高中生物 第三节 细胞呼吸教研中心 苏教版

细胞呼吸教学指导

一、课标要求

1.说出线粒体的结构和功能。

2.说明有氧呼吸和无氧呼吸的异同。

3.说明细胞呼吸的原理，并探讨其在生产和生活中的应用。

4.进行酵母菌细胞呼吸方式的探究。

二、教学建议

学生学过了ATP的知识，对于ATP作为能量的通货有了一定的认识，教师可以此为切入点，提出问题引入新课。

探究酵母菌细胞呼吸方式的活动要注意解决几个问题：了解酵母菌作为单细胞生物采取何种方式进行细胞呼吸；酵母菌在有氧和无氧条件下细胞呼吸的产物是什么；在实验中如何控制实验条件和检测实验结果；如何设计对照实验等。

当问题明确后，学生探究的过程就会成为探究学习细胞呼吸概念的过程，同时也是学习科学方法，养成科学态度以及建立科学价值观的过程。教师要随时注意学生在探究过程中的问题，及时引导学生对科学概念的学习和理解。比如在准备实验、观察现象、记录结果等方面，需要特别提醒学生，注意养成尊重事实的习惯，然后根据实验现象来分析可能的原因，将学习引向深入，为下面的概念学习铺设道路。

通过酵母菌细胞呼吸方式的探究，学生认识到有氧呼吸和无氧呼吸的条件和生成的产物，这样就为后面学习有氧呼吸和无氧呼吸打下了基础。然后从酵母菌转向其他生物，为学生介绍普遍存在于生物体中的有氧呼吸和无氧呼吸，同时通过学习细胞呼吸作用，让学生了解细胞呼吸的本质是通过有机物的氧化分解为生命活动提供能量，维持细胞的正常生活。

关于细胞呼吸原理在生产和生活中的应用，可以先让学生分析课本中相关的图文资料，说明这些事例中所应用的细胞呼吸原理，再让学生联想其他事例，进行讨论和交流，从而认识到细胞呼吸原理在实践中应用的广泛性。

资源参考

问题拓展

种子及幼苗的呼吸作用

（一）种子形成与呼吸作用

在种子形成初期，随着种子内细胞数目的增多，细胞体积的增大，原生质含量、细胞器和呼吸酶的增多，呼吸逐步升高，到了灌浆期呼吸速率达到高峰，然后再下降，见下图。

在25 ℃下测定菜豆种子成熟期的呼吸速率

水稻灌浆最快是在开花后15 d左右，此时呼吸速率也最高，其后灌浆速度降低，呼吸速率也相应减弱。显然，每粒种子的最大呼吸速率是与储藏物质积累最迅速的时期相吻合的。灌浆期大麦胚乳内己糖激酶、磷酸甘油酸激酶、丙酮酸激酶等的活性有急剧增高的现象。

灌浆高峰之后,呼吸速率便逐渐下降，这主要是由于细胞内干物质(非呼吸基质)含量增加，含水量降低，原生质脱水，线粒体结构受到破坏等原因所造成的。

（二）种子的安全储藏与呼吸作用

干燥种子的呼吸作用与粮食储藏有密切关系。含水量很低的风干种子呼吸速率微弱。一般油料种子含水量在8％—9％以下，淀粉种子含水量在12％—14％时，种子中原生质处于凝胶状态，呼吸酶活性低，呼吸极微弱，可以安全储藏,此时的含水量称之为安全含水量。当油料种子含水量达10％—11％，淀粉种子含水量达到15％—16％时，呼吸作用就显著增强。如果含水量继续增加,则呼吸速率几乎呈直线上升(下图)。其原因是，种子含水量增高后，原生质由凝胶转变成溶胶，自由水含量升高，呼吸酶活性大大增强，呼吸也就增强。淀粉种子安全含水量高于油料种子的原因，主要是淀粉种子中含淀粉等亲水物质多，其中存在的束缚水含量要高一些。而油料种子中含疏水的油脂较多，存在的束缚水也较少。

谷粒或种子的含水量对呼吸速率的影响

1.亚麻；

2.玉米；

3.小麦

粮食水分测定仪和温度测定仪及测温杆

根据干燥种子呼吸作用的特点，粮食储藏中首要的问题是种子的含水量不得超过安全含水量。否则，由于呼吸旺盛，不仅会引起大量储藏物质的消耗，而且由于呼吸作用的散热提高了粮堆温度，有利于微生物活动，易导致粮食的变质，使种子丧失发芽力和食用价值。

为了做到种子的安全储藏，除了严格控制进仓时种子的含水量外，还应注意库房的通风降温。水稻种子在14—15 ℃库温条件下储藏2—3年，仍有80%以上的发芽率。此外还可对库房内空气成分加以控制，适当增高二氧化碳含量和降低氧的含量。近年来，国内外采用气调法进行粮食储藏，取得了显著效果，即将粮仓中空气抽出，充入氮气，达到抑制呼吸，安全储藏的目的。

（三）萌发种子和幼苗的呼吸作用

种子萌发的主要条件是水分、空气和温度，其中水分的充分吸收是种子萌发的先决条件。水稻种子吸水量达到干重的40%，豆类种子吸水量达到干重的100％—150％时才可萌发。在种子萌发的初期(8—10 h内)，呼吸速率的上升主要是因为吸收了水分的缘故，而与温度并无十分显著的关系。18—24 h后，呼吸速率的再度增高，则可归因于温度和氧气。同时呼吸熵也有明显的变化，在种胚未突破种皮之前，主要进行无氧呼吸，种子呼吸产生的CO2大大超过O2的消耗，RQ大于1;当胚根露出后，O2的消耗速率上升，一般RQ等于1.0左右，表明此时以糖为呼吸底物；以后由于有机酸的参与或由于缺氧产生酒精发酵会使RQ大于1.0，可达到2—3左右。如贮藏的蛋白质和脂肪都用作呼吸底物时，RQ会下降，小于1.0。有时油料种子萌发时，脂肪通过乙醛酸循环转化为糖，需耗氧而不释放二氧化碳，RQ可降低到

0.5以下，当脂肪耗尽，以糖为呼吸底物时，RQ会接近于1。种子如果播种过深或长期淹水缺氧，则会影响正常的有氧呼吸，对物质转化和器官的形成都不利，特别是根的生长和分化会受到明显的抑制。油料种子萌发时，耗氧多，呼吸熵小，所以更需要注意浅播，保证O2的供应。