高中生物 5.3ATP的主要來源—細胞呼吸教案（2）新人教版必修1

1、第五章 細胞的能量供應(yīng)和利用 第三節(jié) ATP的主要來源細胞呼吸（2課時）三維目標 1.知識與技能（1）說出線粒體的結(jié)構(gòu)和功能。（2）說明有氧呼吸和無氧呼吸的異同。（3）說明細胞呼吸的原理，并探討其在生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用。（4）進行酵母菌細胞呼吸方式的探究。a2.過程與方法（1）通過酵母菌細胞呼吸方式的探究，學生認識到有氧呼吸和無氧呼吸的條件和生成的產(chǎn)物，為后面學習有氧呼吸和無氧呼吸打下了基礎(chǔ)。（2）通過有氧呼吸和無氧呼吸教學課件，讓學生了解細胞呼吸的本質(zhì)是通過有機物的氧化分解為生命活動提供能量，維持細胞的正常生活。（3）通過讓學生分析課本中相關(guān)的圖文資料，說明這些事例中所應(yīng)用的細胞呼吸原理。（4

2、）通過比較有氧呼吸和無氧呼吸的異同，學會運用對比的方法識記理解相關(guān)的生物學知識，培養(yǎng)綜合分析能力。3.情感態(tài)度與價值觀（1）通過學習有氧呼吸的主要場所，樹立結(jié)構(gòu)和功能相適應(yīng)的生物學基本觀點。（2）通過分析有氧呼吸與無氧呼吸的關(guān)系，理解生命活動不斷發(fā)展變化以及適應(yīng)的特性，學會運用發(fā)展變化的觀點認識生命。教學重點有氧呼吸的過程及原理。教學難點1.細胞呼吸的原理和本質(zhì)。2.探究酵母菌細胞的呼吸方式。教具準備 教師課件。課時安排2課時第二課時 細胞的呼吸和呼吸原理的應(yīng)用教學過程課前準備要求學生把上一節(jié)課的探究實驗結(jié)果以書面報告形式總結(jié)。情境創(chuàng)設(shè)學生：把上一節(jié)課的探究實驗結(jié)論總結(jié)。教師：上節(jié)課我們通過探

3、究實驗，知道了酵母菌在有氧和無氧條件下都能進行細胞呼吸。在有氧條件下，酵母菌通過細胞呼吸產(chǎn)生大量的二氧化碳和水；在無氧條件下，酵母菌通過細胞呼吸產(chǎn)生酒精，還產(chǎn)生少量的二氧化碳?？茖W家通過大量的實驗證實，細胞呼吸可分為有氧呼吸和無氧呼吸兩種類型。師生互動（一）有氧呼吸對于絕大多數(shù)生物來說，有氧呼吸是細胞呼吸的主要形式，這一過程必須有氧的參與。有氧呼吸的主要場所是線粒體。1.復習線粒體的結(jié)構(gòu)師：線粒體有哪些結(jié)構(gòu)與呼吸作用相適應(yīng)？生：線粒體具有內(nèi)、外兩層膜，內(nèi)膜的某些部位向線粒體的內(nèi)腔折疊形成嵴，嵴使內(nèi)膜的表面積大大增加。嵴的周圍充滿了液態(tài)的基質(zhì)。線粒體的內(nèi)膜和基質(zhì)中含有許多種與有氧呼吸有關(guān)的酶。2

4、.有氧呼吸的過程（）教師：引導學生，回顧初中學過的有關(guān)呼吸的知識，在討論中板書有氧呼吸的反應(yīng)式。即C6H1262CO2H2能量教師：呼吸作用是怎樣進行的呢?學生：閱讀課本P93P94相關(guān)內(nèi)容。教師：有氧呼吸的全過程十分復雜，可以概括地分為三個階段，每個階段的反應(yīng)都有相應(yīng)的酶催化。關(guān)于呼吸作用過程的教學，可對照圖（圖59）講解，在講解中講清以下幾點：首先應(yīng)指出，下面以葡萄糖為例講述呼吸作用過程。其他有機物也可以通過呼吸作用氧化分解。第一階段，一個分子的葡萄糖分解成兩個分子的丙酮酸，在分解的過程中釋放能量，一部分被ADP捕獲（把ADP轉(zhuǎn)變成ATP），并脫下H。這一過程在細胞質(zhì)的基質(zhì)完成。第二階段，

5、丙酮酸進入線粒體內(nèi)，繼續(xù)脫H，氧化分解成二氧化碳，同時釋放能量合成ATP。第三階段，前兩階段脫下的H在線粒體內(nèi)，與從外界吸收或葉綠體光合作用產(chǎn)生的O2結(jié)合成水。在此過程中釋放大量的能量，合成大量的ATP。（2）在整理出三個階段后，根據(jù)學生狀況，進一步分析以下幾點：引導學生，將呼吸作用的反應(yīng)式配平即C6H1266O26CO26H2能量配平過程中，提問，呼吸作用產(chǎn)生的H2O中的O，來自哪種原料?（學生回答出：來自O(shè)2），接著提出，消耗6分子的O2應(yīng)該產(chǎn)生12個分子的H2O，可是，如果形成12分子的H2O，又需要24個H，一分子的C6H126，只有12個H，差12個H來自哪里?最后指出，呼吸作用還消

6、耗水。因而呼吸作用的反應(yīng)式應(yīng)改為：C6H126626H2O6CO212H 2能量才能反映其本質(zhì)。解決了這一環(huán)節(jié)，其他物質(zhì)的來龍去脈就可迅速解釋清楚。分析呼吸作用過程中的能量問題。學生：閱讀課本P94小字。教師：1 mol的葡萄糖徹底氧化分解成二氧化碳和水，釋放出2 870 kJ的能量，其中 1 161 kJ左右的能量被ADP捕獲，儲存在ATP中（約38 mol的ATP）。可見，呼吸過程中釋放的能量，只有40儲存在ATP中，用于推動其他生命活動。其余以熱的形式散失了。因此，在有些情況下，如新鮮蔬菜、糧食等保存，通過控制呼吸速率，可減少有機物的消耗。（3）線粒體是呼吸作用的主要場所。教師：為什么說

7、線粒體是呼吸作用的主要場所？學生：呼吸作用的三個階段，后兩個階段都是在線粒體中進行的。另外，從能量角度看，在細胞質(zhì)的基質(zhì)中進行的第一步產(chǎn)生4 mol的ATP，其余34 mol的ATP是在線粒體中產(chǎn)生的。因此，線粒體是呼吸作用的主要場所。播放多媒體課件觀看有氧呼吸全過程3.歸納有氧呼吸概念教師：請同學們歸納有氧呼吸的概念。學生：有氧呼吸是指細胞在氧的參與下，通過多種酶的催化作用，把葡萄糖等有機物徹底氧化分解，產(chǎn)生二氧化碳和水，釋放能量，生成許多ATP的過程。（二）無氧呼吸1.無氧呼吸過程教師：除前節(jié)課我們探究過的酵母菌以外，還有許多細胞在缺氧條件下也可以進行無氧呼吸，無氧呼吸的過程又是怎樣的呢？

8、學生：閱讀課本P94P95相關(guān)內(nèi)容。教師：無氧呼吸的第一階段與有氧呼吸的第一階段是否相同？學生：無氧呼吸的第一階段與有氧呼吸的第一階段是相同的。教師：接下來兩者有何不同？學生：在有氧的情況下，丙酮酸進入線粒體繼續(xù)氧化分解，脫下的氫與氧氣結(jié)合而消耗，即進行有氧呼吸；在無氧情況下，則在細胞質(zhì)的基質(zhì)中，在酶的作用下，利用第一階段脫下的氫，把丙酮酸還原成酒精或乳酸。因此，兩種呼吸作用是在丙酮酸后分道揚鑣的。教師：請學生寫出有關(guān)化學方程式：C6H12O62C3H6O3（乳酸）少量能量C6H1262C2H5OH（酒精）2CO2少量能量教師：兩種呼吸作用，有何共同點？學生：兩種呼吸作用，不僅在過程上有共同點

9、，而且都具有分解有機物，釋放能量，產(chǎn)生ATP的本質(zhì)。教師：兩種呼吸作用，放出的能量有何不同？為什么？學生：無氧呼吸，由于沒有徹底分解有機物，所以釋放的能量少，合成ATP少。因此，利用有機物分解獲得ATP的效率低。教師：無氧呼吸是否有害？學生：由于無氧呼吸產(chǎn)生的小分子有機物，如酒精和乳酸，在細胞中大量積累，對細胞有毒害。因此大多數(shù)生物不能長時間用無氧呼吸維持生命，澇田時應(yīng)及時排水就是這個道理。教師：無氧呼吸是否有利？學生：生物體或部分器官組織在缺氧條件下，作為有氧呼吸的補充，是生物的適應(yīng)性的表現(xiàn)（舉例）。教師：在遠古時期，地球的大氣中沒有氧氣，那時微生物的呼吸是無氧呼吸。隨著大氣中出現(xiàn)了氧氣，細

10、胞內(nèi)出現(xiàn)了有氧呼吸的酶類，在無氧呼吸的基礎(chǔ)上發(fā)展出有氧呼吸。由于有氧呼吸比無氧呼吸優(yōu)越，有氧呼吸逐漸成為絕大多數(shù)生物的主要呼吸形式，但還保留無氧呼吸的能力，使生物體或部分器官組織在缺氧條件下，作為有氧呼吸的補充，是生物的適應(yīng)性的表現(xiàn)（舉例）。有些微生物，至今仍只在無氧的條件下生活。人類在生活和生產(chǎn)中，對其有很多利用 （舉例）。播放多媒體課件觀看無氧呼吸全過程。2.歸納無氧呼吸概念教師：參照有氧呼吸的概念，用準確而精練的語言概括無氧呼吸的定義。學生：一般是指細胞在無氧條件下,通過酶的催化作用，把葡萄糖等有機物分解為不徹底的氧化產(chǎn)物，同時釋放少量能量的過程。3.發(fā)酵無氧呼吸如果不用于高等動植物和人

11、體，而用于微生物則叫做發(fā)酵。需要指出的是，工業(yè)上所說的發(fā)酵，并非完全是無氧的，如醋酸發(fā)酵就是需要氧的。（三）比較有氧呼吸和無氧呼吸的異同要求學生完成下表有氧呼吸無氧呼吸呼吸場所細胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體細胞質(zhì)基質(zhì)是否需氧需氧不需氧分解產(chǎn)物二氧化碳和水二氧化碳和酒精或乳酸釋放能量較多較少聯(lián) 系從葡萄糖到丙酮酸這一階段完全相同，從丙酮酸開始，它們才沿著不同的途徑形成不同的產(chǎn)物（四）細胞呼吸原理的應(yīng)用教師：對照課本P95，說出它們應(yīng)用的呼吸原理。學生：（1）控制呼吸條件，造成只能進行有氧呼吸或無氧呼吸。如課本中的“創(chuàng)可貼”，中耕松土應(yīng)用的是有氧呼吸；酸菜、面包、釀酒應(yīng)用的是無氧呼吸。（2）抑制酶活性、抑制呼

12、吸作用，減弱有機物分解速度等。低溫、減少水分，加CO2、N2等。教師精講1.有氧呼吸有氧呼吸全過程，可以分三個階段：第一階段：C6H1262丙酮酸4H2ATP第二階段：2丙酮酸6CO220H2ATP第三階段：6O224H 12H234ATP從物質(zhì)變化的角度來看，是有機物脫去氫，脫下的氫與氧結(jié)合生成水，又脫去CO2，分解成無機物。從能量的角度看，有氧呼吸是在有機物的逐漸分解中，使儲存在有機物中的能量逐步釋放，一部分轉(zhuǎn)移到ATP中，另一部分能量則以熱能的形式散失。有氧呼吸之所以能正常進行，是因為線粒體中含有與有氧呼吸有關(guān)的酶，有機物之所以徹底氧化分解，是因為有氧氣的參加。2.無氧呼吸：只需相應(yīng)的酶，不需要氧氣，在有氧氣存在時，無氧呼吸會受到抑制；從物質(zhì)變化的角度來看，由于缺氧，C6H126不能徹底氧化分解，而產(chǎn)生不徹底的氧化產(chǎn)物，如C3H6O3（乳酸）、C2H5OH（酒精）。從能量的角度看，因為分解不徹底，氧化產(chǎn)物中嚴寒儲存著能量，所以釋放少。無氧呼吸不一定只有在無氧條件下才能進行，如小麥、水稻、玉米等種子的胚芽早期，在有氧條件下就可以進行無氧呼吸，但一些高等植物在通氣不良時，會誘發(fā)無氧呼吸，如蘋果、梨儲存久了就會產(chǎn)生酒味。因為酒精對細胞有毒害作用，所以一般陸生植物不能長期進行無氧呼吸。3.有氧呼吸與無氧呼吸的聯(lián)系（1）有氧呼吸與