浙科版必修一 细胞呼吸 第一课时 教案.doc

第四节 细胞呼吸第一课时【学习目标】1.通过阅读教材，结合教师的讲解，能够解释细胞呼吸就是糖的氧化。2.通过观看细胞呼吸相关动画，能够说明糖酵解、柠檬酸循环的主要过程，描述电子传递与氧化磷酸化过程。【教学重点】细胞呼吸的概念，及需氧呼吸的过程。【教学难点】需氧呼吸的三个阶段既是教学重点又是教学的难点，让学生结合书本插图，通过阅读、讨论等方法，掌握葡萄糖氧化分解的过程，关注每个阶段产生的atp、nadh, fadh2的产生情况。【设计思路】对生物体的呼吸作用，学生并不陌生。通过初中阶段的学习，学生已经知道呼吸作用的本质是细胞内的有机物氧化分解释放能量，但这仅仅是感性上的认识。有机物是怎样氧化分解并释放能量的？这一过程与有机物在生物体外的燃烧有什么不同（后者也是氧化分解并释放能量）？这一过程必须要有氧的参与吗？在无氧的条件下能不能进行？细胞呼吸对于细胞的代谢有什么重要意义？这些问题学生并不清楚。高中阶段将从分子水平上解决这些问题，本节可安排2课时。【教学过程】【第一课时】教学流程教师活动学生活动导入新课【讲述】我们知道，所有生物体的一切生命活动都需要能量。无论是我们人类还是肉眼难寻的细菌；无论是千姿百态的动物还是漫山遍野的植物，如果能量供应一旦停止，生命也就结束了。【提问】那么，生物体又是如何产生和提供能量的呢？设置疑问，让学生思考，迅速进入新课的教学。一、细胞呼吸与糖的氧化细胞呼吸与木头燃烧的区别和联系【提问】“细胞呼吸”与我们通常所说的“呼吸”是一回事吗？（可以带学生回忆人体呼吸的过程，让学生比较呼吸与细胞呼吸的不同。）【提问】那么，细胞呼吸的过程又是如何发生的呢？细胞呼吸的实质又是什么呢？【讲述】细胞呼吸必须有氧参加，氧气把糖分子氧化成二氧化碳和水，同时释放能量。反应如下：c6h12o6+6o26co2+6h2o+能量【创设情境】但是，早在18世纪法国化学家拉瓦锡（a.l.l avoisier）就发现木头燃烧也需要氧，发生的也是类似的反应，并且把细胞呼吸比作碳和氢的“缓慢燃烧过程”。【提问】拉瓦锡的这一说法有道理吗？细胞呼吸与木头燃烧有什么区别和联系呢？【指导学生交流】演示木头燃烧的实验，指导学生联系细胞呼吸的概念，比较细胞呼吸与木头燃烧的异同点。【提问】那么，细胞中葡萄糖的能量利用效率有多少呢？每个atp分子中的能量大约是一个葡萄糖分子中能量的1%，细胞中每氧化1个葡萄糖分子，可以合成约38个atp分子。所以，细胞中葡萄糖的能量利用效率大约为40%。与现有的机械相比，这是很高的效率了。例如，传统的蒸汽机，能量转化效率只有8%，现代化的汽车引擎，能量转化效率也只有25%左右。【讲述】2、联系：在化学中我们知道，物质得电子或h称为被还原，失电子或h称为被氧化。葡萄糖分子与氧反应的方程式如下： 糖分子失去氢原子c6h12o6+6o26co2+6h2o+能量 氧分子获得氢原子【指导学生交流】分析在细胞呼吸过程中，物质的得失电子情况。【讲述】从上述的方程式中，我们可以发现，不管是在木材燃烧的过程中还是在细胞呼吸的过程中，都是糖分子失去氢原子，氧分子获得氢原子，也就是在这两个个过程中都是糖被氧化了。所以无论是木材的燃烧还是细胞呼吸，反应的实质是一样的，都是纤维或葡萄糖的碳氧化为二氧化碳，其中的氢被氧化成水。【提问】那么细胞呼吸又是如何缓慢而又有效地释放其中的能量的呢？【讲述】细胞呼吸是细胞内一系列由多种酶参与催化、有控制的氧化还原反应。我们可以将反应划分为三个阶段：糖酵解、柠檬酸循环和电子传递链。回忆旧知，小组讨论、交流、比较，最后得出结论。启发学生对比燃烧有机物释放能量和细胞内利用有机物中释放能量之间的差异，产生认知冲突，提高思维兴奋性。通过形象地比喻，启发学生理解细胞呼吸的实质。计算、分析得出：细胞呼吸中葡萄糖的能量利用高。结合化学基础知识，组织学生讨论，分析细胞呼吸过程中，物质的得失电子，启发学生深入理解细胞呼吸的实质。学生分析问题，使学生能从整体上把握细胞呼吸。二、细胞呼吸从糖酵解开始柠檬酸循环电子传递链【背景介绍】糖酵解名称的由来，是因为动物进行呼吸作用时候，首先利用糖元作为呼吸基质，把它转变成葡萄糖，然后葡萄糖在无氧条件下进行分解而生成乳酸，所以这个过程称为糖酵解。【指导学生阅读，组织学生讨论】得出以下结论：1、场所：细胞质基质2、过程：一个葡萄糖分子转变为两个丙酮酸3、产物：2个丙酮酸、2个atp、2个nadh糖酵解的全部反应如下：c6h12o6+2nad+2adp+2pi2ch3cocooh+2nadh+2h+2atp【介绍】nadh是一种还原型辅酶，氧化形式为nad+，是氢的载体，在电子传递链中将被氧气。【讲述】我们前面讲到，细胞中每氧化1个葡萄糖分子，可以合成约38个atp分子。而在糖酵解过程中只产生2个atp，所以葡萄糖分子中的绝大部分化学能仍存在于丙酮酸中。【提问】那么丙酮酸中的能量又是如何进一步释放出来呢？【讲述】丙酮酸形成后，然后进入线粒体。（可帮助学生回忆线粒体的结构以及物质的跨膜运输的方式，以加深理解。）【提问】二碳单位然后进入柠檬酸循环，那么柠檬酸循环又是怎样的一个循环过程呢？指导学生结合教材图示阅读，组织学生讨论、交流。得出以下结论：1、柠檬酸循环：二碳单位与一个c4酸合成为一个c6酸，即柠檬酸。然后柠檬酸经两次脱羧，丢掉两个二氧化碳，又形成一个c4酸，于是柠檬酸循环的第二轮开始。通过柠檬酸循环，将所有的丙酮酸源源不断地转变为co2，释放到细胞之外。2、场所：线粒体3、产物：3个co2、1个atp、4个nadh、1个fadh2【介绍】fad是另外一种辅酶，氧化形式为fad，还原形式为fadh2，fadh2和nadh都的氢的载体，它们携带氢参与电子传递链。【提问】那么，大家计算下，1mol葡萄糖经过彻底地氧化可以产生多少atp呢？【分析】糖酵解过程产生2molatp，柠檬酸循环产生2molatp，所以整个过程直接产生的atp很少，只有4mol。【分析】这些没有释放出来的能量暂时储存在了nadh和fadh2这两种辅酶中。【提问】那么，1mol葡萄糖经过彻底地氧化又可以产生多少nadh和fadh2呢？【分析】糖酵解过程产生2个nadh，柠檬酸循环，包括丙酮酸的脱羧反应过程共产生8个nadh和2个fadh2。所以1mol葡萄糖经过彻底地氧化分解可以产生10molnadh和2molfadh2。【思考】电子传递链的组成是什么？电子传递链存在于何处？电子最终传递给了什么物质？这一阶段产生了多少mol的atp？学生回答、教师归纳。【讲述】每氧化1mol葡萄糖可以合成约38molatp。糖酵解过程产生2molatp，柠檬酸循环产生2molatp，那么，应该有34molatp在此阶段产生。【小结】教师设计表格（以一个葡萄糖分子的氧化分解为例）条件场所产物糖酵解有氧时细胞质基质2个丙酮酸，2个atp，2个nadh柠檬酸循环有氧时线粒体基质6个co2，2个atp，8个nadh，2个fadh2电子传递链有氧时线粒体内膜6个h2o，34个atp总反应式：c6h12o6+