高中生物必修一第五章细胞的能量供应与利用细胞呼吸.doc

高中生物必修一 第五章 细胞的能量供应与利用第三节 ATP的主要来源细胞呼吸【教学流程】导入新课：呼吸与呼吸作用（细胞呼吸）提问：细胞呼吸最重要的意义是什么？回顾呼吸作用产生ATP的知识，引出细胞呼吸的概念 蒸馒头 松软（产生CO2）酵母菌 酿酒 酒精提问：为什么产物不同？是不是在不同条件下酵母菌采取了不同方式进行细胞呼吸？探究酵母菌的细胞呼吸方式细胞呼吸的类型有氧呼吸的过程有氧呼吸过程中几个阶段的比较总结（列表）无氧呼吸的过程有氧呼吸和无氧呼吸的异同点的总结分析（列表）细胞呼吸原理的利用【教学设计】一、 教材分析 “细胞呼吸”是人教版高中课程标准实验教科书生物1分子与细胞第五章第三节的内容。本节介绍了生物异化作用的一个重要过程，为学生了解不同生物生命活动的过程奠定了基础。它与前面所学的线粒体的结构和功能、主动运输、新陈代谢与ATP、光合作用、植物对矿质离子的吸收等内容有密切的联系，也为今后学习其他生命活动及规律奠定基础。二、 学情分析细胞呼吸是一个微观的化学反应过程，学生理解起来可能有一定的困难，需要教师借助于多媒体课件等手段把细胞呼吸的过程直观形象地表示出来，帮助学生理解。高中学生一个显著的特点是求知欲旺盛，自学能力较强，因此可尝试引导学生对细胞呼吸的知识进行归纳总结以及对两种呼吸方式进行比较，提高学生分析总结以及表达的能力。三、 教学目标1.知识与技能（1）说出线粒体的结构和功能。（2）说明有氧呼吸和无氧呼吸的异同。 （3）说明细胞呼吸的原理，并探讨其在生产和生活中的应用。（4）进行酵母菌细胞呼吸方式的探究。2.过程与方法（1）通过酵母菌细胞呼吸方式的探究，学生认识到 有氧呼吸和无氧呼吸 的条件和生成的产物，为后面学习有氧呼吸和无氧呼吸打下了基础。（2）通过有氧呼吸和无氧呼吸教学课件，让学生了解细胞呼吸的本质是通过有机物的氧化分解为生命活动提供能量，维持细胞的正常生活。（3）通过让学生分析课本中相关的图文资料，说明这些事例中所应用的细胞呼吸原理。（4）通过比较有氧呼吸和无氧呼吸的异同，学会运用对比的方法识记理解相关的生物学知识，培养综合分析能力。3.情感态度与价值观（1）通过学习有氧呼吸的主要场所，树立结构和功能相适应的生物学基本观点。 （2）通过分析有氧呼吸与无氧呼吸的关系，理解生命活动不断发展变化以及适应的特性，学会运用发展变化的观点认识生命。（3）认识到细胞呼吸原理在实践中应用的广泛性。四、 教学重点和难点教学重点有氧呼吸的过程及原理教学难点1.细胞呼吸的原理和本质。2.探究酵母菌细胞的呼吸方式。五、 课时安排2课时六、 教学过程第1课时【师】同学们，在活着的时候，我们每分每秒都在坚持不懈的做一件事是什么呢？【生】呼吸！【师】对，无论是在静止的时候还是在运动的时候，我们的身体通过呼吸道各个器官与外界进行的气体交换都在不断的进行着。人类和动物如此，组成生命体的细胞也是如此，它们也不断的进行着“呼吸作用”，因为呼吸作用发生在细胞内，所以又叫做细胞呼吸。什么是细胞呼吸？18世纪法国化学家拉瓦锡做出了这样的比方，他发现物质燃烧需要氧气，并且把呼吸作用比作碳和氢的“缓慢燃烧过程”。后来在这个基础上，人们发现呼吸作用的实质是细胞内有机物的氧化分解，并且会释放能量。以这些发现为依据，我们对细胞呼吸做出这样的定义：细胞呼吸是指有机物在细胞内进过一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他产物，释放出能量并生成ATP的过程。我们在上节课中已经学习过，生物体中有许多与能量有关的物质，比如：能源物质糖类，储能物质脂肪等等，他们就像交易中的大面额整钱，不方便直接使用，而细胞的能量“通货”是ATP，它就像是交易过程中的小面额零钞，可以直接方便的使用，怎样使细胞中的能量“化整为零”？这个重要的手段就是细胞呼吸！（细胞呼吸的意义）细胞呼吸的概念中明确指出，它是有机物的“氧化分解”反应，这是否就说明，细胞呼吸的过程必须有氧气的参与呢？生物体所处的环境千变万化，比如洪涝灾害时，植物根系被淹没在水面以下，此时根部细胞所处的环境是缺氧的，但是它们仍然有能量的供应与利用。为了探究细胞的呼吸方式，我们利用一种单细胞真菌酵母菌设计实验进行探究。1 原理: 酵母菌在有氧条件下进行有氧呼吸,产生二氧化碳和水：C6H12O6 + 6O2 + 6H2O 6CO2 + 12H2O + 能量在无氧条件下进行无氧呼吸,产生酒精和少量二氧化碳：C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2 + 少量能量2、装置：(见课本)下图为“探究酵母菌细胞呼吸的方式”的实验装置图，据图分析甲：有氧呼吸装置 乙：无氧呼吸装置A瓶内加入的试剂是NaOH，其目的是：使进入B瓶的空气先经过NaOH处理，排除空气中CO2对实验结果的干扰。D瓶应封口放置一段时间后，再连通E瓶，其原因是：D瓶应封口放置一段时间后，酵母菌会将瓶中的氧气消耗完。再连通E瓶，就可以确保通入澄清石灰水(或溴麝香草酚蓝水溶液)的CO2是酵母菌的无氧呼吸所产生的C瓶和E瓶内加入的试剂是澄清石灰水(或溴麝香草酚蓝水溶液)，其作用是 ： 检测CO2的产生3、检测：(1)检测CO2的产生：使澄清石灰水变浑浊，或使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄。(2)检测酒精的产生：橙色的重铬酸钾溶液，在酸性条件下与酒精发生反应，变成灰绿色。4.结果装置AB条件有无加氧产物CO2酒精结论5.结论酵母菌在有氧和无氧的条件下都能进行细胞呼吸，在有氧条件下酵母菌通过细胞呼吸产生大量的二氧化碳和水；在无氧的条件下，通过细胞呼吸可以产生酒精，还产生少量二氧化碳。这也就不难解释为什么在蒸馒头和酿酒的过程中，同样是利用酵母菌的细胞呼吸作用，却生成不同的产物。细胞呼吸按照其发生的条件不同，可分为有氧呼吸和无氧呼吸两类，它们的反应条件，场所，具体过程和反应产物不尽相同。首先我们来学习有氧呼吸。1. 反应条件：有氧气参与2. 反应过程：3. 反应场所：主要是线粒体（线粒体具有内外两层膜，内膜某些部分向线粒体的内腔折叠形成嵴，嵴是内膜的表面积大大增加。线粒体的内膜和基质中还有许多与有氧呼吸有关的酶。）4. 反应方程式： 第一阶段： + +少量ATP 第二阶段： + +少量ATP 第三阶段：所有 + + 酶 总反应方程式：C6H12O6+6O2 6CO2 + 6H2O + 能量（大量） 5.产能多少：较多 总结：概括来说，有氧呼吸是指细胞在氧的参与下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生二氧化碳和水，释放能量，生成大量ATP的过程。 第2课时上节课中，我们一起通过探究酵母菌的细胞呼吸方式，探讨出生物细胞具有两种不同的细胞呼吸方式，即有氧呼吸和无氧呼吸。随后我们一起学习了有氧呼吸的具体过程，总结了有氧呼吸的反应条件、场所，方程式，产能多少等特征，这节课一开始，我们先通过填表的形式，将有关有氧呼吸的知识总结归纳一下，看看同学们是否都掌握了。过程场所条件反应物反应产物第一阶段第二阶段第三阶段列表总结有氧呼吸【师】生物体所处的环境千变万化，比如洪涝灾害时，植物根系被淹没在水面以下；人体进行长时间的剧烈运动时，肌肉细胞也处于供氧不足的状态，等等。此时细胞所处的环境是缺氧甚至无氧的，但是它们之中仍然有能量的供应与利用。这是怎么回事呢？【生】这些细胞可以进行无氧呼吸！【师】非常好，在无氧或缺氧的环境下，细胞可以进行无氧呼吸达到给细胞提供能量的目的，顾名思义，无氧呼吸就是指在无氧条件下，通过酶的作用，细胞把糖类等有机物分解成不彻底的氧化产物，同时释放出来少量能量的过程。能进行无氧呼吸的生物有很多，除了在探究活动中提到过的酵母菌以外，许多细菌和真菌都能进行无氧呼吸。此外，马铃薯块茎，甜菜块根，苹果果实等植物器官的细胞以及动物骨骼肌的肌细胞等，都是在有氧条件下进行有氧呼吸，而在缺氧条件下也能进行无氧呼吸，一般地说，无氧呼吸最常利用的物质也是葡萄糖。1. 反应条件：无氧气参与2. 反应过程；第一阶段与有氧呼吸相同第二阶段，丙酮酸在不同酶的催化作用下，分解成酒精和二氧化碳，或者转化成乳酸。3. 反应场所：细胞质基质4. 反应方程式： C6H12O62C3H6O3 + 能量（少量） C6H12O62C2H5OH(乙醇)+2CO2+ 能量（少量）5. 产能多少：无氧呼吸只在第一阶段释放出来少量的能量，生成少量ATP，葡萄糖分子中大部分能量则存留在酒精或者乳酸中。【师】同学们是否很熟悉这样一个词发酵？我们在生活中经常听到，比如，我们可以利用发酵酿酒，制作醋，我们蒸馒头“发面”其实也是发酵，那么什么是发酵？【生】酵母菌、乳酸菌等微生物的无氧呼吸叫做发酵，产生酒精的叫做酒精发酵，产生乳酸的叫做乳酸发酵。【师】同学们说的不错！但是，要特别提醒同学们的是，有些细胞的无氧呼吸不能这样叫，比如我们就不能把剧烈运动时肌肉细胞的无氧呼吸称作乳酸发酵！ 到此为止，我们已经系统的学习了细胞呼吸两种不同方式有氧呼吸和无氧呼吸具体过程，接下来我们通过一个表格的填写对它们进行比较，总结他们的异同。列表比较有氧呼吸和无氧呼吸的异同：(还可以增加反应场所、能量变化、实质、意义、两者之间的联系等项目，详见教材补充单页“有氧呼吸与无氧呼吸的区别与联系”表格)有氧呼吸无氧呼吸反应物有机物有机物反应条件需酶、氧气需酶、缺氧反应程度彻底氧化分解不彻底氧化分解产物CO2、H2OCO2、酒精或乳酸产能多少大量少量细胞呼吸原理的应用1 包扎伤口时，需要选用透气的消毒纱布或松软的“创口贴”等敷料；2 利用麦芽、葡萄、粮食和酵母菌以及发酵罐等，在控制通气的情况下，可以生产各种酒；利用淀粉、醋酸杆菌或谷氨酸棒状杆菌以及发酵罐，在控制通气的情况下，可以生产食醋或味精；3 花盆里的土壤板结以后，空气不足，会影响根系生长，需要及时松土透气；种地之前提前翻地