第3节ATP的主要来源--细胞呼吸

1、ATP的主要来源-细胞呼吸【教学目标】一、知识与技能：学生通过学习，能够说出线粒体的结构和功能，说明有氧呼吸和无氧呼吸的异同、细胞呼吸的原理，并探讨其在生产和生活中的应用。二、过程与方法：学生通过有氧呼吸和无氧呼吸的学习，理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。三、情感、态度与价值观：学生通过学习有氧呼吸的主要场所，树立结构与功能相适应的观点。【教学重点和难点】一、教学重点有氧呼吸的大致过程及原理。二、教学难点1细胞呼吸的原理和本质；2、实验探究的设计。【教学时间】2课时【教学手段与方法】指导学生自主学习、讨论、分析、比较、多媒体课件【教学过程】第一课时

2、教 学 过 程教学内容教学手段目标 达成情 境 创 设我们知道，物质的燃烧需要氧气，发现这一现象的是法国 化学家拉瓦锡。拉瓦锡还曾经把生物的呼吸作用比作碳和氢的缓 慢燃烧过程。拉瓦锡的这一说法有道理吗？呼吸作用能够像燃料 燃烧那样剧烈吗？让学生思考和讨 论。引入新课， 发现问题。新 课 学 习葡萄糖是细胞中的主要能源物质，在前面的学习中我们已经认识 到这一点，细胞的生命活动离不开能量，许多化学反应都需要耗 能，葡萄糖作为主要能源物质是怎样被细胞利用的呢？如冋我们生活的环境一样，细胞要生活在常温、常压下， 这就意味着在细胞内匍萄糖不可能通过燃烧释放出能量。在细胞 中应该有一个类似葡萄糖燃烧的过程

3、，可以将葡萄糖分子中的能 量释放出来，但又不伤及细胞。又由于生命过程是持续不断的， 需要葡萄糖将储存的能量逐步地、缓慢地释放，随时地被细胞利 用。科学家发现在细胞中的确存在这样的过程，这就是细胞的呼 吸作用。启发学生对比燃烧 有机物释放能量和 细胞内利用有机物 中的能量之间的异 同，产生认知冲突， 提高思维兴奋性， 继续学习。观察现象， 思考问题。新 课 学 习“呼吸作用”与我们通常了解的“呼吸”是一回事吗？ 问问学生是否知道呼吸与呼吸作用的区别，是否将呼吸与 呼吸作用相等同？（可以带学生回忆人体呼吸的过程，让学生比较呼吸与呼在学生已有知识背 景下主动建构新知 识。提出问题， 引起思考。吸作用

4、的不同。）其实“呼吸作用”并非我们学习过的“呼吸”，我们熟悉 的“呼吸”指的是人和动物体与外界进行的气体交换过程。而“呼吸作用”是指有机物在细胞内经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,因此也叫做“细胞 呼吸”。正是因为所有生物的细胞都具备这一功能，才能保证所 有生物正常的生命活动。“呼吸”与“呼吸作用”的现象和本质 是有所区别的。首先通过酵母菌的探究活动，同学们发现了酵母细胞可以 利用环境中的匍萄糖进行生命活动，而且这个过程在有氧气和无 氧气的环境下都能完成，这说明气体的交换并非细胞呼吸的本质。 细胞呼吸的实质是有机物的氧化分解，能量的释放和利用。新 课 学

5、习有机物在体外燃烧时，其中储存的能量是一次性全部释放 出来的，并且以光和热的形式表现出来。这就相当于放在高处的 大石块，由于本身的重量和所在的咼度具有了很大的势能。若石 块从高处直接落下来，势能会迅速地转变成动能释放出来，产生 强大的冲击力。而细胞的生命过程所需的能量需要不断地释放出 来，需要随时补充给细胞。这就像放在高处的石块必须经过许多 台阶缓缓滚动到最低层，将能量一点点释放出来一样，只有这样 释放出来的能量才能被有效地、充分地利用。发生在细胞内的细 胞呼吸无论是在有氧条件下还是在无氧条件下，其过程的进行均 是如此。细胞呼吸是一个由多种酶参与催化，多步骤的过程。细胞 呼吸通常是在有氧的情况

6、下进行的，但是某些细胞也可以在无氧 的环境下进行呼吸。在有氧条件下，细胞中的有机物会彻底氧化 分解成为无机物，自然会放出全部的能量。无氧条件下，细胞中 的有机物降解成为其他的有机物，释放出一部分能量。总之，通 过有机物的氧化分解，释放能量，被细胞利用，生命过程得以正 常进行。这便是细胞呼吸的实质所在。那么以上这样两个过程又是如何发生的呢？形象地比喻，启发 学生理解细胞呼吸 的实质。启发学生 想像，加深 学生的理 解。新 课 学 习一、有氧呼吸有氧呼吸是细胞中进行的分解有机物释放能量的重要生 命过程。它的总化学反应式是：C6H2O6 + 602 酶 6CO + 6H2O + 能量有氧呼吸可以分为

7、三个阶段进行。 第一阶段：葡萄糖的降解阶段。a. 发生部位：细胞质基质。b. 过程：在酶催化下葡萄糖分解为丙酮酸。c. 产物：丙酮酸、少量H和少量ATP。第二阶段：丙酮酸分解阶段。a. 发生部位：细胞线粒体的基质内。b. 过程：在酶的催化下，丙酮酸和水彻底分解成二氧化碳 和: H。多媒体软件的展示 或挂图的说明。也 可以在黑板上画版 图进行说明。画版图说明无氧呼 吸过程，板书其要 点。利用教学 媒体增加 教学的直 观性，促进 学生对概 念的理解。c.产物：二氧化碳、H、少量ATP第三阶段：H0和氧结合生成水，释放大量能量的阶段。a. 发生部位：细胞线粒体内膜上。b. 过程：在酶的催化下，前两阶

8、段释放的H0和氧结合形成水，并释放出大量能量，形成大量ATPc. 产物：水和 ATP。此处一定要让学生理解有氧呼吸的中间过程和中间产物， 有条件的学校可以根据学生理解和接受能力的情况，将有氧呼吸 的主要过程（三羧酸循环）较详细地介绍给学生，便于学生理解。二、无氧呼吸无氧呼吸是指细胞可以在无氧的条件下，将有机物分解为 不彻底的氧化产物，并释放出少量能量的过程。它的总反应式是：C6H2Q 缠* 6CO+ 2C2H5OH （酒精）+少量能量C6H2O62GH6O （乳酸）+少量能量通常无氧呼吸分为两个阶段。第一阶段：葡萄糖降解阶段。a. 发生部位：细胞质基质中。b. 过程：与有氧呼吸相同。c. 产物

9、：丙酮酸、少量 ATP。第二阶段：丙酮酸继续分解阶段。a.发生部位：细胞质基质。b. 过程：在不冋酶的催化下，丙酮酸继续分解产生酒精和 二氧化碳或乳酸，并释放出少量能量。c. 产物：酒精和二氧化碳或乳酸，少量能量。最常见的无氧呼吸发生在微生物身上，常常称为“发 酵”，如酒精发酵和乳酸发酵。人和高等动物细胞内也有类似乳 酸发酵的过程。人在剧烈运动时，或从平原进入高原时，身体的 局部组织缺氧，产生的丙酮酸不能及时进入线粒体进行有氧氧化， 于是丙酮酸可以通过乳酸发酵的途径进行无氧呼吸。无氧呼吸只 能形成少量ATP,与有氧呼吸相比相差很大。有条件的学校，老师可以进一步分析无氧呼吸产生的乳酸 的去路，以

10、便加深学生对这一过程的理解。例如，无氧呼吸产生 的乳酸最终可以进入肝脏，在那里形成丙酮酸再次进入线粒体参 与有氧氧化；冋时产生的乳酸进入血液中还可以进一步刺激呼吸， 加快氧气的供应等。小结学习了细胞呼吸之后可以让学生自己设计一个比较表，比 较有氧呼吸和无氧呼吸的异同，在这个过程中帮助学生梳理概念， 理解细胞呼吸的原理。可以鼓励一部分学有余力的学生讨论ATP与细胞呼吸的关系，比如可以让这部分学生进一步了解ATP在能量储存和释放中扮演的角色；了解 ATP与生命活动的密切关系；了解 ATP与酶活 动的关系等。让这部分学生发挥其作用，以短文的形式写出自己比较，总结概念。启发学生 总结和概 括。的学习体

11、会，帮助全班同学学习和理解这部分知识。分 析 讨 论在学习了细胞呼吸后，针对细胞呼吸的原理应用于生活实际和生 产实践，一定要让学生利用教材上资料分析中的素材进行讨论， 争取将每一个实例分析透，让学生充分讨论并提出自己的观点， 同时还可以提出更多的例子，利用讨论来检验学生对概念的理解 和掌握。运用原理解释生活 现象和生产实践中 的问题。巩固概念 的学习。学以致用，掌握第二课时一、不同呼吸类型的分析(1 )有氧呼吸问题导学：预习P9394,完成问题：1 回顾线粒体的结构：具有内、外双层膜，内膜向内折叠形成，嵴的周围充满了。在线粒体的 和含有许多种与有氧呼吸有关的酶。思考，为什么说线粒体是有氧呼吸的

12、主要场所？2有氧呼吸如何进行？在哪儿进行？其底物、产物、条件怎样？3 有氧呼吸分几步完成？各步反应的反应式是怎样的？4以表格的形式比较有氧呼吸三个阶段的反应物、场所、条件、产物及放能情况。有氧呼吸场所反应物产物放能第一阶段第二阶段第三阶段5.有氧呼吸的总反应式如何书写？如何定义有氧呼吸？(2 )无氧呼吸预习P9495,完成问题：1 何为无氧呼吸？有哪些类型？不同类型有何异同？2无氧呼吸过程分哪几个阶段？各阶段的反应式、原料、产物、条件、场所是怎样的？3哪些生物可以进行无氧呼吸？人和动物可以进行无氧呼吸吗？动物、植物与微生物进行 无氧呼吸的情况相同吗？(3)有氧呼吸和无氧呼吸的比较呼吸方式有氧呼

13、吸无氧呼吸不同占八、反应场所反应条件产物能量相同点一实质联系教师强调：1 无氧呼吸因其产物不同而分为酒精发酵和乳酸发酵；2 均分为两个阶段，不同在于第二阶段，第一阶段是相同的；要能够正确书写各个阶段的反应式、场所、原料、产物与条件。3 对生物的无氧呼吸应注意以下几点：一是乳酸菌、破伤风杆菌及体内寄生虫均进行无氧呼吸；二是不同生物进行无氧呼吸的产物种类可能不同，动物无 氧呼吸的产物是乳酸，植物无氧呼吸一般产生的是酒精（马铃薯块茎、甜菜 块根产生的是乳酸），微生物两种情况均有；三是多数进行有氧呼吸的生物 仍然保留有无氧呼吸的能力。二、探究请学生回忆探究实验（或科学研究）的一般步骤；思考：为了探究种

14、子萌发时进行的呼吸类型，某研究性学习小组设计了下列实验。请根据要求填空。 实验目的：探究种子萌发时所进行的呼吸类型 实验原理：种子萌发过程如果只进行有氧呼吸，则吸收的氧气量和放出的二氧化碳量相等；如果只进行无氧呼吸，则不吸收氧气，能放出二氧化碳；如果既有有氧呼吸又进行无氧呼吸，则吸收的氧气量小于放出的二氧化碳量。 实验材料和用具：萌发的豌豆种子、带橡皮塞的玻璃钟罩两只、100mL烧杯4个、两根弯曲的其中带有红色液珠的刻度玻璃管、NaOH溶液、清水、凡士林 实验方法：将实验材料和用具配置好实验装置，如果想得到实验结论应该如何设计实验？（绘装置图表示，并用简短的文字说明） 实验结果及预测：n.问题

15、讨论：如果将萌发的种子换成植物叶片，应该将该装置放于何种条件下?三、小结(1) 有氧呼吸 主要场所：线粒体 能量去向：一部分以热能形式散失，另一部分转移到ATP中 总反应式： C6H12O6+6H2O+6O2T 6CO2+ 12H2O + 能量 有氧呼吸概念：细胞在氧的参与下，通过多种酶的催化作用，把糖类等有机物彻底氧化分解，产生出二氧化碳和水，释放出能量，生成许多ATP的过程。(2) 无氧呼吸 场所：细胞质基质 总反应式：C6H12O6 > 2C3H6O3(乳酸)+少量能量或 C6H12O6 T 2C2H5OH(酒精)+ 2CO2 + 少量能量 无氧呼吸概念：一般是指细胞在无氧条件下，

16、通过酶的催化作用，把葡萄糖等有机物分解成为不彻底氧化产 物，同时释放出少量能量的过程。四、巩固A点表示植物组织的 CO2较多，这些 CO2的产物。 由A到P, CO2的释放量急剧减少，其原因是 由P到C, CO2的量逐渐增加，其主要原因是 (4)外界氧浓度在10%以下时，该器官的呼吸作用方式是 。该器官的CO2释放与O2的吸收两条曲线在 P点相交后则重合为一条线，此时该器官的呼吸作用方式是，进行此种呼吸方式所用的底物是 。(6)为了有利于储存蔬菜和水果，储藏室内的氧气应调节到图中的哪一点所对应的浓度2、如图所示的曲线，表示的是一个贮藏白菜的地窖，随着氧气的消耗，二氧化碳浓度变化的情况。请回答：

17、D(1) A B段02的消耗量很大，C02浓度上升也很快，白菜在进行呼吸。(2) C D段02浓度接近于0,而CO2浓度仍在上升，白菜在进行 呼吸。(3) B C段02浓度已很低，C02浓度几乎不上升，原因是。为了有益较长时间地贮藏大白菜，应把地窖里的02浓度控制在段范围内。、以表格的形式比较有氧呼吸三个阶段的反应物、场所、条件、产物及放能情况。有氧呼吸场所反应物产物放能第一阶段第二阶段第三阶段、列表比较有氧呼吸和无氧呼吸呼吸方式有氧呼吸无氧呼吸不同占八、反应场所反应条件产物能量相 同 占 八、实质联系三、探究为了探究种子萌发时进行的呼吸类型，某研究性学习小组设计了下列实验。请根据要求填空。

18、实验目的：探究种子萌发时所进行的呼吸类型 实验原理：种子萌发过程如果只进行有氧呼吸，则吸收的氧气量和放出的二氧化碳量相等；如果只进行无氧呼吸，则不吸收氧气，能放出二氧化碳；如果既有有氧呼吸又进行无氧呼吸，则吸收的氧气量小于放出的二氧化碳量。 实验材料和用具：萌发的豌豆种子、带橡皮塞的玻璃钟罩两只、100mL烧杯4个、两根弯曲的其中带有红色液珠的刻度玻璃管、NaOH溶液、清水、凡士林 实验方法：将实验材料和用具配置好实验装置，如果想得到实验结论应该如何设计实验?(绘装置图表示，并用简短的文字说明) 实验结果及预测:n. 出.问题讨论：如果将萌发的种子换成植物叶片，应该将该装置放于何种条件下？四、巩固02吸收量和C02释放量的变化。请据1下图表示某种植物的非绿色器官在不同氧浓度下 图回答下列问题：隼盘卑左犒W鞏hA点表示植物组织的 C02较多，这些 C02的产物。 由A到P, C02的释放量急剧减少，其原因是 。 由P到C, C02的量逐渐增加，其主要原因是 ,(4) 外界氧浓度在10%以下时，该器官的