2022年高一生物 ATP的主要來(lái)源 細(xì)胞呼吸教案

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1、2022年高一生物 ATP的主要來(lái)源 細(xì)胞呼吸教案 一、 內(nèi)容及解析 通過(guò)對(duì)有氧呼吸及無(wú)氧呼吸全過(guò)程的學(xué)習(xí)，要能理解有氧呼吸與無(wú)氧呼吸的區(qū)別與聯(lián)系。并能知道呼吸作用原理在實(shí)際生活當(dāng)中的運(yùn)用，能夠列舉呼吸作用原理在實(shí)際生活中應(yīng)用的例子。 二、 教學(xué)目標(biāo) 1.說(shuō)出線粒體的結(jié)構(gòu)和功能。 2.說(shuō)明有氧呼吸和無(wú)氧呼吸的異同。 3.說(shuō)明細(xì)胞呼吸的原理，并探討其在生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用。 4.進(jìn)行酵母菌細(xì)胞呼吸方式的探究。 三、教學(xué)問(wèn)題診斷 1、教學(xué)重點(diǎn)：有氧呼吸的過(guò)程及原理。 解決辦法：通過(guò)課件或掛圖闡明有氧呼吸的過(guò)程及原理。 2、 教學(xué)難點(diǎn)： （1） 細(xì)胞呼吸的原理及本質(zhì)。 （2）

2、 探究酵母菌細(xì)胞的呼吸方式。 解決方法：精心組織相關(guān)實(shí)驗(yàn)，達(dá)到預(yù)期效果，實(shí)踐出真知。 四、 教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì) 〖引入〗以“問(wèn)題探討”引入，學(xué)生思考討論回答，教師提示。 1.兩者的共同點(diǎn)是：都是物質(zhì)的氧化分解過(guò)程；都能產(chǎn)生二氧化碳等產(chǎn)物，并且都釋放出能量。 2.不能。否則，組成細(xì)胞的化合物會(huì)迅速而徹底地氧化分解，能量會(huì)迅速地全部釋放出來(lái)，細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)也就會(huì)遭到徹底的破壞。 3.在無(wú)氧條件下，細(xì)胞能夠通過(guò)無(wú)氧呼吸來(lái)釋放能量。但是，無(wú)氧呼吸比有氧呼吸釋放的能量要少許多。 〖問(wèn)題〗以“本節(jié)聚焦”發(fā)問(wèn)，引起學(xué)生的思考注意。 〖板書〗細(xì)胞呼吸：是指有機(jī)物在細(xì)胞內(nèi)經(jīng)過(guò)一系列的氧化分解，生成二氧

3、化碳戶其他產(chǎn)物，釋放出能量并產(chǎn)生ATP的過(guò)程。 學(xué)習(xí)目標(biāo)一：細(xì)胞呼吸的方式 〖探究〗“探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式”，學(xué)生思考探究回答，老師提示。 〖提示〗重鉻酸鉀可以檢測(cè)有無(wú)酒精存在。這一原理可以用來(lái)檢測(cè)汽車司機(jī)是否喝了酒。具體做法是：讓司機(jī)呼出的氣體直接接觸到載有用硫酸處理過(guò)的重鉻酸鉀或三氧化鉻的硅膠（兩者均為橙色），如果呼出的氣體中含有酒精，重鉻酸鉀或三氧化鉻就會(huì)變成灰綠色的硫酸鉻。 〖板書〗（通過(guò)探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式，只做到細(xì)胞呼吸的方式有：） ㈠有氧呼吸 ㈡無(wú)氧呼吸 〖板書〗㈠有氧呼吸 〖講述〗結(jié)合課本圖5－9來(lái)講述有氧呼吸的全過(guò)程。（適當(dāng)可補(bǔ)充一些方程式） 有

4、氧呼吸使有機(jī)物徹底氧化分解，是生物體高效率地獲取能量的反應(yīng)過(guò)程。其反應(yīng)過(guò)程包含許多反應(yīng)步驟，基本可分為三個(gè)連續(xù)的階段，第一階段是在細(xì)胞質(zhì)的基質(zhì)中進(jìn)行，產(chǎn)生丙酮酸和[H]并可釋放少量能量；第二階段在線粒體中進(jìn)行，丙酮酸和H2O脫[H]產(chǎn)生CO2也可釋放少量能量；第三階段也在線粒體中進(jìn)行，第一、二階段產(chǎn)生的[H]與O2反應(yīng)產(chǎn)生H2O并可釋放大量的能量。三個(gè)階段有不同的酶參與催化。 細(xì)胞通過(guò)呼吸把光合作用貯藏在有機(jī)物中的能量釋放出來(lái)，除小部分以熱能的形式散失，大部分轉(zhuǎn)移到ATP中，隨時(shí)提供生命活動(dòng)的需要。 酶 〖板書〗 酶 〖小字部分的問(wèn)題〗學(xué)生思考計(jì)算回答，教師提

5、示。 有氧呼吸的能量轉(zhuǎn)換效率大約是40%。這些能量大約可以使2.3×1025個(gè)ATP轉(zhuǎn)化為ADP。 〖解釋〗因?yàn)? mol的物質(zhì)含有6.02×1023個(gè)分子，所以，每氧化1 mol的葡萄糖，則生成6 mol的二氧化碳和6 mol的水，并生成38 mol的ATP。在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)（是指作用物的質(zhì)量濃度為1 mol/L、pH為7.0、溫度為25 ℃的狀態(tài)。）下，1 mol ADP形成1 mol ATP，需要30.54 kJ的能量，那么，38個(gè)ATP就需要1 161 kJ的能量。每氧化1 mol葡萄糖釋放出來(lái)的能量是2 870 kJ，其中只有1 161 kJ被保留在ATP中，它們可供細(xì)胞生命活

6、動(dòng)利用。這就是說(shuō)，有氧呼吸的能量轉(zhuǎn)換效率約為40%左右，其余的能量則以熱能的形式散失或作他用。 無(wú)氧呼吸是細(xì)胞在缺氧的條件下進(jìn)行的，有機(jī)物的氧化分解不徹底，產(chǎn)生的能量較少。微生物的無(wú)氧呼吸通常稱為發(fā)酵，有兩種類型：酒精發(fā)酵和乳酸發(fā)酵。 酶 C6H12O6 + 2ADP+2Pi→2C2H5OH + 2CO2+2ATP 酶 C6H12O6 + 2ADP+2Pi→2C3H6O3 + 2ATP 從上述反應(yīng)式可以看出，細(xì)胞在有氧呼吸時(shí)，吸收O2的量與放出的CO2量相同，而無(wú)氧呼吸時(shí)不需要O2，但產(chǎn)生CO2。這樣，如果某種生物呼吸時(shí)，吸收O2的量與放出CO2的量相同，則該生物只

7、進(jìn)行有氧呼吸；如果某種生物不吸收O2，但有CO2釋放，則說(shuō)明該生物只進(jìn)行無(wú)氧呼吸；如果某種生物釋放的CO2量比吸收的O2的量多，則說(shuō)明該生物既進(jìn)行有氧呼吸，又進(jìn)行無(wú)氧呼吸。在有氧呼吸與無(wú)氧呼吸同時(shí)存在時(shí)，哪種細(xì)胞呼吸占優(yōu)勢(shì)，則要從CO2的釋放量與O2吸收量的差值來(lái)計(jì)算。 ①有氧呼吸與無(wú)氧呼吸的關(guān)系如下表。（操而記之） 有氧呼吸 無(wú)氧呼吸 不 同 點(diǎn) 反應(yīng)條件 需要O2、酶和適宜的溫度 不需要O2，需要酶和適宜的溫度 呼吸場(chǎng)所 第一階段在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中，第二、三階段在線粒體內(nèi) 全過(guò)程都在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)內(nèi) 分解產(chǎn)物 CO2和H

8、2O CO2、酒精或乳酸 釋放能量 較多，1 mol葡萄釋放能量2870 kJ，其中1161 kJ轉(zhuǎn)移至ATP中 1 mol葡萄糖釋放能量196．65 kJ(生成乳酸)或222 kJ(生成酒精)，其中均有61．08 kJ轉(zhuǎn)移至ATP中 相同點(diǎn) 其實(shí)質(zhì)都是：分解有機(jī)物，釋放能量，生成ATP供生命活動(dòng)需要 相互聯(lián)系 第一階段(從葡萄糖到丙酮酸)完全相同，之后在不同條件下，在不同的場(chǎng)所沿不同的途徑，在不同的酶作用下形成不同的產(chǎn)物： 〖旁欄思考題〗學(xué)生思考討論回答，教師提示。 〖提示〗一般來(lái)說(shuō)，如果無(wú)氧呼吸產(chǎn)生的乳酸或酒精過(guò)多，會(huì)對(duì)細(xì)胞產(chǎn)生毒害。酵母菌在無(wú)氧以及其他條件適合的情

9、況下，隨著發(fā)酵產(chǎn)物（如酒精）的增多，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的減少以及pH發(fā)生變化等的影響，它的繁殖速率逐漸下降，死亡率逐漸上升，酒精發(fā)酵最終就會(huì)停止。其他的例子如用乳酸桿菌使牛奶發(fā)酵形成酸牛奶，最終情況也是這樣。 學(xué)習(xí)目標(biāo)二：細(xì)胞呼吸的應(yīng)用 〖資料分析〗學(xué)生思考討論回答，教師提示。 〖提示〗1. ①選用“創(chuàng)可貼”等敷料包扎傷口，既為傷口敷上了藥物，又為傷口創(chuàng)造了疏松透氣的環(huán)境、避免厭氧病原菌的繁殖，從而有利于傷口的痊愈。 ②酵母菌是兼性厭氧微生物。酵母菌在適宜的通氣、溫度和pH等條件下，進(jìn)行有氧呼吸并大量繁殖；在無(wú)氧條件下則進(jìn)行酒精發(fā)酵。醋酸桿菌是一種好氧細(xì)菌。在氧氣充足和具有酒精底物的條件下，醋酸

10、桿菌大量繁殖并將酒精氧化分解成醋酸。 谷氨酸棒狀桿菌是一種厭氧細(xì)菌。在無(wú)氧條件下，谷氨酸棒狀桿菌能將葡萄糖和含氮物質(zhì)（如尿素、硫酸銨、氨水）合成為谷氨酸。谷氨酸經(jīng)過(guò)人們的進(jìn)一步加工，就成為谷氨酸鈉──味精。 ③對(duì)于板結(jié)的土壤及時(shí)進(jìn)行松土透氣，可以使根細(xì)胞進(jìn)行充分的有氧呼吸，從而有利于根系的生長(zhǎng)和對(duì)無(wú)機(jī)鹽的吸收。此外，松土透氣還有利于土壤中好氧微生物的生長(zhǎng)繁殖，這能夠促使這些微生物對(duì)土壤中有機(jī)物的分解，從而有利于植物對(duì)無(wú)機(jī)鹽的吸收。 ④水稻的根系適于在水中生長(zhǎng)，這是因?yàn)樗镜那o和根能夠把從外界吸收來(lái)的氧氣通過(guò)氣腔運(yùn)送到根部各細(xì)胞，而且與旱生植物相比，水稻的根也比較適應(yīng)無(wú)氧呼吸。但是，水稻根

11、的細(xì)胞仍然需要進(jìn)行有氧呼吸，所以稻田需要定期排水。如果稻田中的氧氣不足，水稻根的細(xì)胞就會(huì)進(jìn)行酒精發(fā)酵，時(shí)間長(zhǎng)了，酒精就會(huì)對(duì)根細(xì)胞產(chǎn)生毒害作用，使根系變黑、腐爛。 ⑤較深的傷口里缺少氧氣，破傷風(fēng)芽孢桿菌適合在這種環(huán)境中生存并大量繁殖。所以，傷口較深或被銹釘扎傷后，患者應(yīng)及時(shí)請(qǐng)醫(yī)生處理。 ⑥有氧運(yùn)動(dòng)是指人體細(xì)胞充分獲得氧的情況下所進(jìn)行的體育鍛煉。人體細(xì)胞通過(guò)有氧呼吸可以獲得較多的能量。相反，百米沖刺和馬拉松長(zhǎng)跑等無(wú)氧運(yùn)動(dòng)，是人體細(xì)胞在缺氧條件下進(jìn)行的高速運(yùn)動(dòng)。無(wú)氧運(yùn)動(dòng)中，肌細(xì)胞因氧不足，要靠乳酸發(fā)酵來(lái)獲取能量。因?yàn)槿樗崮軌虼碳ぜ〖?xì)胞周圍的神經(jīng)末梢，所以人會(huì)有肌肉酸脹乏力的感覺(jué)。 2.胖人通過(guò)

12、適量的運(yùn)動(dòng)，細(xì)胞呼吸的速率會(huì)加快，細(xì)胞內(nèi)有機(jī)物的分解會(huì)增加，體重就會(huì)下降。應(yīng)當(dāng)將蔬菜和瓜果放入冰箱或地窖等冷涼的地方儲(chǔ)藏，這樣能夠降低細(xì)胞呼吸的速率，減少細(xì)胞內(nèi)有機(jī)物的損耗。 學(xué)案 5.3ATP的主要來(lái)源—細(xì)胞呼吸 班級(jí) 姓名 制作人：田梅 徐艷芳 黃高 一、學(xué)習(xí)目標(biāo) 1.細(xì)胞呼吸是指有機(jī)物在細(xì)胞內(nèi)經(jīng)過(guò)一系列的________，生成________或其他產(chǎn)物，釋放出______并生成ATP的過(guò)程。細(xì)胞呼吸可分為有氧呼吸和無(wú)氧呼吸兩種類型。 2．有氧呼吸是細(xì)胞呼吸的主要形式，是指細(xì)胞在氧的參與下，通過(guò)多種酶的催化作用，把葡萄糖

13、等有機(jī)物__________，產(chǎn)生__________，同時(shí)釋放能量，生成ATP的過(guò)程。 3．反應(yīng)式__________________________________ 4．過(guò)程： (1)第一階段：1分子的葡萄糖分解形成2分子的________，產(chǎn)生少量的________，并且釋放出少量能量。這個(gè)階段是在__________中進(jìn)行的。 (2)第二階段：丙酮酸和________徹底分解成__________，并釋放出少量的能量，這個(gè)階段是在________進(jìn)行的。 (3)第三階段：上述兩階段產(chǎn)生的________，經(jīng)過(guò)一系列的反應(yīng)，與________結(jié)合而生成水，同時(shí)釋放出大量的能量，

14、這個(gè)階段是在________進(jìn)行的。 5．能量釋放：1 mol葡萄糖徹底氧化分解后，可使________kJ左右的能量?jī)?chǔ)存于ATP中，其余的能量則以熱能的形式散失掉了。 二、問(wèn)題與例題 1.右圖表示呼吸作用過(guò) 程中葡萄糖分解的兩個(gè)途徑。酶1、酶2和酶3依次分別存在于(　　) A．線粒體、線粒體和細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) B．線粒體、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體 C．細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體和細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) D．細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體 2.探究植物呼吸強(qiáng)度的變化規(guī)律，研究者在遮光狀態(tài)下，測(cè)得了相同的新鮮菠菜葉在不同溫度和O2含量條件下的CO2釋放量，結(jié)果如下表(表中數(shù)據(jù)為相對(duì)值)。下列有關(guān)分

15、析，錯(cuò)誤的是(?。? A.根據(jù)變化規(guī)律，表中10 ℃、1.0%條件下的數(shù)據(jù)很可能是錯(cuò)誤的 B．溫度為3 ℃、O2含量為3.0%是貯藏菠菜葉的最佳環(huán)境條件組合 C．O2含量從20.0%升至40.0%時(shí)，O2含量限制了呼吸強(qiáng)度的繼續(xù)升高 D．在20 ℃條件下，O2含量從0.1%升高到3.0%的過(guò)程中，細(xì)胞無(wú)氧呼吸逐漸減弱 三、 配餐作業(yè) （一） 基礎(chǔ)題（A組題） 1.比較植物的有氧呼吸與無(wú)氧呼吸，正確的是 (　　) A．葡萄糖是有氧呼吸的主要能源物質(zhì)不是無(wú)氧呼吸的主要能源物質(zhì) B．CO2是有氧呼吸的產(chǎn)物，不是無(wú)氧呼吸的產(chǎn)物 C．

16、有氧呼吸逐步釋放能量，無(wú)氧呼吸瞬間釋放能量 D．有氧呼吸產(chǎn)生還原氫，無(wú)氧呼吸也能產(chǎn)生還原氫 2.高等植物有氧呼吸和無(wú)氧呼吸都能產(chǎn)生CO2，它們分別形成于 (　　) ①細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)?、谌~綠體?、酆颂求w?、芫€粒體 A．②④ B．①③④ 3.人體內(nèi)的葡萄糖徹底氧化分解放出的能量中，大部分的直接去向 (　　) A．以熱能形式散失 B．貯存在ATP中 C．貯存在線粒體中 D．供各項(xiàng)生命活動(dòng) 4.農(nóng)諺說(shuō)：“鋤土出肥”，這一俗話的道理是 (　

17、　) A．松土可以是根生得快，吸收更多的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì) B．松土可以改良土壤 C．松土可以促進(jìn)根的有氧呼吸，吸收更多的礦質(zhì)元素 D．松土可以提高土壤的含水量，有利于根的吸收作用 5.葡萄糖是細(xì)胞進(jìn)行有氧呼吸最常利用的物質(zhì)。將一只實(shí)驗(yàn)小鼠放入含有放射性18O2氣體的容器中，18O2進(jìn)入細(xì)胞后，最先出現(xiàn)的放射性化合物是 (　　) A．丙酮酸 B．乳酸 C．二氧化碳 D．水 （二） 鞏固題（B組題） 6.以下圖解表示某綠色植物細(xì)胞內(nèi)部分物質(zhì)的代謝過(guò)程，相

18、關(guān)敘述正確的是 (　　) A．圖解中的①、②兩物質(zhì)依次是H2O和O2 B．圖解中(一)、(二)兩階段產(chǎn)生[H]的場(chǎng)所都是線粒體 C．圖解中(三)階段產(chǎn)生的水中的氫最終都來(lái)自葡萄糖 D．1分子丙酮酸經(jīng)過(guò)(二)、(三)兩階段可產(chǎn)生6分子水 7.如下圖所示為某植物幼根的細(xì)胞呼吸過(guò)程中，O2的吸收量和CO2的釋放量隨環(huán)境中O2濃度的變化而變化的曲線，其中線段XY＝Y(jié)Z，則在氧濃度為a時(shí) (　　) A．有氧呼吸比無(wú)氧呼吸消耗的有機(jī)物多 B．有氧呼吸與無(wú)氧呼吸釋放的能量相等 C．有氧呼吸比無(wú)氧呼吸釋放的能量多 D．有氧呼吸比無(wú)氧呼吸釋放的二氧化碳多 （三） 提高題（C組題）

19、8.有一瓶混合酵母菌和葡萄糖的培養(yǎng)液，當(dāng)通入不同濃度的氧氣時(shí)，其產(chǎn)生的C2H5OH和CO2的量如下表所示。下列敘述中錯(cuò)誤的是(　　) 氧濃度(%) a b c d 產(chǎn)生CO2的量(mol) 9 12.5 15 30 產(chǎn)生酒精的量(mol) 9 6.5 6 0 A.氧濃度為b時(shí)，經(jīng)有氧呼吸產(chǎn)生的CO2為6 mol B．氧濃度為d時(shí)只進(jìn)行有氧呼吸 C．氧濃度為c時(shí)，消耗葡萄糖有50%通過(guò)酒精發(fā)酵 D．a(chǎn)值約為0 9.請(qǐng)據(jù)圖回答，經(jīng)數(shù)小時(shí)后，U型管A、B兩處的液面 會(huì)出現(xiàn)下列哪種情況(實(shí)驗(yàn)裝置足以維持實(shí)驗(yàn)過(guò)程中小白 鼠的生命活動(dòng)，瓶口密封，忽略水蒸氣和溫度

20、變化對(duì)實(shí) 驗(yàn)結(jié)果的影響) (　　) A．A處上升，B處下降 B．A、B兩處都下降 C．A處下降，B處上升 D．A、B兩處都不變 10.細(xì)胞呼吸原理在生活和生產(chǎn)中有廣泛的應(yīng)用，為了探究植物體的呼吸作用強(qiáng)度，研究人員進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)： (1)如右圖是一種測(cè)定發(fā)芽玉米種子呼吸作用強(qiáng)度的 密封裝置(U形刻度管內(nèi)裝有有色液體，用作檢壓計(jì))。 向廣口瓶中一側(cè)放入盛有高濃度NaOH溶液的小燒杯， 另一側(cè)放入發(fā)芽玉米種子。將整個(gè)裝置置于25 ℃恒 溫環(huán)境中，打開(kāi)A、B開(kāi)關(guān)，通入O2，待U形管兩 側(cè)液柱平衡后，關(guān)

21、閉A、B。一段時(shí)間后，U形管兩 側(cè)液柱出現(xiàn)高度差。 ①U形管兩側(cè)液柱高度的變化量表示__________________________________________。 ②為了保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確嚴(yán)密，還需要設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn)，對(duì)照組如何設(shè)計(jì)？________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)下表是在不同的溫度和不同氧含量的條件下，測(cè)定的一定大小

22、的新鮮菠菜葉二氧化碳釋放量(表中為相對(duì)值)，請(qǐng)分析回答下列問(wèn)題： O2 CO2 溫度 0.1% 1.0% 3.0% 10.0% 20.0% 40.0% 3℃ 6.2 3.6 1.2 4.4 5.4 5.4 10℃ 31.2 53.7 5.9 21.5 33.6 32.6 20℃ 46.4 35.2 6.4 38.9 65.6 67.2 30℃ 59.8 21.4 8.8 56.6 100 100 40℃ 48.2 17.3 7.1 42.4 74.2 73.6 ①為了能使實(shí)驗(yàn)

23、數(shù)據(jù)真實(shí)地反映出呼吸強(qiáng)度的變化規(guī)律，在實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)特別注意的是什么？ ________________________________________________________________________。 ②研究人員在對(duì)數(shù)據(jù)分析時(shí)，發(fā)現(xiàn)在溫度、氧含量分別為　　　　的條件下所測(cè)數(shù)據(jù)最可能是錯(cuò)誤的。 ③圖中數(shù)據(jù)反映出當(dāng)氧含量從20.0%上升到40.0%時(shí)，植物的呼吸強(qiáng)度一般　　　　，其原因是__________________________________________________________________。 ④由表中數(shù)據(jù)分析，蔬菜長(zhǎng)期貯藏的最佳環(huán)境條件是　　　　　　，此條件下植物細(xì)胞內(nèi)二氧化碳的產(chǎn)生場(chǎng)所是____________________________________________________。 ⑤分析表中數(shù)據(jù)，我們可以發(fā)現(xiàn)植物呼吸作用強(qiáng)度的變化規(guī)律是________________________________________________________________________。