3.8 生物的呼吸作用一、知识结构 呼吸作用的概念生物的呼吸作用有氧呼吸无氧呼吸呼吸作用的意义二、教学目标(一)知识教学1.呼吸作用的概念(B:识记)。1.生物的有氧呼吸和无氧呼吸(C:理解)。2.呼吸作用的生理意义(C:理解)。(二)能力训练学习有氧呼吸与无氧呼吸的概念、过程后，让学生比较分析，培养学生综合、归纳、分析、比较能力。三、重点、难点、疑点及解决办法1.重点有氧呼吸和无氧呼吸的概念、过程和呼吸作用意义。2.难点有氧呼吸和无氧呼吸的界定。3.疑点有氧呼吸、无氧呼吸的过程均属于“氧化-还原”反应。4.解决方法(1)利用学生已有化学知识分析有氧呼吸三个阶段的化学本质，写出有关反应式，帮助学生理解课文。(2)从生物进化角度帮助学生理解有氧呼吸是在无氧呼吸基础上发展面成的。这样较容易突破两者的联系和区别。(3)完成课堂练题，巩固所学知识。四、课时安排1课时五、教学方法教师讲授，学生阅读、思考、讨论、练习巩固。六、教具准备1.有关挂图、课文插图。 2.配以表解、表格。七、学生活动1.阅读课文，回忆已学过的知识如能源物质有哪些。直接能源物质是什么?ADP与ATP相互转变的知识。为新知识输入作铺垫。2.阅读课文P72有关文字与插图，掌握有氧呼吸三阶段。3.阅读课文，了解高等动物和人在缺氧条件下获取能量情况。4.完成课堂训练题。八、教学程序-(一)明确目标1.理解呼吸作用概念。2.掌据有氧呼吸和无氧呼吸过程及两者异同点。3.掌握呼吸作用的生理童义。(二)重点、难点的学习与目标完成过程生命活动需要能量，这些能量来自哪里(学生回忆、思考)?教师指出:来自糖类、脂类、蛋白质。问:主要能源物质是什么?能源物质所含的能量是怎样被释放出来的(思考后回答)?教师归纳:主要能源物质是糖类。生物体内能源物质在细胞内经过一系列氧化分解，最终生成二氧化碳或其他产物，并且释放能量的总过程，叫呼吸作用(又称为生物氧化)。问:呼吸作用有几种类型(学生回答)?教师指出：两种类型，即有氧呼吸和无氧呼吸。一、有氧呼吸1.概念指体内细胞在氧的参与下，通过酶的催化作用，把糖类等有机物彻底氧化分解，产生二氧化碳和水，同时释放出大量能量的过程。通常我们所说的呼吸作用就是指有氧呼吸，这是高等动物和植物进行呼吸作用主要形式。2.发生有氧呼吸主要场所-线粒体。3.有氧呼吸全过程分为三个阶段。第一阶段:发生在细胞质的基质中。分子葡萄糖脱氢氧化成两分子丙酮酸,脱下少量的氢H,释放少量的能量生成少量的ATP。第二阶段:发生在线粒体中。两分子丙酮酸氧化脱羧,经一系列反应,分解成二氧化碳和H,释放出少量能量生成少量ATP。第三阶段:发生在线粒体中。前两阶段产生的氢H，经过一系列反应，被氧化成水，同时释放大量的能量，生成较多的ATP。以上三个阶段中各个化学反应是由不同的酶来催化的。将三个阶段反应汇总可得出总反应式:由反应式可知，在生物体内，lmol葡萄糖在彻底氧化分解后，共释放出2870KJ能量，其中有1161KJ左右能量储存在ATP中(大约为38molATP)供给生命活动需要(其余能量1709kJ以热能形式散失了)，可见呼吸作用能量转变效率只有40%左右。请同学看书，了解无氧呼吸过程。二、无氧呼吸发生在细胞质的基质中。葡萄糖被分解为乳酸或酒精并放出能量。生物体的细胞在无氧条件下，能够进行无氧呼吸。l.概念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为不彻底的氧化产物(乳酸或酒精等)，同时释放少量能量的过程。2.发生无氧呼吸的场所-细胞质的基质中。3.无氧呼吸全过程包括二个阶段。第一阶段:与有氧呼吸第一阶段完全相同。一分子葡萄糖分解成两分子丙酮酸，在分解过程中产生少量氢H，释放少量能量，生成少量ATP。第二阶段:丙酮酸在不同酶的催化作用下，分解成酒精和二氧化碳，或者分解成乳酸。以上两个阶段中各个化学反应是由不同酶来催化的。1摩尔葡萄糖分解为乳酸后，共放出196.65KJ能量，其中61.08kJ的能量储存在ATP中(仅为2molATP。)，其余能量与有氧呼吸一样也以热能形式散失了。由此可见，在无氧呼吸中，等量葡萄糖氧化分解所释放出的能量比有氧呼吸释放出的少得多。高等植物在水淹情况下，短期内进行无氧呼吸，以适应缺氧条件下给生命活动供能，它的反应式可表示如下:C6Hl2O62C2H5OH(酒精) + 2CO2 + 能量。高等动物和人在剧烈运动，尽管此时机体的呼吸运动、血液循环均加快、加强，但仍然满足不了骨骼肌对氧的需求，这时骨骼肌细胞就进行无氧呼吸，以适应缺氧条件下给生命活动供能。它们反应式如下:C6H12O62C3H6O3(乳酸)+能量。先学生思考、归纳,教师指出:(1)高等植物进行无氧呼吸，将葡萄糖主要分解为酒精和二氧化碳,少数高等植物某些器官如马铃薯块茎、甜菜块根、玉米的胚等无氧呼吸产物为乳酸。(2)高等动物和人，进行无氧呼吸，将葡萄糖分解成乳酸。三、无氧呼吸和有氧呼吸比较1.从呼吸场所、条件、分解产物、放能多少列表比较如下有氧呼吸与无氧呼吸区别呼吸类型项目有氧呼吸无氧呼吸呼吸场所先细胞质基质后线粒体内细胞质的基质是否需氧需分子氧参加反应不需分于氧参加反应分解产物二氧化碳和水二氧化碳，酒精或乳酸释放能量较多较少2.有氧呼吸与无氧呼吸过程虽有明显差异，但并非完全不同(1)从葡萄糖到丙酮酸，这个阶段完全相同。(2)从丙酮酸开始沿着不问渠道形成不同产物:有氧条件，丙酮酸彻底氧化分解成二氧化碳和水。释放较多能量；无氧条件下，丙酮酸分解为二氧化碳和酒精，或者转化为乳酸，释放较少能量。有氧呼吸与无氧呼吸过程虽有明显差异但并非完全不同葡萄糖丙酮酸有氧条件CO2 + H2O + 能量(大量)无氧条件C2H5OH(酒精) + CO2 + 能量(少量)C3H6O3(乳酸) + 能量(少量)四、呼吸作用意义同学看书、归纳、回答，教师点拨:1.为生命活动提供能量热能散失或维持体温恒定。呼吸作用释放能量 转移储存于ATP，水解后释放能量用于细胞分裂、矿质吸收、肌肉收缩、神经传导等生命活动。2.为体内其他化合物合成提供原料呼吸过程产生一些中间产物如丙酮酸，可以通过氨基转换作用合成丙氨酸，也可以在肝脏中合成肝糖元或者葡萄糖等。(三)课堂训练1.分析下图解与生命活动有关的各种能源物质之间关系。回答:(1)A过程 ，B过程 ，C过程 ，D过程发生条件 。(2)高等动物体内，E过程在 器官中进行的。(3)由太阳能转变为动物体内肌肉收缩的机械能大致过程(用箭头、文字表示) 。(4)写出高等动物体内无氧呼吸反应式: 。学生在课堂上完成，教师巡视后，归纳答案如下:(1)A过程为光合作用光反应阶段 B过程光合作用 C过程呼吸作用 D过程发生在高等动物剧烈运动ATP大量消耗过分减少时 (2)E过程在动物肝脏中进行 (3)太阳能有机物中化学能ATP中化学能机械能 (4) C6H12O62C3H6O3(乳酸)+能量。教师需要补充一点说明D过程中磷酸肌酸的供能。1.磷酸肌酸也像三磷酸腺苷(ATP)一样也属于高能化合物，但磷酸肌酸分解释放的能量不能直接供给生命活动的需要，而只能在ATP因大量消耗而过分减少时，磷酸肌酸分解释放出所储存的能量，供ADP合成ATP，再由ATP分解释放的能量才能直接供生命活动利用，因此ATP是生命活动所需能量的直接能源。可用下式表示: 2.人在剧烈运动后为什么会感到肌肉酸胀?学生阅读教材P77，然后教师分析帮助学生理解:高等动物的能量释放主要通过有氧呼吸，但在缺氧条件下，细胞也可以通过无氧呼吸释放能量，产生的大量乳酸引起肌肉酸胀:C6H12O62C3H6O3(乳酸)+能量。这里要注意指出:无氧呼吸只能发生在局部或某些组织、器官，如肌体全身缺氧，则会引起气闷、窒息甚至死亡。而且无氧呼吸也只能是暂时现象。(四)总结生物的呼吸作用就是生物和活细胞重要的生理作用，也就是发生在每个活细胞中有机物氧化分解，能量释放并生成高能化合物ATP的过程。完成能量释放、转移的结构基础是细胞质的基质和线粒体以及相关酶系统，它的物质基础主要是糖类，还有脂类、蛋白质等能源物质。从生物进化史看，有氧呼吸是在无氧呼吸基础上发展而成的。所以尽管现今生物呼吸形式主要是有氧呼吸，但仍保留无氧呼吸的能力。(五)布置作业1.课文P74一、二、三。2.将酵母菌研磨，离心分离后，得到上清液(含有细胞质的基质)和沉淀物(含有细胞器)。把等量的上清液、沉淀物和末离心处理的匀浆分别装入甲、乙、丙三支试管中，分别进行以下4项独立实验(实验一、二、三由供选答案中选一项正确答案代号填充；实验四简答)。(1)实验一:向3个试管中分别滴加等量的葡萄糖溶液，甲、乙、丙中的终产物分别是 。(2)实验二: 向3个试管中分别滴加等量的丙酮酸，甲、乙、丙中最终产物分别是 。(3)实验三:在隔绝空气条件下，重复实验一，甲、乙、丙中最终产物分别是 。(4)实验四:向3个试管分别加入等量的萤光素(萤光虫尾部提取可以发光物质)。重复实验、实验二，从理论上讲，发萤光最强的实验是 实验中 试管。供选答案:A.H2O + CO2 B.乙醇和CO2 C.丙酮酸 D.无反应参考答案:1.(略) 2.(1)B、D、A (2)B、A、A (3)B、D、B (4)一、丙(六)板书设计板书设计3.8 生物的呼吸作用一、有氧呼吸(概念、场所、过程)二、无氧呼吸(概念、场所、过程)三、对比无氧呼吸、有氧呼吸四、呼吸作用意义2004-6-7-用心 爱心 专心 119号编辑 1