5.3细胞呼吸的原理和应用第2课时教学设计2023-2024学年高一上学期生物人教版必修1

5.3细胞呼吸的原理和应用第2课时教学设计2023-2024学年高一上学期生物人教版必修1一、课程基本信息

1.课程名称：细胞呼吸的原理和应用

2.教学年级和班级：2023-2024学年高一上学期，某班

3.授课时间：2023年9月15日，上午第2节

4.教学时数：45分钟

5.教材：人教版生物必修1二、教学目标

1.知识与技能：学生能够理解细胞呼吸的概念，掌握有氧呼吸和无氧呼吸的过程，了解细胞呼吸在生产实践中的应用。

2.过程与方法：通过实验探究，培养学生观察、分析、解决问题的能力，提高学生的实验操作技能。

3.情感态度与价值观：激发学生对生物科学的兴趣，培养学生的环保意识，使学生认识到细胞呼吸在生产实践中的重要作用。

4.教学重点：有氧呼吸和无氧呼吸的过程，细胞呼吸在生产实践中的应用。

5.教学难点：有氧呼吸和无氧呼吸的过程，细胞呼吸在生产实践中的应用。

6.教学准备：教师准备实验器材，学生准备实验报告。

7.教学过程：教师讲解细胞呼吸的概念，引导学生分析有氧呼吸和无氧呼吸的过程，组织学生进行实验探究，总结细胞呼吸在生产实践中的应用。

8.教学评价：通过学生实验报告、课堂提问、课后作业等方式，对学生的学习情况进行评价。三、教学难点与重点

1.重点

（1）有氧呼吸和无氧呼吸的概念及其过程

有氧呼吸是指细胞在氧气参与下，将有机物氧化分解，释放出能量的过程。无氧呼吸是指细胞在没有氧气参与的情况下，将有机物分解为酒精或乳酸，释放出少量能量的过程。学生需要掌握这两种呼吸方式的定义和过程，理解它们在生物体中的作用和意义。

（2）细胞呼吸在生产实践中的应用

细胞呼吸与农业生产、食品加工、环境保护等方面密切相关。学生需要了解细胞呼吸在农业生产中提高作物产量、改善作物品质的作用；在食品加工中保持食品新鲜、延长保质期的方法；在环境保护中减少污染、提高资源利用率的技术。

2.难点

（1）有氧呼吸和无氧呼吸的过程

有氧呼吸和无氧呼吸的过程较为复杂，涉及多个步骤和中间产物。学生需要理解每一步骤的作用和意义，以及中间产物的转化关系。为了便于学生理解，可以通过动画、图表等形式展示有氧呼吸和无氧呼吸的过程，帮助学生建立直观的认识。

（2）细胞呼吸在生产实践中的应用

细胞呼吸在生产实践中的应用涉及到多个领域，学生需要将理论知识与实际应用相结合。可以通过案例分析、小组讨论等形式，引导学生关注细胞呼吸在实际生活中的应用，提高学生的实践能力。

（3）实验探究

实验探究是本节课的重要环节，学生需要掌握实验操作技能，观察实验现象，分析实验结果。教师应提前准备好实验器材，指导学生进行实验，确保实验的顺利进行。同时，教师还需关注学生的实验安全，避免实验过程中发生意外。四、教学方法与手段

1.教学方法

（1）讲授法：教师通过讲解细胞呼吸的概念、有氧呼吸和无氧呼吸的过程，帮助学生建立理论知识体系，为后续的实验探究打下基础。

（2）讨论法：教师组织学生进行小组讨论，引导学生关注细胞呼吸在生产实践中的应用，提高学生的实践能力和团队合作精神。

（3）实验法：教师指导学生进行实验探究，让学生通过观察实验现象、分析实验结果，加深对有氧呼吸和无氧呼吸过程的理解。

2.教学手段

（1）多媒体设备：教师利用多媒体课件展示有氧呼吸和无氧呼吸的过程，通过动画、图表等形式，帮助学生建立直观的认识，提高教学效果。

（2）教学软件：教师利用教学软件进行课堂提问、讨论，实时了解学生的学习情况，及时调整教学策略，提高教学效率。

（3）实验器材：教师为学生准备充足的实验器材，确保实验的顺利进行，培养学生的实验操作技能。

（4）网络资源：教师引导学生利用网络资源，查阅有关细胞呼吸的文献资料，拓宽学生的知识面，激发学生的学习兴趣。

（5）教学视频：教师播放有关细胞呼吸的实验视频，让学生了解实验操作过程，提高学生的实验安全意识。五、教学过程

1.导入阶段

教师通过展示一组图片，包括植物光合作用、动物肌肉活动、酵母菌发酵等，引导学生思考这些现象背后的共同生理过程——细胞呼吸。然后，教师提问：“同学们，你们知道什么是细胞呼吸吗？”引发学生的思考和讨论，激发他们的学习兴趣和好奇心。

2.新课呈现

教师详细讲解细胞呼吸的概念、有氧呼吸和无氧呼吸的过程。讲解过程中，教师利用多媒体课件展示有氧呼吸和无氧呼吸的动画，让学生直观地了解呼吸过程。同时，教师通过实例和图表，帮助学生理解有氧呼吸和无氧呼吸在生物体中的作用和意义。

3.学生活动

（1）小组讨论：学生分组讨论细胞呼吸在生产实践中的应用，如农业生产、食品加工、环境保护等。各小组分享讨论成果，教师进行点评和指导。

（2）角色扮演：学生分组扮演农业科研人员、食品加工企业技术人员、环境保护工作者等角色，讨论如何利用细胞呼吸原理提高作物产量、保持食品新鲜、减少污染等。

（3）实验操作：学生分组进行有氧呼吸和无氧呼吸的实验探究，观察实验现象，分析实验结果。教师巡回指导，解答学生疑问。

4.巩固练习

教师提供以下练习题：

（1）有氧呼吸和无氧呼吸的定义及过程。

（2）细胞呼吸在农业生产中的应用。

（3）细胞呼吸在食品加工中的应用。

（4）细胞呼吸在环境保护中的应用。

5.总结反馈

教师对本节课的主要内容进行总结，强调有氧呼吸和无氧呼吸的概念、过程以及应用。同时，教师对学生表现进行评价，给予表扬和建议，鼓励学生继续努力。

6.教学调整

教师根据学生的实际情况和学习进度，灵活调整教学内容和教学方法。对于掌握较好的学生，教师可以增加拓展性练习题，激发他们的探索欲望；对于掌握较差的学生，教师可以进行个别辅导，帮助他们巩固所学知识。六、知识点梳理

1.细胞呼吸的概念

细胞呼吸是指细胞在氧气或无氧条件下，将有机物分解为二氧化碳和水，同时释放出能量的过程。

2.有氧呼吸的过程

有氧呼吸分为三个阶段：

（1）第一阶段：在细胞质基质中进行，有机物在脱氢酶的作用下脱去氢，生成丙酮酸和[H]。

（2）第二阶段：丙酮酸进入线粒体基质，在酶的作用下被氧化为二氧化碳。

（3）第三阶段：[H]与氧气在细胞色素的作用下发生氧化反应，生成水，同时释放出大量的能量。

3.无氧呼吸的过程

无氧呼吸分为两个阶段：

（1）第一阶段：在细胞质基质中进行，有机物在脱氢酶的作用下脱去氢，生成丙酮酸和[H]。

（2）第二阶段：丙酮酸在不同类型的细胞中转化为不同的产物，如酒精或乳酸，同时释放出少量的能量。

4.有氧呼吸和无氧呼吸的比较

（1）反应场所：有氧呼吸在细胞质基质和线粒体内进行，无氧呼吸在细胞质基质中进行。

（2）反应条件：有氧呼吸需要氧气，无氧呼吸不需要氧气。

（3）产物：有氧呼吸产生二氧化碳和水，无氧呼吸产生二氧化碳和酒精或乳酸。

（4）能量释放：有氧呼吸释放的能量较多，无氧呼吸释放的能量较少。

5.细胞呼吸在生产实践中的应用

（1）农业生产：通过选育高光合效率的作物、改良土壤、合理施肥等措施，提高作物产量和品质。

（2）食品加工：通过控制温度、湿度、氧气浓度等条件，保持食品新鲜，延长保质期。

（3）环境保护：利用微生物进行生物降解，减少污染，提高资源利用率。

6.实验探究

（1）实验目的：观察有氧呼吸和无氧呼吸的现象，分析实验结果，验证细胞呼吸的原理。

（2）实验原理：利用酶的催化作用，观察有机物分解产生的气体或产物，判断细胞呼吸的类型。

（3）实验步骤：取适量酵母菌，加入葡萄糖溶液和氧气（或无氧条件），观察并记录实验现象。

（4）实验结果：有氧呼吸产生二氧化碳和水，无氧呼吸产生二氧化碳和酒精或乳酸。

（5）实验结论：细胞呼吸有氧呼吸和无氧呼吸两种类型，分别产生不同的产物和能量。

7.教学延伸

（1）细胞呼吸与光合作用的关系：细胞呼吸是光合作用的逆过程，二者共同维持生物体的能量代谢。

（2）细胞呼吸与人体健康：合理运动、保持良好的生活习惯，有助于提高细胞呼吸效率，促进身体健康。

（3）细胞呼吸与生物技术：利用细胞呼吸原理，进行微生物发酵、生物降解等生物技术应用。七、作业布置与反馈

1.作业布置

（1）概念理解：请学生总结有氧呼吸和无氧呼吸的概念、过程及其在生物体中的作用。

（2）实例分析：请学生分析细胞呼吸在农业生产、食品加工、环境保护等领域的应用实例。

（3）实验报告：请学生根据实验探究结果，撰写实验报告，分析实验现象，得出结论。

（4）拓展阅读：请学生查阅相关资料，了解细胞呼吸与人体健康、生物技术等领域的最新研究进展。

2.作业反馈

（1）批改作业：教师及时批改学生的作业，给出批注和评分。

（2）指出问题：针对学生在作业中出现的问题，教师指出错误的原因，帮助学生找出知识盲点。

（3）给出建议：针对学生作业中的不足，教师给出改进建议，指导学生如何提高学习效果。

（4）鼓励进步：对作业表现优秀的学生，教师给予表扬和鼓励，激发他们的学习积极性。

（5）反馈交流：教师与学生进行面对面的交流，了解学生的学习困惑，解答疑问，提高学生的学习信心。

（6）定期汇总：教师定期汇总学生的作业情况，分析存在的问题，调整教学策略，以提高教学效果。

（7）家校沟通：教师与家长保持沟通，共同关注学生的学习进展，形成家校共育的良好氛围。八、板书设计

1.细胞呼吸的概念

①细胞呼吸：细胞在氧气或无氧条件下，将有机物分解为二氧化碳和水，同时释放出能量的过程。

2.有氧呼吸的过程

①第一阶段：有机物在细胞质基质中脱氢，生成丙酮酸和[H]。

②第二阶段：丙酮酸进入线粒体基质，被氧化为二氧化碳。

③第三阶段：[H]与氧气反应，生成水，释放能量。

3.无氧呼吸的过程

①第一阶段：有机物在细胞质基质中脱氢，生成丙酮酸和[H]。

②第二阶段：丙酮酸在不同类型的细胞中转化为酒精或乳酸，释放少量能量。

4.有氧呼吸和无氧呼吸的比较

①有氧呼吸：需要氧气，在细胞质基质和线粒体内进行，产生二氧化碳和水，释放大量能量。

②无氧呼吸：不需要氧气，仅在细胞质基质中进行，产生二氧化碳和酒精或乳酸，释放少量能量。

5.细胞呼吸在生产实践中的应用

①农业生产：提高作物产量和品质，选育高光合效率的作物，改良土壤，合理施肥。

②食品加工：保持食品新鲜，延长保质期，控制温度、湿度、氧气浓度等条件。

③环境保护：利用微生物进行生物降解，减少污染，提高资源利用率。

6.实验探究

①实验目的：观察有氧呼吸和无氧呼吸的现象，分析实验结果，验证细胞呼吸的原理。

②实验原理：利用酶的催化作用，观察有机物分解产生的气体或产物，判断细胞呼吸的类型。

③实验步骤：取适量酵母菌，加入葡萄糖溶液和氧气（或无氧条件），观察并记录实验现象。

④实验结果：有氧呼吸产生二氧化碳和水，无氧呼吸产生二氧化碳和酒精或乳酸。

⑤实验结论：细胞呼吸有氧呼吸和无氧呼吸两种类型，分别产生不同的产物和能量。九、课后拓展

1.拓展内容

（1）阅读材料：推荐学生阅读与细胞呼吸相关的书籍、杂志文章，如《细胞生物学》、《生物化学》等。

（2）视频资源：推荐学生观看细胞呼吸的科普视频，如《细胞呼吸的秘密》、《细胞呼吸的原理与应用》等。

（3）在线课程：推荐学生参加在线细胞生物学课程，如Coursera、edX等平台上的相关课程。

（4）学习平台：推荐学生使用学