陕西省石泉县高中生物第四章细胞的物质输入和输出4.3细胞呼吸教案新人教版 11页

细胞呼吸课标依据模块选取了细胞生物学方面的最基本的知识，是学习其他模块的基础。它还反映了细胞生物学研究的新进展及相关的实际应用。通过本模块的学习，学生将在微观层面上，更深入地理解生命的本质。了解生命的物质性和生物界的统一性，细胞生活中物质、能量和信息变化的统一，细胞结构与功能的统一，生物体部分和整体的统一等，有助于辩证唯物主义自然观的形成。学习细胞的发现、细胞学说的建立和发展等内容，有助于学生对科学过程和本质的理解。  教师在教学中要组织好各种观察、实验等探究性学习活动，帮助学生增加感性认识，克服对微观结构认识的困难，使学生领悟科学研究的方法并习得相关的操作技能。结合生物个体水平的知识、化学和物理学知识以及学生的生活经验，突破学习难点。鼓励学生搜集有关细胞研究和应用方面的信息，进行交流，以丰富相关知识，加深对科学、技术、社会相互关系的认识。教材分析本节课介绍了细胞呼吸的两种方式，有氧呼吸和无氧呼吸，以及一个探究实验，酵母菌的呼吸方式，还有细胞呼吸的实际运用。这是对于上节课讲过的直接能源物质ATP的来源补充，也是高考的重点内容。学情分析本节课需要学生掌握多个有机化学方程式，包括方程式的配平，高一学生还没有学习过有机化学，对于他们来说，记忆很困难。三维目标知识与能力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。过程与方法1.说明细胞呼吸的原理，并探讨其在生产和生活中的应用。2.进行酵母菌细胞呼吸方式的探究。情感态度与价值观了解呼吸方式对于现实生活的影响，培养学生在现实生活中积极思维。教学重难点教学重点n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。教法与学法多媒体课件，学生自主讨论。教学资源教学活动设计师生活动设计意图批注第一课时新课导入回顾ATP的生理功能，糖类、脂肪被细胞分解后把能量储存在ATP的高能磷酸键中。提出问题：有机物进入细胞后以什么方式分解的呢？在体外，有机物与氧气发生燃烧反应，放出大量能量。而生物学家发现，有机物在细胞内也是通过复杂的氧化反映产生能量的。问题探讨1.两者的共同点是：都是物质的氧化分解过程；都能产生二氧化碳等产物，并且都释放出能量。2.不能。否则，组成细胞的化合物会迅速而彻底地氧化分解，能量会迅速地全部释放出来，细胞的基本结构也就会遭到彻底的破坏。3.在无氧条件下，细胞能够通过无氧呼吸来释放能量。但是，无氧呼吸比有氧呼吸释放的能量要少许多。引出细胞呼吸的概念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的过程探究酵母菌细胞呼吸的方式回顾旧知识，受教师的问题所引导，进入新课。对实验的设计、结果进行交流n（问题如：为什么选用酵母菌作为实验材料，而不选用小白鼠等；NaOH溶液的作用是什么）总结出结论：细胞呼吸分为有氧呼吸和无氧呼吸。引导学生说出酵母菌的有氧呼吸产生CO2；无氧呼吸产生酒精和CO2酵母菌是一种单细胞真菌，在有氧无氧条件下都能生存，属于兼性厌氧菌，因此便于用来研究细胞的不同呼吸方式。比如平时我们吃的馒头、面包之所以松软多孔，就是因为在和面时加入了酵母菌，经发酵产生的气体遇热膨胀所致。有氧呼吸于绝大多数生物来说，有氧呼吸是细胞呼吸的主要形式，这一过程必须有氧的参与。有氧呼吸的主要场所是线粒体。1.复习线粒体的结构师：线粒体有哪些结构与呼吸作用相适应？生：线粒体具有内、外两层膜，内膜的某些部位向线粒体的内腔折叠形成嵴，嵴使内膜的表面积大大增加。嵴的周围充满了液态的基质。线粒体的内膜和基质中含有许多种与有氧呼吸有关的酶。2.有氧呼吸的过程（１）教师：引导学生，回顾初中学过的有关呼吸的知识，在讨论中板书有氧呼吸的反应式。即C6H12Ｏ6＋Ｏ2CO2＋H2Ｏ＋能量教师：呼吸作用是怎样进行的呢?学生：阅读课本P93～P94相关内容。教师：有氧呼吸的全过程十分复杂，可以概括地分为三个阶段，每个阶段的反应都有相应的酶催化。和表达，并回答老师和其他学生提出的问题回答问题（线粒体）观察线粒体的结构，并回答相关问题，并把多个问题的答案进行整合，得出线粒体适应有氧呼吸功能的结构。n关于呼吸作用过程的教学，可对照图（图5－9）讲解，在讲解中讲清以下几点：①首先应指出，下面以葡萄糖为例讲述呼吸作用过程。其他有机物也可以通过呼吸作用氧化分解。阶段物质变化场所第一阶段1分子葡萄糖分解为2分子丙酮酸产生少量[H]，释放少量能量细胞质基质第二阶段丙酮酸和水彻底分解成CO2和[H]释放少量能量线粒体基质第三阶段[H]与O2结合成水，释放大量能量线粒体内膜（2）在整理出三个阶段后，根据学生状况，进一步分析以下几点：①引导学生，将呼吸作用的反应式配平即C6H12Ｏ6＋6O26CO2＋6H2Ｏ＋能量配平过程中，提问，呼吸作用产生的H2O中的O，来自哪种原料?（学生回答出：来自O2），接着提出，消耗6分子的O2应该产生12个分子的H2O，可是，如果形成12分子的H2O，又需要24个H，一分子的C6H12Ｏ6，只有12个H，差12个H来自哪里?最后指出，呼吸作用还消耗水。因而呼吸作用的反应式应改为：C6H12Ｏ6＋6Ｏ2＋6H2O6CO2＋12H2Ｏ＋能量才能反映其本质。解决了这一环节，其他物质的来龙去脉就可迅速解释清楚。②分析呼吸作用过程中的能量问题。学生：阅读课本P94小字。教师：1mol的葡萄糖彻底氧化分解成二氧化碳和水，释放出2870kJ的能量，其中1161kJ左右的能量被ADP捕获，储存在ATP中（约38学生阅读相关内容，填写表格，并进行分组讨论后，分别讲述有氧呼吸三个阶段。比较两者的区别nmol的ATP）。可见，呼吸过程中释放的能量，只有40％储存在ATP中，用于推动其他生命活动。其余以热的形式散失了。因此，在有些情况下，如新鲜蔬菜、粮食等保存，通过控制呼吸速率，可减少有机物的消耗。（3）线粒体是呼吸作用的主要场所。教师：为什么说线粒体是呼吸作用的主要场所？学生：呼吸作用的三个阶段，后两个阶段都是在线粒体中进行的。另外，从能量角度看，在细胞质的基质中进行的第一步产生4mol的ATP，其余34mol的ATP是在线粒体中产生的。因此，线粒体是呼吸作用的主要场所。大部分以热能的形式散失（恒温动物，用来维持体温）能量变化：（2870kJ/mol）小部分转移到ATP中（稳定的化学能活跃的化学能）(1161kJ/mol40.5%)播放多媒体课件观看有氧呼吸全过程3.归纳有氧呼吸概念教师：请同学们归纳有氧呼吸的概念。学生：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，生成许多ATP的过程。第二课时无氧呼吸教师：除前节课我们探究过的酵母菌以外，还有许多细胞在缺氧条件下也可以进行无氧呼吸，无氧呼吸的过程又是怎样的呢？学生：阅读课本P94～P95相关内容。教师：无氧呼吸的第一阶段与有氧呼吸的第一阶段是否相同？分析有机物产生的热能的生理意义。n学生：无氧呼吸的第一阶段与有氧呼吸的第一阶段是相同的。教师：接下来两者有何不同？学生：在有氧的情况下，丙酮酸进入线粒体继续氧化分解，脱下的氢与氧气结合而消耗，即进行有氧呼吸；在无氧情况下，则在细胞质的基质中，在酶的作用下，利用第一阶段脱下的氢，把丙酮酸还原成酒精或乳酸。因此，两种呼吸作用是在丙酮酸后分道扬镳的。教师：请学生写出有关化学方程式：C6H12O62C3H6O3（乳酸）＋少量能量C6H12Ｏ62C2H5OH（酒精）＋2CO2＋少量能量教师：两种呼吸作用，有何共同点？学生：两种呼吸作用，不仅在过程上有共同点，而且都具有分解有机物，释放能量，产生ATP的本质。教师：两种呼吸作用，放出的能量有何不同？为什么？学生：无氧呼吸，由于没有彻底分解有机物，所以释放的能量少，合成ATP少。因此，利用有机物分解获得ATP的效率低。教师：无氧呼吸是否有害？学生：由于无氧呼吸产生的小分子有机物，如酒精和乳酸，在细胞中大量积累，对细胞有毒害。因此大多数生物不能长时间用无氧呼吸维持生命，涝田时应及时排水就是这个道理。教师：无氧呼吸是否有利？学生：生物体或部分器官组织在缺氧条件下，作为有氧呼吸的补充，是生物的适应性的表现（举例）。n教师：在远古时期，地球的大气中没有氧气，那时微生物的呼吸是无氧呼吸。随着大气中出现了氧气，细胞内出现了有氧呼吸的酶类，在无氧呼吸的基础上发展出有氧呼吸。由于有氧呼吸比无氧呼吸优越，有氧呼吸逐渐成为绝大多数生物的主要呼吸形式，但还保留无氧呼吸的能力，使生物体或部分器官组织在缺氧条件下，作为有氧呼吸的补充，是生物的适应性的表现（举例）。有些微生物，至今仍只在无氧的条件下生活。人类在生活和生产中，对其有很多利用（举例）。播放多媒体课件观看无氧呼吸全过程。阶段变化场所第一阶段1分子葡萄糖分解为2分子丙酮酸产生少量[H]，释放少量能量细胞质基质第二阶段丙酮酸在不同酶的催化下，分解成酒精和二氧化碳，或者转化成乳酸细胞质基质酶C6H12O62C3H6O3(乳酸)+少量能量（马铃薯块茎，肌细胞，玉米胚，甜菜块根，乳酸菌）酶C6H12O62C2H5OH+2CO2+少量能量（大部分高等植物，酵母菌）能量变化：大部分以热能的形式散失；小部分转移到ATP中（196.6561.0831%）注意：为什么无氧呼吸有两种方式；为什么无氧呼吸释放的能量少。2.归纳无氧呼吸概念教师：参照有氧呼吸的概念，用准确而精练的语言概括无氧呼吸的定义。学生：一般是指细胞在无氧条件下,通过酶的催化作用，把葡萄糖等有机物分解为不彻底的氧化产物，同时释放少量能量的过程。n3.发酵无氧呼吸如果不用于高等动植物和人体，而用于微生物则叫做发酵。需要指出的是，工业上所说的发酵，并非完全是无氧的，如醋酸发酵就是需要氧的。旁栏思考题提示：一般来说，如果无氧呼吸产生的乳酸或酒精过多，会对细胞产生毒害。酵母菌在无氧以及其他条件适合的情况下，随着发酵产物（如酒精）的增多，营养物质的减少以及pH发生变化等的影响，它的繁殖速率逐渐下降，死亡率逐渐上升，酒精发酵最终就会停止。其他的例子如用乳酸杆菌使牛奶发酵形成酸牛奶，最终情况也是这样。影响有氧呼吸的因素及其在生产实践中的应用．内因—遗传因素（决定呼吸酶的种类和数量）(1）不同的植物呼吸速率不同；(2)同一植物不同发育时期呼吸速率不同；(3)同一植物不同器官呼吸速率不同。呼吸速率的比较：阳生植物大于阴生植物，幼苗期大于成熟期，生殖器官大于营养器官。2．外因—环境因素(1)温度在一定范围内，随温度升高呼吸速率逐渐加强，超过最适温度，随温度升高，呼吸酶的活性逐渐减弱，呼吸速率逐渐下降，甚至完全停止。应用：生产上常利用这一原理在低温下储存蔬菜、水果，在大棚蔬菜的栽培过程中夜间适当降温，降低呼吸作用减少有机物的消耗，提高产量。n(2)氧气的浓度氧气浓度：氧气浓度为零时，无氧呼吸最强，有氧呼吸速率为零。随氧气浓度的增大，无氧呼吸逐渐被抑制，有氧呼吸不断加强，当氧气浓度达到一定值后，随氧气浓度增大，有氧呼吸不再加强（受呼吸酶数量的影响）。如图所示。应用：生产中常利用降低氧的含量能够抑制呼吸作用减少有机物消耗这一原理来延长蔬菜、水果保鲜时间。(3)二氧化碳的浓度增加二氧化碳的浓度对细胞呼吸有明显的抑制效应（从化学平衡的角度得到解释）。在蔬菜水果保鲜中，增加二氧化碳的浓度也具有良好的保鲜效果。应用：如在冬天，北方地区常用地窖来储存大白菜，在冬季地窖里的温度比外界要高一些，一般不会结冰；地窖的口基本是密封的，地窖中的大白菜进行细胞呼吸．消耗掉地窖中的大量氧气，地窖中氧气的含量下降，二氧化碳的含量上升，。这两个因素都会使细胞呼吸速率下降，延长大白菜的保鲜时间。(4）含水量在一定范围内，细胞呼吸强度随含水量的增加而加强，随含水量的减少而减弱（即自由水含量增加时，代谢旺盛）。n应用：种子在贮藏时，必须降低含水量，使种子呈风于状态（使细胞呼吸降至最低，以减少有机物的消耗）。如果种子中含水量过多，细胞呼吸加强，使种子堆温度上升，反过来又进一步促进种子的呼吸。（5）生产实践中的其他应用①、合理灌溉、带土移栽等都是为了保证细胞正常的呼吸。中耕松土的好处：增加土壤中的氧气含量，从而促进根细胞的呼吸，有利于根对矿物质的吸收；促进硝化细菌的繁殖，使土壤中的NH4+转变为NO3-，提高土壤肥力。②在农业生产中，为了使有机物向着人们需要的器官积累，常把下部变黄的、已无光合能力、仍然消耗养分的枝叶去掉，使光合作用的产物更多地转运到有经济价值的器官中去。当堂检测有效练习1.有氧呼吸分三个阶段,三个阶段的共同特点是都有能量的释放,但释放能量最多的是________;在线粒体中进行的是第________阶段;第____阶段需要O2,氧的作用是________;第____阶段产生[H]最多；丙酮酸是第___阶段的产物。2.现有甲酵母菌进行有氧呼吸,乙酵母菌进行发酵,若它们消耗等量的葡萄糖,则它们放出CO2和吸收的O2之比是()A.3:1B.1:2C.4:3D.2:33.下列5支试管中分别含有不同化学物质和活性酵母菌细胞制备物。在适宜温度条件下，会产生CO2的试管有（）①葡萄糖+已破裂的细胞②葡萄糖+线粒体③丙酮酸+线粒体④葡萄糖+细胞质基质（隔绝空气）⑤丙酮酸+细胞质基质（隔绝空气）A.①③④⑤B.①②④⑤C.①③④D.②③④作业布置课时作业12板书设计有氧呼吸场所物质转化无氧呼吸场所物质转化教学反思第一课时n给第一个班上课时间，有些内容讲解的太快，学生没有机会练习，而且还拖堂了，这严重说明了我教学内容安排的太多了，什么都想给学生讲，反而教学环节完成的不是很好。加入了学生自学的环节，并且在这个过程当中注意以讨论环节来调动学生的积极性，上课的过程中也适当的将一些学生感兴趣的事情来吸引学生的注意力。第二课时课堂让学生各抒己见，激素间的相互作用时学生积极主动地交流和汇报，充分发挥了学生的主体作用。这节课的内容重在分析和联系，因此，在教学过程中教师应尽量引导学生进行思考，通过学生的归纳总结得出的内容来带出新的概念，我发现学生不会应用导学案进行更多的学习和总结。备注