4.4 能量的获得（教学设计）-【上好课】九年级科学上册同步高效课堂（浙教版）

4.4 能量的获得（教学设计） 年级 九年级 授课时间 课题 4.4 能量的获得 教学 目标 科学观念：知道细胞呼吸的含义，懂得有机物的氧化分解是生命活动所需能量的来源；列举人体及植物进行无氧呼吸的实例，比较其与有氧呼吸的异同点；举例说明在不同环境中生活的动物获得氧气的方式不同。 科学思维：通过比较有氧呼吸和无氧呼吸的异同点，进一步培养分析归纳的能力；通过了解不同动物多样的呼吸器官，进一步建立结构与功能相适应的科学思想。 探究实践：能通过观察实验，分析、归纳获取知识，培养科学探究的能力；培养学生合作学习的能力。 态度责任：培养学生对科学的求知欲，培养学生用科学指导生活的良好思维品质。 教学 重难点 重点：知道细胞呼吸的含义，比较有氧呼吸和无氧呼吸的异同点 难点：呼吸作用的实质 学情 分析 本节内容选自浙教版九上第四章第4节，本节主要内容：有氧呼吸、无氧呼吸、多样的呼吸器官。学生知道食物含各种营养素，但不清楚各种食物怎样为人体提供所需的能量，本节学生可以科学地认识有氧呼吸和无氧呼吸，为后面代谢的多样性及生物的演化打下基础。本节在内容上联系如下：动物有多样的呼吸器官，不同的获取氧气的方法，获取的氧气主要用于细胞进行呼吸作用，即有氧呼吸获得能量，当然呼吸作用的另一种方式是无氧呼吸，在生活中应用接触也十分广泛，所以与学生生活紧密相连。通过比较有呼吸和无氧呼吸的异同，明确有机物的氧化分解是生命活动所需能量的来源，从而明确本节主题能量的获得。 本节内容拟用1课时完成。 教学 准备 课件、课本、活动器材等 教学过程 教师活动 学生活动 新 课 导 入 食物中的营养物质经消化吸收、空气中的氧气经呼吸，通过循环系统到达体细胞。这些物质最终要在体细胞内经历复杂的呼吸作用，才能实现为人体各项生命活动提供能量。  思考心脏为什么能推动血液流动 新 知 讲 授 一、有氧呼吸 糖类、脂肪等物质在人体细胞内彻底氧化分解所释放出的能量，与在体外燃烧所释放的能量是大致相同的，只是体内细胞内的氧化过程进行得更缓慢。 呼吸作用 呼吸作用是指在细胞内氧化分解糖类、蛋白质和脂肪等有机物，并释放出能量的过程。 什么是有氧呼吸？ 有氧呼吸 在氧气的参与下，有机物的分解较为彻底，并释放出较多的能量，这种呼吸作用方式叫做有氧呼吸。 表达式：有机物 + 氧气 二氧化碳 + 水 + 能量 场所：细胞的有氧呼吸主要发生在细胞的线粒体内，在氧气的参与下，分解有机物，释放能量。 在一般情况下，人体每天进行各种生理活动所需的能量大多来源于糖类，也有一部分来源于脂肪，极少数来源于蛋白质。这些有机物的氧化分解是主要通过细胞的有氧呼吸进行的，同时产生二氧化碳、水等产物。大多数生物均以有氧呼吸作为呼吸作用的主要方式，通常所说的呼吸作用就是指有氧呼吸。 三大供能物质的有氧呼吸 供能物质 反应式 所含元素 占能量来源比重 糖类 糖类 + 氧气 二氧化碳 + 水 + 能量 C、H、O 主要 脂肪 脂肪 + 氧气 二氧化碳 + 水 + 能量 C、H、O 一部分 蛋白质 蛋白质 + 氧气 二氧化碳 + 水 + 含氮废物 + 能量 C、H、O、N、S等 极少数 二、无氧呼吸 当你全速奔跑几百米后，你的两条腿会有什么感觉？为什么会有这样的感觉？ 人的无氧呼吸 人体在剧烈运动时，肌肉细胞急需大量能量的供应，这时，虽然呼吸运动和血液循环都大大增加了，但仍不能满足肌肉组织对氧的需求，以致肌肉处于暂时相对缺氧的状态，于是细胞就会进行无氧呼吸产生乳酸，并产生少量的能量。 表达式：葡萄糖 乳酸 + 能量（少量） 无氧呼吸是机体对能量需求的一种暂时补充 高等植物的无氧呼吸 不仅人的肌肉在暂时缺氧的情况下会进行无氧呼吸，释放出一些能量，其他生物也能进行无氧呼吸。如高等植物在被水淹的情况下，也可进行短时间的无氧呼吸，产生酒精和二氧化碳，并产生少量的能量。但酒精在植物细胞内的过多积累会对细胞产生毒害作用。 表达式：葡萄糖 酒精 + 二氧化碳 + 能量（少量） 思考与讨论 1.水稻等植物长期淹水后，容易出现“烂根”现象，你能解释这一现象吗？ 水稻等植物长期淹水后，造成根部缺氧，无法进行有氧呼吸，而无氧呼吸会产生酒精，酒精在细胞内过多积累会对细胞产生毒害作用，造成“烂根”。 2.大多数动、植物都将有氧呼吸作为呼吸作用的主要方式，为什么？ 一是无氧呼吸产生的能量较少，二是无氧呼吸的产物对大多数动植物有一定的毒害作用。 微生物的无氧呼吸 有些微生物能长期进行无氧呼吸，微生物的无氧呼吸称为发酵。如人们可利用乳酸菌的发酵作用生产泡菜、酸奶等食品。有些微生物在有氧情况下进行有氧呼吸，在无氧情况下则能进行无氧呼吸，如酵母菌。人们将酵母菌的这一特点，分别应用于制作面包和酿酒等。 发酵（产生乳酸）：葡萄糖 乳酸 + 能量(少量) 发酵（产生酒精）：葡萄糖 酒精 + 二氧化碳 + 能量(少量) 读图 1．葡萄为什么会变成酒？酒桶为什么要密封？酿酒过程发生的主要变化是什么？ 经过酵母菌的无氧呼吸，会生成酒精，所以葡萄会变成酒。因为要使酵母菌进行无氧呼吸，所以酒桶要密封。 酿酒过程发生的主要变化是葡萄中的糖变成酒精。 2.你还知道哪些人类利用微生物发酵进行生产的例子？ 三、多样的呼吸器官 动物要依靠食物和氧气维持生命。在不同环境中生活的动物，获取氧气的方式也不同。 无脊椎动物 低等无脊椎动物，如草履虫、变形虫等，大多数都没有专门的呼吸器官，它们只靠体表与外界环境进行气体交换。 从较高等的无脊椎动物开始，已经出现了专门具有呼吸功能的器官，如对虾用鳃呼吸、蝗虫用气管呼吸等。 脊椎动物（鱼类） 鱼类在水中是用鳃进行呼吸的。鱼的鳃位于咽的两侧，鳃盖关闭时，水从张开的口流入咽，接着口关闭，口腔收缩，压迫水流通过鳃并从立即张开的鳃盖后缘流出。虽然水中的氧气含量很低，但由于水流不断通过布满血管的鳃，鱼类还是能获得足够的氧气的。 脊椎动物（两栖类） 陆生脊椎动物的体内已经有专门的呼吸器官——肺。 两栖动物的肺较简单，如青蛙的幼体阶段使用鳃进行呼吸，成体时青蛙的肺仅是一层薄壁的囊，呼吸功能较差，还需要通过皮肤的辅助才能获得足够的氧气。 脊椎动物（爬行类、鸟类、哺乳类） 爬行类、鸟类和哺乳类动物在适应陆地生活的同时，肺的结构里出现了肺泡，这在很大程度上增加了气体交换的面积。由于鸟的肺结构十分致密并与特殊的气囊相通，使得它可以为鸟类的飞行提供充足的氧气。 了解心脏的位置、形状、大小 读图，了解心脏的结构 了解心脏的工作原理 了解血管的分类 了解动脉、静脉和毛细血管 课 堂 练 习 例1.与无氧呼吸相比，有氧呼吸的特点是（ ） A.需要酶参加 B.分解有机物 C.释放能量 D.有机物彻底分解 【答案】D 【解析】有氧呼吸的特点是：需要氧气，有机物彻底分解，产生大量能量，能量彻底释放；无氧呼吸的特点是：没有氧气参与反应，有机物不能彻底分解，一般不生成二氧化碳，而是生成酒精和水(如粮食发酵成酒)或者乳酸。 A.有氧呼吸过程与无氧呼吸过程都需要酶参与，A错误。 BC.有氧呼吸与无氧呼吸的实质都是分解有机物释放能量，BC错误。 D.与无氧呼吸相比，有氧呼吸是有机物彻底氧化分解释放大量能量的过程，D正确。 故选D。 例2.酵母经常用来制作面包，下图是面包的制作过程，下列说法正确的是（ ） A.为缩短发酵时间，生面团放置环境的温度越高越好 B.生面团保持在30℃一小时后，面团含有的有机物总量减少了 C.生面团烘烤后体积膨大是因为烘烤过程中酵母菌产生了更多的二氧化碳 D.乳酸菌无氧呼吸也会产生二氧化碳，因此可以用乳酸菌代替酵母菌制作面包 【答案】B 【解析】做面包要用到酵母菌，酵母菌经过发酵可以分解面粉中的葡萄糖，产生二氧化碳，二氧化碳是气体，遇热膨胀而形成小孔，使得馒头或面包疏松多孔。 A.温度太高，会导致酵母菌被高温杀死，故A错误。 B.酵母菌呼吸作用能分解有机物，产生酒精和二氧化碳，因此生面团保持在30℃一小时后，面团含有的有机物总量减少了，故B正确。 C.生面团烘烤后体积膨大是因为酵母菌无氧呼吸产生的二氧化碳受热膨胀，而使面团进一步膨胀变大，故C错误。 D.用酵母菌制作面包，利用了酵母菌既能进行有氧呼吸，又能进行无氧呼吸的性质，而乳酸菌只能进行无氧呼吸，且会产生乳酸，故不能用乳酸菌代替酵母菌制作面包，故D错误。 故选B。 例3.动物在长期的进化过程中形成了多种不同的呼吸方式和呼吸器官，下列有关动物呼吸器官叙述正确的是（ ） A.鱼的呼吸器官是肺 B.青蛙的呼吸器官是鳃 C.鸟的呼吸器官是皮肤 D.狗的呼吸器官是肺 【答案】D 【解析】A.鱼终生生活在水中，吸收水中的溶解氧，用鳃呼吸，用鳍游泳，故A错误。 B.青蛙的呼吸器官是肺，兼用皮肤辅助呼吸，故B错误。 C.鸟能进行双重呼吸，气体交换的场所是肺，故C错误。 D.狗是哺乳动物，呼吸器官是肺，故D正确。 故选D。 例4.下图是利用酵母菌酿制葡萄酒的过程。请利用所学的知识回答下列问题。 （1）从细胞结构的角度看，酵母菌和细菌的主要区别是 。 （2）请写出产生酒精时的呼吸作用的文字表达式 。 （3）在酿制时，若开始阶段给橡木桶通气，一段时间后再密封，发酵完成的时间要短一些；如果开始阶段就将橡木桶密封发酵完成的时间就会长一些，其原因是 。 【答案】（1）有无成形细胞核（2）葡萄糖 酒精 + 二氧化碳 + 能量（少量） （3）先通氧气进行有氧呼吸，保证酵母菌大量繁殖，然后密闭进行无氧呼吸产生酒精 【解析】（1）从细胞结构的角度看，酵母菌和细菌的主要区别是酵母菌有成形的细胞核，细菌没有成形的细胞核。 （2）产生酒精时的呼吸作用的文字表达式：葡萄糖 酒精 + 二氧化碳 + 能量（少量）。 （3）这是因为如果发酵前期先通气一段时间，则酵母菌可以进行有氧呼吸，保证酵母菌大量繁殖，然后密闭进行无氧呼吸产生酒精。酵母菌数量多，发酵的也就快。 课 堂 小 结 1. 有氧呼吸 （1）呼吸作用是指在细胞内氧化分解糖类、蛋白质和脂肪等有机物并释放出能量的过程。 （2）有氧呼吸 在氧气的参与下，有机物的分解较为彻底，并释放出较多的能量，这种呼吸作用方式叫做有氧呼吸。 有氧呼吸文字表达式 ：葡萄糖 + 氧气 二氧化碳 + 水 + 能量（大量） （3）人体能量来源：在一般情况下，人体每天进行各种生理活动所需的能量大多来源于糖类，也有一部分来源于脂肪，极少数来源于蛋白质。 2.无氧呼吸 （1）无氧呼吸 细胞在缺氧的条件下,将糖类等有机物分解成尚未彻底氧化的产物,释放少量能量的过程称为无氧呼吸。 （2）人体（动物）的无氧呼吸 葡萄糖乳酸 + 能量（少量） 意义：是对能量需求的一种暂时补充。 （3）植物的无氧呼吸 葡萄糖酒精 + 二氧化碳+能量（少量） （4）微生物的呼吸作用 ①无氧呼吸：有些微生物能长期进行无氧呼吸，微生物的无氧呼吸被称为发酵，如人们可利用乳酸菌的发酵作用生产泡菜、酸奶等食品。 ②有氧呼吸：有些微生物在有氧情况下进行有氧呼吸，在无氧情况下则能进行无氧呼吸，如酵母菌。人们将酵母菌的这一特点，分别应用于制作面包和酿酒等。 3.多样的呼吸器官 （1）低等无脊椎动物，如草履虫、变形虫等，大多数都没有专门的呼吸器官，它们只靠体表与外界环境进行气体交换。从较高等的无脊椎动物开始,已经出现了专门的呼吸器官,如蝗虫用气管呼吸、对虾用鳃呼吸等。 （2）脊椎动物 鱼类在水中是用鳃进行呼吸的； 陆生脊椎动物的体内已经有专门的呼吸器官——肺； 两栖动物的肺较简单，如青蛙的肺仅是一层薄壁的囊，呼吸功能较差，还需要通过皮肤的 辅助才能获得足够的氧气； 爬行类、鸟类和哺乳类动物在适应陆地生活的同时，肺的结构里出现了肺泡，这在很大程度上增加了气体交换的面积。由于鸟的肺结构十分致密并与特殊的气囊相通，使得它可以为鸟类的飞行提供充足的氧气。 板 书 设 计 作 业 设 计 反 思 评 价 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$