理解生物呼吸作用與植物光合作用區(qū)別與聯(lián)系的基礎(chǔ)。學(xué)生認(rèn)識(shí)呼吸作用過(guò)程，有利于理解內(nèi)外因素對(duì)呼吸作用的影響，有利于理解呼吸作用的意義。如，從呼吸作用過(guò)程中，學(xué)生可以認(rèn)識(shí)到分解有機(jī)物，釋放能量的同時(shí)伴隨atp的形成，atp進(jìn)一步推動(dòng)其它生命活動(dòng)的進(jìn)行。又如，從呼吸作用過(guò)程中，學(xué)生可以認(rèn)識(shí)到，呼吸作用中有一系列的中間產(chǎn)物產(chǎn)生，這些中間產(chǎn)物，可以是形成其它有機(jī)物的原料，由此理解呼吸作用對(duì)其它有機(jī)物代謝的意義。2呼吸作用的生理意義，是教學(xué)的又一重點(diǎn)。因?yàn)椋簩W(xué)生雖然知道，呼吸作用可為其它生命活動(dòng)提供能量。但對(duì)通過(guò)這一作用洪能的必要性，一般說(shuō)不清楚。其原因是，學(xué)生對(duì)生物體能量攝入、貯存、釋放和利用規(guī)律的認(rèn)識(shí)不清。通過(guò)分析呼吸作用的意義，可使學(xué)生進(jìn)一步澄清這些問(wèn)題。在呼吸作用意義的教學(xué)中，可以聯(lián)系呼吸過(guò)程中的一些中間產(chǎn)物，說(shuō)明這些中間產(chǎn)物，可以為體內(nèi)其它化合物的合成提供原料。體內(nèi)脂肪等有機(jī)物分解的中間產(chǎn)物，也可以進(jìn)入呼吸過(guò)程徹底分解，使學(xué)生了解呼吸作用是各種有機(jī)物代謝的樞紐。3有氧呼吸的過(guò)程，是教學(xué)的難點(diǎn)。因?yàn)椋簩W(xué)生的化學(xué)知識(shí)，尤其是有機(jī)化學(xué)知識(shí)不足。在呼吸作用的過(guò)程中，糖的徹底分解，需經(jīng)過(guò)一系列的氧化還原反應(yīng)，這些反應(yīng)所伴隨的能量變化，學(xué)生理解有一定的困難。呼吸作用的過(guò)程比較抽象，現(xiàn)又缺乏直觀教具，是學(xué)生對(duì)其理解困難的又一原因。教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)一、本課題的參考課時(shí)為二課時(shí)。二、第一課時(shí)：1 教學(xué)過(guò)程的設(shè)計(jì)思路：2關(guān)于教學(xué)過(guò)程的說(shuō)明：（l）開(kāi)始教師以提問(wèn)的形式復(fù)習(xí)光合作用。如，讓學(xué)生板書(shū)光合作用的總反應(yīng)式、學(xué)生敘述光合作用的概念等。在此基礎(chǔ)上，教師指出，綠色植物在葉綠體內(nèi)，通過(guò)光合作用把二氧化碳和水合成有機(jī)物；把光能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能，以穩(wěn)定的形式，儲(chǔ)存在有機(jī)物中。當(dāng)各種生命活動(dòng)需要能量時(shí)，再通過(guò)氧化分解有機(jī)物，把穩(wěn)定的化學(xué)能釋放出來(lái)，轉(zhuǎn)變成活躍的形式利用。這種分解有機(jī)物，釋放能量的過(guò)程就是呼吸作用。引出課題。（2）呼吸作用有兩種類(lèi)型，有氧呼吸和無(wú)氧呼吸。通常所說(shuō)的呼吸作用是指有氧呼吸。到此，教師引導(dǎo)學(xué)生，回顧初中學(xué)過(guò)的有關(guān)呼吸的知識(shí)，在討論中板書(shū)有氧呼吸的反應(yīng)式。即：接著提出，呼吸作用是怎樣進(jìn)行的呢？引出有氧呼吸的過(guò)程。（3）關(guān)于呼吸作用過(guò)程的教學(xué)，可按圖解（圖214），邊講邊畫(huà)，步步推進(jìn)。在講解中講清以下幾點(diǎn)：首先應(yīng)指出，下面以葡萄糖為例講述呼吸作用過(guò)程。其它有機(jī)物也可以通過(guò)呼吸作用氧化分解。第一階段，一個(gè)分子的葡萄糖分解成兩個(gè)分子的丙酮酸，在分解的過(guò)程中釋放能量，一部分被atp捕獲（把a(bǔ)dp轉(zhuǎn)變成atp），并脫下h。這一過(guò)程在細(xì)胞質(zhì)的基質(zhì)完成。第二階段，丙酮酸進(jìn)入線粒體內(nèi)，繼續(xù)脫h，氧化分解二氧化碳。同時(shí)釋放能量合成atp。第三階段，前兩階段脫下的h在線粒體內(nèi)，與從外界吸收或葉綠體光合作用產(chǎn)生的o2結(jié)合成水。在此過(guò)程中釋放大量的能量，合成大量的atp。（4）在整理出三個(gè)階段后，根據(jù)學(xué)生狀況，進(jìn)一步分析以下幾點(diǎn)： 引導(dǎo)學(xué)生，給呼吸作用的反應(yīng)式配平。配平過(guò)程中，提問(wèn)，呼吸作用產(chǎn)生的ho中的o，來(lái)自哪種原料？（學(xué)生回答出：來(lái)自o。），接著提出，消耗6分子的o2 應(yīng)該生產(chǎn)12個(gè)分子的h2o，可是，如果形成12分子的h2o，又需要24個(gè)h，一分子的c6h12o6只有12個(gè)隊(duì)差12個(gè)h來(lái)自哪？最后指出，呼吸作用還消耗水。因而呼吸作用的反應(yīng)式應(yīng)改為：才能反應(yīng)其本質(zhì)。解決了這一環(huán)節(jié)，其它物質(zhì)的來(lái)龍去脈就可迅速解釋清楚。分析呼吸作用過(guò)程中的能量問(wèn)題。教師指出，lmol的葡萄糖徹底氧化分解成二氧化碳和水，釋放出2870kj的能量，其中1255kj左右的能量被atp捕獲，儲(chǔ)存在atp中（約38mol的atp）?？梢?jiàn)，呼吸過(guò)程中釋放的能量，只有44儲(chǔ)存在atp中，用于推動(dòng)其它生命活動(dòng)。其余以熱的形式散失了。因此，在有些情況下，如新鮮蔬菜、糧食等保存，通過(guò)控制呼吸速率，可減少有機(jī)物的消耗。3呼吸作用的三個(gè)階段，后兩個(gè)階段都是在線粒體中進(jìn)行的。另外，從能量角度看，在細(xì)胞質(zhì)的基質(zhì)中進(jìn)行的第一步產(chǎn)生4mol的atp，其余34mol的atp，是在線粒體中產(chǎn)生的。因此，線粒體是呼吸作用的主要場(chǎng)所。4.呼吸作用的一系列化學(xué)反應(yīng)，都需要酶的催化。因此，凡影響酶的內(nèi)外因素都會(huì)影響呼吸作用的速度。三、第二課時(shí)：1教學(xué)過(guò)程的設(shè)計(jì)思路：2關(guān)于教學(xué)過(guò)程的說(shuō)明：（1）首先復(fù)習(xí)有氧呼吸的過(guò)程、場(chǎng)所以及物質(zhì)和能量的變化。在學(xué)生回答有氧呼吸過(guò)程中，教師可特別指出：氧氣的利用（用于與脫下的h結(jié)合成水），以及利用的場(chǎng)所（線粒體）。到此，進(jìn)一步提出，無(wú)氧呼吸是否也要氧化脫紅？如果脫下氫，氫又是怎樣處理的？由此引入對(duì)無(wú)氧呼吸的學(xué)習(xí)。（2）教師可按下圖（圖215），邊講邊畫(huà)，分析無(wú)氧呼吸產(chǎn)生酒精和乳酸的反應(yīng)。并在與有氧呼吸的對(duì)比中，認(rèn)識(shí)以下幾點(diǎn)：無(wú)氧呼吸的第一階段與有氧呼吸的第一階段是相同的，在有氧的情況下，丙酮酸進(jìn)入線粒體繼續(xù)氧化分解，脫下的氫與氧氣結(jié)合而消耗，即進(jìn)行有氧呼吸；在無(wú)氧情況下，則在細(xì)胞質(zhì)的基質(zhì)中，在酶的作用下，利用第一階段脫下的氫，把丙酮酸還原成酒精或乳酸。因此，兩種呼吸作用是在丙酮酸后分道揚(yáng)鏡的。兩種呼吸作用，不僅在過(guò)程上有共同點(diǎn)，而且都具有分解有機(jī)物，釋放能量，產(chǎn)生atp的本質(zhì)。無(wú)氧呼吸，由于沒(méi)有徹底分解有機(jī)物，所以釋放的能量少，合成atp少。因此，利用有機(jī)物分解獲得atp的效率低。又由于無(wú)氧呼吸產(chǎn)生的小分子有機(jī)物，如酒精和乳酸，在細(xì)胞中大量積累，對(duì)細(xì)胞有毒害。因此大多數(shù)生物不能長(zhǎng)時(shí)間用無(wú)氧呼吸維持生命，澇田時(shí)應(yīng)及時(shí)排水就是這個(gè)道理。在遠(yuǎn)古時(shí)期，地球的大氣中沒(méi)有氧氣，那時(shí)微生物的呼吸，是無(wú)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(lèi)，在無(wú)氧呼吸的基礎(chǔ)上發(fā)展出有氧呼吸。由于有氧呼吸比無(wú)氧呼吸優(yōu)越，有氧呼吸逐漸成為絕大多數(shù)生物的主要呼吸形式，但還保留無(wú)氧呼吸的能力，使生物體或部分器官組織在缺氧條件下，作為有氧呼吸的補(bǔ)充，是生物的適應(yīng)性的表現(xiàn)（舉例）。有些微生物，至今仍只在無(wú)氧的條件下生活。人類(lèi)在生活和生產(chǎn)中，對(duì)其有很多利用（舉例）。（3）關(guān)于呼吸作用的意義，教師盡量啟發(fā)學(xué)生，根據(jù)呼吸作用的過(guò)程和本質(zhì)，歸納出來(lái)。生物體內(nèi)的糖類(lèi)、脂類(lèi)、蛋白質(zhì)等有機(jī)物都富含能量。但這些能量不能直接供各種生命活動(dòng)利用。需要通過(guò)呼吸作用，分解有機(jī)物，釋放能量，轉(zhuǎn)化到“能量貨幣”atp中，由atp直接推動(dòng)各種生命的進(jìn)行，如細(xì)胞的分裂、礦質(zhì)元素的吸收、有機(jī)物之間的轉(zhuǎn)化等。因此，呼吸作用的意義之一是，為生物體的生命活動(dòng)提供能量。呼吸過(guò)程是各種有機(jī)物相互轉(zhuǎn)化的樞紐（如圖216）。由于呼吸作用的生理意義，生物體生長(zhǎng)發(fā)育的旺盛的時(shí)期和部位，呼吸作用較強(qiáng)。反之較弱。（4）最后讓學(xué)生對(duì)比呼吸作用與光合作用的異同。教師可以從兩者的發(fā)生場(chǎng)所、條件、物質(zhì)變化、能量變化、意義等方面，列表讓學(xué)生歸納。四、本課題教學(xué)中應(yīng)注意的問(wèn)題：1在教學(xué)中，應(yīng)根據(jù)學(xué)生的基礎(chǔ)情況，決定擴(kuò)展和深入的程度。如，呼吸過(guò)程中消耗水分、呼吸作用在各種有機(jī)物相互轉(zhuǎn)化中的意義等，可以不講。2在聯(lián)系實(shí)際過(guò)程中，盡量聯(lián)系本地區(qū)學(xué)生熟悉的生活和生產(chǎn)。小資料一、呼吸速率：呼吸速率是指單位數(shù)量的活體組織，在單位時(shí)間內(nèi)，分解有機(jī)物的速率。它是植物呼吸作用強(qiáng)弱的生理指標(biāo)。因?yàn)闇y(cè)定有機(jī)物分解的速率是非常困難的，所以一般以測(cè)定植物釋放二氧化碳或吸收氧氣的速率來(lái)衡量呼吸速率。因呼吸作用是植物物質(zhì)代謝的中心環(huán)節(jié)，通常呼吸速率作為植物生理活動(dòng)強(qiáng)弱的指標(biāo)。二、影響呼吸速率的因素：1內(nèi)部因素。不同種類(lèi)植物的呼吸速率不同，一般旱生植物，生長(zhǎng)緩慢，呼吸速率比水生植物低；陰生植物所處的光強(qiáng)度較弱，呼吸也較弱，呼吸速率比陽(yáng)生植物低。同一種植物在不同的生長(zhǎng)發(fā)育時(shí)期，呼吸速率也不同，一般在幼苗期、開(kāi)花期等生長(zhǎng)旺盛期，呼吸速率增高。同一種植物的不同器官，呼吸速率也不同，一般生殖器官比營(yíng)養(yǎng)器官高，幼嫩組織器官比衰老的組織器官高。2.外界因素對(duì)呼吸速率的影響。（1）溫度：呼吸作用是一系列的化學(xué)過(guò)程，這些化學(xué)反應(yīng)大多需要酶來(lái)催化完成，而酶的活性直接受溫度的影響，因此溫度對(duì)呼吸作用的影響很大。一般植物在0以下，呼吸作用很弱或幾乎停止，呼吸作用的最適溫度一般在2535之間，呼吸作用的最高點(diǎn)，一般在4555。（2）氧氣：呼吸作用需要游離的氧