蘇教版-必修一-第四章 光合作用和細(xì)胞呼吸-第三節(jié) 細(xì)胞呼吸（市一等獎(jiǎng)）

《細(xì)胞呼吸》教學(xué)設(shè)計(jì)課題第4章光合作用和細(xì)胞呼吸第3節(jié)細(xì)胞呼吸（3）課型新授課教學(xué)目標(biāo)與知識(shí)點(diǎn)1．說(shuō)出細(xì)胞呼吸原理的應(yīng)用；2．認(rèn)同科學(xué)、社會(huì)、技術(shù)相統(tǒng)一的思想（STS）。教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)分析及教法設(shè)計(jì)【教學(xué)重點(diǎn)】從生產(chǎn)實(shí)踐的角度探討細(xì)胞呼吸原理的應(yīng)用?！窘虒W(xué)難點(diǎn)】細(xì)胞呼吸原理的應(yīng)用?！窘虒W(xué)媒體】PPT課件【教學(xué)方法】學(xué)生討論與教師啟發(fā)講解相結(jié)合思考問題細(xì)胞呼吸與發(fā)酵技術(shù)有什么關(guān)系？細(xì)胞呼吸與植物營(yíng)養(yǎng)吸收、細(xì)胞分裂、植株的生長(zhǎng)發(fā)育等有什么關(guān)系？在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上增強(qiáng)細(xì)胞呼吸有什么意義？改善土壤通氣條件與細(xì)胞呼吸有什么關(guān)系？如何運(yùn)用細(xì)胞呼吸原理進(jìn)行糧食儲(chǔ)藏、果蔬保鮮？細(xì)胞呼吸受到哪些環(huán)境因素的影響？細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的二氧化碳為什么能夠抑制細(xì)胞呼吸？一次備課二次備課導(dǎo)入新課教師設(shè)置問題情景：某同學(xué)為了證明細(xì)胞呼吸的產(chǎn)物有CO2，設(shè)計(jì)了下述實(shí)驗(yàn)來(lái)證明。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)裝置如下圖所示，加入裝置中的氣體能夠按照?qǐng)D中箭頭所示方向穩(wěn)定地流動(dòng)。師：A瓶?jī)?nèi)的NaOH的作用是什么？B瓶中的Ca(OH)2的作用是什么？生：A瓶?jī)?nèi)的NaOH的作用是除去空氣中的CO2，B瓶中的Ca(OH)2的作用是驗(yàn)證空氣中的CO2是否被完全除去。師：如果將C瓶中萌發(fā)的種子換成綠色植物并接受充足光照，實(shí)驗(yàn)結(jié)果會(huì)怎樣？原因是什么？如果要測(cè)定綠色植物呼吸作用的氣體產(chǎn)物，怎樣改進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置？生：如果將C瓶中的萌發(fā)的種子換成綠色植物并接受充足光照，則D瓶中的澄清的石灰水不變渾濁。原因是綠色植物在充足的光照條件下，光合作用大于呼吸作用，沒有氧氣的凈釋放。如果要測(cè)定綠色植物呼吸作用的氣體產(chǎn)物，則應(yīng)對(duì)C裝置進(jìn)行遮光處理。師：如果將C瓶中的種子換成乳酸菌培養(yǎng)液，D瓶中出現(xiàn)的現(xiàn)象是什么？為什么？生：如果將C瓶中的種子換成乳酸菌培養(yǎng)液，D瓶中的澄清的石灰水將不變渾濁，因?yàn)槿樗嵝蜔o(wú)氧呼吸沒有二氧化碳的釋放。師：如果將C瓶中的種子換成酵母菌培養(yǎng)液，則D出現(xiàn)的現(xiàn)象是什么？寫出C瓶中以糖類為底物的呼吸反應(yīng)式。生：如果將C瓶中的種子換成酵母菌培養(yǎng)液，則D中澄清的石灰水將變渾濁。生：C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量（大量）。師：若在A前面加吸收O2的裝置，則D出現(xiàn)的現(xiàn)象是什么？原因是什么？生：D中澄清的石灰水將變渾濁。因?yàn)榻湍妇鸁o(wú)氧呼吸產(chǎn)生酒精與二氧化碳。師：細(xì)胞呼吸的原理是什么？生：細(xì)胞呼吸的原理主要是指糖類、脂質(zhì)與蛋白質(zhì)等有機(jī)物，在生物活細(xì)胞內(nèi)氧化分解為水和二氧化碳，或者分解為不徹底的氧化產(chǎn)物，同時(shí)釋放能量的過(guò)程。師：細(xì)胞呼吸的生理意義是什么？生：細(xì)胞呼吸是生物體內(nèi)重要的代謝活動(dòng)，它不僅為生命活動(dòng)提供能量，細(xì)胞呼吸過(guò)程產(chǎn)生的中間產(chǎn)物還是各種有機(jī)物之間轉(zhuǎn)化的樞紐。師：根據(jù)你已有知識(shí)，分析說(shuō)明影響細(xì)胞呼吸的因素有哪些？學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生分組討論，小組記錄，代表發(fā)言。媒體信息：提供一組不同生物的細(xì)胞呼吸的圖片情景、文字信息。小組交流：第一組：我們認(rèn)為生物體的內(nèi)部因素會(huì)影響生物體的細(xì)胞呼吸。（1）不同種類生物呼吸速率不同，如：陽(yáng)生植物比陰生植物高。（2）同一植物不同發(fā)育時(shí)期不同，如：幼苗、開花期較成熟期高。（3）同一植物不同器官不同，如：生殖器官較營(yíng)養(yǎng)器官高。第二組：我們認(rèn)為外部因素會(huì)影響生物體的細(xì)胞呼吸。如溫度、水分、氧氣、二氧化碳等外界環(huán)境因素。推進(jìn)新課師：能否設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)來(lái)證明你的推論？（如證明溫度影響種子萌發(fā)時(shí)的呼吸速率）。師：根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)裝置，控制其中的溫度為單一變量（如對(duì)C瓶分別以不同的溫度進(jìn)行處理），測(cè)定相等時(shí)間內(nèi)澄清的石灰水變渾濁的程度。學(xué)生活動(dòng)：根據(jù)提示，規(guī)范、科學(xué)、創(chuàng)新地設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。師：生物的細(xì)胞呼吸，尤其是植物的細(xì)胞呼吸強(qiáng)度受外界環(huán)境影響很大，其中與水、溫度以及空氣成分的關(guān)系最密切。（1）水對(duì)呼吸強(qiáng)度的影響，對(duì)種子表現(xiàn)得尤為明顯。在一定范圍內(nèi)，呼吸強(qiáng)度隨著含水量增加而提高。水稻種子含水量達(dá)３０％～３５％時(shí)，呼吸強(qiáng)度比干燥儲(chǔ)藏時(shí)要增加數(shù)倍。種子含水量增加、呼吸強(qiáng)度增強(qiáng)的原因主要是種子的細(xì)胞質(zhì)為凝膠狀態(tài)，當(dāng)含水量超過(guò)一定的量時(shí)，細(xì)胞質(zhì)轉(zhuǎn)化為溶膠狀態(tài)，呼吸酶的活性就加強(qiáng)了。（2）溫度之所以能影響植物的呼吸強(qiáng)度，主要是影響了呼吸酶的活性。在酶的適宜溫度范圍內(nèi)，當(dāng)溫度處于最低點(diǎn)與最適點(diǎn)之間，細(xì)胞呼吸強(qiáng)度總是隨溫度的增高而加快；超過(guò)最適點(diǎn)后，隨著溫度的增加，細(xì)胞呼吸強(qiáng)度則會(huì)隨溫度的增高而下降。（3）空氣中O2濃度與呼吸作用的關(guān)系很大。O2不足直接影響細(xì)胞呼吸強(qiáng)度和呼吸性質(zhì)。當(dāng)O2濃度為0時(shí)，細(xì)胞只進(jìn)行無(wú)氧呼吸；在一定范圍內(nèi)，隨著O2濃度增加，細(xì)胞同時(shí)進(jìn)行有氧呼吸和無(wú)氧呼吸，從呼吸強(qiáng)度來(lái)看，隨著O2增加，無(wú)氧遭到抑制而強(qiáng)度降低，有氧呼吸雖有促進(jìn)，但強(qiáng)度不大，因而細(xì)胞呼吸的整體強(qiáng)度反而下降；隨著O2濃度的繼續(xù)增加，無(wú)氧呼吸強(qiáng)度繼續(xù)降低，而有氧呼吸強(qiáng)度顯著增加；當(dāng)外界濃度到達(dá)一定值時(shí)，細(xì)胞僅進(jìn)行有氧呼吸，我們把此時(shí)的濃度稱為無(wú)氧呼吸消失點(diǎn)。（4）CO2是呼吸作用的最終產(chǎn)物，當(dāng)外界環(huán)境中的CO2濃度增加時(shí)，呼吸強(qiáng)度便會(huì)減慢。實(shí)驗(yàn)證明，在CO2體積分?jǐn)?shù)升高到10%以上時(shí)，呼吸作用便會(huì)減慢。師：從上述事例我們可以發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞呼吸是一個(gè)很有趣的問題，也是一個(gè)關(guān)系到我們?nèi)粘Ｉ畹膯栴}。那么，細(xì)胞呼吸的原理在生產(chǎn)實(shí)踐中有何應(yīng)用呢？師：發(fā)酵工程屬于一種新興產(chǎn)業(yè)，細(xì)胞呼吸與發(fā)酵工程具有怎樣的關(guān)系呢？師：學(xué)生自主閱讀文本P65的“細(xì)胞呼吸和發(fā)酵技術(shù)”并思考下列問題：（1）“發(fā)酵”與“無(wú)氧呼吸”二者之間具有怎樣的關(guān)系？（2）現(xiàn)代生物技術(shù)中“發(fā)酵”的概念是如何界定的？（3）簡(jiǎn)述你對(duì)現(xiàn)代發(fā)酵工程技術(shù)的初步印象。（4）現(xiàn)代發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用有哪些？生：（1）通常的發(fā)酵是指微生物的無(wú)氧呼吸。（2）現(xiàn)代生物技術(shù)中的發(fā)酵是一個(gè)被泛化的概念，即把微生物或其他生物細(xì)胞在有氧或無(wú)氧條件下繁殖或積累其代謝產(chǎn)物的過(guò)程都稱為發(fā)酵。（3）現(xiàn)代發(fā)酵技術(shù)是一種將微生物學(xué)、生物化學(xué)和化學(xué)工程學(xué)有機(jī)地結(jié)合，在發(fā)酵罐中充分利用微生物或其他生物的生長(zhǎng)代謝活動(dòng)來(lái)生產(chǎn)各種有用的物質(zhì)或細(xì)胞本身的現(xiàn)代生物工程技術(shù)。（4）現(xiàn)代發(fā)酵技術(shù)主要可以用于醫(yī)療衛(wèi)生、食品工業(yè)以及垃圾、廢水的處理和沼氣的生產(chǎn)等方面。師：發(fā)酵工程包括菌種選育、菌體生產(chǎn)、代謝產(chǎn)物的發(fā)酵以及微生物機(jī)能的利用等?，F(xiàn)代發(fā)酵技術(shù)與傳統(tǒng)化學(xué)工業(yè)比較，有以下優(yōu)點(diǎn)：以生物為對(duì)象，著重于再生資源的利用，不受原料的限制；反應(yīng)所需的溫度低，能大大地節(jié)約能源，減少對(duì)環(huán)境的污染；為腫瘤治療、能源、環(huán)境保護(hù)提供新的解決辦法；可開辟一條安全有效的生產(chǎn)價(jià)格低廉、純凈的生物制品的新途徑，且投資小、收益大、見效快。師：現(xiàn)代發(fā)酵工程技術(shù)屬于高科技范疇，而酒釀則是傳統(tǒng)美食。你了解酒釀的制作過(guò)程嗎？課件展示：取小口壇子一口（酒壇、砂鍋可代替）開水洗凈擦干。將沖涼、瀝干后的糯米飯倒入鍋中（其他干凈容器也可），將甜酒藥取出研成粉末，將其中十分之九均勻攪拌進(jìn)米飯中，然后將飯裝進(jìn)壇中，輕輕撳平壓實(shí)，余下的十分之一酒藥末撒在表面上。中間留一個(gè)杯子大的通氣孔（可用干凈的木棍插孔），加入適量的溫開水（1000毫升），加蓋密封，冬季用棉被等保溫物蓋緊（夏天用布蓋）用其自然發(fā)酵，冬天發(fā)2～3天或更長(zhǎng)，夏天發(fā)12～24小時(shí)，即可釀出酒釀。師：你知道細(xì)胞呼吸原理的其他應(yīng)用嗎？課件展示：（1）諺語(yǔ)說(shuō)：“鋤頭底下自有肥”；農(nóng)民經(jīng)常松土以提高作物產(chǎn)量；在早稻育秧初期需要適時(shí)排水，水稻栽培中需要適時(shí)露田與曬田。（2）我們可以把種子干燥以后進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間保藏，這樣可以大大延長(zhǎng)種子保藏時(shí)間。（3）果蔬保藏中，我們通常向儲(chǔ)存室沖入一定量的氮?dú)?，以延長(zhǎng)果蔬的保藏時(shí)間。師：從上述事例中，說(shuō)明了什么？從這些事例中，我們能看到細(xì)胞呼吸原理在哪些方面的作用呢？生：說(shuō)明了細(xì)胞呼吸的原理在生產(chǎn)實(shí)踐中具有廣泛的應(yīng)用。上述四個(gè)實(shí)例分別說(shuō)明了細(xì)胞呼吸原理在農(nóng)作物栽培、種子儲(chǔ)藏以及果蔬保藏等領(lǐng)域的應(yīng)用。師：那么在農(nóng)作物栽培、種子儲(chǔ)藏以及果蔬保藏中，究竟如何利用細(xì)胞呼吸原理呢？板書：三、細(xì)胞呼吸原理的應(yīng)用學(xué)生活動(dòng)：閱讀文本P65，思考文本中關(guān)于農(nóng)作物栽培、種子儲(chǔ)藏以及果蔬保藏中各種方法的生物學(xué)原理。師：你能否具體分析為什么經(jīng)常松土可以提高作物產(chǎn)量，而在早稻育秧初期需要適時(shí)排水，栽培中需要適時(shí)露田與曬田？生：植物生長(zhǎng)過(guò)程中的細(xì)胞分裂、礦質(zhì)元素吸收、植株的生長(zhǎng)與發(fā)育等過(guò)程，需要消耗大量的能量，而細(xì)胞呼吸可以為生命活動(dòng)提供能量；因而在農(nóng)作物的栽培過(guò)程中，經(jīng)常松土、早稻育秧初期適時(shí)排水、栽培中適時(shí)露田與曬田的目的都是為了促進(jìn)細(xì)胞呼吸，為生命活動(dòng)提供能量。師：為何在糧食種子儲(chǔ)藏過(guò)程中，一般要將種子曬干，然后把種子儲(chǔ)藏于溫度相對(duì)較低、通風(fēng)的環(huán)境中？為何在儲(chǔ)藏過(guò)程中通過(guò)沖氮或二氧化碳的方法同樣有助于延長(zhǎng)種子儲(chǔ)藏的時(shí)間？生：糧食種子儲(chǔ)藏的主要目的是保持種子的有機(jī)物，對(duì)于需要用于農(nóng)業(yè)再生產(chǎn)的種子，則還必須保持其生命活力。上述保藏種子的各種方法，都是為了減小種子的細(xì)胞的呼吸強(qiáng)度。需要說(shuō)明的是，我們一般不是把種子放在嚴(yán)格無(wú)氧的環(huán)境中，因?yàn)檫@樣可能導(dǎo)致種子進(jìn)行無(wú)氧呼吸而產(chǎn)生大量的酒精，造成種子死亡。師：我們知道，新疆哈密的哈密瓜又大又甜，你知道為什么嗎？生：其一，新疆哈密地區(qū)，在春、夏季節(jié)的白晝時(shí)間較長(zhǎng)，每日光合作用時(shí)間較長(zhǎng)，光合作用積累的有機(jī)物多；其二，新疆哈密地處內(nèi)陸，晝夜溫差較大，因而在夜間細(xì)胞呼吸消耗的有機(jī)物較少，所以，整體積累的有機(jī)物較多，所以新疆哈密的哈密瓜又大又甜。師：那么，大棚栽培作物時(shí)，該如何控制晝夜溫差呢？生：白天適當(dāng)提高溫度，以提高光合作用產(chǎn)量；夜間適當(dāng)?shù)蜏兀越档图?xì)胞呼吸消耗的有機(jī)物量，即增加晝夜溫差。師：為何現(xiàn)代健身觀念提倡慢跑而非劇烈運(yùn)動(dòng)來(lái)增進(jìn)機(jī)體健康？生：劇烈運(yùn)動(dòng)，會(huì)使機(jī)體供氧不足，而使部分細(xì)胞無(wú)氧呼吸，產(chǎn)生乳酸使得機(jī)體的肌肉酸脹乏力。師：皮膚破損較深或被釘子扎傷后，為何容易感染破傷風(fēng)？生：破傷風(fēng)由破傷風(fēng)桿