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植物呼吸作用教学设计(精选多篇)

发布时间:2020-09-19 08:33:15 来源:教学设计 收藏本文 下载本文 手机版

推荐第1篇:“植物的呼吸作用”一节课的教学设计

“植物的呼吸作用”一节课的教学设计

一、教学分析:

呼吸作用是植物体的一种重要的生理活动,主要表现在对有机物的分解,产生能量供给动植物的生命活动。呼吸现象在人体的表现非常明显,但是植物体有没有呼吸作用?如果有,怎样证明它的存在?七年级的学生了解很少。

二、教学目标:

1、通过植物进行呼吸作用的实验,使学生掌握呼吸作用的概念,理解呼吸作用的过程;

2、通过该验,培养学生的观察能力、实验操作能力以及进行科学方法的训练。

3、知道呼吸作用与人类生产、生活的关系,能利用呼吸作用的知识解释有关现象。

三、教学重点:

1、植物呼吸作用实验的设计和分析

2、呼吸作用的概念。

四、教学难点:

植物呼吸作用实验的设计和分析。

五、教学过程:

课前让学生准备将各种实果或器官封闭在塑料袋中、黄豆、新鲜豆苗、澄清石灰水等材料。

(一)、情境导入:通过学生熟悉的现象引发学生对植物的呼吸作用的关注。列举学生熟悉的现象:萝卜储存久了就糠了,不好吃了;水果存放时间长了也不新鲜、不好吃了。让学生将软管插人装有各种实果或器官封闭在塑料袋,并将软管插入盛有澄清石灰水的试管,轻轻地挤压塑料袋,观察实验现象。

(二)自主学习: 1)、将演示实验与分组实验相接合,引导学生进行推理和归纳

实验

1、有机物分解释放能量。教师演示种子萌发过程有热量散发实验,教师提问温度计上得度数有何不同?说明了什么?引导学生分析、归纳、得出结论种子萌发过程有热量散发。 实验

2、有机物分解需要氧参与。师生共同参与完成有机物分解需要氧参与实验,学生观察实验现象同时思考回答问题:哪一燃烧蜡烛熄灭?为什么?讨论得出有机物分解需要氧参与。

实验

3、有机物分解产生二氧化碳。学生演示新鲜豆苗实验,先让学生向澄清石灰水吹气,使澄清石灰水混浊,得出二氧化碳使澄清石灰水变混浊的特性,再先让学生实验:将克新鲜的和烫过的豆苗(沸水烫2—3分钟)分别装入两个不漏气的黑色塑料袋中,插入软管扎紧袋口,并用止水夹夹紧软管。请两位同学分别取一袋蔬菜,将软管分别插入盛有澄清石灰水的试管中,移开止水夹,轻轻地挤压塑料袋。学生观察实验现象同时思考问题:哪一只试管澄清的石灰水会出现混浊现象?二氧化碳来自哪里?从而导出结论机物分解产生二氧化碳。

通过一系列实验活动,引导学生得出呼吸作用概念。教师提供词语:有机物、氧气、二氧化碳、水、能量,让学生利用这些词语尝试描述出呼吸作用概念,写出呼吸作用公式。 2)、呼吸作用为生物体的生命活动提供能量。教师讲述:植物每时每刻都在进行呼吸作用,在此过程释放出来的能量,除一部分变成,如细胞的分裂和生长、有机物的合成和运输、植物对矿质营养的吸收等。提问:可不可以在生产生活中利用呼吸作用为人类服务?

学生阅读了解田间松土、水淹排涝的作用。

推荐第2篇:《第六章第四节植物的呼吸作用》教学设计

2012—2013—1教 学 设 计

《第六章 绿色植物的光合作用和呼吸作用》

——第四节 植物的呼吸作用

西乡四中理化生教研组 周世峰 设计依据与构想

呼吸作用是植物体的一种重要生理活动,主要表现在对有机物的分解、产生能量、释放氧气等活动上。呼吸现象在人身上表现明显,但在植物身上则外部表现不明显和直观。在课堂中注意以动物或人为参照物,组织观看一系列验证性实验使学生在动手动脑、自主探究的过程中,获得呼吸作用的基础知识,发展思维能力,培养学生的科学态度;通过分析身边的现象,加深理解呼吸作用的实质和意义。 教学目标

A 知识与能力:

1、会描述植物在呼吸作用过程中产生CO2

2、会描述植物的呼吸作用消耗O2,培养分析问题解决问题的能力。

3、能举例说出呼吸作用的实质和意义。B 过程与方法:

1、体验和感悟呼吸作用与运动之间的关系。

2、通过分析实验现象、分析图片,从而得出正确的实验结论。

C 情感态度与价值观

领会“合作交流、共享学习心得”的精神。 教学重点

1、呼吸作用产生CO2:的实验分析。

2、呼吸作用需要O2的实验分析。

3、呼吸作用的实质和意义。教学难点

植物呼吸作用产生CO2的实验分析。 课前准备

1、教师准备

(1)根据课本知识写出预习提纲。

(2)根据课本实验内容,准备实验材料和用具。 (3)制作植物呼吸作用实质和意义的课件。

(4)查询书籍、网站、录像,搜集有关呼吸作用的资料

2、学生准备

(1)根据预习提纲,预习本节内容。 (2)派各组代表按要求准备实验。

一、导入新课

以PPT形式展示视频:《种子的呼吸》。教师设疑:我们知道呼吸是人和动物维持生命的基本生理活动,那么植物也进行呼吸吗?植物的呼吸作用是怎样进行的?它与动物的呼吸是否相同?本节课我们就来探究这些问题。

1 教师引导:若植物也呼吸,则植物周围的氧气减少、二氧化碳增多。我们可以检测这些气体来证明。

二、探究过程

1、知识准备:找学生上台向试管内吹气,观察现象。结论:二氧化碳可以使澄清石灰水变浑浊。

2、找学生上台做下蹲运动,让学生们比较下蹲前后呼吸频率的变化。

(一)植物呼吸作用产生CO2

观看视频《种子呼吸产生CO2》的实验过程。然后再观察课本上实验: 1.取甲、乙两个锥形瓶,在每个锥形瓶内都倒人少量的澄清石灰水。 2,派代表在实验前一天,将100g新鲜的和烫过的蔬菜(沸水烫2—3min)分别装入两个不漏气的黑色塑料袋中,插入软管扎紧袋口,并用止水夹夹紧软管。(不加标记) 3.取两袋蔬菜,将软管分别插入盛有澄清石灰水的锥形瓶中,移开止水夹,轻轻地挤压塑料袋。

小组成员进行观察,并作好观察记录,教师巡回指导。教师提出问题:“实验用的塑料袋为什么是黑色的?用白色塑料袋可以吗?

小组内同学展开讨论;得出两种结论:

观点一:“可以用白色塑料袋,因为绿色植物体在白色塑料袋内也能呼吸,呼吸就能产生CO2,能使石灰水变浑浊。”

观点二:“不能用白色塑料袋。因为在光照下若用白色塑料袋,里面的绿色植物除了呼吸外,还可进行光合作用。光合作用会利用CO2,这样袋内CO2含量少,不能使石灰水变浑浊,因此就不能证明植物呼吸作用产生CO2。”

实验验证:找学生上台来挤压塑料袋白色塑料袋和黑色塑料袋内的气体(袋内装有同样的等量的蔬菜),学生仔细观察现象。

现象一:白色塑料袋内挤出的气体不能使澄清石灰水变浑浊。 现象二:黑色塑料袋内挤出的气体可以使澄清石灰水变浑浊。

思考与练习:有两只黑色塑料袋,其中一只装新鲜蔬菜,另一只装烫熟的蔬菜,如何辨别它们?”

一生认为:使石灰水变浑浊的塑料袋内装有新鲜蔬菜。他的理由是:“因为烫过的蔬菜细胞死了,不能进行呼吸作用。”

教师点评:“回答的非常正确,通过以上实验可以得出,植物的呼吸作用产生C02”。

教师诱导:还有没有其它的方法来鉴别它们? (利用氧气使带火星的木条复燃的方法去鉴别) (二)植物的呼吸作用需要O2:

观看呼吸作用消耗O2的视频: 1.将新鲜的叶片和烫过的叶片分别放人密闭的锥形瓶中,在黑暗处一昼夜。 2.把两根燃烧的细木条分别伸人两锥形瓶中,观察其现象,教师巡回指导组织讨论:

①实验现象。 ②为什么会出现一细木条熄灭、一细木条继续燃烧? ③锥形瓶能换成广口瓶吗?④本实验说明了什么? 学生通过阅读课文P106-107的内容,回答以上问题,教师予以补充。

(三)呼吸作用的实质和意义

2 出示植物呼吸作用实质和意义的课件,在教师指导下,让学生根据相关内容总结呼吸作用实质和意义。

教师:补充总结呼吸作用的实质和意义。

三、课堂小结

引导学生回顾本节课主要内容,让学生讨论总结本节主要内容。 1.呼吸作用的条件和场所。 2.呼吸作用的实质过程。

3.呼吸作用的意义。

课堂练习:用PPT展示练习题,学生当堂完成。 课后作业:

1、《练习册》第四节的练习。

2、预习第五节的内容。

3、设计一个小实验,验证呼吸作用与光无关。

教后感悟:

本节组织了系列验证实验和探究实验的视频,剖析了“植物对有机物的利用”。将抽象的知识直观化,采用通俗易懂、轻松活泼的实践活动,既符合学生的认知规律,又活跃了课堂气氛,达到了突出重点、突破难点,由浅入深、由易到难、由具体再到抽象的转化的教学效果。充分利用身边及周围的生活事例,让学生感悟呼吸作用的重大意义,效果较好。

不足之处:个别实验无法在校园内真正的完成,有的实验耗时长,有的实验季节不符,这些实验只能通过观看视频的方式让学生体验实验,无法让学生亲自去感受探究实验的快乐。

推荐第3篇:呼吸作用教学设计

案例呼吸作用

一、指导思想

在课堂教学中,培养学生的主体意识,培养学生的主体意识,发展学生的主体能力,塑造学生的主体个性,使学生的主体性得到充分的发展。本节课通过大量问题情境的设置,让学生利用所学知识分析、归纳、总结,自己得出结论,为学生发挥主体性提供尽可能多的机会,充分调动学生学习的积极性、主动性和创造性,促进学生主体性的发展和科学素养的提高。

二、教学内容分析

1、本节内容的地位和作用

本节课是高中《生物(试验修订本·必修)》(人民教育出版社出版)第三章“生物的新陈代谢”中的第八节。本节内容中的有氧呼吸与线粒体相联系,呼吸作用释放能量与细胞分裂、蛋白质合成、DNA复制等知识相联系、呼吸作用与生态系统的物质循环、能量流动等知识相联系。所以本节内容在整个高中生物学教材中具有重要的地位和作用。 本节内容教学中,通过引导学生对比、归纳有氧呼吸和无氧呼吸的异同以及光合作用和呼吸作用的区别与联系,有利于培养学生的对比、归纳能力,并可以指导学生对比、归纳的学习方法。

2、知识点分析 知识点

学习水平

技能培养目标

呼吸作用的概念

识记

理解记忆的能力

有氧呼吸与无氧呼吸的概念和过程

理解

理解、记忆、对比、归纳的能力

呼吸作用的意义

理解

理解、概括的能力

3、教学重点、难点的分析及其处理

4—1 教学重点:有氧呼吸的过程、呼吸作用的生理意义。 尽管学生在初中阶段对呼吸作用的知识已经有了粗浅的了解,但由于他们的化学知识和认知水平,对呼吸作用的过程几乎未涉及。高中学习呼吸作用,重点放在使学生认识呼吸作用的基本过程,理解呼吸作用的本质上,可使学生对生物的呼吸作用的认识提高到一个新水平。呼吸作用过程的知识,是学生理解其分解有机物,释放能量,产生ATP的本质的基础;是理解有氧呼吸和无氧呼吸区别和联系的基础;是理解生物呼吸作用与植物光合作用区别与联系的基础。

学生认识呼吸作用过程,有利于理解内外因素对呼吸作用的影响,有利于理解呼吸作用的意义。如,从呼吸作用过程中,学生可以认识到分解有机物,释放能量的同时伴随ATP的形成,ATP进一步推动其它生命活动的进行。又如,从呼吸作用过程中,学生可以认识到,呼吸作用中有一系列的中间产物产生,这些中间产物,可以是形成其它有机物的原料,由此理解呼吸作用对其它有机物代谢的意义。

学生虽然知道,呼吸作用可为其它生命活动提供能量。但对通过这一作用供能的必要性,一般说不清楚。其原因是,学生对生物体能量摄入、贮存、释放和利用规律的认识不清。通过分析呼吸作用的意义,可使学生进一步澄清这些问题。

在呼吸作用意义的教学中,可以联系呼吸过程中的一些中间产物,说明这些中间产物,可以为体内其它化合物的合成提供原料。体内脂肪等有机物分解的中间产物,也可以进入呼吸过程彻底分解,使学生了解呼吸作用是各种有机物代谢的枢纽。 4—2教学难点:有氧呼吸的过程。

学生的化学知识,尤其是有机化学知识不足。在呼吸作用的过程中,糖的彻底分解,需经过一系列的氧化还原反应,这些反应所伴随的能量变化,学生理解有一定的困难。呼吸作用的过程比较抽象,是学生对其理解困难的又一原因。

三、学情分析及学习方法的设计:

学生在初中已经具备呼吸作用的初步的基础和粗浅的了解,他们对呼吸的气体交换现象、呼吸作用中分解有机物,释放能量等知识有了一定的了解,本节内容将从更深的理论层次来探讨生命的本质内容,属于肉眼不可见的抽象知识。

由于本节课内容具有较深的抽象性,故在教学中,通过启发式教学,设置大量的问题情境,来激发学生的学习兴趣和进一步培养他们的分析、归纳、概括能力。

引导学生列表比较有氧呼吸和无氧呼吸的区别和联系、呼吸作用和光合作用的区别和联系,通过对比归纳,准确找出知识的内在联系,强化归类、对比的学习方法。

通过引导学生分析、讨论呼吸作用的本质和意义,培养学生概括总结的能力。

四、教学目标的设计

认知目标:

1、理解呼吸作用的概念

2、掌握有氧呼吸和无氧呼吸的过程

2—1能够准确叙述有氧呼吸和无氧呼吸的概念 2—2 能够准确比较有氧呼吸和无氧呼吸的异同

3、理解呼吸作用的意义

4、理解呼吸作用的本质

5、理解呼吸作用和光合作用的区别与联系。

技能培养目标:

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、通过引导学生讨论对比有氧呼吸和无氧呼吸的异同、对比光合作用和呼吸作用的区别与联系,培养学生对比和归纳的能力。

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的兴趣和动机,培养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。

五、教学方法的设计:

由于本节课的知识抽象、难以理解,主要采用讲授法,引导学生对知识进行分析比较,找出内在联系,区分不同,整理出知识脉络,使知识条理化,系统化,有利于知识的识记与理解,提高课堂教学效率,减轻学生的负担。

六、教学媒体的选择与设计

呼吸作用的过程比较抽象,糖的彻底分解,需经过一系列的氧化还原反应,这些反应所伴随的能量变化,学生理解有一定的困难。所以选择多媒体课件,把抽象的问题直观化、形象化、动态化,帮助学生理解、认识、升华为理性认识,弥补了常规教学方法不能变静为动的缺陷,从而使难点迎刃而解,重点得以突出,充分体现了计算机多媒体辅助教学的优越性。 媒体选择应用情况表 知识点

学习水平

媒体类型

媒体内容

资料 来源

媒体在教学中的应用

媒体使用

1.呼吸作用的概念

识记

微机动画

呼吸作用的概念

自制

展示概念,使学生观察、分析、理解、记忆 边展示边引导学生分析、记忆。

2.有氧呼吸和无氧呼吸的过程

理解

微机动画

有氧呼吸的三个阶段;无氧呼吸的两个阶段。

自制

展示过程,使学生观察、比较、分析、综合、归纳、总结

学生观察后,分析、总结

3.呼吸作用的本质和意义

理解

微机动画

呼吸作用的本质和意义

自制

引导学生学生观察、分析、理解、综合、归纳

学生观察后,分析、归纳、总结

七、教学过程的设计: 1.教学流程图

2、教学过程 程序

教师活动

学生活动

媒体 设计思想

引起注意与告知目标,并提示学生回忆原有知识。

提问:

1.什么是光合作用?

2.光合作用的本质是什么?

总结完学生的回答之后,引出呼吸作用的课题。

思考回答:

1.绿色植物通过叶绿体,利用光能,把二氧化碳和水转化成储存能量的有机物,并且释放氧气的过程。

2.把光能转化成化学能,把无机物转化成有机物。

通过引言,激起学生已有的认知结构与当前研究课题的认识冲突,迅速集中学生的注意力,使学生渴望知识的心理处于激发状态,引导学生带着问题进入新知识的学习,并使学生对呼吸作用有了最初的了解。

呈现 有组 织的 信息。

拿出一张白纸,问:这张纸的化学成分主要是什么?能不能氧化分解?怎样使它快速氧化分解?

总结有机物在外界氧化分解的特点。 问:有机物在生物体内怎样分解? 引出有氧呼吸的概念和过程。

通过回忆初中所学呼吸作用的知识,讨论得出有氧呼吸的概念。 分别讲解有氧呼吸的三个阶段

引导学生,给呼吸作用的反应式配平。配平过程中,提问,呼吸作用产生的H2O中的O,来自哪种原料?接着提出,消耗6分子的O2应该产生12个分子的H2O,可是,如果形成12分子的H2O,又需要24个H,一分子的C6H12O6只有12个H,差12个H来自哪?最后指出,呼吸作用还消耗水。总结出有氧呼吸的总反应式。

分析呼吸作用过程中的能量问题。指出,1mol的葡萄糖彻底氧化分解成二氧化碳和水,释放出2870kJ的能量,其中1255kJ左右的能量被ATP捕获,储存在ATP中(约38mol的ATP)。可见,呼吸过程中释放的能量,只有44%储存在ATP中,用于推动其它生命活动。其余以热的形式散失了。因此,在有些情况下,如新鲜蔬菜、粮食等保存,通过控制呼吸速率,可减少有机物的消耗。强调:呼吸作用的三个阶段,后两个阶段都是在线粒体中进行的。从能量角度看,在细胞质的基质中进行的第一步产生4mol的ATP,其余34mol的ATP,是在线粒体中产生的。因此,线粒体是呼吸作用的主要场所。呼吸作用的一系列化学反应,都需要酶的催化。因此,凡影响酶的内外因素都会影响呼吸作用的速度。 问:生物进行呼吸作用的主要形式是有氧呼吸,在无氧条件下能不能进行呼吸作用呢?引出无氧呼吸的概念。

问:无氧呼吸在什么场所进行?怎样进行的?引出无氧呼吸的场所和过程。 讲解无氧呼吸的两个阶段。

对比有氧呼吸和无氧呼吸的区别和联系。 引导学生讨论总结出呼吸作用的本质和意义。

思考回答: 能,点燃。

思考

观察、思考、记笔记。

思考回答: 来自H2O

听课、观察、记笔记

思考

观察、听课、记笔记

思考回答 讨论、回答

投影:有氧呼吸的概念。

投影:有氧呼吸的三个阶段。

投影:有氧呼吸的总反应式。

投影:无氧呼吸的概念。

投影:无氧呼吸的过程。 投影二者的区别和联系。 投影呼吸作用的本质和意义。

问题使学生产生强烈的求知解疑心理,教师此时抓住这一有利时机,提出紧扣主题而又具有挑战性、探索性的问题,使学生明确探索目标,主动地去探究。

此环节重点剖析有氧呼吸过程,创设“愤、悱”情境,启动学生思维的火花。

采用层层递进的方法提出一系列探索性的问题,学生思维活跃,利用课件的优越性,反复播放有氧呼吸的过程,使学生完成由感性到理性的知识过渡,达到突破难点、突出重点的目的。

此环节重点剖析二者之间的区别和联系,培养学生运用对比、归纳的学习方法解决问题。

阐明新旧知识关系,对比归纳,促进理解,对复习与记忆提供指导,系统总结。

引导学生从发生场所、条件、物质变化、能量变化、意义等方面,列表比较呼吸作用和光合作用的区别和联系。

分析、归纳、填表。

投影二者之间的关系。

此环节从新旧知识之间的联系入手,培养学生分析、对比、归纳和总结的能力。

引出学生的反应,提供提取知识的线索。

评价学生的学习结果。

学生做练习。

微机投影练习题。

通过对学生练习结果的评价,了解学生对知识的掌握情况,以便确定下一步的补偿性学习的安排。

八、教学评价的设计

本节课通过一系列问题情境的设置,层层设问,在学生答问、质疑、讨论过程中及时掌握反馈信息,适时点拨、调节,对学生的正确回答及时给予肯定、表扬,错误的及时讲评、纠正,并尽可能让学生自己归纳总结知识要点。

通过反馈练习,巩固重点知识,突破难点知识,来评价学生获得和掌握知识的情况;通过练习,教师可以收集反馈信息及时补救教学,同时可以使学生巩固所学知识、强化记忆并运用所学知识分析解决实际问题。反馈练习题略。

九、板书设计 生物的呼吸作用

一、呼吸作用的概念

二、有氧呼吸

1、概念

2、场所

3、过程

三、无氧呼吸

1、概念

2、场所

3、过程

四、有氧呼吸与无氧呼吸的区别与联系

五、呼吸作用的本质

六、呼吸作用的意义

七、呼吸作用与光合作用的比较

(设计者王丽丽山东师范大学附属中学

250014)

十、点评

本节课教学内容涉及到了复杂的生物化学知识,尽管高二学生具有较强的抽象思维能力,但由于他们在高二第一学期对有关物理、化学知识不熟悉,他们对呼吸作用中的物质变化和能量变化的理解有相当大的难度,本节课通过白纸的燃烧引入课题,通俗、易懂,对学生有较强的吸引力;利用多媒体课件演示呼吸作用的过程、引导学生配平呼吸作用的反应式、总结有氧呼吸与无氧呼吸的区别与联系等,层次清晰,加大了课堂容量,使教学时间的分配更合理,利于学生对知识的掌握。整个教学过程中始终贯穿质疑和探究活动,引导学生独立解决问题,有一定的借鉴性。

推荐第4篇:高中呼吸作用教学设计

篇1:高中生物必修一生物的呼吸作用教案学案

细胞的呼吸作用

细胞呼吸的方式

1.细胞呼吸:是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解,生成物,释放能量并生成 2.分类:根据是否有氧参与,细胞呼吸可分为有氧呼吸和无氧呼吸两种类型。

有氧呼吸 (1)反应式: (2)过程

思考(1)参与有氧呼吸的酶分布场所有哪些?(2)有氧呼吸第

一、二阶段的相同点有哪些? 无氧呼吸 (1)反应式

①分解成酒精的反应式为:

②转化成乳酸的反应式为: (2)过程:第一阶段与有氧呼吸第一阶段完全相同。第二阶段的产物是酒精和 思考呼吸作用分阶段进行有什么意义? 提示:(1)可使能量逐步释放,对保持生物体的体温稳定有重要意义。

(2)中间产物的形成为生物体进行其他代谢活动提供物质基础。 (3)不同的阶段在不同的部位进行为生物体自身新陈代谢的有序活动创造

条件。

(4)能量利用率提高。

有氧呼吸与无氧呼吸的区别与联系: 练习

单选题:

一、单选题:

1.完成有氧呼吸全过程的结构是()

a.细胞质基质 b.线粒体 c.细胞d.肺泡 2.有氧呼吸过程中释放的co2中的氧 () a.全部来自氧气 b.全部来自水 c.全部来自葡萄糖 d.来自葡萄糖和水 3.人体红细胞所需能量的来源主要是利用()

a.葡萄糖,进行有氧呼吸b.葡萄糖,进行无氧呼吸 c.乳酸,进行有氧呼吸 d.乳酸,进行无氧呼吸 4.在有氧呼吸过程中,水分子参与反应的过程和生成水分子的过程分别在 () a.第一和第二阶段b.第二和第三阶段c.第一和第三阶段d.第三和第二阶段

5.在实验条件下,测试某种恒温动物离体细胞的呼吸作用强度(e)受温度变化的影响,下图中哪一曲线能正确表示其结果()

6.有研究者将下列四种等量的细胞分别磨碎,然后放到四个离心试管内高速旋转离心,结果磨碎的液体分为四层,如右图,其中③层有较多的有氧呼吸

的酶。则在下列的各种材料中③层最厚的细胞是: a.皮肤细胞 b.口腔上皮细胞 c.心肌细胞 d.肾脏细胞 7.用酵母菌酿酒时,如果向酿酒的原料中注入足量的氧气,会出现的现象是 ()

a.酵母菌死亡,不产生酒精b.酵母菌增多,不产生酒精 c.酵母菌增多,产生酒精增多 d.酵母菌减少,产生酒精增多 8.关于真核细胞呼吸正确的说法是( )

a.无氧呼吸是不需氧的呼吸,因而其底物分解不属于氧化反应b.水果贮藏在完全无氧的环境中,可将损失减小到最低程度c.无氧呼吸的酶存在于细胞质基质和线粒体 d.有氧呼吸的酶存在于细胞质基质、线粒体内膜、线粒体基质

9.在细胞呼吸中,消耗12摩尔氧气所释放出的能量,转移到atp中的有()千焦 a.3242 b.2322 c.3483 d.1952 10.下列反应在细胞质基质和线粒体内均能完成的是( ) a.葡萄糖→丙酮酸 b.丙酮酸→酒精+co2 c.adp+pi+能量 →atp d.h2o→[h]+o2 酵母菌细胞呼吸类型的探究

1、实验探究过程

实验结论:酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸。在有氧条件下,酵母菌通过细胞呼吸产生大量的二氧化碳和水;在无氧条件下,酵母菌通过细胞呼吸产生酒精,还产生少量的二氧化碳 2.实验中的关键步骤 (1)将装置(甲)连通橡皮球,让空气间断而持续地依次通过3个锥形瓶,既保证o2的充分供应,又使进入a瓶的空气先经过naoh的锥形瓶,洗除空气中的co2,保证第三个锥形瓶的澄清石灰水变浑浊是由酵母菌有氧呼吸产生的co2所致。 (2)b瓶应封口放置一段时间,待酵母菌将b瓶中的氧消耗完,再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶,确保是无氧呼吸产生的co2通入澄清的石灰水。 练习

1、两个生物兴趣小组分别对酵母菌细胞呼吸方式进行了如下的探究实验。请分析回答:

(1 )甲兴趣小组想探究的具体问题:酵母菌是否在有氧、无氧条件下均能产生 篇2:高中二年级生物教案生物的呼吸作用

高中二年级生物教案生物的呼吸作用

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

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,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。

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,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。

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。

(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

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

产生atp数量

少量(2)

篇3:人教版 高中生物《生物的呼吸作用》教学设计

《生物的呼吸作用》教学设计

学生对呼吸作用中分解有机物、释放能量等知识有一定的了解,本节内容是从更深的理论层次来分析其本质内容,不但抽象,而且运用到许多化学知识,因此学习有一定难度。

《生物的呼吸作用》教学设计 一.学情分析:

学生对呼吸作用中分解有机物、释放能量等知识有一定的了解,本节内容是从更深的理论层次来分析其本质内容,不但抽象,而且运用到许多化学知识,因此学习有一定难度。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,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》是人教版新课程教材必修1《分子与细胞》中第五章《细胞能量供应和利用》中一个重点。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。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、产物和反应方程式及细胞呼吸的原理在实际生活中的应用。

三、设计思路:

(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。

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能力、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的特性,使学生逐步学会用发展变化的观点认识生命。

2)、通过联系生产生活实际,激发学生学习兴趣,培养学生关心科学技术的发展,关心社会生活的意识。

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

试写出呼吸作用的化学反应方程式 分析物质变化是什么?能量变化是什么?

呼吸作用发生在生物体的哪些部位?具体有哪些变化?

2、有氧呼吸

(1)让学生品读有氧呼吸的总反应方程式,体会有氧呼吸的产物与反应物都需要水这一事实。

写出反应式让学生配平,参看课本的图解。

(2)指导学生把有氧呼吸的三个阶段进行表解分析,注意物质变化如

场所

第一阶段 细胞质基质

第二阶段 线粒体

第三阶段 线粒体

反应物 生成物 产生atp数量 需要atp数量 氧的关系

葡萄糖

丙酮酸和还原性氢 少量(2) 需要(2) 无关

丙酮酸和水 二氧化碳和还原性氢 少量(2) 不需要 无关

还原性氢和氧气 水 大量(4) 不需要 有关

(3)能量变化

学生通过阅读说明不同数据: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。

第二课时

1、引言

提一些有氧呼吸原理用于人们生产实践相关的问题,加深对有氧呼吸的理解。 比如:“怎么能长期储存农作物种粒、蔬菜或水果,能用呼吸作用原理,提一些有价值的建议吗?”

呼吸作用是葡萄糖的氧化分解过程,酶是调控的关键因素之一,受诸多因素影响,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,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。

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。 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。

强调:把氧气浓度减得越低,呼吸作用速率就越低,这种看法对吗? 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

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。 (2)无氧呼吸的过程

学生练习写化学方程式,配平反应式,引导学生分析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。

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?

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?

④能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

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 呼吸场所

有氧呼吸

第一阶段在细胞质基质,第

二、三阶段在线粒体

是否需氧

氧化分解是否彻底

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 产生atp数目

是否需酶 化学本质

需要酶

氧化分解有机物,释放能量

需要酶

氧化分解有机物,释放能量

释放出大量能量

1mol葡萄糖可产生36或38molatp 释放出少量能量

1mol葡萄糖可产生2molatp 彻底

不彻底

一、二阶段不需要氧气,第三阶段需要氧

全过程均不需要氧气 无氧呼吸

全过程均在细胞质基质

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

光合作用 反应部位

光反应在叶绿体的基粒片层结构(类囊体)的薄膜上,暗反应在叶绿体的基质中

所需条件

光反应需要光,暗反应不需要光,需酶

有氧呼吸

第一阶段在细胞质基质,第

二、三阶段在线粒体中

只需酶

物质变化 代谢类型 进行的时间

无机物转化为有机物 同化作用 绿色植物光下进行

有机物彻底氧化为无机物 异化作用

一切生物及其生活的部分随时随刻都在进 与光的关系 能量变化

在光下才能进行

光能储存在合成的有机物中

与光无关,每时每刻都在进行

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

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:“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?”

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。

推荐第5篇:《绿色植物的呼吸作用》教学设计

教学主题 绿色植物的呼吸作用

一、教材分析

呼吸作用是植物的重要生理活动,也是一切生物的特征之一。呼吸作用的实验是初中生物教学的重要内容,七年级(上册)“植物的呼吸作用”这节教材中,设置了演示实验。做完实验后,在对实验现象分析的基础上,让学生自己得出结论。这样不仅使学生从直观实验现象中总结出知识内容,同时也培养了学生分析问题的能力,最终使学生形成呼吸作用的概念。

二、学生分析

初一学生是刚刚跨入初中的学生,小学只是通过实例,较表浅的了解到植物的呼吸现象,前期的知识储备有限。他们正处于以形象思维为主,并向抽象思维逐步过渡的关键时期,对于较为抽象的实质性知识的认知能力有限,从现象中发现问题、思考问题的学习习惯还需要培养,尤其是同类知识的类比能力,内在关系等的分析还需借助教师的指引和帮助。同时由于初一学生思维具有跳跃性,性情趋向活泼、热情、求知欲强、对新鲜事物敏感,所以我设计了演示实验,用以引导学生自己发现现象本质。又考虑到初一学生没有学过化学,而本节内容又需要化学知识,所以我还安排了一个互动的铺垫实验(具体内容后面介绍),从而让学生更好的理解实验现象。

三、教学目标

1.知识目标:通过呼吸作用的实验,使学生掌握呼吸作用的概念,理解呼吸作用的过程;了解呼吸作用与人类生产、生活的关系。

2.能力目标:说明绿色植物呼吸作用的实质和意义,通过探究植物细胞的呼吸作用,尝试科学研究的过程技能,培养学生的观察能力、实验操作能力以及进行科学方法的训练。3.情感态度与价值观:在科学实验过程中养成严谨的科学态度、树立实事求是的科学精神。

四、教学环境

□简易多媒体教学环境 交互式多媒体教学环境 □网络多媒体环境教学环境 □移动学习□其他

五、信息技术应用思路(突出三个方面:使用哪些技术?在哪些教学环节如何使用这些技术?使用这些技术的预期效果是?)200字

本课以电子白板为基础,结合PPT课件、FLANSH动画,视频等引导学生更好地理解和归纳呼吸作用概念和意义。导入环节通过视频引起思考,更加生动的激起了学生的学习热情。在学习过程中,利用多媒体向学生展示演示实验以及各种有关图片,使学生能更加直观的感知呼吸作用并且方便学生理解实验和展开讨论。实验中我也特别注重学生的创新,时时启发学生开阔思维。在概括总结呼吸作用的概念和意义时,为了让学生能更好的感知知识,我也采用了动画演示技术,使抽象知识变得直观形象,易于理解。

六、教学流程设计(可加行)

教学环节 (如:导入、讲授、复习、训练、实验、研讨、探究、评价、建构) 播放视频,展示小老鼠与植物共存的实验过程,引导学生思考动物要呼吸,那么植物是否也要呼

学生思考动物要呼吸,那么植物吸?可以用什么方法证明?

是否也要呼吸?可以用什么方法证明?

视频展示实验。 用视频可以激发兴趣,学生对多媒体的兴趣很高,而且视频生动形象。

信息技术支

教师活动

学生活动

持(资源、方法、手段等) 导入

设计实验方教师通过课件显示实验设计可以学生以小组为单位填写实验方案选用的材料和基本思路及注意事设计稿(既可以用文字,也可以PPT展示 项。 画示意图) 案

1、用多媒体展示演示实验。

实验分析

1、学生观看演示实验。

模拟实验展

2、提出问题。

2、然后修改本组实验的不合理之示实验过程。处。

3、引导学生进行分组讨论课前已PPT展示学生完成的实验。

3、小组讨论老师提出的问题。有创意的实

4、完成本组实验。

验。

概括总结呼教师引导学生自己得出呼吸作用的概念和意义,并且用公式吸作用的概表示呼吸作用。 念和意义

1.启发学生运用所学知识解释以下问题:

(1)农民伯伯为什么要《锄禾》?

1、通过联系生活实际,前后知识(2)刚刚收获的玉米能否直接入

的比较类化,让学生进一步思考仓贮藏?

体会,经历一个再认识的深化过(3)清晨,到树林中锻炼是否科程,从而全面深刻地掌握知识,学? 并过渡到形成能力。

学生分析总结

Flash动画演

示呼吸作用的概念和意义

植物的呼吸(4)我们邹平盛产红薯,红薯丰

2、进一步加深对知识的理解,清PPT展示问题

和出示光合作用与人类收后,过去山区的农民常常将红晰地构建起知识结构。

薯放入早已挖好的几米深的井中作用与呼吸

作用对比的生产、生活保存。所以经常听说农民到井里取红薯时发生窒息现象,甚至有表格 人丧失了生命。请你运用所学的的关系

知识解释:为什么进入姜井时容易发生窒息?你有什么办法帮助姜农们避免这类悲剧的发生?

(5)解释课堂开始视频中小老鼠

与植物共存的原因。

2.讨论思考:比较光合作用和呼吸作用的异同。 巩固提升 指导学生进行知识复习和练习学生完成习题

用触发器功能制作的PPT翻题板

指导学生总结

课堂小结

总结整理本节课所学

PPT展示思维导图

七、教学特色

1、本节课虽然主要是呼吸作用的实验,通过让学生参与新知的学习和探索过程,充分调动学生的感官和思维积极活动,从而激发学生的学习兴趣,掌握学习知识的方法,培养创造性思维能力。但整节课的目的却是呼吸作用概念的形成过程,此过程中,探究实验主要作为概念形成的工具和手段。

2、授课过程中充分运用数字化教学技术,注重开发学生的自主学习能力和创新能力。多个微视频使学生不仅更好地看到了实验过程,而且能够形象地理解呼吸作用的过程、意义以及呼吸作用与光合作用的区别与联系,这样在增强学生的学习兴趣的同时,可以轻松愉快掌握所学内容。对于呼吸作用的实验,在教材资料的基础上也进行了改编与创新,使实验更易于理解,更贴近学生的生活。

推荐第6篇:呼吸作用教学设计及反思

呼吸作用教学设计及反思

教学目标: 1.知识与技能:

(1)阐明绿色植物呼吸作用的实质和意义;

(2)模仿完成设计实验和实验操作主动参与分析问题、解决问题的学习过程。 2.过程与方法:

通过自主探究实验、小组合作、加深对呼吸作用的理解 3.情感态度与价值观:

培养学生严谨的科学态度和树立实事求是的科学精神以及爱惜植物、保护植物的情感。

设计思路:

本堂课主要通过对呼吸作用的理解,培养学生的科学探究能力和懂得学以致用的道理,鉴于对《课程标准》的理解和对教材及学情的分析,在课堂教学中,教师始终以引导、启发为主,通过探究实验和多媒体课件,充分挖掘学生的潜能,为他们尽可能多地创设教学情境,提供学习的平台。让大多数学生自主参与到教学活动中来,使他们在做、讲、听、论的过程中掌握学习生物的方法。变抽象为具体,加深对知识的感性认识,感受呼吸作用的存在,懂得生活中处处有知识及知识处处和生活相联系的道理。但要注意,在新教材和新课改中,学生对探究实验缺少基础培训,要确保课堂内实验的成功,教师必须要事先进行实验操作,以便给学生提供必要的指导,让他们更多地感受成功的喜悦,从而提高对生物学学习的兴趣。

学情分析:

因为七年级学生对人和动物的呼吸有一定的了解,加之上节课有种子呼吸实验的基础,教师采用课前指导实验的方法都为本节课教学做了铺垫,同时配以课件的动画效果,激发学生学习积极性,必将使课堂气氛活跃起来,从而更有利于培养学生自主学习、合作探究以及分析创新的能力。

教学设计:

导入:请同学们想像一下,假如我们把嘴闭上,把鼻子捏紧,会有什么感觉?

生:上不来气儿。

生:很难受。

师:这说明人每时每刻都要呼吸,那么,植物是否也会如此呢?本节课我们共同继续探究植物的呼吸作用。(板书课题):植物的呼吸作用

师:通过上节课的学习我们知道萌发的种子能够进行呼吸,种子的呼吸是在细胞中进行的,那么植物的其他器官的细胞是否也能进行呼吸呢?下面请各小组根据上节课自己设计的实验,准备好材料进行实验,让事实来说明吧!

(屏幕出示:祝你成功!)

生:小组成员分工合作,共同实验。(学生兴致勃勃,气氛热烈)

师:下面请同学们把你们的实验结果,如实地展示给大家。

小组汇报交流:

第一小组发言人:我们组选用的实验材料是菠菜叶,要证明的是叶的细胞能进行呼吸,分三个试验。

实验一:甲、乙两个玻璃瓶中分别装有等量的新鲜叶和煮熟后冷却至室温的叶子,在温暖的地方放置一夜后,将点燃的火柴分别放入甲、乙两瓶中,发现燃烧的火柴在甲瓶中熄灭,在乙瓶中燃烧正常,说明甲瓶中缺少氧气。由此证明叶的细胞呼吸时吸收了氧气。

实验二:我们将等量的新鲜绿叶和煮熟的叶子分别放入甲、乙两个黑色的塑料袋内密封,放置在温暖的地方一夜后,用塑料吸管将袋内的气体排入澄清的石灰水中,发现甲塑料袋中的气体使澄清的石灰水变浑浊了,而乙不变,由此证明叶细胞呼吸时释放二氧化碳。

实验三:将等量的新鲜绿叶和煮熟后冷却至室温的叶子分别放入甲、乙两个插有温度计的保温瓶中密封一夜后观察,甲瓶温度达到28℃,乙瓶是25℃,说明叶子呼吸时释放了热量。

通过以上实验,我们组的结论是叶细胞能进行呼吸(学生鼓掌)。

师:非常棒!将你们的结论写到黑板上。

第二小组发言人:

我们组要证明花的细胞能进行呼吸,选用的材料是新鲜的菊花。我们也是通过三个实验来完成的,把新鲜菊花花瓣和煮熟后冷却至室温的花瓣分别放入甲、乙两瓶中密封(三组实验中每个实验都包括甲、乙两个瓶子),在温暖的地方保存一夜后,通过与第一小组方法相同的第一个实验,甲火柴熄灭,证明花的细胞呼吸时吸入了氧气。

第二个实验与第一小组的不同,我们是用两个输液瓶作容器,用注射器抽取输液瓶的气体注入澄清的石灰水中,实验结果是甲瓶中的气体使石灰水变浑浊,乙瓶没变,说明花的细胞呼吸时释放了二氧化碳。

第三个实验与第一小组的方法相同,甲的温度是27℃,乙是25℃,甲比乙高,说明花细胞在呼吸时释放了热量。

通过这三个实验,我们组的结论是花细胞能进行呼吸。

第三小组发言人:我们组要证明根细胞能进行呼吸,选用的是大葱的须根。同第二小组的方法相同,同样是通过三个实验来完成的,第一和第三个实验均获成功,只是我们的第二个实验出现了问题,甲、乙两瓶石灰水都变浑浊了,但我们发现注射同样多的气体,甲比乙更浑浊,说明甲瓶内二氧化碳的气体浓度大。经过小组讨论分析,可能是乙瓶内的须根没有被沸水完全烫死的缘故。但我们也可证明根细胞呼吸时释放了二氧化碳,课下我们会重做这个实验。

师:老师非常欣赏你们这种实事求是的精神,我相信经过努力,你们一定会成功的。

第四小组:证明茎的细胞能进行呼吸(略)。

第五小组:证明果实的细胞能进行呼吸(略)。

师总结:这几个实验对于我们来说有一定的难度,大家做得这样成功是老师没有想到的,这都是我们团结合作的结果,我在这里对各组同学通过努力取得的成绩表示祝贺!(师生鼓掌)

师导:通过各组的努力,我们得到如下的几个结论(教师指黑板),从这几个结论中我们又会得出什么结论?

生:植物的细胞都能进行呼吸。

师引伸:很好!植物的细胞都能进行呼吸,如果某一个器官的呼吸受到阻碍,必将影响植物的正常生长。

应用:老师这有两盆花一直生长不好,一盆土壤板结,一盆浇水过多,为什么这两种情况花都生长不好呢?应该怎样挽救他们?(教师出示两盆花)

学生各抒己见:

学生A:土壤板结或浇水过多都会影响根的呼吸,所以会影响植物的生长。

学生B:板结的应该浇水松土,让土壤中充满空气,这样根才能正常地呼吸。

学生C:浇水多的应放在阳光充足通风处,让水尽快蒸发。

学生D:用吹风机吹,干得快。(学生笑)

师:你们说的很有道理,这两盒花就交给你们四个同学,老师相信在你们的精心培育下,他们一定会健康生长的。

过渡:植物呼吸时吸入氧,呼出二氧化碳,那么植物吸入体内的氧究竟起什么作用呢?请同学们看大屏幕总结。

师播放一段自制的动画(重复播放:手枪中射出的氧气在击中有机物后,有机物发生爆炸变成二氧化碳和水,同时有机物中间红色的能量块释放出来)。

学生总结:氧气将有机物分解成二氧化碳、水,并释放能量。

师:我们把这个过程叫呼吸作用,请大家仿照光合作用的公式,能否将呼吸作用用公式表示出来。

学生练习后,在投影下展示确认。

师导:那么我们根据公式和动画用语言描述一下,究竟什么是呼吸作用呢?

生:(呼吸作用的定义)略。

师讲:呼吸作用释放的能量一部分以热能的形式散发出来,一部分用于植物进行各项生理活动,如根吸收水分、光合作用、呼吸作用等。

小结:本节课的内容我们讲完了,通过本节课的学习你们有哪些收获,还有哪些不懂的地方?

学生A:我知道了植物和人一样每时每刻都要进行呼吸。

学生B:呼吸可分解有机物,释放能量。

学生C:我知道团结就是力量。

学生D:从几个小组的实验中,我发现果实的呼吸现象最不明显,最微弱,所以也最能长时间保存。

师:你很善于发现问题,你愿意用实验来证明,并把结论以小论文的形式呈现给大家吗?(学生点头)

学生E:老师,我觉得不是“绿色”的植物也能进行呼吸,所以“呼吸作用”的定义中“绿色”应去掉。(学生对此发生争执,师引导辩论)

师:我很欣赏你这种敢于向“权威”挑战的精神,也赞同你的观点,我们一起把这个建议寄到编辑部好吗?

师:老师也有个问题,白菜长在地上能够呼吸,砍下以后还会不会呼吸呢?

生:砍下后也会呼吸,因为它的地上部分还没有死。

师:呼吸就会消耗有机物,所以我们在贮藏的时候要尽量减慢它们的呼吸,减少营养消耗。

师总结:同学们说得很好,老师感到你们学得很认真,下面我们就以小组竞赛的方式做一些练习。看哪组同学表现得最好(同学们情绪高涨,跃跃欲试)。

拓展延伸(大屏幕)

简答:白菜为什么要散开而不成堆摆放?(配合图片)

讨论1:通过学习你认为怎样贮藏蔬菜会更好?

2:我们生活中有哪些利用呼吸作用原理的例子。

推理:甲、乙两地生产同一种甜瓜,甲地的甜瓜比乙地的含糖量高。经调查,在甜瓜生产季节,甲、乙两地光照条件和栽培措施基本相同,而温度条件差别很大,详见下表:

根据以上资料分析,甲地的甜瓜为什么比乙地的甜?

师生根据教师在黑板上竞赛得分评出优胜组。

结束语:通过本节课的学习我相信大家对植物更加了解,希望同学们要爱护它们,使他们能健康成长和我们人类共呼吸! 教学反思:

此堂课本着新课改理念的理解,在教学中我充分地相信学生,把主动权还给学生,放手让他们按照自己设计的方案进行探究,充分发挥学生的积极性和主动性。在探究中发扬合作精神,发挥群体优势,培养学生表达和交流的能力,使他们在自主学习中学会探索;在合作中学会分享;在探究中学会质疑。看到学生准备实验时积极的热情、匆忙的脚步、认真的神态,听到课堂上成功时那忘形的欢呼,我感到由衷的欣慰。是新课改让“薄弱生”重新燃起了对学习的信心,萌生学习的渴望,使所有的学生都动了起来,使我的课堂更热闹起来。

作为新课改为学生张扬个性、培养发散思维提供了广泛的空间,有的同学说:“不是绿色的植物也能进行呼吸,应把呼吸作用概念中的‘绿色’去掉。”我引导学生辩论,对他的敢于向权威挑战的精神表示欣慰,并鼓励他把这个意见寄到有关部门。还有人提出证实植物六大器官呼吸作用的实验中果实最不易成功,由此认为果实的呼吸最微弱,最好保存。我说:“你愿意用实验来证实,并把结论以小论文的形式呈现给大家吗?老师相信你一定能行的。”下课后,很多同学问我:“老师,咱们什么时候再做这样的实验?”从他们那渴望的眼神中,我感觉到他们对这种学习方式的认可,学生的这种热情更增强了我继续探索和完善这种教学模式的信心。

可在本节课中也暴露出一些不足需要以后改进和完善。例如:课堂时间有限,一些充分展现学生才华和能力培养的机会受到限制,课堂不能充分放开;对课堂时间控制不准;所以对自身的素质还有待提高,以把握课堂教学的完整性。

推荐第7篇:植物生理学第04章 植物的呼吸作用

第四章 植物的呼吸作用

本章内容提要:

呼吸作用将植物体内的物质不断分解,提供了植物体内各种生命活动所需的能量和合成重要有机物质的原料,还可增强植物的抗病力。呼吸作用是植物体内代谢的中心。

呼吸作用按照其需氧状况,可分为有氧呼吸和无氧呼吸两大类型。在正常情况下,有氧呼吸是高等植物进行呼吸的主要形式,但至今仍保留着无氧呼吸的能力。

呼吸代谢通过多条途径控制其他生理过程的运转,同时又受基因和激素、环境等通过影响酶活性所控制。呼吸代谢的多样性是植物长期进化中形成的一种对多变环境的适应性表现。

植物呼吸代谢集物质代谢与能量代谢为一体,是植物生长发育得以顺利进行的物质、能量和信息的源泉,是代谢的中心枢纽,没有呼吸就没有生命。因此,了解呼吸作用的规律,对于调控植物的生长发育,指导农业生产有着重要的理论意义和实践意义。

第一节 呼吸作用的概念及其生理意义

一、呼吸作用的概念

呼吸作用(respiration)是生物界非常普通的现象,是一切生物细胞的共同特征。呼吸作用是指生活细胞内的有机物,在一系列酶的参与下,逐步氧化分解成简单物质,并释放能量的过程。然而,呼吸作用并不一定伴随着氧的吸收和CO2的释放。依据呼吸过程中是否有氧参与,可将呼吸作用分为有氧呼吸和无氧呼吸两大类型。有氧呼吸是由无氧呼吸进化而来的。

有氧呼吸(aerobicrespiration):是指生活细胞利用分子氧(O2),将某些有机物质彻底氧化分解释放CO2,同时将O2还原为H2O,并释放能量的过程。这些有机物称为呼吸底物(respiratorysubstrate),碳水化合物、有机酸、蛋白质、脂肪等均可以作为呼吸底物。在正常情况下,有氧呼吸是高等植物进行呼吸的主要形式,然而,在某些条件下,植物也被迫进行无氧呼吸。

以葡萄糖为底物的总反应式为:

C6H12O6+6O2→6CO2+6H2O+能量

⊿G\'=-2870kJ/mol

无氧呼吸(anaerobicrespiration):指生活细胞在无氧条件下,把某些有机物分解成为不彻底的氧化产物(酒精、乳酸等),同时释放出部分能量的过程。微生物的无氧呼吸统称为发酵(fermentation),如酵母菌的发酵产物为酒精,称为酒精发酵。

如酒精发酵反应式为:

C6H12O6→2C2H5OH+2CO2+2ATP

⊿G\'=-226kJ/mol

如乳酸发酵反应式为:

C6H12O6→2CH3CHOHCOOH+2ATP

⊿G\'=-197kJ/mol

二、呼吸作用的生理意义

1、为生命活动提供能量。

呼吸过程中释放的能量一部分以热的形式散失,另一部分以ATP、NAD(P)H等形式储存,当ATP等分解时,将其能量释放出来供生命活动的需要。

2、为重要有机物质提供合成原料。

呼吸过程中产生一系列中间产物,其中有一些中间产物化学性质十分活跃,如丙酮酸、α-酮戊二酸、苹果酸等,它们是进一步合成植物体内各种重要化合物(核酸、氨基酸、蛋白质、脂肪、有机酸等)的原料。

3、为代谢活动提供还原力。

呼吸过程中形成的NAD(P)H,UQH2等可为一些还原过程提供还原力。

4、增强植物抗病免疫能力。

植物受伤或受到病菌浸染时,呼吸速率升高,加速木质化或木栓化,促进伤口愈合,以减少病菌的浸染。呼吸作用加强可促进具有杀菌作用的绿原酸、咖啡酸等物质的合成,以增强植物的免疫力。

高等植物呼吸代谢的特点,一是复杂性,呼吸作用的整个过程是一系列复杂的酶促反应;二是物质代谢和能量代谢的中心,它的中间产物又是合成多种重要有机物的原料,起到物质代谢的枢纽作用;三是呼吸代谢的多样性,表现在呼吸途径的多样性。如植物呼吸代谢并不只有一种途径,不同的植物、同一植物的不同器官或组织在不同的生育时期、不同环境条件下,呼吸底物的氧化降解可以走不同的途径。此外,表现在电子传递系统的多样性和末端氧化酶的多样性。

第二节

植物呼吸途径多样性

一、糖酵解

在无氧条件下酶将葡萄糖降解成丙酮酸,并释放能量的过程,称为糖酵解(glycolysis)。为纪念在研究糖酵解途径方面有突出贡献的三位德国生物化学家Embden,Meyerhof和Parnas,又把糖酵解途径称为Embden-Meyerhof-Parnas途径(EMPPathway)。糖酵解普遍存在于动物、植物、微生物的所有细胞中,是在细胞质中进行的。虽然糖酵解的部分反应可以在质体或叶绿体中进行,但不能完成全过程。糖酵解过程中糖分子的氧化分解是没有氧分子的参与下进行的,其氧化作用所需的的氧是来自水分子和被氧化的糖分子,故又称为分子内氧化。以葡萄糖为例,糖酵解的反应式如下:

C6H12O6+2NAD++2ADP+2Pi→2C3H4O3+2NADH+2H++2ATP+2H2O

糖酵解具有多种功能。(1)糖酵解的一些中间产物(如甘油醛-3-磷酸等)是合成其他有机物质的重要原料,其终产物丙酮酸在生化上十分活跃,可通过各种代谢途径,产生不同物质。(2)糖酵解中生成的ATP和NADH,可使生物体获得生命活动所需要的部分能量和还原力。(3)糖酵解普遍存在生物体中,是有氧呼吸和无氧呼吸经历的共同途径。(4)糖酵解有三个不可逆反应,但其它反应均是可逆的,它为糖异生作用提供基本途径。

糖酵解的调控。糖酵解过程中有3个不可逆反应,分别由已糖激酶,磷酸果糖激酶,丙酮酸激酶所催化.

磷酸果糖激酶(PFK):ADP和AMP为它的别构激活剂,ATP为抑制剂。该酶的活性中心对ATP有低的Km,别构中心对ATP有高的Km。当ATP浓度高时,与别构中心结合引起构象变化而抑制酶的活性。

受柠檬酸、NADH、脂肪酸的别构抑制.EMP过快时TCA途径生成的柠檬酸过多抑制PFK活性,使EMP减缓.此外,还受到F-2,6-BP的调节及氢离子的抑制。

丙酮酸激酶:受高浓度ATP,Ala,乙酰辅酶A等的反馈抑制。

已糖激酶:G6P为其别构抑制剂。

3-磷酸甘油醛脱氢酶:被NAD+激活.过快的EMP使NAD+浓度降低,脱氢作用减速,限制EMP。

二、无氧呼吸

生活细胞在无氧条件下进行戊糖磷酸途径、酒精发酵和乳酸发酵。糖酵解实际上是丙酮酸的无氧降解,反应在细胞质中进行。

高等植物无氧呼吸,包括了从己糖经糖酵解形成丙酮酸,随后进一步产生乙醇或乳酸的全过程。植物在无氧条件下通常是发生酒精发酵(alcohol fermentation)。

在无氧条件下,通过酒精发酵或乳酸发酵,实现了NAD+的再生,这就使糖酵解得以继续进行。

无氧呼吸过程中葡萄糖分子的大部分能量仍保存在丙酮酸、乳酸或乙醇分子中。可见,发酵作用的能量利用效率是很低的,有机物质耗损大,而且发酵产物酒精和乳酸的累积,对细胞原生质有毒害作用。因此,长期进行无氧呼吸的植物会受到伤害,甚至会死亡。

参与发酵作用的酶都存在于细胞质中,所以发酵作用是在细胞质中进行的。

三、三羧酸循环

糖酵解的产物丙酮酸,在有氧条件下进入线粒体,通过一个包括三羧酸和二羧酸循环而逐步氧化分解,最终形成水和二氧化碳并释放能量的过程,称为三羧酸循环(tricarboxylic acid cycle,简称TCA或TCAC)。这个循环首先由英国生物化学家HansKrebs发现的,所以又称Krebs环(Krebs cycle)。三羧酸循环普遍存在于动物、植物、微生物细胞中,整个反应都在细胞线粒体衬质(matrix)中进行。

TCA循环的总反应式:

2CH3COCOOH+8NAD++2FAD+2ADT+2Pi+4H2O→6CO2+8NADH++8H++2FADH2 +2ATP

参与各反应的酶包括:丙酮酸脱氢酶复合体、柠檬酸合成酶、顺乌头酸酶、异柠檬酸脱氢酶、脱羧酶、α-酮戊二酸脱氢酶复合体、琥珀酸硫激酶、琥珀酸脱氢酶、延胡索酸酶、苹果酸脱氢酶。

TCA是多步可逆,但柠檬酸的合成,α-酮戊二酸脱氢脱羧上不可逆的,故整个循环是单方向的。TCA循环可以通过产物调节和底物调节,调节的关键因素是:[NADH]/[NAD]、[ATP]/[TDP]、OAA和乙酰CoA浓度等代谢物的浓度。酶的调控主要在三个调控酶,包括:

柠檬酸合成酶:关键限速酶,NAD+为别构激活剂,NADH和ATP为别构抑制剂。OAA,乙酰CoA浓度高时可激活,琥珀酰CoA抑制此酶。

异柠檬酸脱氢酶:NAD+为别构激活剂,NADH和ATP为别构抑制剂。ADP激活,琥珀酰CoA抑制。

α-酮戊二酸脱氢酶:NAD+为别构激活剂,NADH和ATP为别构抑制剂,受琥珀酰CoA抑制。

TCA循环的生理意义:

(1)生命活动所需能量来源的主要途径。丙酮酸经过TCA循环有5步氧化反应脱下5对氢,其中4对氢用于还原NAD+,形成NADH+H+,另一对从琥珀酸脱下的氢,是将膜可溶性的泛醌(UQ)还原为UQH2,它们再经过呼吸链将H+和电子传给分子氧结合成水,同时发生氧化磷酸化生成ATP。由琥珀酰CoA形成琥珀酸时发生底物水平磷酸化直接生成1molATP。这些ATP可为植物生命活动提供能量。

(2)体内各类有机物相互转变的中心环节。TCA循环不仅是糖代谢的重要途径,也是脂肪、蛋白质和核酸代谢的最终氧化成CO2和H2O的重要途径。

(3)发酵产物重新氧化的途径。如糖酵解中形成的磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)可不转变为丙酮酸,而是在PEP羧化酶催化下形成草酰乙酸(OAA),草酰乙酸再被还原为苹果酸,苹果酸可经线粒体内膜上的二羧酸传递体与无机磷酸(Pi)进行交换进入线粒体衬质,可直接进入TCA循环;苹果酸在衬质中,也可在苹果酸酶的作用下脱羧形成丙酮酸,或在苹果酸脱氢酶的作用下生成草酰乙酸,再进入TCA循环,可起到补充草酰乙酸和丙酮酸的作用。实验证实,苹果酸比丙酮酸更容易进入线粒体,并参加TCA循环。

(4)影响果实品质的形成。

四、磷酸戊糖途径

Racker(1954)、Gunsalus(1955)等人发现植物体内有氧呼吸代谢除EMP-TCA途径以外,还存在戊糖磷酸途径(Pentose phosphate pathway,PPP),又称已糖磷酸途径(hexose monophosphate pathway,HMP)。

磷酸戊糖途径的总反应式为:

6G6P+12NADP+ +7H2O→6CO2 +12NADPH+12H++5G6P+Pi

这是个由葡萄糖-6-磷酸直接氧化的过程,经历了氧化阶段(不可逆)和非氧化阶段(可逆)。氧化阶段将6碳的6-磷酸葡萄糖(G6P)转变成5碳的5-磷酸核酮糖Ru5P,释放1分子CO2,产生2分子NADPH。非氧化阶段,也称为葡萄糖再生阶段,由Ru5P经一系列转化,形成6-磷酸果糖(F6P)和3-磷酸甘油醛(PGALd),再转变为6-磷酸果糖(F6P),最后又转变为6-磷酸葡萄糖(G6P),重新循环。

意义:

(1)该途径是一个不需要通过糖酵解,而对葡萄糖进行直接氧化的过程,生成的NADPH也可能进入线粒体,通过氧化磷酸化作用生成ATP。

(2)产生大量的NADPH,为细胞的各种合成反应提供主要的还原力。NADPH作为主要的供氢体,为脂肪酸、固醇、四氢叶酸等的合成,非光合细胞中硝酸盐、亚硝酸盐的还原以及氨的同化,由丙酮酸羧化还原成苹果酸等反应所必需。

(3)为合成代谢提供原料。5-磷酸核糖是合成核苷酸的原料,也是NAD、FAD、NADP等辅酶的组分,4-磷酸赤藓糖与PEP可合成莽草酸,这个途径可分成木质素、生长素和抗病性有关的物质。植物在感病或受伤情况下该途径明显加强。在逆境条件下,即不良环境中,植物体内的PPP途径加强,如受伤和感病的组织,干旱的植物PPP途径都加强,因为PPP途径中的中间产物E-4-P可以合成莽草酸,莽草酸继续合成氯原酸,多酚类的氯原酸可以起到抗病和抵抗不良环境的作用。

(4)PPP与光合作用的C3途径的大多数中间产物和酶相同,两者可联系起来并实现某些单糖间的互变。如该途径中的一些中间产物丙糖、丁糖、戊糖、已糖及庚糖的磷酸酯也是光合作用卡尔文循环的中间产物;因而呼吸作用和光合作用可以联系起来,相互沟通。

PPP的调节主要通过6-磷酸葡萄糖脱氢酶调节:因为6-磷酸葡萄糖脱氢酶是PPP的限速酶。[NADPH]/[NADP+]调节该酶活性,NADPH+H+竞争性抑制6-磷酸葡萄糖脱氢酶和6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶。

五、乙醛酸循环

油料种子萌发时,贮藏的脂肪会分解为脂肪酸和甘油。脂肪酸经β-氧化分解为乙酰CoA,在乙醛酸体(glyoxysome)内生成琥珀酸、乙醛酸、苹果酸和草酰乙酸的酶促反应过程,称为乙醛酸循环(glyoxylic acid cycle, GAC)素有“脂肪呼吸”之称。该途径中产生的琥珀酸可转化为糖。

在乙醛酸循环中,异柠檬酸裂解酶与苹果酸合成酶是GAC中两种特有的酶类。该途径每循环一次向线粒体输送1mol琥珀酸,并参与TCA循环的部分反应转变为延胡索酸、苹果酸,然后进入细胞质,被氧化为草酰乙酸,在磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶(PEP carboxykinase)催化下脱羧生成磷酸烯醇式丙酮酸(phosphenol pruvate,PEP),PEP再通过糖酵解的逆转而转变为葡萄糖6-磷酸并形成蔗糖。

油料种子在发芽过程中,细胞中出现许多乙醛酸体,贮藏脂肪首先水解为甘油和脂肪酸,然后脂肪酸在乙醛酸体氧化分解为乙酰CoA,并通过乙醛酸循环转化为糖类,淀粉种子萌发时不发生乙醛酸循环。可见,乙醛酸循环是富含脂肪的油料种子所特有的一种呼吸代谢途径。

Mettler和Beevers等在研究蓖麻种子萌发时脂肪向糖类的转化过程中,对上述乙醛酸循环转化为蔗糖的途径做了重要修改。一是在乙醛酸体内乙醛酸与乙酰CoA结合所形成的苹果酸不发生脱氢,而是直接进入细胞质后再脱氢、逆着糖酵解途径转变为蔗糖。二是在乙醛酸体和线粒体之间有“苹果酸穿梭”发生。三是在线粒体中苹果酸脱氢变成草酰乙酸,草酰乙酸与谷氨酸进行转氨基反应,生成天冬氨酸与α-酮戊二酸,并同时透膜进入乙醛酸体,再次发生转氨基反应,所产生的谷氨酸透膜返回线粒体,而草酰乙酸,可继续参与乙醛酸循环。通过“苹果酸穿梭”和转氨基反应解决了乙醛酸体内NAD+的再生和不断补充OAA途径问题,这对保证GAC的正常运转是至关重要的。

六、乙醇酸氧化途径

乙醇酸氧化途径(glycolic acid oxidate pathway,GAP)是水稻根系特有的糖降解途径。它的主要特征是具有关键酶—乙醇酸氧化酶(glycolate oxidase)。水稻一直生活在供氧不足的淹水条件下,当根际土壤存在某些还原性物质时,水稻根中的部分乙酰CoA不进入TCA循环,而是形成乙酸,然后,乙酸在乙醇酸氧化酶及多种酶类催化下依次形成乙醇酸、乙醛酸、草酸和甲酸及CO2,并且每次氧化均形成H2O2,而H2O2又在过氧化氢酶(catalase,CAT)催化下分解释放氧,可氧化水稻根系周围的各种还原性物质(如H2S、Fe2+等),从而抑制土壤中还原性物质对水稻根的毒害,以保证根系旺盛的生理机能,使水稻能在还原条件下的水田中正常生长发育。

七、植物呼吸代谢途径具有多样性

这是植物在长期进化过程中对多变环境的适应表现。然而,植物体内存在着的多条化学途径并不是同等运行的。随着不同的植物种类、不同的发育时期、不同的生理状态和环境条件而有很大的差异。在正常情况下以及在幼嫩的部位,生长旺盛的组织中均是TCA途径占主要地位。在缺氧条件下,植物体内丙酮酸有氧分解被抑制而积累,并进行无氧呼吸,其产物也是多种多样的。而在衰老,感病、受旱、受伤的组织中,则戊糖磷酸途径加强。富含脂肪的油料种子在吸水萌发过程中,则会通过乙醛酸循环将脂肪酸转变为糖。水稻根系在淹水条件下则有乙醇酸氧化途径运行。

第三节 呼吸链电子传递途径的多样性

生物氧化(biological oxidation)细胞将有机物(糖、脂、蛋白质等)氧化分解,最终生成CO

2、H2O和放出能量的过程,称为生物氧化(biological oxidation)。它是发生在生物体细胞的线粒体内的一系列传递氢和电子的氧化还原反应,因而有别于体外的直接氧化。生物氧化合成ATP的方式有两种,既底物水平磷酸化和氧化磷酸化。

一、线粒体电子传递体系—呼吸链

电子传递链(ElectronTransportChainETC,electrontransportsystemETS),又称呼吸链(respiratorychain),是指按一定顺序排列互相衔接传递氢(H++e )或电子到分子氧的一系列呼吸传递体的总轨道。在生物氧化过程中,代谢物上脱下的氢经过一系列的按一定顺序排列的氢传递体和电子传递体的传递,最后传递给分子氧并生成水。

真核细胞的电子传递链位于线粒体内膜,原核细胞的电子传递链则定位于质膜。

二、电子传递途径

1、电子传递主路既细胞色素系统途径。在生物界分布最广泛,为动物、植物、微生物所共有。主要特征:电子通过UQ及细胞色素系统到达O2。对鱼藤酮、抗霉素A、氰化物(KCN)、叠氮化物(NaN3)、CO都敏感。P/O比≤3。

2、交替途径(抗氰呼吸链)对氰化物不敏感,既在氰化物存在时,仍能进行呼吸。电子自NADH脱下后,传给FMN、Fe-S、UQ、不经细胞色素电子传递系统,而是经FP和交替氧化酶传给氧生成水,其P/O比为1。水杨氧肟酸是交替途径的专一性抑制剂。

抗氰呼吸的生理意义如下:

放热效应。其产生的热量对产热植物早春开花有保护作用,也有利于低温下种子的萌了;促进果实成熟。乙烯的形成与抗氰呼吸呈平行关系;增强抗病能力;代谢协同调控。当底物和还原力丰富或过剩时,细胞色素途径电子传递呈饱和状态,此时能量“溢流”。抗氰呼吸活跃可分流电子,将多余的底物和还原力消耗。当细胞色素氧化酶途径受阻时,抗氰呼吸产生或加强,可以保证EMP-TCA循环和PPP能正常进行,保证底物继续氧化,维持生命活动各方面的需要。

(3)电子传递支路I脱氢酶辅基是一种黄素蛋白(FP2)。电子从NADH脱下后经FP2直接传到UQ,不被鱼藤酮抑制,而对抗霉素A、氰化物敏感。P/O比为2或低于2。

(4)电子传递支路II脱氢酶辅基是另一种黄素蛋白(FP3),其P/O比为2。其他与支路之一相同。

(5)电子传递支路III脱氢酶辅基是另一种黄素蛋白(FP4),电子从NADH脱下后经FP4和Cytb5直接传给Cytc,对鱼藤酮、抗霉素A敏感,可被氰化物所抑制,其P/O比为1。

三、与呼吸链有关的酶和电子载体

1、烟酰胺脱氢酶类:需NAD+(EMP-TCA中的脱氢酶,将氢和电子传递给氧),NADP+为辅酶.将电子和氢传递给需要电子的生物合成过程。

2、黄素蛋白类(黄酶):以FAD,FMN为辅基,常写为FP。如NADH脱氢酶:以FMN为辅基,琥珀酸脱氢酶以FAD为辅基。两者都含有不同数目的非血红素铁,与硫结合成铁硫蛋白。

3、铁-硫蛋白类(铁硫中心):是一族与蛋白质的四个Cys结合在一起的含铁,和对酸不稳定的硫原子的蛋白质,亦称非血红铁蛋白。铁-硫中心的铁原子能够以氧化态(Fe3+)或还原态(Fe2+)存在,其作用是通过Fe的价态变化而起到传递电子的作用。

4、辅酶Q(CoQ),也称泛醌:为电子传递链上唯一的非蛋白质成分,是脂溶性化合物。它是一个带有长的异戊二烯侧链的醌类化合物。不同辅酶Q的异戊二烯侧链数不同。辅酶Q通过醌/酚结构的互变传递电子。

5、细胞色素类:细胞色素类是含铁的电子传递体。铁原子处于卟啉结构的中心,构成血红素。通过辅基中Fe2+、Cu2+离子价可逆变化进行电子传递。细胞色素类都以血红素为辅基,这类蛋白具有红色,在电子传递链中也依靠铁的化合价变化来传递电子。

cytb→c1→c→aa3→O2

Cytaa3以复合物形式存在,也称为细胞色素氧化酶,含有两个必需的铜离子,在cyta与cyta3间传递电子.唯有cytaa3的铁原子形成5个配位键,还留有一个配位位置,能与O2,CO,CN-等结合,正常功能是与O2结合。Cytaa3的血红素A与cytb、c、c1中血红素的不同之处主要是在第8位以一个甲酰基代替甲基,在第2位以一个长的疏水链代替乙烯基。

6、传递体组成(四个复合体,除CoQ和cytc外) 复合物I(NADH脱氢酶或NADH-泛醌氧化还原酶):25种不同蛋白质,包含FMN,Fe-S蛋白,催化电子从NADH到泛醌(UQ),将2H转移到膜间空间。

复合物II(琥珀酸脱氢酶或琥珀酸-泛醌氧化还原酶):4-5种蛋白质,包含FAD为辅基的黄素蛋白,琥珀酸脱氢酶,3种Fe-S蛋白,cytb560,催化电子从琥珀酸到泛醌.将2H转移到UQ生成UQH2。

复合物III(泛醌-细胞色素c氧化还原酶):包含2个cytb,c1,Fe-S蛋白,催化电子从还原型泛醌到cytc,同时将2H转移到膜间空间。

复合物IV(细胞色素氧化酶):至少有13种蛋白质,包含cyta和cyta3,含2Cu,催化电子从还原型cytc到O2,被激活的O2可与线粒体基质中的氢结合生成水。

四、电子传递抑制剂

1、鱼藤酮、安密妥(amytal,即5-乙基-5-异戊基巴比妥酸barbitalacid)、杀粉蝶菌素A:可阻断电子从NADH到CoQ的传递。

2、抗霉素A:可阻断电子从cytb到cytc1的传递。

3、CN-、H2S,、CO、N3-:可阻断电子从cytaa3到O2的传递。

五、氧化磷酸化作用

氧化磷酸化(oxidative phosphorylation)指电子从NADH或FADH2经电子传递链传递给分子氧生成水,并偶联ADP和Pi生成ATP的过程,它是需氧生物合成ATP的主要过程。底物磷酸化是指伴随着高能磷酸基团的转移或其它高能键的水解而直接偶联生成ATP的过程。

(1)氧化磷酸化的偶联作用:

电子传递中的能量变化:

△G0′=nF△E0′, △E0′=E0′电子受体-E0′电子供体

电子从NADH到O2:△E0′=0.82-(-0.32)=1.14, △G0′=-2×23.063×1.14 =-52.6kcal/mol=-220.07kj/mol. FADH2呼吸链:△G0′=-43.4kcal/mol=-181.58kj/mol.

(2)ATP的生成部位:

形成一个高能磷酸键,至少需△G0′≥-30.5kJ/mol,△E0′≥0.158V

电子链中:NADH与CoQ间,Cytb与c间,Cytaa3与O2间的电位差满足此要求,故在这三个部位可生成ATP.

(3)P/O比:

呼吸作用中每利用一个氧原子,或每对电子通过呼吸链传递给氧所产生的ATP分子数。最新测定表明:NADH呼吸链的P/O=2.5,FADH2呼吸链的P/O=1.5,EMP途径中3-PGAld脱氢生成的NADH+H+,其P/O=1.5。

(4)氧化磷酸化的偶联机理: 目前被人们普遍接受的是P.Mitchell提出的化学渗透假说(chemiosmotic hypothesis)。线粒体衬质的NADH传递电子给O2同时,也3次将衬质的H+由内膜内侧泵到内膜外侧。由于内膜不让泵出的H+自由的返回衬质,因此膜外侧的H+高于膜内侧而形成跨膜PH梯度(△PH)和膜电位差(△Ε),二者构成跨膜的电化学势梯度(△μH+),于是使内膜外的H+通过F0-F1(ATP酶)的H+通道进入线粒体衬质时是释放的自由能,驱动ADP和Pi结合形成ATP氢传递体包括一些脱氢酶的辅助因子,主要有NAD+、FMN(FAD)、UQ等。它们既传递电子,也传递质子;电子传递体包括细胞色素系统和某些黄素蛋白、铁硫蛋白。呼吸传递体除了UQ外,大多数组分与蛋白质结合以复合体形式嵌入膜内。

(5)氧化磷酸化的解偶联和抑制

解偶联剂(uncoupler):使电子传递和ATP生成过程分离,只抑制ATP的形成过程,不抑制电子传递过程,使电子传递产生的自由能以热的形式散失.对底物磷酸化没有影响。解除电子传递与磷酸化(ATP形成过程)偶联的作用称为解偶联作用。如2,4-二硝基苯酚(DNP):在酸性环境下DNP接受质子成为脂溶性物质,透过内膜,同时将质子H+带入内膜,破坏了跨膜H+梯度而引起解偶联现象。这类破坏跨膜质子梯度而导致解偶联的试剂称为质子载体。植物在不良环境如干旱、冷害、或缺钾等时也会导致氧化磷酸化解偶联。

氧化磷酸化抑制剂:能抑制氧的吸收利用和阻止ATP生成.有别于电子传递的抑制剂.如寡霉素:与FoF1-ATP酶的Fo的一个组分蛋白结合,“堵塞”了其内的质子能道,阻止膜外的H+回流到基质内.

离子载体抑制剂:为脂溶性物质,能与某些离子结合并作为载体使这些离子能够穿过膜进入线粒体.这样就破坏了跨膜电位△Ψ,最终破坏氧化磷酸化过程.如缬氨霉素:与K+结合,从而使K+通过膜。短杆菌肽:可使K+、Na+及其它一价离子穿过膜.第四节

未端氧化系统的多样性

一、末端氧化酶(terminal oxidase)

定义:指能将底物上脱下的电子最终传给O2,使其活化并形成H2O或H2O2的酶类。

分布:存在于线粒体内,本身就是电子传递体;也存在于细胞质基质和其它细胞器中。

(1)细胞色素氧化酶

主要的末端氧化酶。呼吸所耗O2的80%由它完成;包括cyta和cyta3,含有2个铁卟啉和2Cu,将电子从cyta3传给O2;与氧的亲和力高。受氰化物、CO的抑制。

(2)交替氧化酶(AO)

含Fe,将电子从UQ经FP传给O2;对氧的亲和力较高。易受水杨基氧肟酸(SHAM)所抑制。对氰化物不敏感。

(3)线粒体外的氧化酶

参与的电子传递途径没有能量截留和利用。如:

酚氧化酶:含Cu,分布于微粒体和质体中,分为单酚氧化酶(酪氨酸氧化酶)和多酚氧化酶(儿茶酚氧化酶)。它与酚类底物分别被间隔在细胞的不同部位.与植物的木质化、木栓化、抗病性有关。受氰化物和CO的抑制。当马铃薯块茎、苹果果实受到伤害后出现褐色就是此酶将酚氧化为醌的结果。制红茶时要揉破细胞,通过酚氧化酶的作用将茶叶中的酚类(儿茶酚,即邻苯二酚)氧化并聚合红褐色的色素从而制红茶。制绿茶时先需马上杀青以破坏酚氧化酶。

伤呼吸:植物组织受伤后呼吸增强的部分。它与酚氧化酶活性增加有关。

抗坏血酸氧化酶:分布在细胞质中,含Cu,将维生素C(抗坏血酸)氧化为脱氢抗坏血酸;与植物的受精作用、能量代谢、物质合成有密切关系;对氧的亲和力低,受氰化物抑制,对CO不敏感。

乙醇酸氧化酶:为一种黄素蛋白,含FMN,不含金属;催化乙醇酸氧化为乙醛酸并产生H2O2,与甘氨酸和草酸的合成有关;与氧的亲和力极低,不受氰化物、CO的抑制。

黄素氧化酶(黄酶):不含金属;存在于乙醛酸循环体,把脂肪氧化分解最后形成H2O2。

过氧化物酶、过氧化氢酶、超氧化物岐化酶:生物体内在逆境、衰老、物质氧化等时体内会产生过氧化物、H2O2和自由基(活性氧)。 O2+e-→O2.ˉ+2H+→H2O2(SOD催化) SOD:Cu-Zn-SOD(高等植物的叶绿体和细胞质), Mn-SOD(线粒体,细菌), Fe-SOD(细菌)。

H2O2的清除:H2O2在过氧化氢酶(CAT)作用下生成水和O2;

酚类、胺类等物质在过氧化物酶(POD)作用下被氧化,脱下的氢用于生成水。

二、未端氧化酶的多样性

植物体内的末端氧化酶的多样性能使植物在一定范围内适应各种外界环境。

细胞色素氧化酶对O2的亲和力大,所以在低氧浓度时仍能发挥作用。酚氧化酶、黄酶对氧的亲和力较低,故只能在高O2时起作用。在苹果果肉外以酚氧化酶和黄酶为主,而内部以细胞色素氧化酶为主。 细胞色素氧化酶对温度最敏感,黄酶对温度不敏感,故低温、成熟时苹果以黄酶为主,未成熟成气温高时以细胞色素氧化酶为主。

第五节 呼吸代谢的能量变化及调节

一、呼吸代谢能量的贮存

呼吸代谢中伴随着物质的氧化分解,不断释放能量。除部分以热能散失外,其余能量以高能键形成贮存。植物体内的高能键主要是高能磷酸键ATP或GTP(动物TCA中a-酮戊二酸的氧化脱羧生成琥珀酰辅酶A,它在硫激酶作用下高能硫酯键中的能量转移到GTP,再传递给ATP),其次是硫酯键。其中以腺苷三磷酸(adenosine triphosphate,ATP)中的高能磷酸键最重要。 生成ATP的方式有两种:一是氧化磷酸化,二是底物水平的磷酸化(substrate-level phosphorylation)。二者相比,前者为主,后者仅占一小部分。氧化磷酸化在线粒体内膜上的呼吸链和ATP合酶复合体中完成,需要O2参加。底物水平磷酸化在细胞质基质和线粒体衬质中进行,没有O2参加,只需要代谢物脱氢(或脱水),其分子内部所含能量的重新分布,即可生成高能键,接着高能磷酸基转移到ADP上,生成ATP。

真核细胞中1mol葡萄糖经EMP-TCA循环、呼吸链彻底氧化后共生成36(30)molATP。

二、呼吸代谢能量的利用率

从呼吸作用的能量效率来看,真核细胞中每mol葡萄糖在pH7的标准条件下经EMP-TCA循环-呼吸链彻底氧化,标准自由能变化(ΔG)为2870kJ,而1molATP水解时,其末端高能磷酸键(~P)可释放能量为30.5kJ,36molATP释放的能量为30.5KJ×36=1098KJ,因此,高等植物和真菌中葡萄糖经EMP-TCA循环—呼吸链进行有氧呼吸时,能量利用效率为1098/2870×100%=38.25%,其余的61%以热的形式散失了。

对原核生物来说,EMP中形成的2molNADH可直接经氧化磷酸化产生6molATP,因此1mol葡萄糖的彻底氧化共生成38molATP,其能量利用率为30.5×38/2870×100%=40.38%,比真核细胞要高一些。

在植物生命活动过程中,对矿质营养的吸收和运输、有机物合成和运输、细胞的分裂和分化、

0’植物的生长、运动、开花、受精、结果等等都依赖于ATP分解所释放的能量。

三、呼吸代谢与物质转化

呼吸代谢在植物体内蛋白质、脂肪、糖类及核酸等有机物代谢转化中起枢纽作用。植物体的构建所需的原料由呼吸代谢的中间物所提供。

四、呼吸作用的调节

(1)EMP途径的调节

巴斯德效应:有氧条件下酒精发酵受抑制的现象。即O2可以降低糖类的分解代谢和减少EMP产物的积累。

EMP两个关键酶:磷酸果糖激酶和丙酮酸激酶。ATP、柠檬酸、PEP为主要负效应物,而K、Mg、Pi可提高酶活性。

在有氧时丙酮酸进入线粒体生成ATP和柠檬酸抑制丙酮酸激酶,导致PEP、3-PGA量上升,进而对磷酸果糖激酶有反馈抑制作用;无氧时积累较多的Pi和ADP,有促进作用;有氧时细胞质中的NADH进入线粒体内膜的呼吸链,因缺乏NADH而丙酮酸不能被还原为酒精,因而发酵作用受抑制。

(2)TCA循环的调节

丙酮酸脱氢酶系:活性受CoA和NAD的促进,受乙酰CoA和NADH的抑制;ATP浓度高时该酶被磷酸化而失活;丙酮酸浓度高时则会降低该酶的磷酸化程度提高此酶的活性,促进TCA循环。

其他:NADH和ATP对柠檬酸合成酶、异柠檬酸脱氢酶、苹果酸脱氢酶等有抑制作用,NAD、高比例的NAD/NADH和ADP则为其激活剂;AMP对a-酮戊二酸脱氢酶有促进作用;反馈抑制:如a-酮戊二酸对异柠檬酸脱氢酶的抑制,草酰乙酸对苹果酸脱氢酶的抑制。

(3)PPP的调节

受NADPH/NADP调节。G6P脱氢酶为PPP的关键酶,受NADPH抑制,NADP促进其活性;NADPH抑制6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶活性;降低NADPH/NADP可促进PPP进行。光照充分、供氧可促进NADPH被利用,促进PPP;植物受旱、受伤、衰老、种子成熟过程PPP加强。

(4)电子传递途径的调节

++

++

+

+ 两条主要电子传递途径:细胞色素途径(CP)和交替氧化途径(AP)。内源水杨酸(SA)可诱导交替氧化途径的进行;缺磷时PPP增加,细胞色素途径减弱。

(5)能荷(energycharge) 能荷库:ATP,ADP,AMP. 能荷:总的腺苷酸系统中所负荷的高能磷酸基数量,是细胞中高能磷酸状态一种数量上的衡量,体现着细胞中腺甘酸系统的能量状态。

能荷的大小决定于ATP和ADP的多少。它的值可以从0~1,一般为0.75~0.95范围。当全部腺苷酸都转化成ATP时,能荷为1.0;全为ADP时EC=0.5;当全为AMP时EC=0。

ATP的生成和消耗途径以及细胞内的反应是和细胞内能量载荷状态相呼应的。能荷高时,ATP生成过程受抑制,合成代谢增强从而促进ATP的利用。能荷低时,减少利用ATP,增加分解代谢从而增加产生ATP。如高浓度ATP,低水平AMP会降低柠檬酸合酶和异柠檬酸脱氢酶的活性,从而使TCA活性降低。表明生物体内ATP的利用和形成有自我调节与控制的作用。

第六节

影响呼吸作用的因素

一、呼吸作用的指标

呼吸作用的强弱和性质,一般可以用呼吸速率和呼吸商两种生理指标来表示。

(1)呼吸速率(respiratory rate)又称呼吸强度,是最常用的生理指标。通常以单位时间内单位鲜重或干重植物组织或原生质释放的CO2

(2)呼吸商(respiratory quotient,R.Q),又称呼吸系数(respiratory coefficient),同一植物组织在一定时间内所释放的CO2与所吸收的O2的量(体积或摩尔数)的比值。它表示呼吸底物的性质及氧气供应状态的一种指标。

RQ=释放的CO2/吸收O2的量

呼吸底物不同,RQ不同:糖彻底氧化时RQ=1;葡萄糖氧化时RQ=1;富含氢的脂肪、蛋白质为呼吸底物时吸收的氧多,RQ1。苹果酸(C4H6O5)氧化时RQ=1.33。

环境的氧供应对RQ影响很大。如糖在无氧时发生酒精发酵,只有CO2产生,无O2的吸收,则RQ远大于1。如不完全氧化吸收的氧保留在中间产物中放出的CO2量相对减少,RQ会小于1。

二、影响呼吸速率的内部因素

(1)植物种类

生长快的植物呼吸速率高于生长慢的植物。

(2)同一植株不同器官,呼吸速率有所不同。

主要因代谢不同、非代谢组成成分的相对比重不同等影响。生长旺盛、细嫩部位呼吸速率高;生殖器官比营养器官呼吸速率高。雌蕊较高,雄蕊中以花粉为最强。

(3)同一器官不同组织的呼吸速率不同。

(4)同一器官在不同的生长发育时期中呼吸速率也表现不同。

(5)呼吸速率与植物年龄有关。

(6)呼吸速率也表现出周期性变化,与外界环境、体内的代谢强度、酶活性、呼吸底物的供应情况等有关。

(7)呼吸底物充足时呼吸强度高。

(8)水分含量高时呼吸增强。粮食贮藏时要晒干。

三、影响呼吸速率的外部因素

环境对呼吸作用的影响表现在:影响酶的活性进而影响呼吸速率;影响呼吸途径:EMP-TCA、PPP、有氧呼吸与无氧呼吸、抗氰呼吸;影响呼吸底物,RQ可表现出变化。

(1)温度

呼吸在一定温度范围内随温度的升高而呼吸增高,达到最大值后,继续升高时呼吸则下降。

最适温度:指呼吸保持稳态的最高呼吸强度时的温度,一般为25~35℃(温带植物)。比同种植物光合作用的最适温度高。

最低温度因植物种类、同一植物不同生理状态有很大差异。一般在0℃时呼吸就进行很慢。冬小麦在0~-7℃仍可进行呼吸。有些多年生越冬植物在-25℃仍呼吸,但在夏天温度低于-4~-5℃时就不能忍受低温而停止呼吸。

呼吸作用最高温度一般为35~45℃间。最高温度在短时间内可使呼吸速率较最适温度时要高,但温度越高时间越长,呼吸迅速下降;温度过高或过低都会影响酶活性,进而影响呼吸速率。

温度升高10℃所引起的呼吸速率增加的倍数,称为温度系数(Temperature coefficient,Q10)。 Q10=(t+10)℃时的呼吸速率/t℃时的呼吸速率。

大部分植物器官,0~25℃温度范围内Q10为2~2.5,但温度进一步增加至30~35℃,呼吸速率虽仍增加,但Q10开始下降。可能原因是O2的扩散到细胞中去的速率限制了反应速率的加快,CO2或O2的扩散作用的Q10仅为1.1,温度对提高扩散速率作用不大。

个体发育过程中,器官的Q10与该器官发育所需的自然温度相符合。北方冬小麦叶子在温度较低时呼吸作用的Q10比在高温下高,而在后期,气温较高时叶子在高温下的Q10比在低温下的高。

种子的低温贮藏是利用低温下呼吸减弱以减少呼吸消耗,但不能太低到破坏植物组织的程度。早稻浸种时用温水淋冲翻堆是为了控制温度、通风以利于种子萌发。

(2)氧气

氧浓度影响着呼吸速率。当浓度低于20%时呼吸速率开始下降。

氧浓度影响着呼吸类型。在低氧浓度时逐渐增加氧,无氧呼吸会随之减弱,直至消失;无氧呼吸停止进行时的组织周围空气中最低氧含量称为无氧呼吸的消失点。

水稻和小麦的消失点约为18%,苹果果实的消失点约为10%。在组织内部,由于细胞色素氧化酶对O2的亲和力极高,当内部氧浓度为大气氧浓度时的0.05%时有氧呼吸仍可进行。

随着氧浓度的增高,有氧呼吸也增加,此时呼吸速率也增加,但氧浓度增加到一定程度时对呼吸作用就没有促进作用。此氧浓度称为呼吸作用的氧饱和点。在常温下许多植物在大气氧浓度(21%)下即表现饱和。一般温度升高,氧饱和点也提高。氧浓度过高:对植物有害,这可能与活性氧代谢形成自由基有关。

氧浓度低时,无氧呼吸增强,产生酒精中毒;过多在消耗体内营养,正常合成代谢缺乏原料和能量;根系缺氧会抑制根系生长,影响对矿质营养和水分的吸收。

(3)CO2

环境中CO2浓度增高时脱羧反应减慢,呼吸作用受抑制。当CO2浓度高于5%呼吸作用受明显抑制,达10%时可使植物死亡。因此可用高浓度CO2来贮藏果疏。

(4)水分

整体植物的呼吸速率一般是随着植物组织含水量的增加而升高。干种子呼吸很微弱,当其吸水后呼吸迅速增加。当受干旱接近萎蔫时呼吸速率有所增加,而在萎蔫时间较长时呼吸速率则会下降。

(5)机械损伤

机械损伤明显促进组织的呼吸作用。机械损伤破坏氧化酶与呼吸底物间的分隔使,如酚在受伤与酶接触而迅速被氧化;损伤使一些细胞脱分化为分生组织或愈伤组织;需更多的中间产物以形成新的细胞。

(6)病原菌的侵染

植物组织感病后呼吸增加。宿主受体细胞的线粒体增多;线粒体被激活,电子传递系统的某些酶活性增强;氧化酶活性增强,如多酚氧化酶、抗坏血酸氧化酶的活性增强;抗氰呼吸增强,PPP加强。

第七节

一、呼吸效率(生长效率)

概念:

1克葡萄糖氧化时所能生成的生物大分子或合成新组织的克数(=合成生物大分子的克数/1g葡萄糖氧化×100%)。

幼嫩、生长旺盛和生理活性高部位呼吸效率高。水稻营养生长时生长效率为60~65%。

维持呼吸(maintenance respiration):提供保持细胞活性所需能量的呼吸部分。维持呼吸的效率低。随植物种类、温度不同而表现出显著差异,水稻的Q10=2.2。模拟表明,马铃薯的维持呼吸消耗占光合作用的21%,而生长呼吸占20%。

生长呼吸(growth respiration):提供植物生长发育所需能量和物质,包括结构大分子合成、离子吸收等。不同的植物种类、不同(水稻)品种的生长呼吸似乎变化不大,受温度影响不大。

植物放于暗中48小时后几乎消耗完了体内的底物,停止生长。此时的呼吸主要是维持呼吸。或植株成熟时维持呼吸是呼吸的主要部分。植株幼嫩生长活跃时生长呼吸是呼吸的主要部分。

对植物生长而言,生长呼吸是必须的。而维持呼吸是否真正全部需要或是浪费光合产物尚不能肯定。

二、呼吸作用与种子萌发

呼吸作用影响种子的发芽、幼苗生长。如水稻的浸种、催芽、育苗是通过对呼吸作用的控制达到幼苗的生长健壮。经常换水和翻动,目的是为了补充O2,使有氧呼吸正常进行。否则无氧呼吸增加,酒精积累,温度升高,造成酒精中毒,或“烧苗”现象。早稻浸种时用温水淋冲以增加温度,保证呼吸作用所需温度条件。

稻、大麦种子发芽时,EMP-TCA减弱,HMP增加。大豆种子发芽时由对氰敏感呼吸减弱,而抗氰呼吸增强。

三、呼吸作用与种子成熟

种子形成过程中呼吸速率逐步升高,灌浆期速率达到最大。此后灌浆速率降低,呼吸速率也相应减弱。可能原因是由于种子内干物质积累增加,含水量下降,线粒体结构受破坏所致。

种子成熟过程中,在初期以EMP-TCA为主,随着成熟,PPP加强。

四、呼吸作用与种子安全贮藏

种子内部发生的呼吸作用强弱和所发生的物质变化,将直接影响种子的生活力和贮藏寿命。

呼吸快时,消耗多的有机物,放出水分,使湿度增加。湿度增加反过来促进呼吸作用。放出的热使温度升高,也促进呼吸和微生物活动,导致种子的霉变和变质。

种子呼吸作用与种子的含水量有关。

一般油料种子在安全含量8~9%,淀粉种子12~14%时,风干种子内的水都是束缚水,

呼吸作用与农业生产 呼吸酶的活性降低到最低,呼吸微弱,可以安全贮藏。

种子的含水量偏高时呼吸作用显著增加。因为含水量增加后,种子内出现自由水,酶活性增加。

种子安全贮藏措施:种子要晒干;防治害虫;仓库要通风以散热散湿;低温;或密闭保藏;可适当增加CO2量和降低O2的含量。如脱氧保管法,充氮保管法。

五、呼吸作用与作物栽培

(1)通过栽培管理措施可以调节作物群体呼吸作用。

(2)改善土壤通气条件:增加氧的供应,分解还原物质,使根系呼吸旺盛,生长良好,根系发达。如生产上作物生长过程中常常需中耕松土;地下水位较高时需挖深沟(埋暗管)以降低地下水位;水稻移栽后的露田和晒田。

(3)调节温度:寒潮来临时及时灌水保温;早稻灌浆成熟期正处高温季节,可以灌“跑马水”降温,以减少呼吸消耗,有利于种子成熟。

六、呼吸作用与果实成熟和保藏

呼吸跃变:有些果实在成熟时呼吸速率会突然增高,最后又突然下降,此时果实成熟。它与果实内乙烯释放有关;呼吸跃变可改善品质:酸度下降,变甜等。

果实保鲜:适当降低温度可以推迟呼吸跃变的出现,从而推迟成熟,以延长保鲜期。不能干燥以促进鲜;降低氧浓度和贮藏温度,增加CO2浓度(但不能超过10%否则果实中毒变质)以减少呼吸作用;“自体保藏法”:果实、块根块茎自体进行呼吸作用时可降低室内O2浓度增加CO2浓度,从而抑制呼吸作用。

七、呼吸作用与作物产量

呼吸作用与产物的关系复杂,两者关系的报道都不尽相同。呼吸消耗有机物,特别是维持呼吸;在玉米、燕麦等作物中观察到降低叶呼吸作用时,其产物增加。但也观察到呼吸下降后产量也下降。

思考题

(一)名词解释:

呼吸作用;有氧呼吸;无氧呼吸;糖酵解;三羧酸循环;戊糖磷酸途径;乙醛酸循环;呼吸链;氧化磷酸化;抗氰呼吸;呼吸作用氧饱和点;无氧呼吸的消失点;未端氧化酶巴斯德效应呼吸速率;呼吸商;呼吸跃变;能荷;生物氧化。

(二)写出下列缩写符号的中文名称,并简要说明其生理意义

EMP;TCAC;PPP;GAC;ETS;PEP;Cyt;CoQ或UQ;P/O比;R.Q.;FP;SHAM;DNP。 (三)问答题:

1.植物呼吸代谢多条路线有何生物学意义? 2.TCA循环的特点和意义如何? 3.抗氰呼吸的生理意义有哪些? 4.油料种子呼吸作用有何特点?

5.长时间的无氧呼吸为什么会使植物受到伤害? 6.以化学渗透假说说明氧化磷酸化的机理。

7.葡萄糖作为呼吸底物通过EMP-TCA循环、呼吸链彻底氧化,可以生成多少ATP?能量转换效率是多少?

8.呼吸作用的反馈调节表现在哪些方面? 9.呼吸作用与谷物种子、果蔬贮藏有何关系? 10.呼吸作用与作物栽培关系如何? 参考文献

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推荐第8篇:植物的呼吸作用及其利用教案

第五章

植物的呼吸作用及其利用教案

一、教材分析

本节课是《植物的呼吸作用及其利用》,是初中生物教学的传统内容,集合

了生物学的基本知识、

基本概念和基本研究方法为一体的重要内容之一,

无论大 纲教学还是新课标教学都要求教授的内容。在前面学习了《第四章

叶的光合作 用与光能利用》之后,又一植物体生理知识,也是植物三大作用中集重点和难点 为一体的一个部分。这一部分知识的学习,又能进一步理解植物的光合作用,同 时提升对光合作用和呼吸作用关系的实质性的认识。

同时它与光合作用既相互独 立,又相互依存。本节内容包括植物的呼吸作用和呼吸作用的应用两部分。对植 物呼吸作用知识框架的建构,

主要是通过对“观察植物的呼吸作用”实验现象的 分析而获得。

初二学生正处于以形象思维为主,并向抽象思维逐步过渡的关键时期,

现实 生活中, 学生对呼吸作用的一些现象已有不少感性认识, 教师在教学中要充分利 用学生的生活经验,密切联系生产、生活的实际,引导学生理解呼吸作用的概念 和意义,并能运用所学知识解释生产、生活中的有关问题。

二、概念分析

呼吸作用的定义:植物体吸进氧气,将有机物分解成二氧化碳和水,并释放出能

量的过程

呼吸作用的公式:有机物+氧 气 →二氧化碳+水+能量

分析:呼吸作用的概念可以分为两部分,箭头前是原料,箭头后是产物,中间是

进行呼吸作用的处所。 此处要将公式中有机物储存能量这个隐含的条件跟学生讲 清楚,最好与光合作用的公式放到一起讲,会更清楚。对呼吸作用的产物中,如 何来鉴定二氧化碳,验证能量的产生,以及水的产生,概念中的这三项都需要运 用实验来检验。

三、学情分析

1学生定位:学生是教学过程的终端,是教育的主体,视教学的达成度要以学

生为主要的评价标准,论教学的时效性也应以学生为主要的验证

尺码。如不能真正认识和把握学生的认知水平、能力范围和性情

趋向,那么教师的教学就会失去方向而变得徒劳,甚至打击学生 的学习积极性,所以准确、科学的对学生进行分析是教师教学设

计的中心环节和必要过程。

2知识基础:学习的群体是跨入初中后的初二学生,小学只是通过实例,较表

浅的了解到植物的呼吸现象,前期的知识储备有限。

3能力定位:观察力可以,但是对于较为抽象的实质性知识的认知能力有限, 线粒体

九月开学季,老师你们准备好了吗?

从现象中发现问题、思考问题的学习习惯还需要培养,尤其是同 类知识的类比能力,内在关系等的分析还需借助教师的指引和帮 助。

4性情特点:性情趋向活泼、热情、求知欲强、对新鲜事物敏感,但是易被学习中的障碍击退,学习中的依赖情绪强。学生对生物知识的兴趣 度,学生对教师的期望,学生热衷的层面这些都应是教师课前了 解的方面。

5教师自身分析:由于实际教学经验丰富,善于与学生在课堂上的交流和沟通, 所以能较好的驾御开放式的课堂。

四、设计理念

知识主线:整个教学过程不能偏离以下主线。

通过《演示实验》观察到种子呼吸的三种表象:呼吸放热、呼吸吸氧、呼吸 释放二氧化碳, 进而得出呼吸的概念 (反应式)

同时要分析呼吸的意义 (实质)

然后结合实际生活经验阐述呼吸作用在生产和生活的应用, 在教课过程中让学生

思考光合与呼吸的关系,最后布置学生进行实践活动。

五、教学目标

1描述绿色植物的呼吸作用。

2举例说出呼吸作用的原理在农业生产和日常生活中的应用。

3通过实验,培养学生猜想、观察、推理、分析、综合能力和创造思维能力。 4在实验中,培养学生动手、动脑的能力,体验科学探究的一般过程,认同科 学研究的求实、严谨,培养团结协作的团队精神。

六、教学过程

(一)、情境导入

伴随着美妙的音乐,大屏幕出现鸟语花香的动人画面。请同学说出自己的感受。 学生充分发表意见,认识到植物光合作用释放出的氧是使人心旷 神怡的原因之一,并板书出光合作用的公式。

教师继续启发,如果在居室里放置过多的花卉是否有益于人体的 健康呢?这与植物的呼吸作用息息相关,从而顺利地引入新课题。

(二)、实验探究 1实验一:种子呼吸消耗氧

(1)放映多媒体课件,介绍该实验准备情况。这样不仅提高可信度,还能激发学 生的探究欲望。

教师强调指出:甲瓶装有煮熟的黄豆种子,乙瓶装有等量的萌发的黄豆种子,并 分别用醒目的红、蓝标签注明。 (2)请2位同学上台将蜡烛点燃

教师提问:为什么蜡烛会燃烧呢?学生很自然地想到空气中的氧有助燃的作用。 从而轻松地突破分析此实验的难点。

3请同学将燃烧的蜡烛分别放入甲、乙两瓶内。

教师提醒学生观察现象并思考产生此现象的原因。同学们饶有兴趣地观察, 并能准确地说出实验现象:放入甲瓶中的蜡烛能继续燃烧,而放入乙瓶中的蜡烛立刻熄灭。

4教师引导:乙瓶中的蜡烛立刻熄灭,可见乙瓶中缺少氧气。得出结论:种 子呼吸消耗氧。

2实验二:种子呼吸产生二氧化碳 为了更好地设计本实验,

突破学生由于化学知识匮乏而难以理解的特点。 教师增加了一个小实验,以改变知识的呈现方式。

1完成小魔术:请同学向盛有澄清石灰水的试管中吹气,观察现象并叙述。 教师在课件中打出:

使澄清的石灰水变浑浊是二氧化碳的特性。 从而证明人呼出的气体中含有较多的二氧化碳,以此作为知识铺垫。 2种子呼吸能否产生二氧化碳呢?教师引导学生小组讨论,设计实验。 ①学生的设计除教材的设计方法外主要有:

A将澄清的石灰水直接注入萌发的种子中,观察其变化。

B将澄清的石灰水倒入广口瓶中,然后用纱布包住萌发的种子,悬挂于广口瓶 内,观察石灰水的变化。

C将萌发的种子装入塑料袋,密封。过一段时间,将气体导入澄清的石灰水中, 观察石灰水的变化。

教师要注意引导:确定上述实验设计的可行性和科学性以及设计实验方案 时,一定要设立对照实验。即:对煮熟的种子也要完成同样的实验操作,以增加 实验的说服力。

②小组同学合作,根据教师提供的材料、用具,依照课本上的操作或 D方法完成

该实验,体验动手、动脑的快乐。

③教师以小组为单位,对学生进行评价,培养合作能力。同时总结出:种子呼吸 能产生二氧化碳。

3实验三:种子呼吸释放热量

1请生物兴趣小组的同学介绍该实验开始时的温度计示数。

2请同学用正确的方法读出现在的温度计示数。引导学生思考产生此现象的 原因,总结出种子呼吸释放出热量。教师同时指出热量是能量的一种。除 此以外,种子呼吸还能产生水。

4多媒体展示小实验:验证种子呼吸消耗有机物。

1称取等量的两份同种植物的种子,在黑暗条件下,一份提 供适宜种子萌发的条件,另一份保持干燥不萌发。

2一段时间后,将两份种子(其中一份已经萌发成幼苗)干燥,分别称其重 量。哪一份的重量轻了呢?

3得出结论:呼吸消耗了种子中的有机物。

在进行以上实验分析时,每得到一个结论,教师都要进行板书。此时总结 出呼吸作用的公式。

请同学根据课本和公式,描述出呼吸作用的概念。 5由特殊到一般:植物体的活细胞都能进行呼吸作用。 猜一猜:

实验前一天,请同学将等量的新鲜和煮熟的青菜叶分别装入两只相

同的不漏气的黑色塑料袋中,插入软管扎紧袋口,并将软管夹紧。课上将两塑料 袋中的气体导入澄清的石灰水,

请同学根据实验现象,猜测哪一袋中装的是新鲜

菜叶。教师最后打开袋子,揭开谜底。同时指出,叶也能呼吸产生二氧化碳。 植物的其它器官也能进行呼吸作用吗?带着这个问题走进老师制作的根、茎、花、果实进行呼吸作用的动画。

学生得出:植物的根、茎、叶、花、果实、种子都能进行呼吸作用。教师引 导:

组成这些器官的基本结构和功能单位是什么?煮熟的种子、

菜叶为什么不能进行呼吸作用?总结出:呼吸作用在所有的活细胞中进行。教师同时强调:呼吸作用每时每刻都在进行(有光、无光都能进行)。随着问题的深入,学生的理解 更加深刻而全面。

6呼吸作用释放出的能量有什么意义呢?展示多媒体课件。强调植物通过呼吸 作用释放出来的能量, 除一部分转变成热能散失以外, 其余部分用于植物体的各

项生命活动。如:植物对矿质营养的吸收、有机物的合成与运输、细胞的分裂与 生长等。

(三)、联系实际、迁移深化

研究呼吸作用,就是为了利用它、调控它。通过联系实际,使学生经历一个再认 识的深化过程,由知识过渡到能力。 1回顾

有人在居室中放置过多的花卉,好不好? 2身边的科学

播放农民松土、排涝、晾晒粮食、低温贮存水果和蔬菜的录像。请同学说出这样 做的依据是什么? 3听故事,长知识

冬天,农民伯伯常常将收获的大白菜贮存在地窖中。在一个偏远 的小山村,有人一打开地窖就进去取白菜,走到半路,蜡烛突然灭了。于是,高

喊“有鬼”,吓得迅速跑出了地窖。真的有鬼吗?这鬼是谁?你准备怎么办?

4.大家谈

请同学将课前调查的呼吸作用原理在当地农业生产中应用的例子,介绍给大家。

培养学生查阅资料、搜集资料、处理信息的能力和合作交流的能力。

(四)、归纳总结

这是思维活动最活跃的环节。通过组织不同层次的学生回答,互相交流、补充, 每一个学生都能体验到成功的喜悦,从而对本节的知识体系进行概括。

推荐第9篇:七年级生物植物的呼吸作用教案

第三单元第五章绿色植物与生物圈中的碳-氧平衡 第二节绿色植物的呼吸作用

一、教学目标: 【知识与技能】:

1.描述绿色植物的呼吸作用的过程。2.说出呼吸作用是生物的共同特征。

3.认同绿色植物在维持生物圈的碳-氧平衡中的重要作用。【过程与方法】:

参与探究实验的过程,培养学生科学探究能力及创新意识;提高观察问题、分析问题、解决问题的能力。

【情感态度与价值观】:

认同绿色植物在制造有机物方面对于生物圈有重要意义,反思人与生物圈的关系,树立生物知识来源于生活实践,又服务于生活的观念。

二、教学重点:

重点:呼吸作用的概念和探究呼吸作用的三个实验。 难点:呼吸作用过程中的有机物的分解和能量的释放。

三、教学设计思路:

围绕绿色植物呼吸作用的过程,以实验为依托,以生活和环境事件为载体,从分析实验现象入手,推测出呼吸作用的原料、产物以及有机物分解和释放能量的实质,揭示呼吸作用的实质与普适性。然后从生物圈的角度探讨碳-氧平衡,反思人与生物圈的关系。

四、教学准备:

准备实验所需要的仪器和器材。提前一周黄豆,装在玻璃瓶中的白菜。

五、教学过程: 教学内容

教师活动

学生活动

设计意图

联系生活 设境激趣

[引言]:

冬天到了,妈妈买来几盆绿色植物,想美化儿子的房间,同时,天冷了不用开窗也可以净化空气,一家人都很高兴,可时间久了,儿子感到夜晚睡觉时室内很闷,心里十分奇怪。 提出问题:“把花草放入卧室内是否科学?”

提问:①知道人的呼吸作用吸入和呼出的气体是什么吗? ②植物的呼吸是否与人一样,也是吸入氧、呼出二氧化碳? 。

学生回答:缺少氧气

全体同学都能回答出:呼吸作用吸入氧气,呼出二氧化碳。

激发学生的探究热情。

实验探究,合作交流

实验一:观察盛有煮熟种子和萌发的种子的保温杯内温度计示数 提问:甲瓶温度升高的原因是什么?热量从何而来?

分析:种子在萌发的过程中,其中的有机物发生了变化,释放出能量,一部分能量用于种子的萌发,还有一部分能量以热能的形式散发了。 提出问题:萌发的种子中的有机物最终转变成了什么物质?在转变的过程中还需要哪些物质的参与呢?

学生观察温度计的度数,得出萌发的种子温度升高。 学生得出呼吸过程放出热量

实验二:种子呼吸时放出二氧化碳

1、邀请一名同学向盛有澄清石灰水的试管中吹气

2、引导学生设计实验证明种子呼吸时放出二氧化碳

[提问]:这个实验说明了什么?

1、一名同学向盛有澄清石灰水的试管中吹气,观察现象并叙述 认同用澄清的石灰水可以验证二氧化碳气体的存在。

2、用注射器抽取萌发种子瓶中的气体和煮熟种子瓶中的气体,分别通入澄清的石灰水,进行对比

学生得出:种子呼吸作用产生二氧化碳

为了使学生更好的接受本实验,突破学生因化学知识缺乏而难以理解的特点。

实验三:种子萌发时吸收氧气

1、放映多媒体课件,介绍实验准备情况。强调指出:甲瓶中装有等量的萌发的黄豆种子,乙瓶内装有煮熟的黄豆种子。

2、先用火柴点燃蜡烛,然后提出:为什么蜡烛会在空气中燃烧?

3、让学生把燃烧的蜡烛放入甲、乙两瓶内,提醒学生观察实验现象,并思考原因 分析讨论得出结论:空气中的氧气有助燃作用。

两名学生把燃烧的蜡烛放入甲、乙两瓶内,观察实验现象,作好记录。 观察现象:甲瓶中的蜡烛会熄灭,乙瓶中的蜡烛继续燃烧。得出结论:萌发的种子吸收氧气。

再次探究,知识升华

引导学生提出:植物除了种子能进行呼吸作用,其他器官是否也进行呼吸作用? 出示分别装有一株白菜的玻璃罐,其中一只用黑色的塑料袋罩了一昼夜,我们再把燃着的蜡烛分别伸入瓶内。

提问:为什么把一只装有白菜的玻璃罐用“黑袋子”罩着而不用透明塑料袋? 归纳得出呼吸作用的概念

(板书)有机物+氧二氧化碳 + 水 + 能量 (植物体有生命的部分都可以进行呼吸作用)

讨论设计方案

观察罩着黑色塑料袋的那只熄灭,而另一只正常燃烧。

实践应用,知识迁移

通过多媒体展示呼吸作用在现实生活中的应用情况,如:现代农业生产中的大篷蔬菜、种子的保存、水果的保鲜等

分组讨论,尝试解决问题

开阔学生视野,重塑“生活实践”→“生物知识”→“服务生活”的目标过程,升华思维

前后联系,知识提炼

出示草原生态系统 引导学生分析食物链

出示生物圈中碳氧平衡示意图

提问:①物圈中哪些过程是需要消耗氧气和排出二氧化碳的? ②些过程又是吸收二氧化碳、排出氧气的? 板书:呼吸作用是生物的共同特征。

我们要善待植物,爱护和保护植物,大量植树造林,充分发挥绿色植物的巨大作用,与此同时,我们还要倡导低碳生活、节能减排、为维护我们美好的家园——地球,贡献自己的力量。 板书:绿色植物维持生物圈碳-氧气平衡

分析讨论有机物通过食物链进入其他生物体内,参与构建其他生物 知识提炼:呼吸作用是生物的共同特征。 学生讨论分析得出:绿色植物对维持生物圈中二氧化碳和氧气的相对平衡起着非常重要的作用

使学生理解,只有绿色植物的光合作用,才能不断地吸收并向大气中释放氧气

巩固新知,课堂小结

1.白薯、白菜堆放久了会发热的原因是() A.光合作用产生了热量 B.蒸腾作用产生了热量 C.呼吸作用产生了热量 D.都有可能

2.在农业生产上,为了利于植物呼吸,常采取的措施是() A.大量使用有机肥料 B.大量使用无机肥料 C.大量浇水 D.中耕松土

3.植物进行呼吸作用的部位是() A.绿色部分 B.叶片 C.种子

D.植物体有生命的部分

4、讨论:我国北方农村里常将马铃薯储藏在地窖中,进入地窖取物前,农民往往把一盏油灯吊入地窖内,你知道这一做法的目的是什么? 小结:

通过本节课的学习,你有什么收获?

学生独立完成 教师巡回指导

学生自行对知识进行梳理

习题的选择重在对呼吸作用实质的检测,从而了解学生对本节的重点知识掌握的情况。 培养学生的归纳能力和语言表达能力。

板书设计:

第三单元第五章绿色植物与生物圈中的碳-氧平衡 第二节绿色植物的呼吸作用

1、绿色植物的呼吸作用 有机物+氧二氧化碳+水+能量

(植物体有生命的部分都可以进行呼吸作用)

2、呼吸作用是生物的共同特征

3、绿色植物维持生物圈碳-氧平衡

《绿色植物的呼吸作用》学案 自主学习

一、植物的呼吸作用 1.概念:细胞内有机物在___的参与下被分解成___和___,同时释放___的过程。 2.反应公式:_________。 3.观察种子呼吸现象的演示实验。 温度计示数上升说明___。

蜡烛熄灭说明呼吸作用吸收___。 澄清石灰水变浑浊说明___。

4.呼吸作用释放能量,一部分以___的形式散失,其余主要用于维持___。

二、呼吸作用的应用

1.田间松土、及时排涝有利于根的___。2.粮食、蔬菜、水果贮藏需要抑制呼吸作用。 课堂练习

1.白薯、白菜堆放久了会发热的原因是()

A.光合作用产生了热量

B.蒸腾作用产生了热量 C.呼吸作用产生了热量

D.都有可能

2.在农业生产上,为了利于植物呼吸,常采取的措施是() A.大量使用有机肥料 B.大量使用无机肥料 C.大量浇水 D.中耕松土

3.植物进行呼吸作用的部位是() A.绿色部分 B.叶片 C.种子

D.植物体有生命的部分

4、讨论:我国北方农村里常将马铃薯储藏在地窖中,进入地窖取物前,农民往往把一盏油灯吊入地窖内,你知道这一做法的目的是什么?

推荐第10篇:《呼吸作用》导入片段的教学设计

《呼吸作用》导入片段的教学设计

1. 情景创设,引入课题

新鲜的蔬菜放在扎紧的塑料袋里, 放在暗处一段时间,内壁上会有什么出现?当我们激烈运动后,我们会感到腰酸背痛,大家知道以上现象是什么原因产生的?今天我们就共同探讨其中的奥妙——细胞呼吸 2. 区别呼吸,导出概念

我们常常听到的呼吸、呼吸运动、细胞呼吸是不是同一概念?相互之间有什么联系? 讨论归纳:呼吸是指人体与外界进行气体交换的过程;呼吸运动是指胸廓有节律地扩大和缩小的过程;由于呼吸作用在细胞内进行的,所以也叫细胞呼吸。细胞呼吸是发生在细胞中的化学变化。细胞呼吸是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解,生成二氧化碳或其他产物,释放出能量并生成ATP的过程。

3.地球上的细胞呼吸是怎样产生和发展的?

讲述: 在远古时期,地球的大气中是没有氧气的,那时微生物的呼吸时无氧呼吸,随着大气中出现了氧气,细胞内就出现了有氧呼吸相关的酶类,在无氧呼吸的基础上发展出了有氧呼吸,由于有氧呼吸比无氧呼吸优越,有氧呼吸就逐渐成为了绝大多数生物的主要呼吸形式,无氧呼吸作为有氧呼吸的补充,是生物体或部分器官组织在缺氧的条件下能够维持正常的生命活动,是生物适应性的表现。

小结:细胞呼吸可分为有氧呼吸和无氧呼吸两类,其中有氧呼吸是有氧气参与的氧化分解,无氧呼吸是没有氧气参与的氧化分解;高等植物和动物细胞的主要方式就是有氧呼吸,缺氧的情况也可进行短暂的无氧呼吸;地球上细胞呼吸是由无氧呼吸向有氧呼吸进化的,所以说有氧呼吸对生物体的生命活动更具有重要意义

第11篇:《呼吸作用》的教学反思

根据《生物课程标准解读》中的要求,\"生物圈中的绿色植物\"是十大主题之一,本主题的重点在于让学生通过学习植物的光合作用、呼吸作用等生理功能,理解植物在生物圈中的重要作用。对于呼吸作用的知识体系,新教材改变了以往的以\"植物的呼吸作用\"为标题,以\"呼吸作用的原料\"、\"呼吸作用的产物\"、\"呼吸作用的概念\"、\"呼吸作用与光合作用的关系\"、\"呼吸作用在生产中的应用\"为线索的\"学科中心\"的课程设计思路,而是以\"绿色植物对有机物的利用\"为标题,以\"有机物用来构建植物体\"、\"有机物为植物体的生命活动提供能量\"和\"呼吸作用是生物的共同特征\"为线索,突出了\"生物圈中的绿色植物\"这一主题,另一个更为重要的线索是引导学生学会推理、归纳的科学思维方法。教师在教学中要紧紧抓住这两条线索,以绿色植物对有机物的利用的科学知识为\"材料\",以推理、归纳的科学思维方法为\"针线\",缝制一件精美的\"衣服\"--课堂教学。

教师在教学中依据《标准》,结合学生的实际情况,灵活运用好教材的内容,比如,调整教学的内容,改良实验等,尽管教学内容没有探究性的实验,但同样要充分发扬学生自主学习的精神,创造机会让学生动手,促使学生讨论和思考,因为改变学生的学习方式,便被动为主动,这才是课程改革的根本目的之一。

第12篇:《绿色植物的呼吸作用》教学设计和反思

绿色植物的呼吸作用的教学设计和反思

教学目的:

1、观察绿色植物的呼吸现象,探究植物呼吸作用的发生部位

2、培养学生的观察能力,分析能力和总结能力。

3、在科学实验过程中培养严谨的科学态度和树立实事求是的科学精神。

教学重点: 植物的呼吸现象

教学难点: 植物的呼吸现象,呼吸作用的概念。

教法: 演示实验法,观察法,分析法、归纳总结法

教具准备:玻璃瓶,萌发种子,煮熟种子,保温瓶,试管,澄清石灰水等。

教学过程:(引入新课:你能解释吗?)

1.为什么萝卜放久了会空心呢2.为什么冷藏的蔬菜能较长时间地保持新鲜呢? 3.为什么花盆的底部要有洞呢? 4.为什么卧室里不宜摆放植物?5.为什么人下到储存蔬菜地窖有时会晕倒?绿色植物除了光合作用以外,为了自己的生长还要进行呼吸作用。

一、观察植物的呼吸现象:

演示实验

一、种子萌发时吸收氧气 现象:燃烧的蜡烛放进甲瓶里,立即熄灭了,说明甲瓶晨缺少氧气。 结论:萌发种子进行呼吸时吸收氧气。

演示实验二:(课件展示)种子萌发时释放二氧化碳

现象:甲瓶里气体能使澄清的石灰水变得混浊。

结论:萌发种子进行呼吸时释放二氧化碳。

演示实验三:种子萌发时释放能量(课件展示)

现象:装有萌发种子的保温瓶里温度比装有煮熟种子的保温瓶里的温度高。

结论:萌发种子进行呼吸时产生热量。

小结:上述三个实验的结果表明,萌发种子进行呼吸作用时,不但吸收 氧气 ,释放 二氧化碳 ,而且还会产生 热量 。

萌发的种子能进行呼吸作用

二、呼吸作用的原理:

有机物(储存能量)+氧气 =二氧化碳+水+能 场所 线粒体

概念:绿色植物吸收氧气,将有机物分解成二氧化碳和水,同时释放能量的过程,叫做呼吸作用。

呼吸作用的意义:植物的呼吸作用为生命活动提供了动力。

三、呼吸作用与光合作用的联系

光合作用为呼吸作用提供了储存能量的有机物,呼吸作用为光合作用进行提供能量和原料。“谁也离不开谁!”

四、学以致用解决课前几个为什么

五、课堂评价练习( 教学反思:)

本堂课我觉得成功环节是第一个实验还是相当的成功,学生直观感觉,看得见摸得着。后两个实验因客观条件限制,用的是课件展示,虽有动画场景,但还是没现场实验直观,这是一大遗憾。这对于学生对生物现象的感知就有一定的限制。以后再有机会我争取克服困难,尽量给学生上好生物实验课!

绿色植物的呼吸作用的教学设计

七上生物

白海一

第13篇:七年级生物 绿色植物的呼吸作用教学设计

绿色植物的呼吸作用

初一 刘玉萍

一、教学分析:

呼吸作用是植物体的一种重要的生理活动,主要表现在对有机物的分解,产生能量,供给动植物的生命活动。呼吸现象在人体的表现非常明显,但是植物体有没有呼吸作用?如果有怎样证明它的存在?

二、教学目标:

1、通过植物进行呼吸作用的实验,使学生掌握呼吸作用的概念,理解呼吸作用的过程;

2、通过该验,培养学生的观察能力、实验操作能力以及进行科学方法的训练。

3、知道呼吸作用与人类生产、生活的关系,能利用呼吸作用的知识解释有关现象。

三、教学重点:

1、植物呼吸作用实验的设计和分析

2、呼吸作用的概念。

四、教学难点:植物呼吸作用实验的设计和分析。

五、教学过程:

(一)课前预习:

在上一节中,我们学到了绿色植物的光合作用,那哪位同学能够用自己的话来描述一下光合作用的含义?有谁能在黑板写出光合作用的化学方程式? (学生回答并自行写出光合作用的化学方程式)

绿色植物通过光合作用形成并积累有机物,供给自身及其他动物体、微生物进行生命活动。如人类自身不能产生能量,所以就需要一日三餐来供给,那么,同学们想一想我们在日常生命活动中,哪些活动是耗能的? (学生列举生命现象,指出耗能的一些生命活动)

植物为人类生命活动积攒了化学能量,如:淀粉、蛋白质、油料,那么这些固体的能量又是通过何种方式变成我们进行生命活动的热量的呢?

接下来,我们将开始新一章的学习,了解一下光合作用产生的能量到哪里去了?人和动物的进行生命活动所需的能量以何种方式转化而来?

(二)目标点击:

这一章中,我们需要达到的目标:(1)掌握呼吸作用的概念,理解呼吸作用的过程;(2)提高自身的观察能力、实验操作能力以及进行科学方法的训练;(3)知道呼吸作用与人类生产、生活的关系,能利用呼吸作用的知识解释有关现象。

(三)情境导入:

教师可以启发、引导学生人和动物呼吸,不断地从外界吸入氧,呼出二氧化碳,而植物是不是也呼吸?如植物也要呼吸,那么它吸进去的和呼出来的气体是否与我们相同?得出检测植物是否进行呼吸,可以用检测植物周围气体成分是否改变的方法。可提问:

1、什么是呼吸?请举出身边见到的呼吸现象。

2、人在呼吸时,吸进的气体和呼出的气体在成分上有什么不同?

3、植物有没有呼吸?可以用什么方法证明?如果植物也进行呼吸,植物周围的O2就会减少, CO2增多。所以,要知道植物是否进行了呼吸作用,可以通过检测植物周围气体成分是否改变来证明。怎样检测植物周围气体成分是否改变了呢?

(四)自主学习:

通过阅读P70-71,了解演示实验“观察种子的呼吸作用”。在这个过程中,思考三个问题:

1、实验一中,温度计上得度数有何不同?说明了什么?

2、实验二中,燃烧的蜡烛会出现什么现象?为什么?

3、实验三中,澄清的石灰水会出现什么现象?为什么?

(五)合作交流

学生在阅读完演示实验后,小组合作并讨论老师预设的问题,把小组合作探究的成果进行交流展示,教师汇总学生在该实验中出现的一些疑难问题,如:为什么要做四组实验?蜡烛为什么会熄灭?

(六)精讲点拨

①验一中,温度计的变化证明了黄豆进行呼吸作用散发出热量。

实验二,蜡烛的熄灭则证明黄豆的呼吸作用是一个消耗氧气放出二氧化碳的过程,植物的呼吸作用和动物的呼吸是相似的。

实验三中,石灰水变浑浊,证明黄豆萌发的瓶子中产生了二氧化碳,注入水将瓶中空气压入导管使澄清的石灰水变浑浊。

综合以上实验,可以证明植物的呼吸作用和动物的呼吸作用是一个相同的过程,在这个过程中都是一个利用氧气消耗能量,产生二氧化碳和热量和水的过程。

呼吸作用:有机物在氧气的参与下被分解成二氧化碳和水,同时释放出能量的过程。 有机物(储存能量)+氧气 →二氧化碳 +水 +热量

②呼吸作用为生物体的生命活动提供能量,如细胞的分裂和生长、有机物的合成和运输、植物对矿质营养的吸收等。那么,可不可以在生产生活中利用呼吸作用为人类服务? 学生阅读P72,了解田间松土、水淹排涝的作用。

(七)有效训练

1、粮食、蔬菜和水果的贮藏?

2、那种温度适合果农储存水果?

A日温15℃,夜间25℃

B日温15℃,夜间15℃ C日温25℃,夜间25℃ D日温25℃,夜间15℃

3、为什么新疆的西瓜特别甜?

六、课后拓展

1、利用呼吸作用谈香蕉的后熟

七、教学反思

有效的激发学生的思维,在学生的头脑中建立呼吸作用的概念和过程。但,由于本节内容较抽象,学生缺乏理性认知,应加强问题的解释和实例的提供。

第14篇:生物的呼吸和呼吸作用教学设计

生物的呼吸和呼吸作用教学设计

【导入】[图片展示茂密的森林和拥挤的人群]

【师】看到第一张图片,同学们有一种怎样的感觉? (很清新,想要置身其中)

【师】能看到第二张图片有什么感觉的? (有点感觉闷的慌) 【师】人之所以能够对这两种不同的环境产生不同的感觉,与生物的一个重要活动密切相关? (呼吸)

【师】呼吸对人类来讲非常重要,当一个人长时间停止呼吸的话,那么这个人就会死亡,生物的生命与呼吸息息相关,那么生物是怎样呼吸的呢?这节课我们开始探究这个话题。 【提问】那你是用什么来呼吸的呢? (用鼻子)

【师】如果你试着把你的鼻子捏住,怎样做可以让自己稍微舒服一点呢? (用嘴呼气吸气)

【师】那人体的呼吸运动是不是就靠这两个器官呢? (不是,还有其他的器官)

【师】还有其他哪些器官呢?请同学们阅读课本100页图365,呼吸系统结构图。(学生阅读)哪位同学来说一说? (有鼻,咽,喉,气管,肺)

【师】[ppt展示人体呼吸系统结构图]呼吸系统中的鼻,咽,喉,气管,支气管,是气体进出肺的通道,又叫做呼吸道。大家知道肺的作用是什么吗?

(肺是用来进行气体交换的,吸进氧气,呼出二氧化碳,就是通过肺来完成) 【提问】那呼吸道是用来做什么的?

(呼吸道就是肺和外界进行气体交换的通道) 【师】呼吸道到底有怎样的功能呢?是不是仅仅是气体交换的通道呢?接下来我们就来认识一下呼吸道的作用。 [板书:呼吸道的作用]

【师】首先我们从具体的入口鼻子开始鼻子中有什么呢? (鼻毛,这些鼻毛是用来阻挡灰尘的) 【师】很好,他们起到一个清洁空气的作用,鼻子中除了鼻毛以外,还有鼻粘膜能分泌粘液,润湿空气,因为只有溶于水的气体才能被利用,这些粘液还可以粘住一些灰尘和细菌,鼻粘膜中有丰富的毛细血管,可以温暖空气,这样对比一下,同学们觉得用鼻子呼吸好,还是用口腔呼吸好?

(用嘴呼吸吸进的气体没有经过鼻腔的润湿和清洁与温暖作用,干干的,凉凉的,还很容易带入病菌,灰尘)

【师】很好,因此长跑的时候,体育老师总是建议我们用鼻子吸气,用嘴呼气,但不要张大嘴巴吸气。就是这个道理。

【师】鼻子的功能很重要,但有时生病的时候,鼻子的功能会受到阻碍,有感冒时就会觉得鼻子不透气,你们知道原因吗?

(感冒的时候鼻粘膜充血肿胀,把通道给堵住了)

【师】再往下就到了咽,咽既属于消化系统,又属于呼吸系统。呼吸时空气通过烟进入后再进入气管,吃饭时,食物在通过烟进入食道,因此它是空气和食物的共同通道,眼部的会厌软骨起到了关键作用。吃饭时如果大声说笑,就会使会厌软骨来不及盖下,食物,就会进入气管,引起咳嗽,所以在平时吃饭时我们要养成,“食不言”的好习惯。

【师】接下来,气体就进入了喉,喉是由九块软骨构成的。是人体的发声器官,是靠呼吸运动时产生的气流运动产生声音。为什么会产生声音呢? (因为喉咙里面有声带)

【师】气体经过后又来到了气管,气管就在我们知道的前方,长约十二厘米,大家可以看到气管下端分成左右支气管,分别通向左右肺,支气管的肺叶中一再分支,成为各级支气管,越分越细,越分管壁越薄。

【师】同学们仔细观察奇怪的形状是不是发现有一定的特点? (气管和支气管上有一环一环的)

【师】气管中分布着很多软骨组织,正是因为有这些软骨做支架,可以把气管撑起来,否则器官就瘪了,这样就无法保证气流顺畅通过。

【归纳】现在我们知道了,呼吸道的作用不仅仅是气体交换的通道,同时还具有温暖润湿清洁空气的作用,除此之外,它还能起到发声的作用。

【师】具体通过呼吸道就进入了肺,肺是人体气体交换的场所,那肺是如何进行气体交换的呢?请同学们感受一下自己在呼气和吸气时胸廓的变化。 [学生用双手轻触自己胸侧的肋骨做深呼吸]

【师】深深的吸气,再深深地呼气,你有什么感觉?

(呼气时肋骨向上向外运动,胸廓增大,呼气时,肋骨向下向内运动,胸廓缩小) 【师】通过实验,我们知道了吸气时胸廓容积变大,肋骨向上向外运动;呼气时,胸廓减小,肋骨向下向内运动。呼气和吸气这两个动作合起来就是呼吸运动。那呼吸运动是怎样产生的呢?我们一起来探究呼吸运动时胸廓容积变化的原因。

[教师演示那个运动的模型,说明代表的脊柱,肋骨胸骨,肋间外肌,提醒学生注意胸廓前后径有何变化]

【师】当肋间外肌收缩时,肋骨上升,胸骨上移时,胸廓的前后径增大了还是减小了? (增大)

【师】当肋间外肌舒张时,胸廓的前后径增大了还是减小了? (减小了) 【师】胸围差量完全代表胸廓容积的变化吗?也是膈肌运动的实验说明模型中代表胸腔,气管,支气管肺各的位置,提醒学生注意膈肌,膈顶部,胸廓上下径有何变化。

[教师一手握瓶颈,一手向下拉橡皮膜,同时说明膈肌收缩,此时请同学们观察胸廓上下径变化和肺的变化。然后,你手放开一下屏幕,同时说明膈肌舒张,提醒学生观察胸廓上下径的变化和肺的变化] (当膈肌收缩,使胸廓的上下径增大,肺也扩大,当膈肌舒张,胸廓上下径缩小,肺也回缩) 【师】通过刚才看就能发现在,吸气和呼气运动中,胸廓的变化是依靠膈肌和肋间肌等运动共同完成的。当肋间肌和膈肌都收缩时,胸廓增大,单位间肌和膈肌都放松时,胸廓回缩。 【提问】为什么肺容积的变化会导致吸气和呼气呢?

[教师演示气筒给气球打气的实验:模拟肺容积的变化引起肺内气压的变化,肺的容积增大,导致内部压强减小,外界气体进入肺,肺的容积缩小,内部气压增大,肺内气体排出]

【师】气体在呼吸运动作用下进入了肺,呼吸是不是就结束了呢?为什么我们在吸入空气的同时,还会呼出气体?呼出的气体为什么与吸入的气体成分不一样?[展示吸入的空气和呼出的气体成分比较]

(人体吸入和呼出的气体有明显差异,这是因为空气进入呼吸系统后,在肺泡中进行了气体交换)

【师】那吸进入肺内的气体与水之间是怎样进行,气体交换的呢,下面我们一起来分析肺内气体的交换。

[教师演示喷香水的实验,引导学生体会气体交换的原理:你总是提总是有多的地方向少的地方扩散,直至平衡为止]

【师】我们把自己的这种运动特点叫做扩散作用。 [展示肺泡和血液的气体交换图] 【师】为什么会在肺泡组发生气体交换呢?肺泡具有怎样的结构特点,适合进行气体交换呢?请同学们根据肺泡与血液之间的气体交换图思考这些问题。

(学生回答,教师归纳:肺泡数量多;肺泡外包绕着丰富的毛细血管;肺泡壁和毛细血管壁都很薄,有一层扁平的上皮细胞构成,易于扩散) 【师】那肺泡中的气体交换是怎样进行的?

(二氧化碳由血液进入肺泡,氧气由肺泡进入血液)

【师】肺泡中二氧化碳和氧气为什么会有这样的过程方向呢? (这是因为在进入肺泡内的气体中,氧的含量比静脉血中的氧多,而二氧化碳含量比静脉血中的少,因此氧由肺泡扩散到血液中,二氧化碳由静脉血扩散到肺泡中,这完全符合气体扩散的原理) 【师】进入肺泡的二氧化碳气体通过呼气运动排出体外。进入血液的氧气通过血液运输到全身各处的组织细胞。

[板书:教师板书肺泡內气体交换的示意图]

【小结】

【练习】

第15篇:《光合作用和呼吸作用的关系》教学设计

《光合作用和呼吸作用的关系》教学设计

一、学习目标:

1.通过分析光合作用和呼吸作用的有机物及氧气和二氧化碳的变化过程,掌握两者的联系。

2.通过学生的讨论和分析,培养学生的合作意识和分析问题的能力

3.形成学生部分和整体统一的观点,养成温故而知新的学习习惯,培养学生 建立科学的态度,增强学生的自信心。

二、重难点:

重点:(1)光合作用和呼吸作用之间的有机物联系

(2)光合作用和呼吸作用之间的氧气和二氧化碳的关系

难点: 在夏季一昼夜二氧化碳的吸收和释放变化曲线图的基础上,分析光合作用和呼吸作用在有机物、氧气和二氧化碳的变化关系。

三、教学方法:

(1)通过竞猜游戏导入,充分激发学生兴趣,使所有学生积极加入到教学活动中来。

(2)分组讨论、合作学习,直观教学 。

四、教学准备:

课件、试题卡片、绘制有夏季一昼夜CO2吸收变化曲线图的白纸板等

五、教学过程:

[游戏引入] 通过竞赛测试游戏,让学生回忆有关光合作用和呼吸作用的基础知识, 集中学生的注意力,激发兴趣,活跃课堂气氛。 以学生的学习小组(6组)为单位参加竞赛游戏,竞赛游戏分为两轮,第一轮为必答题,每一小组选一名代表回答问题,答对加1分,答错不扣分。第二轮为抢答题,答对加1分,答错不扣分。

光合作用吸收CO2,释放氧气,合成有机物,;呼吸作用吸收O2,产生CO2,分解有机物。可见光合作用和呼吸作用之间的联系最主要体现在有机物以及氧气和二氧化碳气体的变化上,下面我们从有机物和氧气、二氧化碳两个角度去分析这两者的之间的关系。 夏季一昼夜中CO2的吸收和释放变化曲线最能体现两者之间的关系,现在我们分析一下这条曲线形成过程。 [教师讲解分析] 夏季一昼夜中CO2的吸收和释放变化曲线图形成过程。

a点:凌晨3-4点钟,温度降低,呼吸作用减弱,CO2释放减少 b点:六时左右,太阳出来,开始进行光合作用 b---c: 光合作用小于呼吸作用

c点:七时左右,光合作用等于呼吸作用 c---e: 光合作用大于呼吸作用

d点:温度过高,部分气孔关闭,出现“午休”现象 e点:下午六时左右,光合作用等于呼吸作用 e----f: 光合作用小于呼吸作用

f----g.太阳落山,停止光合作用,只进行呼吸作用 以上是夏季一昼夜中CO2的吸收和释放的变化曲线图,现在我们来讨论一下有关它的有机物情况,在24小时中消耗有机物、制造有机物和积累有机物的时间段应该是那段,在24小时中植物体内有机物最少、有机物最多和制造有机物最快的时间点应该为何点?在一昼夜中有机物的积累量如果用CO2曲线围成的面积来表示的话,应该如何表示?下面以小组为单位进行讨论,并把讨论结果在纸板上表示出来。

[学生分组讨论1] 变化曲线图中有关有机物的问题:

(1)植物消耗有机物、制造有机物和积累有机物的时间段? (2)植物体内有机物最少、有机物最多和制造有机物最快的时间点? (3)在一昼夜中有机物的积累量如何用CO2曲线围成的面积表示? [成果展示]学生展示他们讨论的结果分析并解释原因。 [师生归纳] 师生共同归纳变化曲线图中有关有机物的相关问题。

[实战演练1] (2012山东)夏季晴朗的一天,甲乙两株同种植物在相同条件下CO2吸收速率的变化如图所示。下列说法正确的是

A.甲植株在a点开始进行光合作用 B.乙植株在e点有机物积累量最多 C.曲线b-c段和d-e段下降的原因相同

D.两曲线b-d段不同的原因可能是甲植株气孔无法关闭

参考答案:D

如果在相对密封的环境下,在一昼夜的24小时中,O2和 CO2含量的变化如果用曲线图的形式表示,曲线图应该怎么绘制,并讨论终点在不同位置的情况下,有机物变化情况(增多、减少或不变)。

[学生分组讨论2] 曲线图中有关氧气和二氧化碳的变化的问题:

(1)在相对密封的环境下,在一昼夜中O2含量和 CO2含量变化的曲线图。 (2)分析O2含量和 CO2含量的最高点和最低点。

(3)讨论终点在不同位置的情况下有机物变化情况。 [成果展示]学生展示他们讨论的结果分析并解释原因。

[师生归纳]在教师的引导下,分析氧气和二氧化碳的变化情况,绘制曲线图,并分析 N点在不同位置时,有机物变化情况。

[实战演练2]

例题:将一植物放在密闭的玻璃罩内,置于室外进行培养,假定玻璃罩内植物的生理状态与自然环境中相同。用CO2浓度测定仪测得了该玻璃罩内CO2浓度的变化情况,绘制成如图的曲线,下列有关说法正确的是( )

A.H点CO2浓度最低,说明此时植物对CO2 的吸收量多,光合作用最强 B.CO2浓度下降从DE段开始,说明植物进行光合作用是从D点开始的 C.D点表明植物光合作用强度和细胞呼吸强度相等

D.D点较B点CO2浓度高,是因为D点温度高,使植物细胞呼吸强 答案:C [教师讲解分析]

光合作用和呼吸作用之间的关系在线粒体和叶绿体之间的体现也 非常典型。下面我们以叶绿体和线粒体之间的氧气和二氧化碳供应情况分析如下:

光合作用和呼吸作用之间的关系如图所示,但图中的6个箭头不可能同时存在,植物在不同的条件下存在箭头可能不同,下面以夏季一昼夜为例,分组讨论分析在不同时间存在的箭头情况。 [学生分组讨论3] 分析图中各个区间O—b、b—c、c—e、e—f、f--g及c、e点的氧气和二氧化碳的吸收和释放情况,以及6个箭头存在情况。

[成果展示]学生展示他们讨论的结果分析并解释原因。

[师生归纳]在教师的引导下,结合学生讨论结果总结在不同时间段,分析氧气和二氧 化碳的吸收情况,分析6个箭头的存在情况。

[课下分组讨论]在一昼夜中,植物叶片细胞内三碳化合物和五碳化合物含量变化如 果用曲线图的形式表示,该如何表示?

[实战演练3] 玉米是我省主要的农作物,常用作农业科研的重要材料。图一表示玉米细胞的某一生理状态,图二表示光照强度对光合速率的影响情况。请据图回答:

(1)图一所示生理状态在图二曲线中对应段,若玉米长期处于图一所示生理状态则不能正常生长,原因是 。

(2)请在图一中用箭头标出此状态时氧气的移动方向。 答案:(1)ab 光合作用强度小于呼吸作用强度,有机物不能积累

(2)见上图 [布置作业] 下图中的甲、乙两图 为一昼夜中某作物植株对CO2的吸收和释放状况的示意图。甲图是在春季的某一晴天,乙图是在盛夏的某一晴天,请 据图回答问题:

(1)甲图曲线中C点和E点(外界环 境中CO2浓度变化为零)处,植株处于何种生理活动状态______________________________。

(2)根据甲图推测该植物光合作用强度最高的是________点,植株积累有机物最多的是________点。

(3)乙图中FG段CO2吸收量逐渐减少是因为________,以致光反应产生的________和________逐渐减少,从而影响了暗反应强度。

(4)乙图曲线中间E处光合作用强度暂时降低,可能是因为_____________________。 答案:(1)呼吸作用释放CO2的量等于光合作用吸收CO2的量 (2)D E (3)光照强度逐渐减弱 ATP [H] (4)温度高,蒸腾作用过强,气孔关闭,影响了CO2原料的供应

附:【板书】

必答题: 1.有氧呼吸三个阶段的场所: 2.光合作用的光反应和暗反应场所 3.光反应的产物是

4.呼吸作用中产生ATP的阶段是

5.光合作用吸收CO2释放O2,那么光合作用的CO2消耗阶段在

,O2产生阶段在

6.呼吸作用吸收O2释放CO2,那么呼吸作用的O2消耗阶段在

,CO2产生阶段在

抢答题卡片1: 1.1mol葡萄糖进行有氧呼吸释放总能量为

——— ,转移到ATP中———, 形成———个ATP。

2.酵母菌的有氧呼吸和无氧呼吸反应式为———。

3.酒精检测的原理为———。

抢答题卡片2: 1.如果突然停止光照,细胞内的C

3、C5以及ATP的含量变化情况为———。

2.如果突然停止二氧化碳供应,细胞内的C

3、C5以及ATP的含量变化情况为———。

3.如果天气由晴转多云,细胞内的C

3、C5以及ATP的含量变化情况为———。

抢答题卡片3: 1.色素提取时加入无水乙醇、二氧化硅、碳酸钙的目的———。 2.色素分离时滤纸条插入时不要被层析液没及原因是———。 3.色素分离后滤纸条上从上到下四条色素带的名称和颜色分别是———。

抢答题卡片4: 1.光合作用中【H】的产生和【H】的消耗分别在那个阶段 2.呼吸作用中【H】的产生和【H】的消耗分别在那个阶段 3.光合作用中水的产生和水的消耗分别在那个阶段 4.呼吸作用中水的产生和水的消耗分别在那个阶段

第16篇:人教版 高中生物《生物的呼吸作用》教学设计

《生物的呼吸作用》教学设计

学生对呼吸作用中分解有机物、释放能量等知识有一定的了解,本节内容是从更深的理论层次来分析其本质内容,不但抽象,而且运用到许多化学知识,因此学习有一定难度。

《生物的呼吸作用》教学设计 一.学情分析:

学生对呼吸作用中分解有机物、释放能量等知识有一定的了解,本节内容是从更深的理论层次来分析其本质内容,不但抽象,而且运用到许多化学知识,因此学习有一定难度。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,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》是人教版新课程教材必修1《分子与细胞》中第五章《细胞能量供应和利用》中一个重点。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。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、产物和反应方程式及细胞呼吸的原理在实际生活中的应用。

三、设计思路:

(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。

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能力、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的特性,使学生逐步学会用发展变化的观点认识生命。

2)、通过联系生产生活实际,激发学生学习兴趣,培养学生关心科学技术的发展,关心社会生活的意识。

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

试写出呼吸作用的化学反应方程式 分析物质变化是什么?能量变化是什么?

呼吸作用发生在生物体的哪些部位?具体有哪些变化?

2、有氧呼吸

(1)让学生品读有氧呼吸的总反应方程式,体会有氧呼吸的产物与反应物都需要水这一事实。

写出反应式让学生配平,参看课本的图解。

(2)指导学生把有氧呼吸的三个阶段进行表解分析,注意物质变化如

场所 第一阶段 细胞质基质

第二阶段 线粒体

第三阶段 线粒体 反应物 生成物 产生ATP数量 需要ATP数量 氧的关系 葡萄糖

丙酮酸和还原性氢 少量(2) 需要(2) 无关

丙酮酸和水 二氧化碳和还原性氢 少量(2) 不需要 无关

还原性氢和氧气 水 大量(4) 不需要 有关

(3)能量变化

学生通过阅读说明不同数据: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。

第二课时

1、引言

提一些有氧呼吸原理用于人们生产实践相关的问题,加深对有氧呼吸的理解。 比如:“怎么能长期储存农作物种粒、蔬菜或水果,能用呼吸作用原理,提一些有价值的建议吗?”

呼吸作用是葡萄糖的氧化分解过程,酶是调控的关键因素之一,受诸多因素影响,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,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。

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。 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。

强调:把氧气浓度减得越低,呼吸作用速率就越低,这种看法对吗? 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

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。 (2)无氧呼吸的过程

学生练习写化学方程式,配平反应式,引导学生分析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。

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?

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?

④能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

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 呼吸场所 有氧呼吸

第一阶段在细胞质基质,第

二、三阶段在线粒体

是否需氧

氧化分解是否彻底

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 产生ATP数目

是否需酶 化学本质 需要酶

氧化分解有机物,释放能量

需要酶

氧化分解有机物,释放能量 释放出大量能量

1mol葡萄糖可产生36或38molATP

释放出少量能量

1mol葡萄糖可产生2molATP 彻底

不彻底 第

一、二阶段不需要氧气,第三阶段需要氧

全过程均不需要氧气 无氧呼吸

全过程均在细胞质基质

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

光合作用 反应部位 光反应在叶绿体的基粒片层结构(类囊体)的薄膜上,暗反应在叶绿体的基质中

所需条件 光反应需要光,暗反应不需要光,需酶

有氧呼吸

第一阶段在细胞质基质,第

二、三阶段在线粒体中

只需酶 物质变化 代谢类型 进行的时间 无机物转化为有机物 同化作用 绿色植物光下进行

有机物彻底氧化为无机物 异化作用

一切生物及其生活的部分随时随刻都在进与光的关系 能量变化 在光下才能进行

光能储存在合成的有机物中

与光无关,每时每刻都在进行

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

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:“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?”

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。

具体措施 适当增加光强 改变光质 延长光合时间

一年两熟、三熟 延长生育期 补充人工光照

增加光合面积

合理密植 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 增施有机肥料 深施碳酸氢铵肥料

适当减少O2浓度 适当增加昼夜温差

降低呼吸消耗 加强光合积累的同时,降低呼吸消耗

加强光合积累 加强光合积累 原理 加强光合积累 加强光合积累 加强光合积累

5、呼吸作用的意义

教师引导学生阅读相关资料分析 (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。

第17篇:植物的呼吸作用及其利用(说课)[推荐]

植物的呼吸作用及其利用(说课)

知识目标:

l 描述绿色植物的呼吸作用。

l 阐明呼吸作用和光合作用之间的关系。 l 举例说明呼吸作用在生产生活实际中的应用。 能力目标:

l 尝试植物的呼吸作用实验。

l 运用植物的呼吸作用原理来解决日常生产和生活中的实际问题。 情感态度与价值观目标

l 养成理论联系实际、实事求是的科学态度。 教学策略:

本节包括植物的呼吸作用和呼吸作用的应用两部分内容。对植物的呼吸作用知识的学习,主要通过引导学生设计探究方案,并对 “植物的呼吸现象”进行分析获得的。呼吸作用在农业生产和日常生活中的应用,可引导学生分析实例,体会科学、技术与社会相结合的作用。 教学重点、难点

l 呼吸作用的实验。 l 呼吸作用的概念和实质。 教学准备:

l 实验材料:菜豆种子、广口瓶、燃烧匙、、蜡烛、火柴等。 l 多媒体课件。 教学过程:

一、新课导入:复习人和动物呼吸作用的相关知识,引出课题,植物的呼吸作用。

二、探究实验:

提出问题:植物会不会也进行呼吸作用?如果进行呼吸作用,那么吸入什么气体?呼出什么气体?在不知不觉中我们已经完成了探究实验的前两个步骤,提出问题和作出假设。

接下来就是让学生设计实验,初中生物课的探究实验很多情况下都是生活中已经知道结果,而进行的一种验证性尝试。重点在于培养学生科学探究的思维方式,通过设计实验让学生认识到科学的严谨和实事求是。但是往往由于学生物理或化学知识的不足,他们设计的实验存在这样或那样的问题,我认为作为教师对学生的要求应该是逐步提高的,不应该也不可能要求学生一下子就达到方方面面都很完善的高度。只要他们的设计中有可取之处,就要给予认可。是不是科学可行,可以在课下帮助他们尝试,并找到不足。

三、呼吸现象

第一个实验我做了两手准备,首先我在课下组装了一套实验装置,课堂演示关键的实验现象,假如说演示不成功的话,我就引导学生分析失败的原因,然后再观看链接的flash。如果演示成功就直接回答问题。

第二个实验,利用链接的flash进行演示。分析现象得出结论。 第三个实验,我口述实验过程,请学生观察现象,并进行分析。

这样安排的目的是一方面避免单纯播放链接的flash的单调,另外一方面通过不同的处理方式帮助学生实现从直观、到间接、再到联想的能力提高。

观察分析之后,结合练习进一步巩固知识,之所以选择让学生动手写练习册,而不是利用多媒体课件在屏幕上展示,是可以避免光动嘴不动手这种表面热闹实际效果不尽如人意的问题,还可以减少学生作业负担。

四、光合作用和呼吸作用的关系

通过刚才的练习,学生们能够发现呼吸作用与之前学过的光合作用中都涉及到水、二氧化碳、氧气、有机物以及能量的变化,自然就会想到它们之间有什么联系。接下来的列表比较也就顺理成章了。呼吸作用反应式的总结难度也就降低了。

五、应用部分

先让学生自己浏览课本,寻找疑问。这样做主要是因为学生课下很少或者根本不看生物课本,很多情况下书上明确写出的内容他们不熟悉,再做练习就很耽误时间。另外,浏览课本还可以让学生自己梳理一遍知识,形成条理性的认识。 实际问题的解决本着靠近生活,学以致用的原则设计。题目安排顺序增加难度。

六、学生畅谈收获可以相互补充,及时发现自己的不足。结束也设下伏笔,待到下节课在学习解决。 课后反思:

本学期学校要求开展周六知识扩展延伸训练,为此我们进行了专门的活动进行探讨,可以说是各抒己见。如果让我们的学生去参加竞赛,他们能不能拿奖?差距在哪?这样的问题我想了很久。非中考科目在学生心目中的地位是可想而知的,既要让学生有兴趣,有的完成教学任务,还不能占用他们的时间,最终还要实现能力上的提高,就需要提高学生的思维效率。要达到这样的目的,教师在课下所作的工作就不再是单纯的备课、写教案那么简单,植物呼吸作用这节课,我就把现在初二学生使用的冀少版教材和初一学生使用的北师大版教

材进行了整合,寻找更合适的入手点,更简单易行的实验,更便于理解掌握的顺序安排,将所学知识进行横向、纵向的比较等等。这次的尝试不管是成功还是失败,我都将以提高学生的生物学素养为教学宗旨继续努力。

第18篇:植物组织培养教学设计

植物组织培养教学设计

植物组织培养教学设计

一、灭菌

灭菌是组织培养重要的工作之一。初学者首先要清楚有菌和无菌的范畴。有菌的范畴是:凡是暴露在空气中的物体,接触自然水源的物体,至少它的表面都是有菌的。依此观点,无菌室等未经处理的地方、超净台表面、简单煮沸的培养基、我们使用的刀、剪在未处理之前、我们身体的整个外表及与外界相连的内表,如整个消化道、呼吸道,即我们呼出的气体、培养容器无论洗得多干净等等都是有菌的。

常用的灭菌方法可分为物理的和化学的两类,物理方法如干热(烘烧和灼烧)、湿热(常压或高压蒸煮)、射线处理(超声波、微波)、过滤、清洗和大量无菌水冲洗等措施。化学方法是使用升汞、甲醛、过氧化氢、高锰酸钾、来苏儿、漂白粉、次氯酸钠、抗菌素、酒精化学药品处理。这些方法和药剂要根据工作中的不同材料不同目的适当选用。 1.培养基用湿热灭菌? 培养基在制备后的24小时内完成灭菌工序。高压灭菌的原理是:在密闭的蒸锅内,其中的蒸汽不能外溢,压力不断上升,使水的沸点不断提高,从而锅内温度也随之增加。在0.1MPa的压力下,锅内温度达121℃。在此蒸汽温度下,可以很快杀死各种细菌及其高度耐热的芽孢。

注意完全排除锅内空气,使锅内全部是水蒸气,灭菌才能彻底。高压灭菌放气有几种不同的做法,但目的都是要排净空气,使锅内均匀升温,保证灭菌彻底。常用方法是:关闭放气阀,通电后,待压力上升到0.05MPa时,打开放气阀,放出空气,待压力表指针归零后,再关闭放气阀。

关阀再通电后,压力表上升达到0.1MPa时,开始计时,维持压力0.1~0.15MPa 20分钟。 2.用于无菌操作的器械采用灼烧灭菌 3.植物材料表面用消毒剂灭菌

从外界或室内选取的植物材料,都不同程度地带有各种微生物。这些污染源一旦带入培养基,便会造成培养基污染。因此植物材料必须经严格的表面灭菌处理,再经无菌操作手续接到培养基上,这一过程叫做接种。接种的植物材料叫做外植体。

首先,将采来的植物材料除去不用的部分,将需要的部分仔细洗干净,如用适当的刷子等刷洗,硬的材料用刮刀刮。把材料切割成适当大小,即灭菌容器能放入为宜。置自来水龙头下流水冲洗几分钟至数小时,冲洗时间视材料清洁程度而宜。易漂浮或细小的材料,可装入纱布袋内冲洗。流水冲洗在污染严重时特别有用。

洗时可加入洗衣粉清洗,浓度可按100ml 水加半角匙洗衣粉为宜,大约浸洗5分钟,然后再用自来水冲净洗衣粉水。洗衣粉可除去轻度附着在植物表面的污物,除去脂质性的物质,便于灭菌液的直接接触。当然,最理想的清洗物质是表面活性物质-吐温。

第二步是对材料的表面浸润灭菌。要在超净台或接种箱内完成,准备好消毒的烧杯、玻璃棒、70%酒精、消毒液、无菌水、手表等。用70%酒精浸10-30秒。它具有使植物材料表面被浸湿的作用。70%酒精穿透力强,也很易杀伤植物细胞,所以浸润时间不能过长。有一些特殊的材料,如果实、花蕾、包有苞片、苞叶等的孕穗,多层鳞片的休眠芽等等,以及主要取用内部的材料,也可只用70%酒精处理稍长的时间。处理完的材料在无菌条件下,待酒精蒸发后再剥除外层,取用内部材料。

第三步是用灭菌剂处理。表面灭菌剂的种类较多,可根据情况选取1~2 种使用。

表4-2 常用灭菌剂使用浓度及效果比较表灭菌剂

使用浓度

持续时间(min)

去除的难易

效果次氯酸钙

9~10%

5~30

很好次氯酸钠

2% 5~30

很好氯化汞

0.1~1%

5~8

较难

最好抗菌素

4~50mg/L

30~60

较好

第19篇:《植物细胞》教学设计

第二节植物细胞教学设计

嘉汇三中 张琛

一、教学背景分析

《生物学课程标准(2011年版)》 要求教师帮助学生在本节课形成以下重要概念:

1、细胞是植物体结构和功能的基本单位。

2、植物细胞具有细胞膜,细胞质、细胞核和线粒体等结构,以进行生命活动。

3、植物细胞具有特殊的细胞结构,例如叶绿体和细胞壁。具体内容标准:

1、使用显微镜和制作临时装片。

2、阐明细胞是生命活动的基本结构和功能单位。

3、区别动物细胞、植物细胞结构的主要不同点。二.学情分析

通过上一节课的学习学生已经知道:显微镜的结构以及各部分结构的功能,并能熟练地使用显微镜进行观察。而且学生已经认同细胞是生物体结构的基本单位。并且基本能说出细胞膜、细胞核等基本结构。因此本节课应该多给学生自己动手的时间,激起学生学习制作临时装片的兴趣。并且完善学生已有的概念,进一步加深本节课概念。

三、设计思路

重要概念:细胞是生物体结构和功能的基本单位、制作临时装片的方法、植物细胞的基本结构

次级概念:细胞壁,细胞膜,细胞质,细胞核,线粒体,叶绿体,液泡分布的部位和功能、玻片标本的种类

提供的事实性知识有以下几点:

1、在显微镜下直接观察整片洋葱鳞片叶,使学生形成显微镜观察的标本必须是薄而透明的。

2、实物展示切片,涂片,装片的标本,让学生结合教材,使学生形成玻片标本类型的概念。

3、让学生观察墙壁,分析墙壁的作用,引出细胞细胞壁具有保护和支持的作用。

4、让学生观察细胞中染色较深的部分,引出细胞核的概念。

5、教师举出如吃洋葱有辛辣的味道,植物可以进行光合作用,植物的生活需要能量等事实性知识,让学生形成植物细胞结构的概念。并进行概念的扩展,追问吃西瓜会有汁,有甜味,汁液有颜色的原因。是不是所有的植物细胞都有叶绿体等。

四、教学目标及重难点

知识与技能:

1、学会制作临时装片的基本方法

2、认识并阐明植物细胞的基本结构

3、例举说出玻片标本的基本类型 过程与方法:

1、通过制作洋葱鳞片叶内表皮细胞的临时装片,学会制作临时装片的基本方法

2、通过观察洋葱鳞片叶内表皮的临时装片,练习绘制细胞结构图 情感态度价值观:

通过制作洋葱鳞片叶内表皮细胞的临时装片,养成实事求是的科学态度。 重点:

1、制作并观察植物细胞临时装片

2、植物细胞的基本结构 难点:

制作临时装片,并利用显微镜观察各结构

教师准备:显微镜,洋葱鳞片叶,清水,碘液,镊子,刀片,滴管,纱布,吸水纸,载玻片,盖玻片

五、教学过程 复习:

师:通过上节课的学习,同学们都已经掌握了使用显微镜的方法和步骤,现在翻开书上37页我们一起来回顾一下。 生:齐读显微镜使用的方法步骤 导入

师:我们都知道显微镜是生物实验常用的仪器,在他的视野中,我们会看到许多用肉眼无法看到的奇妙的生物世界。如果我们利用显微镜观察洋葱鳞片叶的内表皮细胞,我们将洋葱直接放到显微镜下能观察到吗? 生:能/不能

师:那大家亲自动手试一下吧 (动手) 生:不能 师:为什么?

生:因为太厚了,不透光 师:从刚才这个事实我们知道了,显微镜观察的材料必须是薄而透明的。因此,我们在观察之前,必须要对所观察的材料进行处理,制作成薄而透明的玻片标本才能观察。 常用的玻片标本有三种,翻开书42页看看有哪三种? 生:

师:(简单介绍并演示)

师:那我们今天就主要来学习一下临时装片的制作方法。(介绍实验材料) 主要内容

生:齐读43页方法步骤

师:那谁能作为老师指导一下我应该怎么制作洋葱鳞片叶内表皮细胞临时装片? 生:

1、擦

师:这一步主要是为了避免视野中出现杂志和污垢 生:

2、滴

师:注意水滴的大小,太小容易出现气泡或干涸,太大实验材料容易漂浮移动,同时水会溢出污染显微镜 生:

3、撕

师:内表皮与果肉粘连不紧密容易撕下来,用刀片划一个井字,从一角快速撕取,5mmX5mm大小最合适 生:

4、展

师:避免细胞重叠不易观察,撕得太大就不易展平生:

5、盖

师:盖玻片要速度均匀缓慢放下,可避免气泡的产生 生:

6、染

师:从另一侧吸引使染色均匀 (边演示边说明) 生:(两人一组进行观察) 师:(从旁指导)

师:思考

1、所有植物细胞形态都是一样的吗?

2、不同植物的细胞结构是否一样?都有哪些结构? 生:形态不同

结构也不同,但基本结构相同 师:细胞最外面的是细胞壁,起保护和支持功能,紧贴着的有细胞膜。里面有个近似球形的细胞核,也是染色最深的部分。细胞膜和细胞核之间是细胞质。细胞质内有很多细胞器。如线粒体供能的,一些植物的汁液来自液泡,绿色植物有叶绿体。他们相互配合共同完成细胞的生命活动。 课堂小结 板书

第二节 植物细胞

一、玻片标本的类型

二、制作临时装片的过程

三、植物细胞结构

第20篇:保护植物教学设计

篇1:小学科学教案《保护植物》

备 课 教 案 篇2:《保护珍稀植物》教学设计

保护珍稀植物

教材分析

本节课主要介绍了我国的珍稀植物。我国植物资源丰富,珍稀植物种类很多,通过课前安排学生分组搜集有关我国珍稀濒危植物的资料使学生得到有关我国的珍稀植物的相关资料,使学生亲身体会到祖国的地大物博,渗透爱国主义思想。银杉、桫椤、人参等均为我国特有的一级保护植物,它们数量减少的原因各不相同。 学情分析

学生关于我国对野生植物资源的保护方针,不是很清楚。可以先介绍我国自然条件复杂而多样,植物资源丰富,使学生体会到植物的多样性。植物的数量减少,我国对野生植物的保护法律和保护方针。

一、教学目标 1.列举我国主要的珍稀植物。

2.尝试进行资料搜索的活动。3.关注我国的珍稀植物资源及其生存状况。

二、教学重点与难点

了解濒危植物的生存状况,认识达到保护珍稀植物的必要性。

三、教学准备 多媒体课件

四、教学过程

学生:银杏、桫椤、珙桐、鹅掌楸、望天树等。

教师:课前安排同学们查询有关我国珍稀濒危植物的资料,请同学们把你们查询到资料说一下。

学生:说出其查询到的有关我国珍稀濒危植物的资料。

教师:阅读下面的资料,认识我国特有的珍稀植物,分析它们树木减少的原因各是什么?

学生:(阅读课本资料,回答问题)

1.生长缓慢,种子发芽率低,加上野生动物危害树干和践踏球果导致银杉数目减少。 2.桫椤是孢子植物,它靠孢子繁殖,孢子的生活力较弱,长成幼苗后生长也很慢。由于森林被伐,再加上环境遭到破坏,因此现在的桫椤数目减少。 3.由于长期以来过渡采掘以及森林面积大大缩小,生态环境变化,野生的人参数目逐渐减少。

教师:针对这些原因,大家讨论一下该如何保护它们?

学生:(讨论回答)对于繁殖率低的植物可以利用人工的方法加快它们的繁殖,增加其数量;制定法律法规,保护野生植物资源;合理开发和利用野生植物资源。

教师:很好!虽然我国具有复杂而多样的自然条件,拥有几乎北半球所有的植物类群。仅高等植物就有3万多种,其中我国特有的珍稀植物近400种。在距今二三百万年前,由于第四纪冰川的影响,国外大多数地区的裸子植物几乎灭绝了,只有我国还保留了下来。因此我国被称为“裸子植物的故乡”。但是由于长期以来过度的砍伐森林,造成水土大量流失,使不少植物的生长环境受到破坏。为了保护我国的宝贵植物资源,1996年9月,国务院颁布了《中华人民共和国野生植物保护条例》,提出了国家对野生植物资源加强保护、积极发展、合理利用的方针。

教师:那么,同学们想一想珍稀植物与人类有什么关系呢? 学生:(略)

教师:珍稀植物与人类有着密切的关系,可从四个方面进行联系。 第一,珍稀植物中的活化石植物,对研究植物的进化和探讨自然历史具有重要的意义。

第二,植物中形态优美的,可作观赏植物,用来美化环境。 第三,植物的植株直立挺拔的,可作优质的木材或作绿化树种。 第四,部分树种有极高的药用价值等。

所以,我们作为二十一世纪的中学生,应该保护珍稀植物,保护我们赖以生存的自然环境。 然后,教师安排学生阅读课本对银杉、桫椤、人参的介绍,分析三种国家保护植物的数量为什么会减少。认识不同植物数量减少的原因包括自然的原因、植物自身繁殖能力的原因、人为采挖的原因等。并提出针对不同原因的植物保护措施。增加对一些珍稀植物的形成、发现历史的介绍,并渗透科学精神的培养。 从网络或其它媒体上搜集有关珍稀植物的资料。 阅读课本的图文资料,总结珍稀植物数量减少的原因,并提出合理的保护建议。 篇3:植物的自我保护教案

大班:植物的自我保护(重点领域:科学)

活动目标:

1、知道含羞草、松树、仙人球自我保护的方法。

2、在探索植物自我保护的过程中,激发幼儿对探索的兴趣,体验发现的乐趣。3、能大胆的对疑问作出猜想,并积极地去验证。在交流中,能清楚的说出自己探索的结果。

活动准备:

物质准备:

1、2盆含羞草,2枝松枝(带叶),2盆仙人球

2、与含羞草,松树和仙人球有关的各类资料,图片

3、北极熊,变色龙等动物图片

4、植物自我保护的视频

经验准备:让幼儿了解几种动物的自我保护的方法,知道常见植物的名字 活动过程:

一、看图,导入活动。

1、看图片,说说这些动物自我保护的方法。

师:谁知道北极熊是怎么保护自己的?变色龙是怎么保护自己的?

2、大胆猜想植物自我保护的方法。

师:动物都有保护自己的方法,那植物是怎么保护自己的呢?

二、分别出示含羞草,松枝和仙人球,探索它们是如何保护自己的。

1、分别介绍三种植物的名称。(含羞草、松枝、仙人球)

2、幼儿分组进行探索,通过看看,摸摸,相互交流自己的发现。

(将幼儿分为六组,每两组探索一种植物。)

教师小结:每个小朋友都发现了它们保护的方法,可究竟是不是你们想的这样呢?老师给你准备和这些植物有关的资料和图片,我们一起来找一找答案吧!

3、小组合作查找资料,鼓励幼儿进一步探索,验证自己的想法。

4、请个别幼儿交流自己的探索过程及验证结果。教师做适当补充。

三、拓展幼儿视野,感知大自然中其他植物自我保护的方法。

1、观看其他植物自我保护的视频。

2、师:仅仅植物自己保护自己是不够,还需要我们大家都去保护它们。现在,我们一起出去看一看,还有哪些植物正在保护自己呢。

活动延伸:

区域活动:

1、将本次活动的各类资料,图片投放在语言区,让幼儿在活动后再去翻阅。

2、将含羞草,松枝和仙人球放在自然角,让幼儿可以时刻观察它们。家园活动:鼓励家长在双休日多带幼儿与大自然接触,感受大自然的神奇。

植物呼吸作用教学设计
《植物呼吸作用教学设计.doc》
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