生物的呼吸作用（高中生物一年级）教学设计 一. 学情分析：
学生在初中已近对呼吸作用中分解有机物、释放能量等知识有了一定的了解，而本节内容是从更深的理论层次来探讨生命的本质内容，具有较深刻的抽象性，而且牵扯到许多化学知识，因此对学生而言，本节的学习有一定难度。
但是，有关细胞呼吸这一知识在现实生活中的应用，学生是很感兴趣的。所以可以利用多媒体技术把细胞呼吸在实际生活中的应用的一些例子，如为什么要给农作物松土，酿酒的原理等演示给学生看。并且围绕这些事例构建细胞呼吸及有氧呼吸和无氧呼吸的概念，这样学生的学习积极性、主动性应该比较高。
二. 教学内容分析：
《呼吸作用》是人教版普通高中新课程标准实验教科书生物必修1《分子与细胞》中第五章《细胞能量供应和利用》中一个重点。这一节主要介绍生物体产生ATP的主要方式细胞呼吸的两种呼吸形式。以一个探究实验《探究酵母菌细胞呼吸的方式》引出了细胞呼吸的两种方式：有氧呼吸和无氧呼吸。并着重介绍有氧呼吸的三个阶段的场所、条件、产物和反应方程式以及无氧呼吸的两个阶段的场所、条件、产物和反应方程式。课文最后还介绍了细胞呼吸的原理在实际生活中的应用。
三、设计思路：
学生关心科学技术的发展，关心社会生活的意识和进行生命科学价值观的教育。设计理念与思路生物科学素养，倡导探究性学习，注重与现实生活的联系是高中生物新课程改革的理念。按照新课程理念，并依据探究性学习、概念学习和建构主义学习的原理，在课堂教学设计中采用以学生发展为本的主体性教学模式，提倡自主、探究、合作的学习方式，并利用多媒体信息技术为课堂创设情景和对学生的推理结果进行验证，同时还利用多媒体信息技术师生共同归纳总结探究的结果，提高课堂效率。其设计思路为：（1）多媒体创设情景，提出探索问题；（2）引导学生进行分析和推理；（3）演示多媒体课件对学生的推理结果进行验证；（4）师生共同归纳总结探索的结果，并概括出相应的概念；（5）分析所得知识与现实生活的联系。
四、教学目标 1、 知识目标：
1)、了解细胞呼吸的概念、类型、场所、生理意义以及在生产、生活实践中的运用； 2)、理解有氧呼吸与无氧呼吸的概念、总反应式过程。
3)、理解有氧呼吸中的产物二氧化碳和水中各种元素来自那个反应物。 2、能力目标：
1)、通过引导学生分析有氧呼吸的过程、培养学生分析问题的能力。
2)、通过学生观看多媒体演示及教师的讨论活动，培养学生自学和主动理解新知识的技巧。
3)、通过学生讨论对比有氧呼吸和无氧呼吸的异同，培养学生自我构建知识体系的能力和对比、归纳的能力。 4)、适当扩展认知面，培养学生联系生活、生产实践的能力。 3、情感目标：
1)、通过分析有氧呼吸和无氧呼吸的关系，渗透生命活动不断发展变化以及适应的特性，从而使学生逐步学会自觉用发展变化的观点，认识生命。
2)、通过联系生产、生活等实际，激发学生学习生物学兴趣和动机，培养学关心科学技术的发展，关心社会生活的意识和进行生命科学价值观的教育。
五、教学重点
1)、有氧呼吸的过程、场所、条件和产物；
2)、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。 六、教学难点
1）、有氧呼吸过程和无氧呼吸的过程、场所和产物。
2)、有氧呼吸的产物二氧化碳和水中的各种元素来自那个反应物。 七、课时安排：2课时
八、教学手段： 挂图、板图、多媒体课件 九、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。
教师可指导学生把有氧呼吸的三个阶段进行表解分析，如 场所 反应物 生成物 产生ATP数量 需要ATP数量 氧的关系 无关 无关 有关 需要（2） 不需要 不需要 第一阶段 细胞质基质 葡萄糖 丙酮酸和还原性氢 少量（2） 第二阶段 线粒体 丙酮酸和水 二氧化碳和还原性氢 少量（2） 第三阶段 线粒体 还原性氢和氧气 水 大量（4） （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。
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。
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。
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196.65kJ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
人教版新课标高中生物必修1《生物的呼吸作用》教学设计
