生物的呼吸作用教学设计
成长的足迹作文-北京科技学院
生物的呼吸作用教学设计
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
教材分析
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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,氧化的底
物不只
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
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<
br>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。
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<
br>第3页共25页
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
①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
平反应式,同时参看课
本图解的方法来进行教学。
A、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。
B、第二阶段:丙酮酸进入线粒体的基质中,两分子丙酮酸<
br>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。
C、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,
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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。
(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<
br>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粒、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。
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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,<
br>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。
第6页共25页 <
/p>
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。
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(4)有氧呼吸的出现对生物进化速度所起的巨大推动作用。
教学设计方案(一)
【课题】 第七节 生物的呼吸作用
【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
1、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
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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
①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的方法来进行教学。
A、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。
B、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
。
C、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。
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教师可指导学生把有氧呼吸的三个阶段进行表解分析,如
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:
①如:教师应使学生明白有机物在体外氧化(即燃烧)与有机<
br>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
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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。
②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。教学设计方案
第二课时
1、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粒、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。
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农作物种粒、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
的晾晒是必须的,
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。
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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。
这里有一个问
题必须提一提,有的同学认为:把氧气浓度减
得越低,呼吸作用速率就越低,这种看法对吗?不完全对,
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
存在可以起到抑制无氧呼吸的作用
,因此氧气应调节到一个
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。
当然,为了长期储存作物种粒、蔬菜或水果,还应注意防治
害虫、消毒灭菌、保
鲜保质等诸多问题。
综上,大致归纳出储存环境的三点最基本要求是低温、低湿、
低氧。
2、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
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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。细胞内无氧呼吸的场所是细胞
质基质。
(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。
对基础较
好的班,可适当补充无氧呼吸进化到有氧呼吸的历
程:在远古时期,地球的大气中没有氧气,那时微生物
的呼
吸都是无氧呼吸。随着大气中出现了氧气,细胞内出现了有
氧呼吸的酶类,在无氧呼吸的基
础上发展出有氧呼吸。由于
有氧呼吸比无氧呼吸产生更多的ATP,为生物体提供更多的
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可做功的自由能,有氧呼吸逐渐成为绝大多数生物的主要呼
吸形式
。有些生物的无氧呼吸的能力一直保留到现在,使这
些生物体或部分器官组织在缺氧条件下仍可提供生命
活动
所需的能量,这充分体现了在分子水平同样有着生物对环境
的适应现象。
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:
①无氧呼吸的产物有酒精或乳酸,其产物的差异由什么决定
的?
②为什么无氧呼吸释放出的能量比有氧呼吸要少得多?
在无氧呼吸中,葡萄糖并不是完全的氧
化反应,产生酒精和
乳酸的过程中还有还原反应,因此产生的是不彻底的氧化产
物,分解时所释
放出的能量比有氧呼吸释放出就少得多。例
如,1mol葡萄糖在分解成乳酸后,共释放出196.65
kJ的能量,
其中有61.08kJ的能量含有存在ATP中,其余的能量都以热
能的形式散失
了。
③能进行有氧呼吸的生物,如酵母菌,在缺氧情况下进行无
氧呼吸,为什么在有氧气存在
的条件下,无氧呼吸会受到抑
制?
但由于缺氧,葡萄糖不能彻底分解,产生的酒精或乳酸等分
解不彻底的产物中还储存着许多能量,所以释放出的能量较
少,如果长期缺氧就难以维持正常的
生命活动;同时无氧呼吸
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产生的酒精或乳酸对生物体也有一
定的毒害作用,因此能进
行有氧呼吸的生物不能忍受长时间的无氧呼吸。
④为什么酵母菌由无
氧呼吸转为有氧呼吸后,其葡萄糖的消
耗量会大大降低(即所谓的巴斯德效应)?
⑤你能在生活实际中列举出实例来说明在酒精或乳酸中还
储存着能量吗?
3、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,<
br>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
项目有氧呼吸无氧呼吸
呼吸场所第一阶段在细胞质基质,第二、三阶段在线粒体全
过程均在细胞质基质
是否需氧第一、二阶段不需要氧气,第三阶段需要氧气全过
程均不需要氧气
氧化分解是否彻底彻底不彻底
氧化产物二氧化碳和水有小分子有机物存在于最终氧化产
物中,如酒精或乳酸
能量释放释放出大量能量释放出少量能量
产生ATP数目1mol葡萄糖可产生36或38m
olATP1mol葡萄
糖可产生2molATP
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是否需酶需要酶需要酶
化学本质氧化分解有机物,释放能量氧化分解有机物,释放
能量
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?
这个问题涉及了人体不同运动所利用的能源物质和产能方
式的问题。
糖类、脂肪、蛋白质都可以提供能量,但糖类是体育活动的
主要能源。
我们先以运动员的训练为例:
运动员训练所消耗的绝大数能量来源于葡萄糖和糖元。在任何运动的最初半个小时内,能量的主要来源都是肌肉中的糖
元。肌肉通常能储存大约275克糖元,
足以供给90分钟以
内运动所需要的“燃料”;90-120分钟的持续运动之后,糖元的
储存
量减小,而肌肉则开始利用血糖中的能量。储存的糖元
一旦被用光,运动员就精疲力竭。
储存
在皮下和肌肉中的脂肪虽然储存的能量多,但不如糖类
的能量那样易被利用,在运动员运动30分钟后才
会有较多
的脂肪被转化为能量。脂肪的利用量越多,消耗的糖元就越
少。因为糖元的储存量是有
限的,而脂肪的储存量相对丰富,
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所以对于持久的运动来说
,脂肪是更好的能源,但它不能像
糖类那样可迅速地转变为能量,而且需要更多的氧气去氧化
它
。
人们长期以来误认为运动员最重要的养分是蛋白质,如古代
的运动员强调高蛋白饮食,但实
际上人体只有在饥饿或极度
营养不良时才使用蛋白质作为直接的能源,所以蛋白质对运
动员的能
量需要起不到太大的作用。
再说说你吧。
你的身体可根据运动的强度、运动持续的时间和频繁程度而
利用不同量的糖类和脂肪。
而且你的运动有可能是厌氧的,也有可能是需氧的。厌氧运
动一般是高强度、短时间的,这时肌肉不能
及时获得其所需
要的全部氧气,这类运动包括200-400米短跑、50米游泳、
举重、足球
、篮球、排球等,这些运动需要在短时间内迅速
爆发性地提供大量能量。在厌氧运动中人体主要是利用糖
元,虽然每次爆发运动的持续时间不长,但多次累积的结果
也会导致糖元的耗尽。
需
氧运动的强度方面一般是低等到中等程度的,但持续时间
长,例如马拉松赛跑、长距离游泳或骑自行车、
慢跑等。在
这些运动中,肌肉细胞能够获得它们所需要的绝大部分氧
气,能源物质大约70%来
自于糖元,其余来自于脂肪。
通过上面的分析学生可能已经知道,生物体产生ATP的方式
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大致有三:有氧呼吸(大量)、无氧呼吸(少量)及磷酸肌酸中能
量的转移(少)。在不同的
生理状态下,主要通过何种途径形
成ATP,就需要理解有氧呼吸、无氧呼吸、磷酸肌酸的反应
产物及供能的特点。
当你进行长跑时(比如说5000跑或10000米跑,要提问学生
是否
跑过),此时为需氧运动,此过程中供能的主要方式是有
氧呼吸;
当你进行200米跑时为厌
氧运动,此过程中主要的供能方式
是无氧呼吸,而人体糖类物质无氧呼吸产物是乳酸,因此血
液
中乳酸含量显著增加;
当你进行100米跑时情况较为特殊,此过程特点是在非常短
的时间内
从静止状态达到高速状态,需要消耗大量的能量,
但此时有氧呼吸,甚至于无氧呼吸都没有及时被调动起
来,
以适应这种高能量需求,怎么办呢?原来此时ATP的合成完
全依靠体内高能化合物磷酸肌
酸的能量转移。当磷酸肌酸分
解为肌酸和磷酸时,能释放出大量的能量迅速形成ATP,供
机体
剧烈运动时对能量的需求。要注意由磷酸肌酸转移到
ATP的能量是非常有限的,不能维持较长的时间。
学生会有这样的常识,就是当自己剧烈运动(如400米跑)后,
机体已不处于运动状态,还会
持续剧烈呼吸一段时间?刚才提
到过,人体在厌氧运动时,无氧呼吸占优势,人体在需氧运
动时
,有氧呼吸占优势,其实只要人处于剧烈运动中,不论
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是厌
氧运动还是需氧运动,都会有无氧呼吸存在,而细胞的
无氧呼吸都会有糖类物质转化为乳酸,这是人体细
胞尤其是
肌肉细胞处于缺氧状态时产生ATP的一种应急手段。由于乳
酸可在肝脏再转化为丙酮
酸,进而在有氧条件下被彻底氧化
为二氧化碳和水,而把乳酸间接氧化为二氧化碳和水的过程
中
需要大量氧气。因此,剧烈运动后的一段时间的深呼吸实
际上是使人体摄入更多的氧气,以抵偿在运动时
氧气的亏
欠,所以有一个有趣的名字来说明此种现象,叫“还氧债”。
②病毒进行有氧呼吸还是无氧呼吸?
正确的答案是:病毒既不进行有氧呼吸,也不进行无氧呼
吸。
那么病毒进行各种生命活动的能量,即ATP从何而来呢?原
来,病毒是一种非常特殊的生
命体,它所需的ATP、合成蛋
白质所需的氨基酸,复制、转录所需的核苷酸等物质全部是
从宿
主细胞(即病毒所寄生的活细胞)中获得。所以说,病毒
只能生活在活细胞中,一旦离开了活细胞,病毒
不表现出任
何生命现象。
4、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
比较项目光合作用有氧呼吸
区
别反应部位光反应在叶绿体的基粒片层结构(类囊体)的薄膜
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上,暗反应在叶绿体的基质中第一阶段在细胞质基质,第二、
三阶段在线粒体中
所需条件光反应需要光,暗反应不需要光,需酶只需酶
物质变化无机物转化为有机物有机物彻底氧化为无机物
代谢类型同化作用异化作用
进行的时间绿色植物光下进行一切生物及其生活的部分随
时随刻都在进行
与光的关系在光下才能进行与光无关,每时每刻都在进行
能量变化光能储存在合成的有机物中
有机物物中的能量被
释放出来,其中约有40%左右转移到ATP中,其它以热能散
失
联系光合作用为所有生物的有氧呼吸作用提供有机营养和
氧气,有氧呼吸为光合作用提供二氧化碳和水
。
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,以训练学生分
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?” 人们发现知识、掌握科学规律的最终目的是用之以实践,解
决人类种种日益加剧的生存危机,为人类
造福,使人类与自
然能长期和谐地发展。同样,当学习了光合作用、呼吸作用
这些生物体最基本
却又极其重要的生理过程后,你的脑子里
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有没有想到过,如
何利用所学知识用之于实际生活中,这种
学以致用的想法非常重要。
提高农作物产量的方法很
多,其中的原理却很简单,可以归
结为一句话:加强光合积累、降低呼吸消耗,即:想方法加
快
光合作用的速率,同时又能适当地降低呼吸作用的速率。
我们下面所要讨论的各种方法都是围绕这个根本
思路展开
的。
(1)先来分析一下照射在叶面上的太阳能散失和利用的大致
情况:
(2)我们一起总结一下提高农作物产量的具体方法及其生物
学原理。
具体措施原理
适当增加光强加强光合积累
改变光质加强光合积累
延长光合时间一年两熟、三熟加强光合积累
延长生育期
补充人工光照
增加光合面积合理密植加强光合积累
改变植物体株形
适当增加CO2浓度控制栽培密度、使后期通风良好加强光合
积累
增施有机肥料
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深施碳酸氢铵肥料
适当减少O2浓度降低呼吸消耗
适当增加昼夜温差加强光合积累的同时,降低呼吸消耗
5、呼吸作用的意义
教师可从下面几个方面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。
探究活动
酵母菌的培养与分离
【实验目的】学习培养和分离酵母菌的技术和方法
【实验原理】
大多数酵母菌为腐生,其生活最适pH为4.5一6,常见于含
糖分较
高的环境中,例如果园土、菜地土及果皮等植物表面。
酵母菌生长迅速,易于分离培养,在液体培养基中
,酵母菌
比霉菌生长得快。
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利用酵母菌喜欢酸性
环境的特点,常用酸性液体培养基获得
酵母菌的培养液(这样做的好处是酸性培养条件则可抑制细
菌的生长),然后在固体培养基上用划线法分离之。
【实验材料和用具】
1、甘蔗、成熟葡萄或苹果等果皮、0.1%美蓝染液、1ml的无
菌吸管、无菌培养皿等。
2、马铃薯葡萄糖琼脂培养基:
原料:马铃薯(200克)、葡萄糖(20克)、琼脂(15
-20克)、蒸
馏水(1000ml)。
配制方法:
(1)先将马铃薯去皮,切片
,称200克并加蒸馏水1000ml,
煮沸半小时,用纱布过滤,补足蒸馏水量至1000ml
,制成
20%的马铃薯汁。
(2)在20%的马铃薯汁中加入琼脂,煮沸溶化,补足水分并在
115摄氏度条件下高压灭菌20分种。
(3)加入葡萄糖,制成培养酵母菌的马铃薯葡萄糖琼脂培养
基。
3、乳酸马铃薯葡
萄糖培养液:配方同上,但不加琼脂而加
乳酸,按每1000ml培养液中含5ml乳酸的量加入,并分
装
试管。
【实验步骤】
l、接种:取一小块果皮,不需冲洗,直接接入乳酸马铃薯葡
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萄糖培养液管中,置28一30℃,培养24小时,可见培养液
变混浊。 2、培养,用无菌吸管取上述培养后培养液,注入另一
管乳酸马铃薯葡萄糖培养液中,置28一30
℃再培养24小时
或稍长(过长则霉菌长出)。
3、观察:用无菌操作法取少许菌液置于载玻
片中央的0.l%
美蓝染色液中,混匀后加盖玻片制成水浸片,先用低倍镜后
换高倍镜观察酵母
菌的形态和出芽生殖情况。
活酵母菌可使美蓝还原,从而使菌体不着色,用此方法可判
断酵母菌的死活。
4、分
离:马铃薯葡萄糖琼脂培养基溶化后制成平板。用划
线法分离酵母菌培养液,从而得到单个菌落。挑取单
个菌落
反复再次划线分离纯化,最终可获得纯培养。
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