5.3細胞呼吸的原理和應用第2課時教學設計2023-2024學年高一上學期生物人教版必修1一、課程基本信息

1.課程名稱：細胞呼吸的原理和應用

2.教學年級和班級：2023-2024學年高一上學期，某班

3.授課時間：2023年9月15日，上午第2節

4.教學時數：45分鐘

5.教材：人教版生物必修1二、教學目標

1.知識與技能：學生能夠理解細胞呼吸的概念，掌握有氧呼吸和無氧呼吸的過程，了解細胞呼吸在生產實踐中的應用。

2.過程與方法：通過實驗探究，培養學生觀察、分析、解決問題的能力，提高學生的實驗操作技能。

3.情感態度與價值觀：激發學生對生物科學的興趣，培養學生的環保意識，使學生認識到細胞呼吸在生產實踐中的重要作用。

4.教學重點：有氧呼吸和無氧呼吸的過程，細胞呼吸在生產實踐中的應用。

5.教學難點：有氧呼吸和無氧呼吸的過程，細胞呼吸在生產實踐中的應用。

6.教學準備：教師準備實驗器材，學生準備實驗報告。

7.教學過程：教師講解細胞呼吸的概念，引導學生分析有氧呼吸和無氧呼吸的過程，組織學生進行實驗探究，總結細胞呼吸在生產實踐中的應用。

8.教學評價：通過學生實驗報告、課堂提問、課后作業等方式，對學生的學習情況進行評價。三、教學難點與重點

1.重點

（1）有氧呼吸和無氧呼吸的概念及其過程

有氧呼吸是指細胞在氧氣參與下，將有機物氧化分解，釋放出能量的過程。無氧呼吸是指細胞在沒有氧氣參與的情況下，將有機物分解為酒精或乳酸，釋放出少量能量的過程。學生需要掌握這兩種呼吸方式的定義和過程，理解它們在生物體中的作用和意義。

（2）細胞呼吸在生產實踐中的應用

細胞呼吸與農業生產、食品加工、環境保護等方面密切相關。學生需要了解細胞呼吸在農業生產中提高作物產量、改善作物品質的作用；在食品加工中保持食品新鮮、延長保質期的方法；在環境保護中減少污染、提高資源利用率的技術。

2.難點

（1）有氧呼吸和無氧呼吸的過程

有氧呼吸和無氧呼吸的過程較為復雜，涉及多個步驟和中間產物。學生需要理解每一步驟的作用和意義，以及中間產物的轉化關系。為了便于學生理解，可以通過動畫、圖表等形式展示有氧呼吸和無氧呼吸的過程，幫助學生建立直觀的認識。

（2）細胞呼吸在生產實踐中的應用

細胞呼吸在生產實踐中的應用涉及到多個領域，學生需要將理論知識與實際應用相結合。可以通過案例分析、小組討論等形式，引導學生關注細胞呼吸在實際生活中的應用，提高學生的實踐能力。

（3）實驗探究

實驗探究是本節課的重要環節，學生需要掌握實驗操作技能，觀察實驗現象，分析實驗結果。教師應提前準備好實驗器材，指導學生進行實驗，確保實驗的順利進行。同時，教師還需關注學生的實驗安全，避免實驗過程中發生意外。四、教學方法與手段

1.教學方法

（1）講授法：教師通過講解細胞呼吸的概念、有氧呼吸和無氧呼吸的過程，幫助學生建立理論知識體系，為后續的實驗探究打下基礎。

（2）討論法：教師組織學生進行小組討論，引導學生關注細胞呼吸在生產實踐中的應用，提高學生的實踐能力和團隊合作精神。

（3）實驗法：教師指導學生進行實驗探究，讓學生通過觀察實驗現象、分析實驗結果，加深對有氧呼吸和無氧呼吸過程的理解。

2.教學手段

（1）多媒體設備：教師利用多媒體課件展示有氧呼吸和無氧呼吸的過程，通過動畫、圖表等形式，幫助學生建立直觀的認識，提高教學效果。

（2）教學軟件：教師利用教學軟件進行課堂提問、討論，實時了解學生的學習情況，及時調整教學策略，提高教學效率。

（3）實驗器材：教師為學生準備充足的實驗器材，確保實驗的順利進行，培養學生的實驗操作技能。

（4）網絡資源：教師引導學生利用網絡資源，查閱有關細胞呼吸的文獻資料，拓寬學生的知識面，激發學生的學習興趣。

（5）教學視頻：教師播放有關細胞呼吸的實驗視頻，讓學生了解實驗操作過程，提高學生的實驗安全意識。五、教學過程

1.導入階段

教師通過展示一組圖片，包括植物光合作用、動物肌肉活動、酵母菌發酵等，引導學生思考這些現象背后的共同生理過程——細胞呼吸。然后，教師提問：“同學們，你們知道什么是細胞呼吸嗎？”引發學生的思考和討論，激發他們的學習興趣和好奇心。

2.新課呈現

教師詳細講解細胞呼吸的概念、有氧呼吸和無氧呼吸的過程。講解過程中，教師利用多媒體課件展示有氧呼吸和無氧呼吸的動畫，讓學生直觀地了解呼吸過程。同時，教師通過實例和圖表，幫助學生理解有氧呼吸和無氧呼吸在生物體中的作用和意義。

3.學生活動

（1）小組討論：學生分組討論細胞呼吸在生產實踐中的應用，如農業生產、食品加工、環境保護等。各小組分享討論成果，教師進行點評和指導。

（2）角色扮演：學生分組扮演農業科研人員、食品加工企業技術人員、環境保護工作者等角色，討論如何利用細胞呼吸原理提高作物產量、保持食品新鮮、減少污染等。

（3）實驗操作：學生分組進行有氧呼吸和無氧呼吸的實驗探究，觀察實驗現象，分析實驗結果。教師巡回指導，解答學生疑問。

4.鞏固練習

教師提供以下練習題：

（1）有氧呼吸和無氧呼吸的定義及過程。

（2）細胞呼吸在農業生產中的應用。

（3）細胞呼吸在食品加工中的應用。

（4）細胞呼吸在環境保護中的應用。

5.總結反饋

教師對本節課的主要內容進行總結，強調有氧呼吸和無氧呼吸的概念、過程以及應用。同時，教師對學生表現進行評價，給予表揚和建議，鼓勵學生繼續努力。

6.教學調整

教師根據學生的實際情況和學習進度，靈活調整教學內容和教學方法。對于掌握較好的學生，教師可以增加拓展性練習題，激發他們的探索欲望；對于掌握較差的學生，教師可以進行個別輔導，幫助他們鞏固所學知識。六、知識點梳理

1.細胞呼吸的概念

細胞呼吸是指細胞在氧氣或無氧條件下，將有機物分解為二氧化碳和水，同時釋放出能量的過程。

2.有氧呼吸的過程

有氧呼吸分為三個階段：

（1）第一階段：在細胞質基質中進行，有機物在脫氫酶的作用下脫去氫，生成丙酮酸和[H]。

（2）第二階段：丙酮酸進入線粒體基質，在酶的作用下被氧化為二氧化碳。

（3）第三階段：[H]與氧氣在細胞色素的作用下發生氧化反應，生成水，同時釋放出大量的能量。

3.無氧呼吸的過程

無氧呼吸分為兩個階段：

（1）第一階段：在細胞質基質中進行，有機物在脫氫酶的作用下脫去氫，生成丙酮酸和[H]。

（2）第二階段：丙酮酸在不同類型的細胞中轉化為不同的產物，如酒精或乳酸，同時釋放出少量的能量。

4.有氧呼吸和無氧呼吸的比較

（1）反應場所：有氧呼吸在細胞質基質和線粒體內進行，無氧呼吸在細胞質基質中進行。

（2）反應條件：有氧呼吸需要氧氣，無氧呼吸不需要氧氣。

（3）產物：有氧呼吸產生二氧化碳和水，無氧呼吸產生二氧化碳和酒精或乳酸。

（4）能量釋放：有氧呼吸釋放的能量較多，無氧呼吸釋放的能量較少。

5.細胞呼吸在生產實踐中的應用

（1）農業生產：通過選育高光合效率的作物、改良土壤、合理施肥等措施，提高作物產量和品質。

（2）食品加工：通過控制溫度、濕度、氧氣濃度等條件，保持食品新鮮，延長保質期。

（3）環境保護：利用微生物進行生物降解，減少污染，提高資源利用率。

6.實驗探究

（1）實驗目的：觀察有氧呼吸和無氧呼吸的現象，分析實驗結果，驗證細胞呼吸的原理。

（2）實驗原理：利用酶的催化作用，觀察有機物分解產生的氣體或產物，判斷細胞呼吸的類型。

（3）實驗步驟：取適量酵母菌，加入葡萄糖溶液和氧氣（或無氧條件），觀察并記錄實驗現象。

（4）實驗結果：有氧呼吸產生二氧化碳和水，無氧呼吸產生二氧化碳和酒精或乳酸。

（5）實驗結論：細胞呼吸有氧呼吸和無氧呼吸兩種類型，分別產生不同的產物和能量。

7.教學延伸

（1）細胞呼吸與光合作用的關系：細胞呼吸是光合作用的逆過程，二者共同維持生物體的能量代謝。

（2）細胞呼吸與人體健康：合理運動、保持良好的生活習慣，有助于提高細胞呼吸效率，促進身體健康。

（3）細胞呼吸與生物技術：利用細胞呼吸原理，進行微生物發酵、生物降解等生物技術應用。七、作業布置與反饋

1.作業布置

（1）概念理解：請學生總結有氧呼吸和無氧呼吸的概念、過程及其在生物體中的作用。

（2）實例分析：請學生分析細胞呼吸在農業生產、食品加工、環境保護等領域的應用實例。

（3）實驗報告：請學生根據實驗探究結果，撰寫實驗報告，分析實驗現象，得出結論。

（4）拓展閱讀：請學生查閱相關資料，了解細胞呼吸與人體健康、生物技術等領域的最新研究進展。

2.作業反饋

（1）批改作業：教師及時批改學生的作業，給出批注和評分。

（2）指出問題：針對學生在作業中出現的問題，教師指出錯誤的原因，幫助學生找出知識盲點。

（3）給出建議：針對學生作業中的不足，教師給出改進建議，指導學生如何提高學習效果。

（4）鼓勵進步：對作業表現優秀的學生，教師給予表揚和鼓勵，激發他們的學習積極性。

（5）反饋交流：教師與學生進行面對面的交流，了解學生的學習困惑，解答疑問，提高學生的學習信心。

（6）定期匯總：教師定期匯總學生的作業情況，分析存在的問題，調整教學策略，以提高教學效果。

（7）家校溝通：教師與家長保持溝通，共同關注學生的學習進展，形成家校共育的良好氛圍。八、板書設計

1.細胞呼吸的概念

①細胞呼吸：細胞在氧氣或無氧條件下，將有機物分解為二氧化碳和水，同時釋放出能量的過程。

2.有氧呼吸的過程

①第一階段：有機物在細胞質基質中脫氫，生成丙酮酸和[H]。

②第二階段：丙酮酸進入線粒體基質，被氧化為二氧化碳。

③第三階段：[H]與氧氣反應，生成水，釋放能量。

3.無氧呼吸的過程

①第一階段：有機物在細胞質基質中脫氫，生成丙酮酸和[H]。

②第二階段：丙酮酸在不同類型的細胞中轉化為酒精或乳酸，釋放少量能量。

4.有氧呼吸和無氧呼吸的比較

①有氧呼吸：需要氧氣，在細胞質基質和線粒體內進行，產生二氧化碳和水，釋放大量能量。

②無氧呼吸：不需要氧氣，僅在細胞質基質中進行，產生二氧化碳和酒精或乳酸，釋放少量能量。

5.細胞呼吸在生產實踐中的應用

①農業生產：提高作物產量和品質，選育高光合效率的作物，改良土壤，合理施肥。

②食品加工：保持食品新鮮，延長保質期，控制溫度、濕度、氧氣濃度等條件。

③環境保護：利用微生物進行生物降解，減少污染，提高資源利用率。

6.實驗探究

①實驗目的：觀察有氧呼吸和無氧呼吸的現象，分析實驗結果，驗證細胞呼吸的原理。

②實驗原理：利用酶的催化作用，觀察有機物分解產生的氣體或產物，判斷細胞呼吸的類型。

③實驗步驟：取適量酵母菌，加入葡萄糖溶液和氧氣（或無氧條件），觀察并記錄實驗現象。

④實驗結果：有氧呼吸產生二氧化碳和水，無氧呼吸產生二氧化碳和酒精或乳酸。

⑤實驗結論：細胞呼吸有氧呼吸和無氧呼吸兩種類型，分別產生不同的產物和能量。九、課后拓展

1.拓展內容

（1）閱讀材料：推薦學生閱讀與細胞呼吸相關的書籍、雜志文章，如《細胞生物學》、《生物化學》等。

（2）視頻資源：推薦學生觀看細胞呼吸的科普視頻，如《細胞呼吸的秘密》、《細胞呼吸的原理與應用》等。

（3）在線課程：推薦學生參加在線細胞生物學課程，如Coursera、edX等平臺上的相關課程。

（4）學習平臺：推薦學生使用學