第四章
光合作用和细胞呼吸
4.2
光合作用（二）（第1课时）
案例四：
师
光合作用过程中，绿色植物吸收了光能，那么从能量转化与守恒角度来看，光能到哪里去了呢？
生
转化为有机物中的化学能。
师
那么，你了解的光合作用合成的有机物有哪些呢？
生
淀粉。
师
那么你用什么方法可以证明你的推论？
生
可以进行这样的实验，实验设计如下：
（1）取一株生长状况良好的天竺葵，放在黑暗条件下12小时，进行饥饿处理。
（2）将经过饥饿处理后的植株取下一片叶片，酒精加热脱脂，滴加碘液处理，观察其颜色变化。
（3）将上述植株放在光照条件下处理3～4小时，取处理之后的植株的一片叶子，用酒精加热脱脂，滴加碘液处理，观察其颜色变化。
师
为何要首先对经过饥饿处理后的植株叶片进行碘液处理，观察其颜色变化？
生甲
可以鉴定其中的淀粉是否被完全消耗了。
生乙
还可以说明在第三步中若滴加碘液后产生了蓝色，则其蓝色并非是由叶片中原有物质产生的。
师
我们来回顾一段关于对光合作用产物的探索的一段历程：
（1）光合作用历史中的另一个里程碑就是1854年，一个德国医生Robert
Mayer宣布：植物把太阳光能转化为化学能。
因而，在20世纪的中叶，光合作用现象用这样的式子表示：
CO2+H2O+光
O2+有机物质+化学能
（2）1864年，德国植物学家萨克斯（J.von
Sachs）（萨克斯还发现植物呼吸）证明了光合作用时有淀粉生成。
萨克斯把一些绿叶放在黑暗的房间中一些时间，使其中的淀粉消失。然后，他使无淀粉的叶子的一半照光，另一半用黑纸遮住，使其仍处于黑暗之中，若干时间之后，整片叶子用碘蒸气处理。结果，由于形成了淀粉—碘络合物，叶子的照光部分呈黑紫色，而另一半则没有颜色。
（3）需要指出的是，在萨克斯的实验中，绿叶在光照条件下处理的时间不能过长；因为植物叶片内的维管系统会把光照部分产生的淀粉运输至黑暗部分的叶片，而导致实验数据不正确。
案例五：
师
在扬·英根豪斯的实验中，发现植物的光合作用是由绿叶来进行的。那么我们能否设计一个实验以证明光合作用需要叶绿体？
教师引导：用多媒体展示一组关于银边天竺葵叶片结构特点的信息。
学生活动：独立设计其中一个实验，小组交流、讨论，分享设计方案。
学生设计实例：
实验步骤
（1）取一株生长状况良好的银边天竺葵，放在黑暗条件下12小时，进行饥饿处理。
（2）将经过饥饿处理后的植株取下一片叶片，酒精加热脱脂，滴加碘液处理，观察其颜色变化。
（3）将上述植株放在光照条件下处理3～4小时，取处理之后的植株的一片叶子，用酒精加热脱脂，滴加碘液处理，观察其颜色变化。
实验预测及分析
（1）若银边天竺葵的银边部分与绿色部分滴加碘液后均现蓝色，说明光合作用不一定需要叶绿体。
（2）若银边天竺葵的银边部分滴加碘液后均现蓝色，绿色部分滴加碘液后不现蓝色，说明叶绿体抑制光合作用的进行。
（3）若银边天竺葵的银边部分滴加碘液后不现蓝色，绿色部分滴加碘液后现蓝色，则说明光合作用需要叶绿体。
师
光合作用中的原料是CO2和H2O，那么光合作用产生的O2究竟是从何而来的呢？
学生活动：阅读文本中“解开光合作用之谜”中鲁宾、卡门与卡尔文研究的相关信息。
课件展示：
(1)放射性同位素可用于追踪物质的运行与变化规律。用放射性同位素标记的化合物，化学性质不会发生改变。科学家通过追踪放射性同位素标记的化合物，可以弄清化学反应的详细过程。这种技术称为同位素示踪技术。
同位素示踪技术是一种生物科学研究的技术手段。同位素示踪技术与X光衍射技术是20世纪初期至70年代的生命科学研究较为成功的两种技术手段。
(2)普通的、无放射性的碳是12C。第一个用作示踪者的同位素碳是11C，但是因为它的半衰期只有20.5秒，因而，它的应用成效有限。
(3)卡门(M.Kamen)和鲁宾(Sam
.Ruben)发现了寿命长的14C(它的半衰期为5
720年)，这就使示踪碳从标记物质（如CO2或者重碳酸盐）相继进入有机物质成为可能。因此，同位素14C逐渐成为最重要的碳的示踪者。
（4）借助光合作用的光化学反应中形成的还原剂(NADPH),CO2转变成碳水化合物,这是光合作用中分析得最清楚的一个阶段。
取得这个成就，是因为应用了一种简便的示踪剂——放射性碳同位素14C。根据物理常识,我们知道,这样的示踪者能用来追踪各种元素在化学反应中的途径,其方法是观察不同反应中的中间产物和最终产物,它们特有的放射线的出现。
把这种方法应用于光合作用的研究是一个惊人的成就。为此,在1961年把诺贝尔奖授予了美国加利福尼亚州立大学伯克利分校的M.卡尔文。以奖励他与A.A.Benson、J.Basshan及其同事们，在这个领域取得的极其重大的进展。
师
从上面这些信息，你能否设计一种可以证明光合作用中释放的O2分子究竟是从何而来的？
学生活动：学生讨论，小组合作提出设计方案。
设计案例：
（1）取生长状况良好的小球藻分成均等的两份，分别标记为A、B。
（2）将A置于一盛有同位素18O标记的H2
18O的试管中，同时在容器中充入未被同位素标记的CO2，一段时间后，收集光合作用中所产生的O2，鉴定其放射性。
（3）将B置于一盛有未被同位素标记的H2O的试管中，同时在容器中充入被同位素18O标记的C18O2，一段时间后，收集光合作用中所产生的O2，鉴定其放射性。
（4）对实验结果进行分析。
师
（1）鲁宾与卡门两位科学家进行了同样的实验，发现在类似于A组的实验中，所收集的O2全部都是具有放射性18O的18O2；而在类似于B组的实验中，所收集的O2全部是无放射性的O2。间接说明了光发合作用所产生O2都来自于参加光合作用的水。
（2）美国科学家M.卡尔文利用小球藻作为实验材料，用14C标记的14CO2进行光合作用，然后追踪其放射性。最终探明CO2的碳在光合作用中转化成有机物的碳途径，这一途径称为卡尔文循环。
师
你知道同位素还可以利用在其他方面吗？
生
同位素还可以检测地层中化石的地质历史年代，其原理是利用“半衰期”法测定。
课堂小结
关于同位素的利用，你还可以与你小组内的同学交流一下自己的看法；或在课后查阅相关资料，以取得更多的信息。
板书设计
第二节 光合作用
一、光合作用历史回眸
1.范·海尔蒙特的“柳树实验”——植物生长的养料主要来自于水；
2.科学家普利斯特莱植物与动物的气体交换实验——植物生长需要吸收二氧化碳，同时释放氧气；
3.扬·英根豪斯（J.Ingenhousz）——光合作用需要光照；
4.萨克斯（J.von
Sachs）——光合作用时有淀粉生成；
5.鲁宾、卡门——光合作用中释放的氧来自于H2O，糖中的氢也来自于水；
6.M.卡尔文——卡尔文循环。第2课时 提取和分离叶绿体中的色素
教学过程
（本课时建议安排在实验室进行，由于实验步骤较烦琐，实验的安全要求较高，因而需要教师提前作好教学准备）
导入新课
教师通过多媒体先展示几种不同植物、同一植物不同部位的叶片。
师
（1）不同植物叶片的颜色有所不同，这是什么原因？
（2）我们将一株植物幼苗放在黑暗条件一定时间后，发现植物变黄了，这是什么原因？
（3）在栽种水稻的秧苗时，会发现少数植株叶片白化，这是为什么？这些植株在栽种后通常会死亡，这又是为什么？
生甲
植物叶片的颜色主要是由叶绿体中的颜色决定的；少数植物叶片的颜色是由叶片液泡中的花色素决定的，如枫叶的叶片颜色。
生乙
由于在黑暗条件下，不能正常形成叶绿素，因而叶片发黄。
生丙
水稻秧苗的白化植株的形成是由于没有形成叶绿素；由于没有叶绿素，不能进行光合作用，所以最终会缺乏能量来源而死亡。
师
由此可见，光合作用与植物的叶绿素有关。那么，叶绿体中有哪些色素呢？我们一起来探索这个课题——《提取和分离叶绿体中的色素》。
推进新课
板 书：二、光合色素与光能的捕获与转化（一）叶绿体中色素的提取与分离
师
我们是否考虑过这样一个问题——叶绿体中的色素能溶解于水吗？如果不能，又是为什么？
生
估计不能；因为叶绿体中的色素是有机物，根据化学知识可以知道，有机物一般是不溶解于无机溶剂的。
师
假如我们要从叶绿体中提取色素，可以选取什么溶剂呢？
生
酒精、丙酮、石油醚等都是有机溶剂，均可作为本实验中提取叶绿素的溶剂。
师
我们可以用什么样的植物叶片来提取叶绿素呢？
生
主要原则是叶片中叶绿素含量丰富；叶片肉质，易于提取色素。如菠菜、蚕豆叶片（根据区域特点）等。
（活动建议：实验选用的材料是菠菜叶，不同地区、不同季节可选用不同叶片，但一般不宜选用含蜡质的叶片）
师
叶绿体中的色素就一种吗？假如存在两种以上的色素，如何从提取液中分离已经提取的色素呢？
生
应该不止一种，但是我不懂得如何分离色素。
媒体呈示情景：利用多媒体呈示“萃取、分液和层析分离有机物的方法”等情景。注重利用Flash分步、动态展示色素随着层析液的上升而在干燥的定性滤纸上扩散的过程。
师
分离有机物的主要方法有萃取、分液和层析等。层析法又可以分为柱层析法和纸层析法。从提取液中分离已经提取的色素的方法有很多，我们主要采用的方法是纸层析法。
纸层析法的主要原理是当层析液在干燥的定性滤纸上扩散时，会带动滤纸上的滤液细线中的色素上升，由于不同的色素在层析液中的溶解度不同，因而随层析液向上扩散的速度也不同，溶解度大的色素随着层析液向上扩散的速度快，溶解度小的色素随着层析液向上扩散的速度慢，这样就可以把提取液中的色素分离开来。
师
我们了解了叶绿体中色素的提取与分离的原理，那么，该如何来进行我们的实验操作呢？
呈示媒体信息：以视频形式向学生展示一段预先摄制好的录像——“叶绿素的研磨与提取”的演示。
师
研磨中加入的提取液的量一般是多少？丙酮有毒，一般具挥发性，假如用丙酮作提取液的话，你如何保护自己？如何使叶片研磨得更充分、省力？研磨中色素是否会破坏？如果会，又该怎么办？如何控制有机溶剂的量并防止它的挥发？
生甲
一般为2
g剪碎的菠菜叶片中加入5
mL的丙酮作提取液；在研磨过程中，要注意开窗，还要在研钵上面加一张滤纸以减少丙酮的挥发。实验结束后及时洗手。
生乙
研磨中加入SiO2可以使得更充分、省力。
生丙
研磨中色素会被细胞液中的酸性物质破坏。因此可以在研磨过程中加入适量的CaCO3，从而减少叶绿体中色素被破坏的量。
呈示媒体信息：为了指导学生正确地实验操作，向学生展示一组事先摄制好的纸层析操作实验过程，并利用多媒体技术，对“制作滤纸条、画滤液细线”等关键的，同时通过演示实验又很难看清楚的步骤，作特效分析。
师生互动：教师引导学生对关键的地方作详细观察，学生分组讨论、分析实验操作方法。
师
整个叶绿体中色素的提取与分离实验可以分为几个主要步骤？
生
5个步骤，包括叶绿体中色素的提取→制备滤纸条→画滤液细线→分离色素→观察与记录。
师
制备滤纸条时，为何要将定性滤纸的一端剪去两个角？为何用铅笔在距该端1
cm处画一细线？
生
由于位于滤纸条边缘的色素扩散速度快，位于中间的色素在滤纸条上扩散的速度慢，剪去两个角可以让色素带在滤纸上均匀分离。用铅笔在距该端1
cm处画一细线的目的是可以为下一步画滤液细线作一个参照。
师
画滤液细线时需要注意什么问题？
生
画滤液细线一定要均匀，前后几次所画的滤液细线要细、齐、平；一般要等上一次所画的滤液细线干燥后，再画下一次的滤液细线。
师
分离色素时需要注意什么问题？
生甲
不能使层析液的液面没及滤液细线。因为这样会使滤液细线中的色素溶解于层析液中，而使得实验现象不明显。
生乙
要注意安全，将烧杯加一个玻璃盖，可以减少层析液的挥发。
实验操作
学生分组实验开始，要求操作规范，但鼓励学生创新；允许实验失败，但要求认真分析失败的原因；要求自主完成，但鼓励合作与交流。教师及时使巡视，注意对实验的操作技能的指导，引导学生创新，学会倾听不同的声音。
（例如：①有的同学以圆形定性滤纸代替滤纸条，在滤纸的圆心先滴加提取液，后滴加层析液，制作出了四种不同颜色的同心环带，②有的学生以韭菜叶、蚕豆叶代替菠菜叶效果更好，③有的学生提出以干粉笔做成层析柱，代替纸层析法，其效果也较为明显）
实验结束：整理实验器材，洗手，整理实验数据。
实验数据分享：学生实验结束后，由实验小组展示实验现象，并指出滤纸条上的色素带所代表色素的名称。对于实验现象不明显的小组，要求对此作出一定的分析。
师
在你的滤纸条上出现了几条色素带？每条色素带各是什么颜色？哪一种色素带最宽？说明绿色植物叶绿体中的色素有几种？
生
有4条；从上到下其颜色分别为橙黄色、黄色、蓝绿色、黄绿色；蓝绿色的色素带最宽；由于各色素带颜色并不相同，则据此可以推断绿色植物叶绿体中的色素有4种。
课件展示：
（1）橙黄色的色素带是胡萝卜素，黄色的色素带是叶黄素，蓝绿色的色素带是叶绿素a,黄绿色的色素带是叶绿素b。其中，胡萝卜素、叶黄素合称为类胡萝卜素，叶绿素a、叶绿素b合称为叶绿素。
（2）色素的颜色与色素的种类的关系如下所示：
（3）所有光合有机体都含有一种或几种色素。在植物（高等绿色植物）中发现两大色素类是叶绿素类与胡萝卜类色素。叶绿素与胡萝卜类色素不溶解于水。
（4）叶绿素是使植物显出绿色的色素。植物叶子呈现的颜色是各种色素的综合表现，其中主要取决于绿色的叶绿素和黄色的类胡萝卜素两大类色素的比例。通常来说，绿色植物叶片细胞内叶绿素∶类胡萝卜素=4∶1,叶绿素a∶叶绿素b=3∶1,因而，正常植物的叶子一般呈绿色。
(5)叶绿素a的分子式是C55H72O5N4Mg，叶绿素b的分子式是C55H70O6N4Mg,类胡萝卜素的分子式是C40H56，叶黄素的分子式是C40H56O2。
（6）叶绿素的结构式是在1940年被德国的Fischer用降解法测定的。1960年Woodward在哈佛大学通过分子的完全合成证实了这个结构。
（7）秋天，条件不正常或叶片衰老时，由于叶绿素较易被破坏或先行降解，数量减少；而类胡萝卜素比较稳定，因而此时叶片呈黄色。至于红叶，因秋天降温，体内积累较多糖分，由于此时体内的可溶性糖分增加，就形成较多的花色素，叶子就呈红色。像枫树叶子秋天变红，紫云英冬春寒潮来临后叶茎变红，均为这个道理。
（8）许多因素都将影响叶绿素的形成；而光是影响叶绿素形成的主要条件，一般植物在黑暗中生长都不能形成叶绿素，因而叶子发黄。这种缺乏任何一个条件而阻止叶绿素形成、使叶子发黄的现象，称为黄化现象。
（9）光线过弱，亦不利于叶绿素的形成，所以，栽培密度过大或由于肥水过多而贪青徒长，导致上部遮光过甚，植物上部的叶片的叶绿素的分解速度大于合成速度，导致叶片变黄。
（10）叶绿素的生物合成的最适温度为30
℃，区间范围为20～40
℃间。
（11）矿质元素影响叶绿素的形成，植物缺乏N、Mg、Fe、Zn、Cu等元素均不能形成叶绿素。
（12）由于叶绿素的形成受许多条件的影响，所以叶色是反映作物营养状况的一个灵敏的指标。我国农民根据叶色变化来管理肥水，以促进作物的生长发育，提高光合作用的净产量，获得高产。
板书设计
二、光合色素与光能的捕获与转化
（一）叶绿体中色素的提取与分离
提取色素——制备滤纸条——画滤液细线——分离色素——观察实验结果——实验器材整理（包括个人自我保护） 第三节 细胞呼吸
从容说课
细胞呼吸是生物体的重要生理活动，是生命的基本特征之一。这部分知识既与植物的光合作用有密切联系，同时又与后续内容密不可分，因此本节内容起到承前启后的作用。
《细胞呼吸》一节主要分为细胞呼吸产生能量、细胞呼吸的过程（有氧呼吸、无氧呼吸以及二者的区别）、细胞呼吸原理的应用。
关于细胞呼吸产生能量，本节首先在学生学习了初中生物学的基础上，创设了“汽车奔驰需要燃烧汽油提供能量，那么生物体的生命活动的能量从何而来”的问题情景，引导学生通过分析呼吸作用与物质燃烧的异同点等问题，进入本节的学习，进而提出了细胞呼吸的概念。由于学生在初中阶段学习过有关绿色植物和人体的呼吸作用以及细菌、真菌与食品制作的关系等基础知识，所以，教材一开始就将概括性很强的细胞呼吸定义呈现给学生，教学过程中可以通过对文本中表格的分析，加强学生对于“不同生物的细胞呼吸速率是不同的”理解。
关于细胞呼吸的过程，教材分为有氧呼吸、无氧呼吸以及二者间的比较。
（1）关于“有氧呼吸原理和大致过程”，教材在遵循科学准确的原则下，利用“细胞呼吸”的图群，力求形象、生动地描述有氧呼吸的过程。在教学过程中，建议加强对文本中“细胞呼吸”的图群的阅读以加强对于细胞有氧呼吸的理解，有条件的学校建议合理运用多媒体辅助教学手段，帮助学生建立细胞有氧呼吸的模型，通过物质转变与能量转换两条主线，理解在细胞有氧呼吸的场所、条件、原料、过程、产物以及产物去向等过程。
（2）关于“无氧呼吸的过程与原理”，教材首先通过“细胞呼吸是否都需要氧的参与”这个问题，以酵母菌为材料，设计了一个探究其呼吸方式到底有几种的实验，从而引出细胞无氧呼吸的概念。对于细胞的呼吸过程，文本相对简化。对于“以酵母菌为材料，设计了一个探究其呼吸方式到底有几种”的实验，探究的难度比较大，学生一般对其中某些原理和检测产物的方法不甚了解，所以，教材对提出问题和设计实验这两个步骤提供了必要的参考案例和参考资料。需要说明的是，教材通过这个探究实验，还介绍了什么是对比实验。关于无氧呼吸的定义，教材提出让学生在学习了有关内容后，参照有氧呼吸的定义进行归纳和概括，以加深学生对知识的理解，同时也有助于培养学生主动参与学习的态度和用准确而简明的科学术语进行归纳和概括的能力。
（3）关于“有氧呼吸与无氧呼吸的比较”，文本主要通过图群提供直观印象，然后通过列表比较二者间的主要区别，教学中建议适当引导学生对二者间的联系进行分析。教学过程中在加强对文本中相应图群阅读的基础上，有条件的学校可以设置多媒体辅助教学手段，帮助学生理解有氧呼吸与无氧呼吸在场所、酶、产物以及释放能量多少方面的区别以及与某些过程的联系。教材的最后对无氧呼吸的意义进行了阐述。
（4）关于细胞呼吸原理的应用，教材采取了引导学生分析有关资料和通过讨论及补充相关实例的形式，使学生理解其原理在日常生活和工农业生产中的应用，并培养学生根据相关科学原理举一反三地联系实际的能力。通过要求学生举例说出呼吸作用的原理在生产上的应用，进一步使学生了解绿色植物与人类生活的联系，有利于引导学生进行研究性和创造性的学习，并加强生物学与生产和生活实际的联系，开阔学生的视野。
本节共设置了1个“积极思维”、1个“放眼社会”、1个“评价指南”、1个“继续探究”、1个“走近职业”、1个“拓展视野”。教师可根据各种活动特点，合理运用教学策略，组织学生开展活动。另外，本章有5个重要的图群：有氧呼吸过程中能量的释放图、细胞有氧呼吸与无氧呼吸示意图；图片4张，酵母菌呼吸实验示意图、工业发酵罐实物图等；此外还有表格2张，函数图2张。教师可根据图的特点合理展示图片，图文结合，帮助学生理解相关知识。
最后我们建议学生利用图书馆、网络或其他媒体手段，收集有关细胞在社会、生活中的应用的信息，并做成课题研究报告，进行班级内部交流，或在网上展示。
教学重点
1.细胞呼吸的本质。
2.有氧呼吸与无氧呼吸的过程。
3.有氧呼吸与无氧呼吸的区别。
4.从生产实践的角度探讨细胞呼吸原理的应用。
教学难点
1.有氧呼吸与无氧呼吸的过程。
2.细胞呼吸原理的应用。
教具准备
细胞有氧呼吸与无氧呼吸过程的多媒体课件、细胞有氧呼吸与无氧呼吸区别的投影片、教师通过网络等途径收集的一组有关“细胞呼吸在生产实践中的应用”的信息。
课时安排
3课时
三维目标
1.说明细胞呼吸的本质，能对细胞呼吸与有机燃料的燃烧进行比较。
2.说明有氧呼吸与无氧呼吸的过程。
3.说出细胞的无氧呼吸与有氧呼吸的区别。
4.说出细胞呼吸原理的应用。
5.运用实验器材进行“影响酵母菌无氧呼吸的因素”的实验探究。
6.通过对“有氧呼吸的过程、细胞中有氧呼吸与无氧呼吸示意图”等图群学习，进一步提高图表对比分析能力以及运用恰当的生物学知识有效地表述图表、公式等提供的信息能力。
7.参与有氧呼吸与无氧呼吸的区别的比较讨论，形成综合分析问题的能力。
8.尝试探究“影响酵母菌无氧呼吸的因素”，探索影响酵母菌无氧呼吸的多种因素。
9.参与实验设计，懂得定性实验与定量实验之间的关系。
10.认同科学不仅要继承前人的科研成果，而且要善于吸收不同意见中的合理成分，还要具有质疑、创新和勇于实践的科学精神与态度。
11.认同科学、社会、技术相统一的思想（STS）。
12.通过亲历探究“影响酵母菌无氧呼吸的因素”的过程，培养学生严谨、求实、创新的精神。
13.通过小组学习过程中的合作与交往，培养学生的协作意识与交往的态度。
第1课时 细胞呼吸产生能量与细胞呼吸的过程（有氧呼吸）
教学过程
导入新课
课件展示：
（1）寒冷冬季的一个夜晚，一群人围在一堆篝火旁取暖。
（2）某现代化啤酒生产企业，利用发酵工程技术大量生产啤酒。
（3）某同学因10
000米长跑以后，觉得筋疲力尽。
（4）一片果园内的果树因遭受水淹而正在慢慢萎蔫，并不断有果树死去。
（5）农民经常要锄田，因为这样可以提高作物的产量。
（6）汽车在飞快地奔驰，同时不断地消耗着汽油，一些尾气正从其排气管中被排出。
师
上述问题的中心问题是什么？能否从中选出与其他不同的资料？并论述你的依据。
学生活动：学生自主思考，列出观点。
生甲
上述问题的中心是能量问题。
生乙
（1）（6）谈的是非生物的能量问题，而其他资料谈论的是生物体内的能量问题。
生丙
（6）谈论的是环境污染问题。
……
师
我们今天选出一个问题来进行讨论，我们要讨论的问题是生物体内的能量供应问题——细胞呼吸。
师
我们知道，物质的燃烧需要氧气，发现这一现象的是法国化学家拉瓦锡。拉瓦锡还曾经把生物的细胞呼吸比作碳和氢的缓慢燃烧过程。那么，拉瓦锡的这一说法有道理吗？细胞呼吸能够像燃料燃烧那样剧烈吗？
推进新课
板 书：一、细胞呼吸产生能量（一）细胞呼吸与有机物燃烧的不同点
生
不能。
师
为什么？
学生活动：学生思考、讨论。
师
细胞呼吸不能像燃料燃烧那样剧烈的原因是多方面的，例如：（1）如同我们生活的环境一样，细胞要生活在常温、常压下；（2）细胞内的酶促反应需要适宜的温度，假如呼吸作用像燃料燃烧那样剧烈的话，会在短时间内释放大量的能量，而导致温度急剧升高，从而导致酶变性失去活性；（3）同时也会导致大量的能量浪费，因为细胞内的ADP与ATP的量有限，大量的能量在短时间内释放，不能及时转移到ADP内以合成ATP，造成生物体细胞内的能量浪费。
师
生命活动的直接能源物质是什么？细胞中的主要能源物质是什么？动物细胞内储存能量的物质是什么？植物细胞内储存能量的物质是什么？生物体内储存能量的物质是什么？
生
生命活动的直接能源物质是ATP；细胞中的主要能源物质是糖类；动物细胞内储存能量的物质是糖元；植物细胞内储存能量的物质是淀粉；生物体内储存能量的物质是脂肪。
师
细胞的生命活动离不开能量，许多化学反应都需要耗能，那么糖类等能源物质是怎样被细胞利用的呢？储存在这些有机物中的能量是如何转移到ATP中的呢？
生
在细胞中应该有一个类似糖类等能源物质燃烧的过程，可以将糖类等分子中的能量释放出来，但又不伤及细胞。
板 书：（二）细胞呼吸的定义
师
（1）在生物细胞内，糖类等有机物中储存的能量是逐步地、缓慢地被释放出来的，除了一部分以热量形式向外界释放以外，还有一部分能量被转移到ATP中，随时地被细胞利用于各种生命活动过程。
（2）科学家经过研究发现，在细胞中的确存在这样的过程，这就是细胞呼吸。
（3）细胞呼吸主要指糖类、脂质与蛋白质等有机物，在生物活细胞内氧化分解为水和二氧化碳，或者分解为不彻底的氧化产物，同时释放能量的过程。
（4）细胞呼吸不同于有机物在体外被燃烧氧化的另一个特点，是有机物在细胞内多种酶的催化作用下，被逐步分解，因为能量是被逐步释放的，因而没有剧烈的发光、发热的现象。
师
“细胞呼吸”与我们通常了解的“呼吸运动”是一回事吗？
学生活动：回忆人体呼吸的过程，试图比较“呼吸运动”与“呼吸作用”的不同，并尝试与他人交流自己的观点。
师
（1）其实“细胞呼吸”并非我们学习过的“呼吸运动”。我们熟悉的“呼吸运动”也就是所谓的肺通气，是指人和动物体通过呼吸肌的运动使得胸廓、膈肌收缩或扩张，以改变胸廓容积，最终改变胸廓内的压强，从而达成与外界进行的气体交换过程。
（2）而“细胞呼吸”是指糖类、脂质与蛋白质等有机物，在生物活细胞内氧化分解为水和二氧化碳，或者分解为不彻底的氧化产物，同时释放能量的过程，通常也叫做“呼吸作用”。正是因为所有生物的细胞都具备这一功能，才能保证所有生物正常的生命活动。
（3）“呼吸运动”与“细胞呼吸”的现象和本质是有所区别的。
师生互动：教师引导学生阅读文本P61，并尝试对表格提供的信息进行分析。
生甲
表格中不同植物组织的细胞呼吸速率是在25
℃条件下测得的，说明温度会影响细胞呼吸的速率，可能与温度影响细胞内呼吸酶的活性有关。
生乙
说明不同植物细胞呼吸的速率是不同的，可能与不同植物细胞内呼吸酶的种类不同有关。
生丙
表格中干种子的呼吸作用速率最小，可能与干种子细胞缺乏自由水有关。
……
板 书：（三）细胞呼吸的实质
课件展示：
（1）在一个氧气充足的公园里，一个游园者正在慢慢散步，此时，该游园者体内的细胞利用氧将糖类等有机物氧化分解，产生二氧化碳与水，同时产生能量。
（2）一个优秀的中跑选手，在较短时间内跑完了400
m，此时，他体内细胞中的糖类等有机物在无氧条件下，被分解成为乳酸，同时产生能量。
（3）放置较长时间的苹果，散发出一股浓浓的酒香，我们发现苹果内的糖类被分解成为了酒精，在这个过程中，也产生了一些能量。
师
细胞呼吸一定需要氧气吗？气体的交换是细胞呼吸的本质吗？假如不是，那么细胞呼吸的实质又是什么呢？
生
细胞呼吸不一定需要氧气，如骨骼肌细胞在有氧与无氧条件下都可以进行细胞呼吸；因此，气体的交换并非是细胞呼吸的本质；细胞呼吸的实质是有机物的氧化分解，能量的释放和利用。
师
（1）有机物在体外燃烧时，其中储存的能量是一次性全部释放出来的，并且以光和热的形式表现出来。这就相当于放在高处的大石块，由于本身的重量和所在的高度具有了很大的势能。若石块从高处直接落下来，势能会迅速地转变成动能释放出来，产生强大的冲击力。而细胞的生命过程所需的能量需要不断地释放出来，需要随时补充给细胞。这就像放在高处的石块必须经过许多台阶缓缓滚动到最底层，将能量一点点释放出来一样，只有这样释放出来的能量才能被有效地、充分地利用。发生在细胞内的细胞呼吸无论是在有氧条件下还是在无氧条件下，其过程的进行均是如此。
（2）细胞呼吸是一个由多种酶参与催化，多步骤的过程。细胞呼吸通常是在有氧的情况下进行的，但是某些细胞也可以在无氧的环境下进行呼吸。在有氧条件下，细胞中的有机物会彻底氧化分解成为无机物，自然会放出有机物中全部的能量。无氧条件下，细胞中的有机物降解成为其他的相对简单的有机物，释放出一部分能量。
（3）总之，通过有机物的氧化分解，释放能量，被细胞利用，生命过程得以正常进行，这便是细胞呼吸的实质所在。
师
那么，你能否根据细胞呼吸的本质，来推断有氧条件下细胞呼吸的化学变化呢？
学生活动：尝试构建细胞有氧呼吸的模型，即：有机物+
O2CO2+H2O+能量。
师
下列细胞中，哪些细胞能进行细胞呼吸？你的依据是什么？
课件展示：
①导管细胞；②哺乳动物的红细胞；③人体的神经元；④造血干细胞；⑤骨骼肌细胞；⑥绿色植物的叶肉细胞；⑦酵母菌；⑧死亡的口腔上皮细胞；⑨大豆种子细胞。
生
其中，哺乳动物的红细胞、人体的神经元、造血干细胞、骨骼肌细胞、绿色植物的叶肉细胞、酵母菌、大豆种子细胞能进行细胞呼吸；因为这些细胞都是活细胞，活细胞生命活动需要能量，而通过细胞呼吸可以分解有机物释放能量，其中一部分能量转移到ATP中被用于生命活动。大豆种子的代谢速率很低，但是大豆种子细胞仍然具有活力，因而大豆种子细胞仍进行细胞呼吸，为大豆种子的生命活动提供能量。而导管细胞、死亡的口腔上皮细胞均为死细胞，不具有与代谢相关的酶，因而不能进行细胞呼吸。
师
那么细胞呼吸究竟是如何进行的呢？
板 书：二、细胞呼吸的过程（一）有氧呼吸
师
细胞的有氧呼吸是细胞呼吸的主要类型，是生活细胞在氧气的参与下，把某些有机物彻底氧化分解，产生二氧化碳和水，同时释放能量的过程。
师
细胞呼吸是否一定要以糖类作为呼吸底物？可以以脂肪或蛋白质作为底物吗？为什么？
生
细胞呼吸不一定要以糖类作为呼吸底物；可以以脂肪或蛋白质作为呼吸底物，因为脂肪与蛋白质等其他的有机物（如乳酸、丙酮酸等）中也具有能量。
师
假如人体的骨骼肌细胞内以葡萄糖作为呼吸底物为例，进行有氧呼吸，那么其具体过程是怎样的？能否从有氧呼吸的场所、条件、原料、过程、产物以及产物去向来阐述细胞有氧呼吸的整个过程。
课件展示：
（1）通过展示骨骼肌细胞显微结构、线粒体亚显微立体结构、有氧呼吸第一、第二、第三阶段反应动画等情景，把学生带入真实场景，使学生学习兴趣高涨，并产生探究欲望。
（2）在对有氧呼吸中的物质转变、能量转化一步步推理、分析讨论后，再采用多媒体技术对有氧呼吸全过程进行剖析讲解，以有氧呼吸中的物质转变与能量转化为两条主线，以同位素示踪技术为研究手段；以有氧呼吸第一、第二、第三阶段的反应为时间先后顺序，以细胞质基质、线粒体为空间先后顺序，系统地分析葡萄糖分解形成丙酮酸、丙酮酸氧化、还原态氢（H］）的氧化等生理过程。从细胞是一个统一整体的概念出发，提出了控制有氧呼吸过程的信息流的概念；从能量转化与守恒的角度出发，让学生探究储存在有机物中的能量如何释放，其中一部分能量是如何被逐步转移进入ATP的。在总结讨论阶段，可利用多媒体技术中的箭头指向物体表面是闪烁的效果，帮助学生提高对有氧呼吸第一、第二、第三阶段反应的场所、条件、原料、过程、产物以及产物去向等关键知识的理解。
学生活动：结合多媒体提供的信息，阅读文本P62中“有氧呼吸的过程”的图群，思考有氧呼吸第一、第二、第三反应阶段反应的场所、条件、原料、过程、产物以及产物去向。
师
细胞的有氧呼吸，假如以反应场所来看，发生于细胞的哪些部位？主要部位是什么？为什么？
生
细胞的有氧呼吸，发生于细胞质基质和线粒体；主要部位是线粒体；因为线粒体是细胞有氧呼吸的主要场所；高等生物细胞的有氧呼吸酶分布在线粒体中（只有类似硝化细菌的原核需氧型生物的有氧呼吸酶分布于细胞膜上）。
师
假如从反应的步骤来看，细胞的有氧呼吸主要可以分为几个阶段？分别是哪几个阶段？每一个阶段的反应场所、条件、原料、过程、产物以及产物去向是怎样的？
生
细胞的有氧呼吸主要可以分为三个阶段；第一阶段是葡萄糖在细胞质基质中被分解形成丙酮酸（糖酵解）阶段；第二阶段是丙酮酸在线粒体中被分解阶段；第三阶段是H］和氧结合生成水，释放大量能量的阶段。（见右图）
（图中的①②③表示有氧呼吸过程的三个阶段）
有氧呼吸过程的图解
1.有氧呼吸的第一阶段（葡萄糖在细胞质基质中被分解形成丙酮酸）
师
那么，你能否说出有氧呼吸第一阶段的反应场所、条件、原料、过程、产物以及产物去向呢？
生甲
反应部位是细胞质基质。
生乙
反应条件是细胞质基质的呼吸酶、ADP+Pi、适宜的温度与pH。
生丙
反应底物是葡萄糖（呼吸底物）。
生丁
反应过程是在酶催化下葡萄糖分解为丙酮酸。即：葡萄糖2丙酮酸+4H］+能量（少量）（C6H12O62C3H4O3+4H］+能量）
生戊
反应产物是丙酮酸、少量H］和少量ATP（注：第一阶段释放少量能量，其中一部分能量以热量形式散失，另一部分能量转移到ATP中，可形成2ATP）。
生己
产物中，丙酮酸、H］将被运入线粒体，而ATP可直接用于各项生命活动。
师
那么，你能否说出有氧呼吸第二阶段反应的场所、条件、原料、过程、产物以及产物去向呢？
2.有氧呼吸的第二阶段(丙酮酸在线粒体中被分解形成二氧化碳和H］)
生
有氧呼吸的第二阶段反应
（1）场所是线粒体的基质。
（2）条件是线粒体内的有氧呼吸酶系统、ADP+Pi、适宜的温度与pH。
（3）反应底物是丙酮酸和H2O。
（4）反应过程是在线粒体有氧呼吸酶系统的催化下，丙酮酸和水彻底分解成二氧化碳和H］。即2丙酮酸+6H2O
20H］+6CO2能量（少量）（2
C3H4O3+6H2O
6CO2+20H］+能量）。
（5）反应的产物有CO2、H］、少量ATP（注：第二阶段也释放少量能量，其中一部分能量以热量形式散失，另一部分能量转移到ATP中，可再形成2ATP）。
（6）产物中，CO2离开线粒体，可以通过自由扩散出细胞膜，再通过血液循环至肺泡，最终通过气体交换而排出体外；在植物细胞内，则可以通过气孔进入大气，或进入叶绿体参与光合作用；H］继续参与有氧呼吸的第三阶段反应；ATP直接用于各项生命活动。
学生活动：学生在教师的指导下自主分析有氧呼吸第三阶段的反应场所、条件、原料、过程、产物以及产物去向。
3.有氧呼吸的第三阶段（H］和氧结合生成水，释放大量能量的阶段）
（1）发生部位：细胞线粒体内膜上。
（2）条件：线粒体内的有氧呼吸酶系统、ADP+Pi、适宜的温度、pH与O2。
（3）反应底物：H］和氧。
（4）反应过程：在线粒体内有氧呼吸酶的催化下，前两阶段释放的H］和O2结合生成水，同时释放大量能量，一部分能量以热量形式散失，另一部分形成34个ATP。即：
24H］+6O2
12H2O+能量（大量）。
（5）产物：水和34个ATP。
（6）产物去向：ATP直接用于各项生命活动；而水亦可参与其他的生命活动（如继续参与细胞呼吸、蛋白质水解等，在植物体内还可参加光合作用等生命活动）。
师
能否根据上述三个阶段推出有氧呼吸总反应式？
生
C6H12O6
2C3H4O3+4H］+能量（少量）
2C3H4O3+6H2O
6CO2+20H］+能量（少量）
有氧呼吸总反应式：C6H12O6+6H2O+6O2
6CO2+12H2O+能量（大量）
（注：以C6H12O6为例，其他有机物也可以通过细胞呼吸）
课堂小结
师
能否对有氧呼吸的第一、第二、第三阶段进行列表分析？（教师利用多媒体呈示以下表格）
比较项目
有氧呼吸第一阶段
有氧呼吸第二阶段
有氧呼吸第三阶段
发生部位
条件
反应底物
反应过程
产物
产物去向
学生活动：根据表格自主分析、比较。
〔注：在细胞的有氧呼吸教学中，一定要让学生理解有氧呼吸的中间过程和中间产物，有条件的学校可以根据学生理解和接受能力的情况，将有氧呼吸的主要过程（三羧酸循环）较详细地介绍给学生，便于学生理解〕
师
细胞有氧呼吸时，假如以C6H12O6作为底物，共释放2
870
kJ的能量，可以形成38个ATP。每形成一个ATP可以储存多少能量？细胞有氧呼吸的产能效率是多少？已知内燃机的产能效率是15%～25%，二者相比，谁的产能率更高？
生
每形成一个ATP可以储存30.54
kJ能量；细胞有氧呼吸的产能效率高于内燃机的产能效率，高达40%。
板书设计
第三节 细胞呼吸
一、细胞呼吸产生能量
（一）细胞呼吸与有机物燃烧的不同点
（二）细胞呼吸的定义
（三）细胞呼吸的实质
二、细胞呼吸的过程
（一）有氧呼吸
1.有氧呼吸的第一阶段（葡萄糖在细胞质基质中被分解形成丙酮酸）
2.有氧呼吸的第二阶段(丙酮酸在线粒体中被分解形成二氧化碳和H］)
3.有氧呼吸的第三阶段（H］和氧结合生成水，释放大量能量的阶段）第2课时 细胞呼吸的过程（无氧呼吸及其与有氧呼吸的区别）
教学过程
导入新课
师
在上一堂课，我们学习了细胞的有氧呼吸，从细胞有氧呼吸的三个阶段来看，你认为有哪些方面值得注意？
生
（1）从场所角度来看：第一阶段在细胞质基质中进行，第二、三阶段在线粒体中进行，线粒体是有氧呼吸的主要场所。
（2）从能量角度来看：每个阶段均产生能量，第三阶段最多。
（3）从物质角度来看，H］的产生是第一、二阶段，作用是与氧结合生成水同时释放大量的能量；CO2的形成是在第二阶段，场所是线粒体；O2参与了第三阶段并生成了水。
师
细胞的有氧呼吸是绿色植物叶肉细胞光合作用的逆反应过程吗？根据已有的知识能不能间接说明呢？
学生活动：学生自主思考，列出观点。
生甲
不是，原因是二者反应场所不同，前者主要在线粒体，后者在叶绿体。
生乙
不是，二者所需条件不同，前者不需光，后者需要光。
生丙
二者反应所需的酶不同，前者为有氧呼吸相关的酶（主要在线粒体）；后者为光合作用光反应的酶（叶绿体类囊体薄膜）与暗反应的酶（叶绿体基质）。
生丁
人和动物均可进行有氧呼吸，但不能进行光合作用。
师
你能否列表比较光合作用和细胞的有氧呼吸？
课件展示：
比较项目
光合作用
有氧呼吸
发生部位
含叶绿体的细胞（主要是叶肉细胞）
所有活细胞
反应场所
叶绿体
主要在线粒体内
条 件
光、叶绿体色素、适宜的温度、酶
适宜的温度、酶、pH、氧
能量代谢
光能转变为化学能，储存在有机物中
有机物中的化学能释放出来，部分转移至ATP
物质代谢
将无机物（二氧化碳和水）合成有机物（如葡萄糖）
有机物（如葡萄糖）分解为无机物（二氧化碳和水）
联 系
光合作用的产物作为呼吸作用的物质基础（有机物和氧气均为呼吸作用所用），呼吸作用产生的二氧化碳可为光合作用所利用
学生活动：根据所学知识，自主完成表格。
师
你知道酿酒时用的酒药中有何种生物吗？
生
内有酵母菌。
师
酿酒时为什么要密封？
生
造成缺氧环境。
师
酿酒的产物中有什么？
生
酒精。
师
这个生活实例可以说明什么？
生
说明酵母菌在无氧条件下可以进行无氧呼吸产生酒精。
师
酵母菌在有氧条件下，可以进行有氧呼吸吗？酵母菌的有氧呼吸与无氧呼吸都有CO2产生吗？
学生活动：阅读文本P63“影响酵母菌无氧呼吸的因素”部分的背景资料，注意对文本中“酵母菌呼吸实验示意图”的阅读与理解。
生
酵母菌在有氧条件下，可以进行有氧呼吸；在无氧条件下，可以进行无氧呼吸。有氧呼吸、无氧呼吸都产生CO2。
师
有哪些因素会影响酵母菌的无氧呼吸呢？能否设计一个简单的实验来验证你的假设呢？
师
酵母菌无氧呼吸的产物有CO2，通过CO2与澄清石灰水的反应速度来探讨O2的浓度、温度等因素对酵母菌无氧呼吸的影响。
学生活动：小组分析、讨论，尝试提出有关影响酵母菌无氧呼吸的因素的研究问题，分小组讨论，提出O2的浓度、温度可能会对酵母菌的无氧呼吸产生的影响，并针对问题，提出假设。
活动建议：指导学生分组设计实验，实验设计要注意：①实验装置要符合科学性；②观察记录表格要合理。建议教师在整个课题研究过程中引导学生采用正确的科学方法，并组织好各个学习小组内部以及小组间的交流讨论活动，在实施实验的过程中注意安全，加强实验过程中教师的指导，学生间的交流与合作，注意对数据的收集与分析，学会倾听不同的声音，注重个人反思。
案例：温度会影响酵母菌无氧呼吸
实验假设
温度会影响酵母菌无氧呼吸。
实验原理
温度会影响酵母菌细胞内的无氧呼吸酶的活性，从而影响无氧呼吸；我们通过测定单位时间内酵母菌放出的CO2的量来确定酵母菌的无氧呼吸速率。
实验器材
试管、烧杯、酒精灯、酵母菌、葡萄糖溶液、色拉油。
实验步骤
（1）取3组相同的试管，分别标记为1、2、3，在其中加入等量的葡萄糖与酵母菌的混合溶液8
mL，在液面上方加入一定量的色拉油以隔绝空气。（实验装置参照“酵母菌呼吸实验示意图”）
（2）将上述3组试管分别置于10
℃、20
℃、37
℃的环境水浴，同时观察澄清石灰水变浑浊的时间，并记录。
实验数据分析
略。
师
我们能否在课后设计一个实验，以探究酵母菌在酿酒与发面过程中，细胞呼吸的本质有没有区别，并完成它，并与伙伴们分享你的实验？（教师可以从这两个过程中均有能量的释放来引导学生设计）
师
那么，什么是细胞的无氧呼吸呢？
推进新课
板 书：（二）无氧呼吸
学生阅读文本后回答：无氧呼吸是指生活细胞可以在无氧或缺氧的条件下，通过酶的催化作用，将有机物不彻底地氧化分解成乙醇或乳酸等，并释放出少量能量的过程。
师
苹果储存久了，会有什么气味散发出来？
生
酒味。
师
这是什么道理呢？
生
无氧呼吸产生酒精。
1.酒精型无氧呼吸
师
可见高等植物仍保持着一定的无氧呼吸的能力。再如在水淹等情况下，高等植物可以短时间进行无氧呼吸，将糖类分解成酒精和二氧化碳，并且释放少量能量，以适应缺氧的环境条件。
师
假如以葡萄糖为例，它是如何转化为酒精和二氧化碳的呢？
多媒体呈示以下信息：展示细胞酒精型无氧呼吸的过程，着重分析细胞无氧呼吸与有氧呼吸的相同与区别之处，以Flash动画形式使情景更为形象、生动。
学生活动：以小组为单位，通过对于多媒体信息的观察，能在小组学习过程中用准确的生物学语言来描述细胞的无氧呼吸过程。
师
（1）酒精型无氧呼吸的第一阶段
①场所是细胞质基质。
②反应条件是细胞质基质的呼吸酶、ADP+Pi、适宜的温度与pH。
③反应底物是葡萄糖（呼吸底物）。
④反应过程是在酶催化下葡萄糖分解为丙酮酸。即葡萄糖2丙酮酸+4H］+能量（少量）（C6H12O62C3H4O3+4H］+能量）。
⑤反应产物是丙酮酸、少量H］和少量ATP（注：第一阶段释放少量能量，其中一部分能量以热量形式散失，另一部分能量转移到ATP中，可形成2ATP）。
⑥产物中，丙酮酸、H］继续停留在细胞质基质中，参与无氧呼吸的第二阶段反应；而ATP可直接用于各项生命活动。
（2）酒精型无氧呼吸的第二阶段
①场所仍旧是细胞质基质。
②反应条件是细胞质基质的无氧呼吸相关的酶、ADP+Pi、适宜的温度与pH以及无氧条件。
③反应底物是丙酮酸和H］。
④反应过程是在酶的催化下将丙酮酸和H］生成酒精与二氧化碳。
即2丙酮酸+4H］2酒精+2CO2（2
C3H4O3+4H］2C2H5OH+2CO2）。
⑤反应产物是酒精和CO2。
⑥产物中，酒精对植物细胞具有一定的毒害作用，因此长时间的无氧呼吸可能造成植物死亡。
师
能否根据前两个阶段的反应式推断细胞酒精型无氧呼吸的总反应式？
生
C6H12O62C2H5OH+2CO2+能量（少量）。
师
葡萄糖在细胞内经无氧呼吸产生酒精过程中，为什么释放的能量较少？
生
因①产物（酒精）还储存很多能量；②H］没有和氧气结合。
师
如何证明产物（酒精）还储存很多能量？
生
酒精燃烧产热。
师
剧烈运动后上肢和下肢骨骼肌往往会产生什么感觉？
生
全身酸、胀的感觉。
2.乳酸型无氧呼吸
师
这是因为高等动物和人体在剧烈运动时，尽管呼吸运动和血液循环都大大加强了，但是仍不能满足骨骼肌对氧气的需要，这时骨骼肌内就会出现无氧呼吸。酸胀感觉就是其产物乳酸过多而刺激神经所致。另外，人从平原进入高原时，有些高等植物的某些器官（马铃薯块茎、甜菜块根与玉米的胚乳）在局部缺氧条件时进行无氧呼吸时也产生乳酸。
师
乳酸型无氧呼吸第一阶段反应与酒精型无氧呼吸、有氧呼吸的第一阶段完全相同；第二阶段是在无氧条件下，在细胞质基质中的相关酶的作用下，丙酮酸和H］生成乳酸。即：2丙酮酸+4H］2乳酸（2
C3H4O3+4H］2C3H6O3）。
总反应式为：
生
C6H12O62C3H6O3+能量（少量）。
师
葡萄糖在细胞内经无氧呼吸产生乳酸的过程中，共产生196.65
kJ的能量，形成了2ATP，其余的能量以热量形式散失，产能效率相当于31.06%；无氧呼吸产生的乳酸对生物体有一定的影响，机体通过一定的途径会在线粒体中彻底分解乳酸产生能量，在动物体内，乳酸还可以在肝脏中合成糖元。
师
那么，无氧呼吸主要有哪些类型？哪些生物无氧呼吸产生酒精？又有哪些生物的无氧呼吸产生乳酸呢？为什么两种无氧呼吸的产物不同？
师
按照呼吸产物来分，一般无氧呼吸可以分为乳酸型无氧呼吸与酒精型无氧呼吸。一般植物组织、酵母菌等无氧呼吸生成物是酒精和CO2，但马铃薯块茎、甜菜块根等无氧呼吸生成物是乳酸；动物和人体细胞以及乳酸菌等无氧呼吸生成物也是乳酸。产生不同产物的原因是不同生物的呼吸酶不同。我们通常把微生物的无氧呼吸称为发酵，如酒精发酵和乳酸发酵。
师
那么细胞的有氧呼吸与无氧呼吸有哪些区别呢？
3.有氧呼吸与无氧呼吸的区别与联系
学生活动：学生阅读文本P64，自主思考上述问题。
教师活动：教师分发课前准备的表格。
课件展示：
比较项目
有氧呼吸
无氧呼吸
不同点
反应条件
需要分子氧、酶和适宜的温度
不需要分子氧，需要酶和适宜的温度
呼吸场所
第一阶段在细胞质基质中，第二、三阶段在线粒体内
细胞质基质
分解产物
二氧化碳和水
二氧化碳、酒精或乳酸
产生ATP
较多，1
mol葡萄糖释放能量2870
kJ
较少，1
mol葡萄糖释放能量196.65
kJ
相同点
本质都是：分解有机物释放能量，为生命活动提供能量来源
相互联系
第一阶段(从葡萄糖到丙酮酸)完全相同，之后在不同条件下，在不同的场所沿着不同的途径，在不同的酶作用下形成不同的产物
学生活动：根据表格自主分析、比较。
师
依据反应式
(根据O2、CO2的量),能否分析出呼吸类型 （以葡萄糖为例）
学生讨论、分析，共同总结：
C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量
C6H12O62C2H5OH+2CO2+能量（少量）
C6H12O62C3H6O3+能量（少量）
（1）若某种生物吸收氧气量与放出二氧化碳相同，则为有氧呼吸；
（2）若某种生物不吸收氧气但放出二氧化碳，则为产酒精的无氧呼吸；
（3）若某种生物吸收氧气比放出的二氧化碳少，则既进行有氧呼吸，也进行无氧呼吸。
师
那么，从生物的进化角度来看，生物的有氧呼吸与无氧呼吸具有怎样的关系？哪些细胞能进行无氧呼吸？
学生活动：阅读文本P63，并思考上述问题。
课件展示：
地球形成初期原始海洋中原始生物的生活景象。
师
在地球形成初期，地球的大气中没有氧。那时的生物在无氧的条件下生活，生命活动所需能量来自无氧呼吸。有些微生物至今仍只能在无氧条件下生存（专性厌氧微生物）内仍缺乏氧化酶类，不能有效地利用分子氧，只能在无氧条件下生活，分子氧对它们反而有害，如乳酸杆菌、大肠杆菌、蛔虫以及产甲烷杆菌等。
课件展示：
地球形成初期地球大气成分和绿色植物出现后大气成分的变化。
师
生物不断进化，地球上出现了原始的光合作用的生物，原始大气中的氧逐渐增加，随着绿色植物的出现，光合作用放出氧气，原始大气还原性逐渐变为氧化性，于是出现好氧型生物，其体内有完善的有氧呼吸酶系统，能够利用分子氧，能量利用效率高，因而是生物代谢类型上的一个显著进化。随着时间的推移，地球上有氧呼吸的生物逐渐占据了主导地位，高等植物和动物呼吸作用的主要方式就是有氧呼吸。
师
（1）从发展的观点来看，有氧呼吸是从无氧呼吸进化而来的。尽管现今高等植物的呼吸类型主要是有氧呼吸，但仍保留有无氧呼吸的能力。例如，在缺氧的情况（如水淹）下，高等植物可进行短时期的无氧呼吸，以适应不利环境。在正常不缺氧的环境中，高等植物的某些部位亦进行一些无氧呼吸，如种子萌发时，种皮未破裂之前只进行无氧呼吸；体积大的储藏器官（如甜菜块根和马铃薯块茎）和果实（如苹果的果实）的内部，也进行无氧呼吸。
（2）①有些生物的细胞，同时能进行有氧呼吸和无氧呼吸，如大多数动物、植物细胞，在短时间缺O2情况下，能通过无氧呼吸获得暂时的能量来源，但是这类生物细胞不能长时间生活在无O2环境中，它们在异化作用过程中，必须不断从外界吸收O2来氧化分解有机物，我们一般称这类生物为需氧型生物；②也有部分生物细胞，只能进行无氧呼吸，这些生物只有在无氧环境下，才能将体内的有机物氧化，从中获得生命活动所需的能量，如大肠杆菌、乳酸杆菌、蛔虫与产甲烷杆菌等生物与人的红细胞等，氧对其具有毒害作用，我们一般称之为厌氧型生物；③而酵母菌则比较特殊，它可以在有氧情况下进行有氧呼吸，在无氧情况下进行无氧呼吸，也能生活较长的时间，需要说明的是，酵母菌在有氧情况下生活得更好，我们一般把酵母菌这类生物称为兼性厌氧型生物。
师
植物被水淹后会不会马上死亡？时间过长呢？原因是什么？
板 书：（三）细胞呼吸的生理意义
生
不会马上死亡，因为无氧呼吸能产生少量的能量；时间过长会死亡，原因是长期无氧呼吸积累的酒精对根细胞有毒害作用，同时无氧呼吸释放的能量少，不能满足植物生命活动的需要。
师
无氧呼吸还有其他积极意义吗？
生
……
师
由此可见，细胞的无氧呼吸也具有重要的生理意义。
师
你了解细胞呼吸的意义吗？
学生活动：思考、讨论。
课堂小结
呼吸作用具有很重要的生理意义，主要表现在下列两点：
（1）呼吸作用提供植物生命活动所需要的大部分能量。呼吸作用释放能量的速度较慢，而且是逐步释放，适合细胞利用。释放出来的能量，一部分转变为热能散失掉，一部分以ＡＴＰ形式储存着。当ＡＴＰ分解时，就把储存的能量释放出来，供生物体的生命活动需要。如植株对矿质营养的吸收和运输、有机物的运输和合成、细胞的分裂和伸长、植物的生长和发育等，无一不需要能量。任何活细胞都在不停地呼吸，呼吸停止则意味着死亡。因此细胞呼吸是生命的重要特征之一。
（2）呼吸过程为其他化合物合成提供原料。呼吸过程产生一系列中间产物，这些中间产物很不稳定，成为进一步合成生物体内各种重要化合物的原料，在生物体内有机物转变方面起枢纽作用。
由于呼吸作用提供能量以带动各种生理过程，其中间产物又能转变成其他重要的有机物，所以，呼吸作用就成为代谢的中心，呼吸速率在一般情况下，可以作为植物生理活动的指标。
板书设计
（二）无氧呼吸
1.酒精型无氧呼吸
(1)酒精型无氧呼吸的第一阶段
(2)酒精型无氧呼吸的第二阶段
2.乳酸型无氧呼吸
3.有氧呼吸与无氧呼吸的区别与联系
（三）细胞呼吸的生理意义 第二节 光合作用
从容说课
《光合作用》一节主要可以分为光合作用的历史回眸、光合作用的色素及其对光能的捕获、光合作用的过程、影响光合作用的环境因素等四部分内容。
关于光合作用的历史回眸，课本试图通过对光合作用的发现历史反应过程的回顾，以阐明绿色植物光合作用的实质。在教学中，注意让学生以教材中展现的光合作用研究历史中的重要事件为线索，遵循科学家的探索思路，总结出光合作用的探究历程。因为教材上介绍的历史非常经典，所介绍的都是在光合作用探索历程中所出现的典型问题和解决的方法，学生认真了解其重要过程，等于沿着科学家的发现思路作了一次思维的探究，这对于学生认识和掌握光合作用的具体过程是有必要的。
关于光合色素与光能的捕获部分，课本首先借助物理知识中物体颜色的知识，引出绿色植物的叶片颜色为何是绿色的话题，进而引出植物的光合色素可能有哪些种类，然后通过《提取和分离叶绿体中的色素》的实验来理解光合色素的种类与作用，最后通过恩吉尔曼实验提出了光合作用的基本单位是叶绿体。色素提取和分离的实验，除课本所介绍的用具和方法外，也可用成套的微量提取器来做这个实验，这样可以降低操作难度，效果也更明显。实验中要让学生仔细观察分离出的不同色带，注意色带的不同颜色、分布顺序和宽窄，并思考其中的原因。将提取的色素液放在光源和分光棱镜之间，可以发现在红光和蓝紫光部分呈现暗带，说明这部分波长的光被色素吸收，由此让学生思考色素吸收的光用来做什么。有条件的学校还可以让学生观察色素的荧光现象，并简单介绍荧光现象产生的原因，让学生了解色素吸收了光能的事实。色素是植物吸收光能的物质，但是这些物质主要分布在小小的叶绿体内，这是科学家通过实验发现的。可以先将恩吉尔曼的实验介绍给学生，让学生讨论恩吉尔曼的两个设计巧妙的实验说明了什么问题，然后再让学生认识叶绿体的基本结构以及这种结构适于分布色素和多种酶的特点。
关于光合作用的原理和大致过程，重点要学生掌握光反应和暗反应两个过程的区别和联系，特别是光合作用过程中的物质变化和能量变化的过程、发生的部位和条件等知识。教材在遵循科学准确的原则下，利用“光合作用过程”的图群，力求形象、生动地描述有氧呼吸的过程。在教学过程中，建议运用多媒体辅助教学手段，帮助学生建立细胞光合作用的动态模型，通过物质转变与能量转换两条主线，理解细胞有氧呼吸的场所、条件、原料、过程、产物以及产物去向等过程。同时，作为高中学生，应该试图从化学反应的角度看待光合作用的过程，从化学反应发生的变化去认识水和CO2是如何转变成有机物糖类等物质的。同时让学生明确在这两个过程中每一个物质变化的来龙去脉和相应的能量转化的过程，以便从整体上认识和理解光合作用。
在学习光合作用过程的基础上，为了更好地认识光合作用原理在农业生产中的应用，可以结合学生初中已有的知识基础，让学生联系光合作用的原理来分析、解释环境因素对光合作用强度的影响。
本节共设置了1个“回眸历史”、1个“边做边学”、2个“积极思维”、1个“放眼社会”、1个“评价指南”、1个“继续探究”、1个“走近职业”、1个“拓展视野”和相应的图与图群。“边做边学”的题目是《提取和分离叶绿体中的色素》，教学中可以先通过一段实况录像展示叶绿素的提取与分离的过程，以视频的方式呈现给学习者相应的情景，便于学习者模仿，易于在以后的实际操作中正确掌握实验的技能，然后，由实验小组讨论操作要点，在实验过程中，建议学生对实验进行创新，最后展示小组实验成果。“积极思维”的题目有2个：其一是“恩吉尔曼的实验巧妙在哪里”，该部分内容具有很好的思维训练价值，我们建议以综合运用发现教学、合作学习为主的多种教学传递程序，结合采用多媒体辅助教学手段进行恩吉尔曼实验的变式模拟；其二是“哪些环境因素影响光合作用”，我们的教学建议是首先展示一组光照强度影响光合作用速率的问题情景，引导学生讨论光照强度对光合作用速率的影响特征，并从光合作用过程的机理分析其本质，对于CO2对光合作用的影响，则采用学生自主分析、小组讨论、师生共同总结的方法组织教学，并引导学生思考水、矿质元素、温度对光合作用速率可能的影响。本节还有图群3个：光合作用发现过程图、光合作用图解、提取和分离叶绿体中色素的过程；图片8张：物体颜色示意图、可见光谱示意图、恩吉尔曼的实验结果、叶绿素的吸收光谱以及设施农业等；表格1张，函数图3张。教师可根据图的特点合理展示图片，图文结合，帮助学生理解相关知识。最后我们建议学生利用图书馆、网络或其他媒体手段，收集有关光合作用在社会、生活中应用的信息，并做成课题研究报告，进行班级内部交流，或在网上展示。
教学重点
1.光合作用的发现过程。
2.光合色素的作用及种类。
3.光合作用的过程。
4.从生产实践的角度探讨影响光合作用的环境因素。
教学难点
1.控制变量的科学方法。
2.光合作用的发现过程。
3.光合作用的过程。
4.影响光合作用的因素。
教具准备
光合作用过程的多媒体课件、“提取和分离叶绿体中的色素”的视频录像、“提取和分离叶绿体中的色素”的实验器材、教师通过网络等途径收集的一组有关“光合作用的研究最新进展、光合作用与农业”的信息。
课时安排
5课时
三维目标
1.说出人类对光合作用的认识过程。
2.举例说出主要的光合作用色素的种类和作用。
3.概述光合作用的过程，理解光反应、暗反应的过程及其相互作用的关系。
4.能利用实验器材提取和分离叶绿体中的色素。
5.通过对“光合作用”等图群学习，进一步提高图表对比分析能力以及运用恰当的生物学知识有效地表述图表、公式等提供的信息能力。
6.探索光照强度、CO2浓度对光合作用速率的影响，形成归纳与演绎能力、生物学的绘图能力、实验设计能力及数据分析能力。
7.通过亲历实验设计的过程，感知定性实验与定量实验之间的关系。
8.通过阅读分析“解开光合作用之谜”的资料，认同科学是不断进步与发展的；感受伟大的科学家睿智的目光与不屈不挠的探索精神。
9.认同科学家不仅要继承前人的科研成果，而且要善于吸收不同意见中的合理成分，还要具有质疑、创新和勇于实践的科学精神与态度。
10.树立科学、社会、技术相统一的思想（STS）。
11.通过亲历提取和分离叶绿体中色素的过程，培养学生严谨、求实、创新的精神。
12.通过小组学习过程中的合作与交往，培养学生的协作意识与交往的态度。
第1课时 光合作用历史回眸
教学过程
（班级分成若干活动小组，课外设计并完成光合作用兴趣实验，并将实验数据做成多媒体课件，本课时建议安排在多媒体教室）
导入新课
教师通过视频展示一组预先摄制好的录像，展示一学生参观现代化农业示范基地的大棚种植园的过程。以学生的角度观察大棚内的温度控制、人工补充光照、气肥补充、空间合理利用等措施与光合作用的关系，并引导学生从不同角度，考察影响大棚种植的经济效益的因素。
师
有些大棚用红色或蓝色的塑料薄膜代替普通塑料薄膜，在有的温室内悬挂发红色或蓝色光的灯管。
（1）用这种方法有什么好处？不同颜色的光照对植物的光合作用会有影响吗？
（2）为什么不用绿色的塑料薄膜或补充绿色光源？
学生活动：学生思考、讨论。
生
（1）这样的方法可以提高光合作用的产量；同颜色的光照对植物的光合作用可能会有影响，但具体是如何影响的，我们无法知道。
（2）不用绿色的塑料薄膜或补充绿色光源，可能是这样的举措无助于提高植物的光合作用产量。
师
为了解释这样的问题，我们需要来学习光合作用的知识。
师
在自然界中绿色植物随处可见，但是哪位同学曾观察到光合作用是怎样进行的呢？
生
没有。
师
那么，科学家们到底是怎样发现光合作用这一生理过程的呢？
推进新课
板 书：一、光合作用历史回眸
课件展示：
（1）我们历来喜好把第一个从事某一领域工作的人称为奠基者。如果光合作用的研究领域也有这样一个人的话，那么他就是比利时人——范·海尔蒙特（呈示海尔蒙特像或相关资料）。
（2）人们说，早期的光合作用的研究是由一批医生、牧师和化学家完成的。着重于研究参加光合作用的原料和光合作用的产物。光合作用的研究伴随着化学、物理学、哲学等学科的发展而不断取得进步；到一定阶段，它又促进了相关学科的发展。
（3）到了近代，对于光合作用的研究则主要集中于对于光合作用机理的研究——光合作用的生物化学过程的研究。这其中以希尔、卡尔文为代表（呈示希尔、卡尔文像或实验资料），这一阶段，许多科学家因致力于光合作用的研究而受到世人瞩目，并获得诺贝尔奖。当然，我们更应记住那些为科学奉献终生而默默无闻的人——一些真正伟大的人！
（4）光合作用的研究是一个漫长、艰苦的过程，我们今天一起来回顾其中一些伟大的科学家的经典的实验，感悟他们精妙的实验设计、准确而客观的实验分析与睿智的目光。
案例一：
师
过去，人们一直以为，小小的种子之所以能够长成参天大树，完全依赖于土壤。事情果真是这样？1648年，一位比利时的科学家范·海尔蒙特对此产生了怀疑，于是他设计了这样一个实验：他把一棵重2.5
kg的柳树苗栽种到一个木桶里，木桶里盛有事先称过重量的土壤。以后，他每天只用纯净的雨水浇灌树苗。为防止灰尘落入，他还专门制作了桶盖。五年以后，柳树增重80多千克，而土壤却只减少了0.1
kg，海尔蒙特为此提出了植物生长所需的养料主要来自于水，而不是土壤这一观点。
师
范·海尔蒙特的“柳树实验”进步之处在什么地方？不足之处又在什么地方？试用你已有的知识加以评价。
生
进步之处是以实验为证据推翻了人们传统认识中“小小的种子之所以能够长成参天大树，完全依靠于土壤”的观点；不足之处是当时他却没有考虑到空气在植物生长（即光合作用）中的作用。
师
那么是谁首先想到植物的生长与空气的作用有关的呢？
案例二：
课件展示：
（1）在光线充足的地方，我们将一支点燃的蜡烛和一只小白鼠分别放到两个不同的密闭的玻璃罩里，看到蜡烛不久熄灭了，小白鼠也很快死去。
（2）将点燃的蜡烛与绿色植物一起放在一个玻璃罩内，置于充足光照条件下，蜡烛不易熄灭。
（3）将点燃的蜡烛与小白鼠一起放在一个玻璃罩内，置于充足光照条件下，小白鼠也不容易窒息而死。
师
（1）根据书本提供的信息，你能否说出这个实验最初是由谁提出并完成的？这位科学家根据这个实验提出了什么观点？
（2）假如用一不透光的纸盒将实验（2）与（3）中的玻璃罩罩住，使它不接受光线，重复做（2）实验，会出现怎样的结果？这又说明了什么？
生甲
最初是由一位英国科学家普利斯特莱在1771年完成的。
生乙
这位科学家认为植物可以通过光合作用吸收CO2，产生O2。
（教师延迟评价）
生丙
这位科学家认为植物可以在光照条件下更新空气的成分。
生丁
我认为学生乙的观点并不正确。因为，据我了解，普利斯特莱所处的时代人们还不了解空气的组成成分，直到1785年，人们才了解了光合作用过程中放出的气体是O2，吸收的是CO2。因此,我赞同丙的观点。
生戊
假如用一不透光的纸盒将实验（2）（3）中的玻璃罩罩住，使它不接受光线，重复做（2）实验，会发现蜡烛不久熄灭了，小白鼠也很快死去。这可以说明植物的光合作用需要光。
……
师
（1）非常感谢前面同学自由的发言，引领了我们的思维，丁同学严密的逻辑与宽广的知识面更让我们感到了科学的美。的确，普利斯特莱根据上述实验，提出了“植物可以更新因蜡烛燃烧或小白鼠呼吸而变得浑浊的空气的观点”。
（2）但是他没有发现植物在更新空气中的作用，而是将空气的更新归因于植物的生长。
（3）当时有人重复普利斯特莱的实验，却得到了完全相反的结论。认为植物与动物一样能使空气变得浑浊，这个结论在当时引起了很多关注。
（4）1779年，荷兰医生扬·英根豪斯（J.Ingenhousz）经过500多次实验，发现了普利斯特莱的实验只有在光照条件下才能成功，而且只有植物的绿色部分才能更新浑浊的空气。
案例三：
师
我们能否设计一个实验以证明植物的光合作用需要光照呢？及吸收CO2并产生O2呢？
学生活动：阅读文本中关于扬·英根豪斯（J.Ingenhousz）实验的介绍，以学习小组为单位，设计、修正实验，并讨论其可行性，利用课后时间完成实验（强调实验的因地取材）。
设计一：证明植物的光合作用需要光照
学生设计实例：
实验原理
根据已有知识可以得知植物光合作用可以产生淀粉，而我们可以利用碘液来鉴定淀粉。
实验器材
生长良好的天竺葵植株，烧杯，碘液，酒精，剪刀，镊子。
实验步骤
（1）取同种两株生长状况类似的天竺葵，分别标记为A、B，均放在黑暗条件下12小时，进行饥饿处理。
（2）将经过饥饿处理后的A株植株放在光照条件下处理3～4小时，而B株放在黑暗条件下处理相同时间，其他条件均相同。
（3）分别取处理之后的A、B两株植株大小基本相同的两片叶子，用酒精加热脱脂，滴加碘液处理，观察其颜色变化。
实验预测及分析
（1）A、B两株植株的叶片滴加碘液后均为蓝色，则说明植物光合作用并非一定需要光照。
（2）A植株的叶片滴加碘液后为蓝色，B植株的叶片滴加碘液后不显蓝色，则说明植物光合作用需要光照。
（3）A植株的叶片滴加碘液后不显蓝色，B植株的叶片滴加碘液后显蓝色，则说明光照抑制植物光合作用。
实验结果
以实验数据为最后结果。
师
实验中需要注意什么事项？
生
要注意实验之前的饥饿处理，处理时间要相对长一些，以消耗掉其中原有的淀粉；注意实验组与对照组的单因子变量控制。
设计二：证明光合作用需要CO2
学生设计实例：
实验步骤
（1）取两株生长状况良好的普通天竺葵，放在黑暗条件下12小时，进行饥饿处理。
（2）将经过饥饿处理后的植株各取下一片叶片，酒精加热脱脂，滴加碘液处理，观察其颜色变化。
（3）将上述两株植株如右图所示，放在光照条件下处理3～4小时，取处理之后的甲、乙植株各一片叶子，用酒精加热脱脂，滴加碘液处理，观察其颜色变化。
实验预测及分析
（1）若甲装置中天竺葵的叶片滴加碘液后均呈现蓝色，而乙装置中的叶片不显蓝色，则说明光合作用需要CO2。
（2）若甲装置中天竺葵的叶片滴加碘液后不现蓝色，而乙装置中的叶片显蓝色，则说明CO2抑制光合作用。
（3）若甲、乙装置中的叶片均显蓝色，则说明CO2不是光合作用所必需的。
设计三：证明光合作用产生O2
学生设计实例：
实验步骤
（1）取一份生长状况良好的金鱼藻，如右图所示放在充足光照、适宜温度条件下（烧杯中加入一定的NaHCO3），处理3～4小时，并令之为实验组。
（2）取相同的实验装置，不放金鱼藻，其他条件不变的情况下进行相同处理，并令之为对照组。
（3）收集两个装置中所产生的气体，以带火星的卫生香放在试管口，看其是否复燃。
实验预测及分析
（1）若实验组与对照组中卫生香均复燃，则直接说明两支试管均产生了O2，间接说明O2不是植物光合作用产生的。
（2）若实验组中卫生香复燃，对照组卫生香不复燃，则直接说明实验组产生了O2，对照组没有产生O2，间接说明植物光合作用产生O2。
（3）若实验组中卫生香不复燃，对照组卫生香复燃，则直接说明实验组消耗了O2，对照组没有消耗O2，间接说明植物光合作用消耗O2。第3课时 光合色素对光能的捕获与转化
教学过程
导入新课
师
同学们，我们上一次在实验室中提取并分离了叶绿体中的色素，了解了高等绿色植物叶绿体内的色素种类主要有哪些呢？
生
胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b。
师
那么这四种色素对光的吸收有什么区别呢？
学生活动：阅读P54的相关文本，注意对“可见光光谱示意图”“物体颜色形成示意图”等图片的阅读，并进行讨论。
推进新课
板 书：（二）光合色素对光能的捕获和转化
师
（1）太阳光是一种复色光；假如让太阳光通过三棱镜，我们可以看见太阳光被分成红、橙、黄、绿、蓝、青、紫7色连续光谱。
（2）这7色连续光谱的波长在380～760
nm之间，我们称之为可见光。波长略小于380
nm的光是紫外光，波长略大于760
nm的光为红外光。
（3）物体的颜色的决定是复杂的。简单而言，不透明物体的颜色主要是由反射光的颜色决定的；透明物体的颜色主要是由透射光的颜色来决定的。
（4）我们看到一个黑色物体，则是因为它吸收了所有的光波，没有反射光，故其呈黑色。
（5）我们看到一块蓝色的玻璃，则是因为除了蓝色光能透过玻璃进入我们的眼睛，其他的单色光均被该种玻璃吸收了。
师
那么，根据这个原理推断，为何桑树的叶片显绿色呢？
生
这是因为当太阳光投射于桑树的叶片上时，除了绿色光以外的其他单色光均被植物叶片吸收了，而将绿色光反射出来。
师
究其根本，是因为叶绿体中的色素分子具有较强的吸收光的能力，除了一部分橙光、黄光和大部分绿色光之外，其他的单色光基本上都能被绿色植物吸收。当然，事物往往具有两面性，我们发现，生活在海洋中的某些藻类，能在一定程度上利用绿色光进行光合作用。
师
叶绿体中的4种色素，具体吸收什么波长的光呢？
教师出示演示实验：将预先提取好的叶绿体中的4种色素溶液分别放在可见光与三棱镜之间，让学生观察在光屏上出现了什么现象？
生
在光屏的某些位置出现了暗带。
师
在什么位置出现了暗带？这种实验现象直接说明了什么？间接说明了什么？
生
（1）对叶绿素a的提取液进行处理的时候，主要在蓝紫光和红橙光区域出现了暗带；而对叶绿素b的提取液进行处理的时候，同样在蓝紫光和红橙光区域出现了明显的暗带；对叶黄素与胡萝卜素处理时，暗带主要出现在蓝紫光区域。
（2）直接说明了连续光谱中这些波长的光被吸收了。
（3）对于叶绿素a而言，其实所有的单色光都被吸收了，因为所有波长的光均比未放置叶绿素a时显得暗；但是吸收红橙光和蓝紫光较原来显得最暗，所以可以推测叶绿素a主要吸收红橙光和蓝紫光，而绿光较原来也变暗了，但减少量最少，所以可以推测叶绿素a对原来的绿光吸收量最少。
（4）同理可推测：叶绿素b主要吸收红橙光和蓝紫光，而对绿光吸收最少；类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，对绿光的吸收量也最少。
师
假如直接把叶绿体中的色素提取液置于可见光与三棱镜之间，我们在光屏上可以发现什么现象？
生
发现在红橙光和蓝紫光区域出现明显暗带。
活动安排：师生共同实验证明。
师
光合色素能吸收光波；不同的光合色素所吸收的光波不同。现在，在科学实验中，我们还能运用分光光度计测定色素对不同波长的光的吸收能力。
师
在上述实验中，我们只能证明叶绿体中的色素提取液对于不同波长的光的吸收能力不同。那么，我们能否直接证明不同波长的光的光合作用效率不同呢？
学生活动：阅读文本P55相关内容。
小组讨论下列问题：恩吉尔曼的这个实验能证明什么？实验中用好氧型细菌的作用是什么？实验对于环境的要求是什么？假如用厌氧型细菌代替这个实验中的好氧型细菌，会出现怎样的现象？
生甲
这个实验可以证明红光与蓝紫光这两种单色光的光合作用效率最高。
生乙
好氧型细菌可以指示在装片的什么部位产生了O2。
生丙
实验需要置于黑暗、厌氧的环境，黑暗可以使外界光照影响实验结果，而厌氧可以使得好氧型细菌在实验开始之初均匀分布，避免影响实验现象。
生丁
假如用厌氧型细菌代替这个实验中的好氧型细菌，则厌氧型细菌主要集中分布于绿光区域，而在红光、蓝紫光区域分布最少。
师
假如在一容器中放入一定数量的衣藻，并置于黑暗条件下，将一束可见光通过三棱镜照射到该容器，问，衣藻在容器中将如何分布？假如同时在容器中放入一定数量的草履虫，问草履虫在容器中如何分布？假如放入的是乳酸菌而非草履虫呢？
第一组代表发言：此时衣藻在容器中不均匀分布，在红光区域与蓝紫光区域分布较多，而在绿光区域分布较少，这是因为红光与蓝紫光的光合作用效率较高；另一个原因可能是衣藻具眼点，眼点具感光作用。
第二组代表发言：草履虫在容器中不均匀分布，同样是在红光区域与蓝紫光区域分布较多，而在绿光区域分布较少，这是因为草履虫是需氧型生物，在红光区域与蓝紫光区域的衣藻较多，光合作用释放了较多的O2，适宜于草履虫生活。
第三组代表发言：假如放入的是乳酸菌而非草履虫的话，则乳酸菌主要集中于绿光区域，这是因为乳酸菌是厌氧型生物，在O2分布较多的地方不能正常生活。
师
叶绿体的提取液直接加入CO2等光合作用原料，进行光照，能否产生光合作用的产物呢？
学生讨论、教师补充：科学实验的结果表明，叶绿体的提取液是不能完成光合作用的。
师
这是为什么呢？
生
细胞正常进行各项生命活动的前提条件是细胞保持结构的完整性。
师
那么你能否推测光合作用的基本单位是什么呢？
生
叶绿体。
师
我们如何来证明呢？
媒体信息：展示恩吉尔曼的相关实验图片与文本信息。
师
（1）恩吉尔曼也进行了另一个有关光合作用的实验。他选用的实验材料是水绵。水绵是常见的淡水藻类，每条水绵由许多个结构相同的长筒状细胞连接而成。水绵很明显的特点是：叶绿体呈带状，螺旋排列在细胞里。
（2）他先将载有水绵和好氧细菌的临时装片放在没有空气并且黑暗的环境里，先用极细光束来照射水绵在显微镜下观察发现，好氧细菌只集中在叶绿体被光束照射到的部位附近。如果将上述临时装片完全暴露在光下，好氧细菌则集中在叶绿体所有受光部位周围。
师
好氧细菌集中于叶绿体所有受光部位的周围，这说明了什么问题呢？
生
氧是由叶绿体释放出来的，叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所。
师
为什么选用水绵作为实验材料？为什么选用黑暗并且没有空气的环境？为什么先用极细光束照射水绵，而后又让水绵完全暴露在光下？
引导学生讨论回答：
（1）选用水绵作为实验材料，是因为水绵不仅有细而长的带状叶绿体，而且螺旋分布于细胞中，便于进行观察和分析研究。
（2）选用黑暗并且没有空气的环境，是为了排除实验前环境中光线和O2的影响，确保实验的准确性。
（3）先选极细光束，用好氧细菌检测，能准确判断水绵细胞中释放氧的部位；而后用完全曝光的水绵与之作对照，从而证明了实验结果完全是由光照引起的，并且氧是由叶绿体释放出来的。
师
恩吉尔曼的实验巧妙地证明了光合作用的场所是叶绿体。
师
叶片与叶绿体具有怎样的关系呢？
媒体技术：通过文字结合图片的媒体技术，展示一组叶片与叶绿体的多媒体信息。
师
（1）叶片是进行光合作用的主要场所。叶片不是进行光合作用的唯一场所,含有叶绿体的幼嫩植物的茎，未成熟果实的绿色果皮，均可进行光合作用。
（2）实验证明，离体叶绿体的光合作用速率可达到完整叶片的80%～90%。由此可见，叶绿体是光合作用的形态学单位。
（3）为了研究叶绿体及其他细胞器的结构、成分和化学反应，目前是利用细胞匀浆法和分级离心法（密度梯度离心技术），将细胞中大小不同的颗粒（细胞器）分离开。然后，再进行生化或其他分析。
师
植物的叶绿体形态与数量具有怎样的特征呢？
媒体技术：通过文字结合图片的媒体技术，展示一组叶绿体形态与数量的多媒体信息。
师
（1）高等植物的叶绿体大多数呈椭圆形，一般直径约3～6
μm,厚约2～3
μm。
（2）叶绿体的数量与植物的种类、植物的生活环境、植物所处的生长阶段等有关系。
（3）一般而言，绿色植物的叶中所含有的叶绿体数量较多，叶绿体的表面积总和要比叶面积大许多。这有利于植物对于太阳光能和CO2的吸收和利用。
教师设置情景：植物的叶绿体的亚显微结构具有怎样的特征呢？
媒体技术：通过文字结合图片的媒体技术，展示一组叶绿体的亚显微结构的多媒体信息。
师
（1）在电子显微镜下，我们可以看到叶绿体有两层膜控制细胞质中的物质进出叶绿体的作用，是一个选择性的屏障。
（2）叶绿体膜以内的液体状的叶绿体基质，与呈颗粒状的基粒。
（3）叶绿体基质：叶绿体基质呈淡黄色，主要成分可溶性蛋白（酶）和其他代谢活跃的物质（如C5——一种单糖类化合物，是光合作用过程中的反应底物），基质呈高度流动性的状态，基质中具有多种固定CO2的酶，所以光合作用的产物——葡萄糖类化合物是在叶绿体的基质中形成和储藏起来的；在叶绿体的基质中，分布着许多浓绿色的颗粒，一些颗粒间有相互联系的结构，这些颗粒称为叶绿体的基粒。
（4）基粒由一些类似于我们玩的飞碟状的结构组成，我们姑且称为类囊体（囊状结构）。
（5）类囊体（囊状结构）呈圆饼状，每一个片层是由自身闭合的双层薄片构成，这些薄片便可称为基粒片层薄膜。
（6）叶绿体的光合色素就分布于这些类囊体（囊状结构）的薄膜上，一些与光合作用光反应阶段有关的物质也分布于其上（如参与光反应酶等）。光合作用过程中光能的转化主要发生于叶绿体的基粒片层薄膜。
（7）一个典型的成熟的植物叶绿体，一般具有20～200个基粒。
（8）值得指出的是，叶绿体的类囊体（囊状结构）薄膜垛叠成基粒，在高等植物中具有重要的意义。
师
叶绿体的类囊体（囊状结构）薄膜垛叠成基粒，在高等植物中究竟具有怎样的意义？
生
这样可以增加光合作用中的酶和色素的附着面积，从而可以提高光合作用效率。
师
叶绿体类囊体（囊状结构）膜的垛叠意味着捕获光能的机构的高度密集，更有效地收集光能，加速光反应；其二，膜系统往往是酶的排列支架，膜垛叠犹如形成一个长的代谢输送带，使代谢顺利进行。
师
类似通过增加面积以增加其自身功能的例子还有哪些？
生甲
内质网膜的来回折叠增加酶的附着面积。
生乙
线粒体的内膜向内折叠成嵴，增加有氧呼吸的面积。
生丙
小肠绒毛上皮细胞朝向消化腔一侧来回折叠形成小肠绒毛，扩大了消化吸收的面积。
……
师
在自然界存在许多通过各种方式扩大表面积的现象。例如叶簇生、森林中树木的分层分布现象，均可扩大光合作用叶子对光吸收的面积指数，也是生物对环境的适应。
师
各种光合色素的作用是否相同呢？
课堂小结
研究表明，各种光合色素中，只有少数特殊状态的叶绿素a分子才能吸收、转换光能，同时也能接受并利用其他色素分子传递来的光能；而其他的色素分子只能吸收光能，并将光能传递给特殊状态的叶绿素a分子，自身并不能利用光能；叶黄素和胡萝卜素还具有保护叶绿素免受强光伤害的作用。
板书设计
（二）光合色素对光能的捕获和转化
绿色植物叶片的颜色
色素分子的化学式
恩吉尔曼实验 第3课时 细胞呼吸原理的应用
教学过程
导入新课
教师设置问题情景：某同学为了证明细胞呼吸的产物有CO2，设计了下述实验来证明。设计实验装置如下图所示，加入装置中的气体能够按照图中箭头所示方向稳定地流动。
师
A瓶内的NaOH的作用是什么？B瓶中的Ca(OH)2的作用是什么？
生
A瓶内的NaOH的作用是除去空气中的CO2，B瓶中的Ca(OH)2的作用是验证空气中的CO2是否被完全除去。
师
如果将C瓶中萌发的种子换成绿色植物并接受充足光照，实验结果会怎样？原因是什么？如果要测定绿色植物呼吸作用的气体产物，怎样改进实验装置？
生
如果将C瓶中的萌发的种子换成绿色植物并接受充足光照，则D瓶中的澄清的石灰水不变浑浊。原因是绿色植物在充足的光照条件下，光合作用大于呼吸作用，没有氧气的净释放。如果要测定绿色植物呼吸作用的气体产物，则应对C装置进行遮光处理。
师
如果将C瓶中的种子换成乳酸菌培养液，D瓶中出现的现象是什么？为什么？
生
如果将C瓶中的种子换成乳酸菌培养液，D瓶中的澄清的石灰水将不变浑浊，因为乳酸型无氧呼吸没有二氧化碳的释放。
师
如果将C瓶中的种子换成酵母菌培养液，则D出现的现象是什么？写出C瓶中以糖类为底物的呼吸反应式。
生
如果将C瓶中的种子换成酵母菌培养液，则D中澄清的石灰水将变浑浊。
生
C6H12O6+6H2O+6O2
6CO2+12H2O+能量（大量）。
师
若在A前面加吸收O2的装置，则D出现的现象是什么？原因是什么？
生
D中澄清的石灰水将变浑浊。因为酵母菌无氧呼吸产生酒精与二氧化碳。
师
细胞呼吸的原理是什么？
生
细胞呼吸的原理主要是指糖类、脂质与蛋白质等有机物，在生物活细胞内氧化分解为水和二氧化碳，或者分解为不彻底的氧化产物，同时释放能量的过程。
师
细胞呼吸的生理意义是什么？
生
细胞呼吸是生物体内重要的代谢活动，它不仅为生命活动提供能量，细胞呼吸过程产生的中间产物还是各种有机物之间转化的枢纽。
师
根据你已有知识，分析说明影响细胞呼吸的因素有哪些？
学生活动：学生分组讨论，小组记录，代表发言。
媒体信息：提供一组不同生物的细胞呼吸的图片情景、文字信息。
小组交流：
第一组：我们认为生物体的内部因素会影响生物体的细胞呼吸。
（1）不同种类生物呼吸速率不同，如：阳生植物比阴生植物高。
（2）同一植物不同发育时期不同，如：幼苗、开花期较成熟期高。
（3）同一植物不同器官不同，如：生殖器官较营养器官高。
第二组：我们认为外部因素会影响生物体的细胞呼吸。如温度、水分、氧气、二氧化碳等外界环境因素。
推进新课
师
能否设计一个实验来证明你的推论？（如证明温度影响种子萌发时的呼吸速率）。
师
根据上述实验装置，控制其中的温度为单一变量（如对C瓶分别以不同的温度进行处理），测定相等时间内澄清的石灰水变浑浊的程度。
学生活动：根据提示，规范、科学、创新地设计实验。
师
生物的细胞呼吸，尤其是植物的细胞呼吸强度受外界环境影响很大，其中与水、温度以及空气成分的关系最密切。
（1）水对呼吸强度的影响，对种子表现得尤为明显。在一定范围内，呼吸强度随着含水量增加而提高。水稻种子含水量达３０％～３５％时，呼吸强度比干燥储藏时要增加数倍。种子含水量增加、呼吸强度增强的原因主要是种子的细胞质为凝胶状态，当含水量超过一定的量时，细胞质转化为溶胶状态，呼吸酶的活性就加强了。
（2）温度之所以能影响植物的呼吸强度，主要是影响了呼吸酶的活性。在酶的适宜温度范围内，当温度处于最低点与最适点之间，细胞呼吸强度总是随温度的增高而加快；超过最适点后，随着温度的增加，细胞呼吸强度则会随温度的增高而下降。
（3）空气中O2浓度与呼吸作用的关系很大。O2不足直接影响细胞呼吸强度和呼吸性质。当O2浓度为0时，细胞只进行无氧呼吸；在一定范围内，随着O2浓度增加，细胞同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，从呼吸强度来看，随着O2增加，无氧遭到抑制而强度降低，有氧呼吸虽有促进，但强度不大，因而细胞呼吸的整体强度反而下降；随着O2浓度的继续增加，无氧呼吸强度继续降低，而有氧呼吸强度显著增加；当外界浓度到达一定值时，细胞仅进行有氧呼吸，我们把此时的浓度称为无氧呼吸消失点。
（4）CO2是呼吸作用的最终产物，当外界环境中的CO2浓度增加时，呼吸强度便会减慢。实验证明，在CO2体积分数升高到10%以上时，呼吸作用便会减慢。
师
从上述事例我们可以发现，细胞呼吸是一个很有趣的问题，也是一个关系到我们日常生活的问题。那么，细胞呼吸的原理在生产实践中有何应用呢？
师
发酵工程属于一种新兴产业，细胞呼吸与发酵工程具有怎样的关系呢？
师
学生自主阅读文本P65的“细胞呼吸和发酵技术”并思考下列问题：
（1）“发酵”与“无氧呼吸”二者之间具有怎样的关系？
（2）现代生物技术中“发酵”的概念是如何界定的？
（3）简述你对现代发酵工程技术的初步印象。
（4）现代发酵技术的应用有哪些？
生
（1）通常的发酵是指微生物的无氧呼吸。
（2）现代生物技术中的发酵是一个被泛化的概念，即把微生物或其他生物细胞在有氧或无氧条件下繁殖或积累其代谢产物的过程都称为发酵。
（3）现代发酵技术是一种将微生物学、生物化学和化学工程学有机地结合，在发酵罐中充分利用微生物或其他生物的生长代谢活动来生产各种有用的物质或细胞本身的现代生物工程技术。
（4）现代发酵技术主要可以用于医疗卫生、食品工业以及垃圾、废水的处理和沼气的生产等方面。
师
发酵工程包括菌种选育、菌体生产、代谢产物的发酵以及微生物机能的利用等。现代发酵技术与传统化学工业比较，有以下优点：以生物为对象，着重于再生资源的利用，不受原料的限制；反应所需的温度低，能大大地节约能源，减少对环境的污染；为肿瘤治疗、能源、环境保护提供新的解决办法；可开辟一条安全有效的生产价格低廉、纯净的生物制品的新途径，且投资小、收益大、见效快。
师
现代发酵工程技术属于高科技范畴，而酒酿则是传统美食。你了解酒酿的制作过程吗？
课件展示：
取小口坛子一口（酒坛、砂锅可代替）开水洗净擦干。将冲凉、沥干后的糯米饭倒入锅中（其他干净容器也可），将甜酒药取出研成粉末，将其中十分之九均匀搅拌进米饭中，然后将饭装进坛中，轻轻揿平压实，余下的十分之一酒药末撒在表面上。中间留一个杯子大的通气孔（可用干净的木棍插孔），加入适量的温开水（1
000毫升），加盖密封，冬季用棉被等保温物盖紧（夏天用布盖）用其自然发酵，冬天发2～3天或更长，夏天发12～24小时，即可酿出酒酿。
师
你知道细胞呼吸原理的其他应用吗？
课件展示：
（1）谚语说：“锄头底下自有肥”；农民经常松土以提高作物产量；在早稻育秧初期需要适时排水，水稻栽培中需要适时露田与晒田。
（2）我们可以把种子干燥以后进行长时间保藏，这样可以大大延长种子保藏时间。
（3）果蔬保藏中，我们通常向储存室冲入一定量的氮气，以延长果蔬的保藏时间。
师
从上述事例中，说明了什么？从这些事例中，我们能看到细胞呼吸原理在哪些方面的作用呢？
生
说明了细胞呼吸的原理在生产实践中具有广泛的应用。上述四个实例分别说明了细胞呼吸原理在农作物栽培、种子储藏以及果蔬保藏等领域的应用。
师
那么在农作物栽培、种子储藏以及果蔬保藏中，究竟如何利用细胞呼吸原理呢？
板 书：三、细胞呼吸原理的应用
学生活动：阅读文本P65，思考文本中关于农作物栽培、种子储藏以及果蔬保藏中各种方法的生物学原理。
师
你能否具体分析为什么经常松土可以提高作物产量，而在早稻育秧初期需要适时排水，栽培中需要适时露田与晒田？
生
植物生长过程中的细胞分裂、矿质元素吸收、植株的生长与发育等过程，需要消耗大量的能量，而细胞呼吸可以为生命活动提供能量；因而在农作物的栽培过程中，经常松土、早稻育秧初期适时排水、栽培中适时露田与晒田的目的都是为了促进细胞呼吸，为生命活动提供能量。
师
为何在粮食种子储藏过程中，一般要将种子晒干，然后把种子储藏于温度相对较低、通风的环境中？为何在储藏过程中通过冲氮或二氧化碳的方法同样有助于延长种子储藏的时间？
生
粮食种子储藏的主要目的是保持种子的有机物，对于需要用于农业再生产的种子，则还必须保持其生命活力。上述保藏种子的各种方法，都是为了减小种子的细胞的呼吸强度。需要说明的是，我们一般不是把种子放在严格无氧的环境中，因为这样可能导致种子进行无氧呼吸而产生大量的酒精，造成种子死亡。
师
我们知道，新疆哈密的哈密瓜又大又甜，你知道为什么吗？
生
其一，新疆哈密地区，在春、夏季节的白昼时间较长，每日光合作用时间较长，光合作用积累的有机物多；其二，新疆哈密地处内陆，昼夜温差较大，因而在夜间细胞呼吸消耗的有机物较少，所以，整体积累的有机物较多，所以新疆哈密的哈密瓜又大又甜。
师
那么，大棚栽培作物时，该如何控制昼夜温差呢？
生
白天适当提高温度，以提高光合作用产量；夜间适当低温，以降低细胞呼吸消耗的有机物量，即增加昼夜温差。
师
为何现代健身观念提倡慢跑而非剧烈运动来增进机体健康？
生
剧烈运动，会使机体供氧不足，而使部分细胞无氧呼吸，产生乳酸使得机体的肌肉酸胀乏力。
师
皮肤破损较深或被钉子扎伤后，为何容易感染破伤风？
生
破伤风由破伤风杆菌引起，破伤风杆菌是一种厌氧型微生物，只能进行无氧呼吸。当皮肤破损较深或被钉子扎伤后，破伤风杆菌会大量繁殖而导致破伤风。
师
你还了解细胞呼吸原理的其他应用实例吗？说出来与你的伙伴们分享。
……
板书设计
三、细胞呼吸原理的应用
1.细胞呼吸原理在作物栽培中的应用。
2.细胞呼吸原理在种子储藏中的应用。
3.细胞呼吸原理在卫生保健中的应用。
……
活动与探究
“水果的保藏方法探究”的活动建议
探究原理：
利用细胞呼吸原理来进行保鲜，一方面抑制了水果的呼吸作用，另一方面抑制了细菌生长或杀灭细菌以达到储藏水果的作用。
方法与步骤：
（1）讨论水果的保藏方法，如真空包装、低温储藏、控制氧气的浓度等。选择一种方法继续探究。
（2）现以控制氧的浓度为例，提几点参考意见：
①氧气浓度与ＣＯ2释放的相对值。
②必须先对实验水果进行杀菌处理。
习题详解
1.解析：蜜蜂属于高等的多细胞昆虫，主要的细胞呼吸方式为有氧呼吸。葡萄糖在细胞内在有氧条件下被分解的时候，首先在细胞质基质中被分解形成丙酮酸和还原态氢（H］），同时释放少量能量。丙酮酸和H］在有氧条件下进入线粒体，然后丙酮酸在线粒体中与水生成二氧化碳和H］。最后前两个阶段产生的H］与氧结合生成水，同时释放大量能量。蜜蜂生命活动的直接能源物质是ATP。地球上绝大多数生命的最终能量来源是太阳能，所以光合作用是地球上最主要的物质代谢与能量代谢。
答案：（1）有氧呼吸 （2）丙酮酸和H］ 能量 二氧化碳和H］ 少量能量 H］ 水 能量 （3）ATP （4）光合 物质 能量 太阳能
2.解析：高等植物呼吸作用的主要方式是有氧呼吸，但仍保留了无氧呼吸的能力，所以在A点时氧含量接近0，释放较多CO2，这主要是无氧呼吸产生酒精和CO2的缘故；AB段随着氧含量增加，无氧呼吸受到抑制，CO2释放量减少；BC段氧含量不断增加，有氧呼吸越来越旺盛，CO2的释放量达到新高峰。储存蔬菜水果时，要尽量降低呼吸作用，减少有机物的消耗，应选择B点所对应的氧的含量，这时的有氧呼吸已明显降低，同时又抑制了无氧呼吸。
答案：（1）无氧呼吸 （2）AB段随着氧含量增加，无氧呼吸受到抑制 （3）BC段氧含量不断增加，有氧呼吸越来越旺盛，CO2的释放量达到新高峰 （4）B点。储存蔬菜水果时，要尽量降低呼吸作用，减少有机物的消耗，应选择B点所对应的氧的含量，这时的有氧呼吸已明显降低，同时又抑制了无氧呼吸。
3.解析：此题考查学生的图表分析能力与问题解决能力。从图中我们可以看出，当温差由15
℃/10
℃上升到30
℃/25
℃时，生长期缩短了40
d，子粒干重减少27
mg左右。小麦灌浆时期，日温对光合作用与细胞呼吸都有影响，但主要影响光合作用的效率；而夜温则主要影响植物晚间细胞呼吸，若降低晚间温度，可以降低细胞呼吸的速率，减少有机物消耗。
答案：（１）40 27 （２）小麦灌浆时期，日温对光合作用与细胞呼吸都有影响，但主要影响光合作用的效率；而夜温则主要影响植物晚间细胞呼吸。增加昼夜温差。
