2022年高中生物ATP的主要來源 細胞呼吸教案 新課標 人教版 必修1

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1、2022年高中生物ATP的主要來源 細胞呼吸教案 新課標 人教版 必修1 一、 教學目標 1.說出線粒體的結構和功能。 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，并探討其在生產和生活中的應用。 4.進行酵母菌細胞呼吸方式的探究。 二、 教學重點和難點 1.教學重點 有氧呼吸的過程及原理。 2.教學難點 （1）細胞呼吸的原理和本質。 （2）探究酵母菌細胞的呼吸方式。 三、教學方法 探究法、講述法、實驗法 四、課時安排 2 五、教學過程 〖引入〗以“問題探討”引入，學生思考討論回答，教師提示。 1.兩者的共同點是：都是物質的氧化分解過程；都能

2、產生二氧化碳等產物，并且都釋放出能量。 2.不能。否則，組成細胞的化合物會迅速而徹底地氧化分解，能量會迅速地全部釋放出來，細胞的基本結構也就會遭到徹底的破壞。 3.在無氧條件下，細胞能夠通過無氧呼吸來釋放能量。但是，無氧呼吸比有氧呼吸釋放的能量要少許多。 〖問題〗以“本節(jié)聚焦”發(fā)問，引起學生的思考注意。 〖板書〗細胞呼吸：是指有機物在細胞內經過一系列的氧化分解，生成二氧化碳戶其他產物，釋放出能量并產生ATP的過程。 一、細胞呼吸的方式 〖探究〗“探究酵母菌細胞呼吸的方式”，學生思考探究回答，老師提示。 〖提示〗重鉻酸鉀可以檢測有無酒精存在。這一原理可以用來檢測汽車司機是否喝了酒。

3、具體做法是：讓司機呼出的氣體直接接觸到載有用硫酸處理過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變成灰綠色的硫酸鉻。 〖板書〗（通過探究酵母菌細胞呼吸的方式，只做到細胞呼吸的方式有：） ㈠有氧呼吸 ㈡無氧呼吸 〖板書〗㈠有氧呼吸 〖講述〗結合課本圖5－9來講述有氧呼吸的全過程。（適當可補充一些方程式） 有氧呼吸使有機物徹底氧化分解，是生物體高效率地獲取能量的反應過程。其反應過程包含許多反應步驟，基本可分為三個連續(xù)的階段，第一階段是在細胞質的基質中進行，產生丙酮酸和[H]并可釋放少量能量；第二階段在線粒體中進行，丙酮酸和H2O脫[H]

4、產生CO2也可釋放少量能量；第三階段也在線粒體中進行，第一、二階段產生的[H]與O2反應產生H2O并可釋放大量的能量。三個階段有不同的酶參與催化。 細胞通過呼吸把光合作用貯藏在有機物中的能量釋放出來，除小部分以熱能的形式散失，大部分轉移到ATP中，隨時提供生命活動的需要。 酶 〖板書〗 酶 〖小字部分的問題〗學生思考計算回答，教師提示。 有氧呼吸的能量轉換效率大約是40%。這些能量大約可以使2.3×1025個ATP轉化為ADP。 〖解釋〗因為1 mol的物質含有6.02×1023個分子，所以，每氧化1 mol的葡萄糖，則生成6 mol的二氧化碳和6 mol

5、的水，并生成38 mol的ATP。在標準狀態(tài)標準狀態(tài)（是指作用物的質量濃度為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ATP就需要1 161 kJ的能量。每氧化1 mol葡萄糖釋放出來的能量是2 870 kJ，其中只有1 161 kJ被保留在ATP中，它們可供細胞生命活動利用。這就是說，有氧呼吸的能量轉換效率約為40%左右，其余的能量則以熱能的形式散失或作他用。 〖板書〗㈡無氧呼吸 無氧呼吸是細胞在缺氧的條件下進行的，有機物的氧化分解不徹底，產生的能量較少。微生物的無氧呼吸通常稱為發(fā)酵，有兩種

6、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 從上述反應式可以看出，細胞在有氧呼吸時，吸收O2的量與放出的CO2量相同，而無氧呼吸時不需要O2，但產生CO2。這樣，如果某種生物呼吸時，吸收O2的量與放出CO2的量相同，則該生物只進行有氧呼吸；如果某種生物不吸收O2，但有CO2釋放，則說明該生物只進行無氧呼吸；如果某種生物釋放的CO2量比吸收的O2的量多，則說明該生物既進行有氧呼吸，又進行無氧呼吸。在有氧呼吸與無氧呼吸同時存在時，哪種細

7、胞呼吸占優(yōu)勢，則要從CO2的釋放量與O2吸收量的差值來計算。 ①有氧呼吸與無氧呼吸的關系如下表。（操而記之） 有氧呼吸 無氧呼吸 不 同 點 反應條件 需要O2、酶和適宜的溫度 不需要O2，需要酶和適宜的溫度 呼吸場所 第一階段在細胞質基質中，第二、三階段在線粒體內 全過程都在細胞質基質內 分解產物 CO2和H2O 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

8、有61．08 kJ轉移至ATP中 相同點 其實質都是：分解有機物，釋放能量，生成ATP供生命活動需要 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，在不同的場所沿不同的途徑，在不同的酶作用下形成不同的產物： 〖旁欄思考題〗學生思考討論回答，教師提示。 〖提示〗一般來說，如果無氧呼吸產生的乳酸或酒精過多，會對細胞產生毒害。酵母菌在無氧以及其他條件適合的情況下，隨著發(fā)酵產物（如酒精）的增多，營養(yǎng)物質的減少以及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。 〖板書〗

9、二、細胞呼吸的應用 〖資料分析〗學生思考討論回答，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，進行有氧呼吸并大量繁殖；在無氧條件下則進行酒精發(fā)酵。醋酸桿菌是一種好氧細菌。在氧氣充足和具有酒精底物的條件下，醋酸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菌。在無氧條件下，谷氨酸棒狀桿菌能將葡萄糖和含氮物質（如尿素、硫酸銨、氨水）合成為谷氨酸。谷氨酸經過人們的進一步加工，就成為谷氨酸鈉──味精。

10、 ③對于板結的土壤及時進行松土透氣，可以使根細胞進行充分的有氧呼吸，從而有利于根系的生長和對無機鹽的吸收。此外，松土透氣還有利于土壤中好氧微生物的生長繁殖，這能夠促使這些微生物對土壤中有機物的分解，從而有利于植物對無機鹽的吸收。 ④水稻的根系適于在水中生長，這是因為水稻的莖和根能夠把從外界吸收來的氧氣通過氣腔運送到根部各細胞，而且與旱生植物相比，水稻的根也比較適應無氧呼吸。但是，水稻根的細胞仍然需要進行有氧呼吸，所以稻田需要定期排水。如果稻田中的氧氣不足，水稻根的細胞就會進行酒精發(fā)酵，時間長了，酒精就會對根細胞產生毒害作用，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，患者應及時請醫(yī)生處理。 ⑥有氧運動是指人體細胞充分獲得氧的情況下所進行的體育鍛煉。人體細胞通過有氧呼吸可以獲得較多的能量。相反，百米沖刺和馬拉松長跑等無氧運動，是人體細胞在缺氧條件下進行的高速運動。無氧運動中，肌細胞因氧不足，要靠乳酸發(fā)酵來獲取能量。因為乳酸能夠刺激肌細胞周圍的神經末梢，所以人會有肌肉酸脹乏力的感覺。 2.胖人通過適量的運動，細胞呼吸的速率會加快，細胞內有機物的分解會增加，體重就會下降。應當將蔬菜和瓜果放入冰箱或地窖等冷涼的地方儲藏，這樣能夠降低細胞呼吸的速率，減少細胞內有機物的損耗。