5.3 细胞呼吸的原理和应用第2课时教学设计-2025-2026学年高一上学期生物人教版必修1

该高中生物学教学设计聚焦细胞呼吸的原理（有氧呼吸、无氧呼吸）及应用，通过果酒制作、肌肉酸痛等生活情景导入，引导学生联系初中呼吸作用基础，总结酵母菌、乳酸菌等生物呼吸方式，搭建从生活现象到无氧呼吸过程探究的学习支架。 特色在于融合科学思维与态度责任，以“全国粮食安全宣传周”为情境，用假说演绎法设计实验装置测定呼吸速率，培养探究实践能力；结合储粮措施分析，引导学生用物质与能量观理解原理，提升社会责任，助力教师落实核心素养，学生深化知识应用。

教学设计 课程基本信息 课题 细胞呼吸的原理和应用 课型 新授课 学科 生物 年级 高一 学段 高中 版本章节 人教版第5章第3节 教学目标 1.通过探究酵母菌的细胞呼吸方式，说出细胞呼吸的类型。 2.描述线粒体适于进行有氧呼吸的结构，说明有氧呼吸过程中物质与能量的变化。 3.比较有氧呼吸与无氧呼吸的异同，阐明细胞呼吸的实质。 4.探讨细胞呼吸原理在生产和生活中的应用。  教学重难点 教学重点 1.探究酵母菌细胞呼吸的方式。 2.有氧呼吸过程中物质与能量的变化。 教学难点 1.探究酵母菌细胞呼吸的方式。 2.有氧呼吸过程中物质与能量的变化。  学情分析 学生在初中做过“测量食物中的能量”的实验，学习了绿色植物的呼吸作用，以及人体内的能量来自细胞中有机物的氧化分解等基础知识，对于细胞的生活需要能量也有一定的了解。 学生也有一些关于果酒制作、泡菜、酸奶制作和人无氧呼吸的知识，为本节课的学习奠定一定的基础。 教学准备 1.葡萄糖燃烧的演示实验，也可以播放葡萄糖燃烧实验视频。 2.有氧呼吸和无氧呼吸过程模式图。  教学过程 教学任务 教学内容 设计意图 创新设计（含AI应用） 通过情景导入 展示材料： 1.用葡萄汁制作果酒，盖好瓶盖，在发酵过程中，每隔12h左右将瓶盖拧松一次，为什么？ 2.甜酒发酵时，米中间要挖一个窝，盖子留一个排气孔。试分析这是为什么？ 3.利用家用酸奶机进行酸奶发酵时，为什么牛奶要加满，盖子的排气孔要封闭？ 4.人在剧烈运动后，会出现肌肉酸痛的感觉？ 引导学生联系有氧呼吸进行总结： 1.无氧呼吸不消耗氧气。 2.酵母菌可以在有氧环境中生存，进行有氧呼吸，有利于增殖。也可以在无氧环境中生存，进行无氧呼吸，产生酒精和二氧化碳。兼性厌氧菌。 3.乳酸菌只能进行无氧呼吸，产生乳酸。 4.人也可以进行无氧呼吸，产生乳酸。 下面我们来探究无氧呼吸的过程。 无氧呼吸产生二氧化碳和酒精。 说明酵母菌是兼性厌氧菌。 说明乳酸菌是厌氧菌，无氧呼吸产生乳酸。 说明人可以进行无氧呼吸，产生乳酸。 培养学生的科学探究和科学思维能力，同时提高学生的社会责任。 用生活情景进行导入，提高学生的兴趣和科学思维能力。 探究无氧呼吸的过程 根据以上结果分析，你可以把无氧呼吸分成几个阶段？能不能总结出每个阶段的物质变化、能量变化和场所？ 展示第一阶段的过程图： 和有氧呼吸第一阶段进行比较，完全相同。 场所：细胞质基质。 反应式： 分别展示第二阶段的两种类型。 场所：细胞质基质。 反应式： 强调无氧呼吸第二阶段不释放能量。 通过表格比较无氧呼吸两个阶段的特点。 引导学生根据无氧呼吸的分阶段过程，写出无氧呼吸的总反应式，去掉中间产物。 动物的无氧呼吸产生乳酸。乳酸菌是厌氧菌，只能进行无氧呼吸，产生乳酸。酸奶、泡菜、酸菜等制作过程需要密封。植物的无氧呼吸往往是产生酒精和CO2。酵母菌是兼性厌氧菌。有氧条件下可以大量增殖，无氧条件下产生酒精。酿酒过程中往往先通氧，再封闭。 总结无氧呼吸过程的能量转化过程：糖类等有机物中的稳定化学能转化为酒精或乳酸中的化学能、热能和ATP中活跃的化学能。 将无氧呼吸的能量转化过程和有氧呼吸的能量转化过程进行比较，引导学生认同有氧呼吸和无氧呼吸的区别。 突出教学重点。 与生活相联系。培养学生的社会责任。 学生自主建构知识网络。 探究影响细胞呼吸的因素 展示国家发布的“2025年世界粮食日 全国粮食安全宣传周”海报。 对中国这样一个14亿多人的发展中大国，粮食安全一直是“天字第一号”的大问题。为了保障粮食有效供给，确保国家粮食安全，提高防范和抵御粮食安全风险能力，维护经济社会稳定和国家安全，2023年12月29日第十四届全国人民代表大会常务委员会第七次会议通过《中华人民共和国粮食安全保障法》，自2024年6月1日起施行。 展示《中华人民共和国粮食安全保障法》的部分内容，共分为十一章、七十四条：第一章 总则，第二章 耕地保护，第三章 粮食生产，第四章 粮食储备，第五章 粮食流通，第六章 粮食加工，第七章 粮食应急，第八章 粮食节约，第九章 监督管理，第十章 法律责任，第十一章 附则。重点关注第四章粮食储备。 第四章 粮食储备 第三十条 承储政府粮食储备的企业或者其他组织应当遵守法律、法规和国家有关规定，实行储备与商业性经营业务分开，建立健全内部管理制度，落实安全生产责任和消防安全责任，对承储粮食数量、质量负责，实施粮食安全风险事项报告制度，确保政府粮食储备安全。 第三十一条 承储政府粮食储备的企业或者其他组织应当执行储备粮食质量安全检验监测制度，保证政府粮食储备符合规定的质量安全标准、达到规定的质量等级。 我们国家地大物博，不同地区的气候条件存在差异，怎样做好粮食储备工作呢？ 展示中国储粮生态区域划分、生态特点及主要储粮措施图示。 引导学生总结储粮措施及原理：晾晒或烘干、低温、密闭储藏。 晾晒或烘干的原理是减少细胞中的水分。 水作为有氧呼吸的原料和环境因素会影响细胞呼吸的速率。自由水越多，细胞代谢越旺盛。将种子风干，以减弱细胞呼吸，从而减少有机物的消耗，延长作物种子的储藏时间。 低温的原理是温度主要通过影响细胞呼吸酶的活性来影响细胞呼吸速率。 所以在零上低温下储存蔬菜、水果、作物种子。 密闭储藏是考虑储藏过程中的气体条件。 引导学生思考：储藏作物种子的时候是不是进行无氧储藏？怎样进行探究？ 让学生认同需要首先测定细胞呼吸速率。 如何测定细胞呼吸速率？能不能设计实验进行测定？ 引导学生思考并回答：该装置中的NaOH的作用是什么？如果环境条件不变，该装置中的着色液滴一般会向左移动，着色液滴向左移动说明什么？向左移动的距离代表什么？ 总结：NaOH的作用是吸收CO2，着色液滴向左移动说明种子细胞呼吸消耗O2，向左移动的距离代表种子细胞呼吸消耗O2量。 引导学生思考：如果该装置中的着色液滴向左移动了6个格，说明种子进行了有氧呼吸，能不能说明种子只进行了有氧呼吸？怎么设计实验进行验证？ 引导学生思考回答装置2中着色液滴的移动代表什么？ 装置2中着色液滴的移动代表发芽种子细胞呼吸消耗的O2和释放的CO2的体积的差值。 引导学生讨论可能的实验现象，提示学生可以用假说演绎法。 总结呼吸方式的判定（底物是葡萄糖，且该种子无氧呼吸的产物是酒精和CO2） 引导学生思考：如果环境条件不变，该装置中的着色液滴一般会向左移动，着色液滴向左移动说明什么？ 着色液滴向左移动说明种子细胞呼吸消耗O2。如果着色液滴向右移动说明什么？怎么设计实验？ 展示典型例题： 如果装置1的液滴左移6个格，装置2的液滴右移4个格，则（刻度表示）：该种子消耗的O2是 ，释放的CO2是 ，其中无氧呼吸释放的CO2是 。 如果装置1的液滴左移6个格，装置2的液滴右移4个格，装置3的液滴右移3个格，则（刻度表示）：该种子消耗的O2是 ，释放的CO2是 。 如果我们在不同氧气浓度下分别测定细胞呼吸速率是不是可以绘制相关曲线。 展示典型例题： 1.Q点时产生CO2的场所是 ，R点时产生CO2的场所是 ，P点时产生CO2的场所是 。判断的依据是什么？ 2.图中曲线QR段CO2释放量急剧减少的主要原因是 。 3.若图中的AB段和BC段的距离相等，则O2浓度为m%时，有氧呼吸消耗的葡萄糖的量和无氧呼吸消耗的葡萄糖的量的比例是 。 4.根据图中曲线，说明作物种子在低氧条件下能延长储藏时间的原因是： 5.在图中绘制出无氧呼吸CO2释放量的曲线。 让学生利用前面学习内容进行总结，温故而知新。 突出重点。 培养学生的科学探究能力。 通过循序渐进的问题串，引导学生步步深入建构知识体系。 培养学生科学思维能力。 让学生认同误差的存在，提高学生的思辨能力和科学探究能力。 设计的两个例题有一定难度，但是学生通过所学内容和思考可以回答，目的是加强学生的理解。 第1题主要是让学生利用曲线判断细胞呼吸方式。 第3题让学生利用化学反应式进行相关计算。 第4题主要是让学生认同储藏作物种子需要低氧环境。 第5题培养学生的综合思考能力。 利用“全国粮食安全宣传周”海报，让学生认可粮食安全对于我们国家的重要行，进而让学生思考关系粮食安全的作物种子的储藏条件的确定。培养学生的社会责任，还能够让学生利用所学知识解决实际问题。 增加假说演绎法的内容，给学生一个科学思维的工具。 设计两个典型例题加强理解。 用例题的形式扩展学生的知识。 总结 无氧呼吸的过程、影响细胞呼吸的因素 教学反思 本节课主要进行探究式教学，通过课题设计让学生自主建构知识体系。 第一，重点是通过探究细胞呼吸的方式实验。在具有设计课堂流程的是并不是直接展示实验装置，而是让学生首先自行设计实验，通过小组讨论，进行改进优化实验装置，测定细胞呼吸的速率目的是引导学生认可不同氧气浓度条件下，细胞呼吸有不同方式，让学生进行讨论总结。最后通过课后练习题进行改造，提升学生对整节课的理解。 第二，增加了国家粮食储备宣传周的内容，让学生认可粮食储藏的重要意义，提升学生的社会责任。增加了日常生活情景，既可以培养学生的科学思维，又能够提升学生的社会责任。所以本节课是一堂提升学生社会责任的案例。   学科网（北京）股份有限公司 $