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1、2022年人教版高中生物必修1 第5章第3節(jié)ATP主要來源—細胞呼吸第1課時 教案 一、教學目標 1.知識目標 a.說出線粒體的結(jié)構(gòu)和功能。 b.說明有氧呼吸和無氧呼吸的異同。 2.能力目標 進行酵母菌呼吸方式的探究。 3.情感目標 a.通過學習線粒體結(jié)構(gòu)，體會生物體結(jié)構(gòu)與功能相統(tǒng)一的觀點。 b.通過有氧呼吸過程學習，體會生命活動的有序性、物質(zhì)性和能量性。 二、教學重點 有氧呼吸過程和原理。 三、教學難點 a.細胞呼吸的原理和本質(zhì)。 b.探究酵母菌的細胞呼吸方式。 四 教學流程 教學流程 教師活動 學生活動 設計意圖 環(huán)節(jié)一：課程導入 情景導入

2、：展示拉瓦錫等在研究人的呼吸作用圖片和材料。 18世紀，法國化學家拉瓦錫把呼吸作用比作碳和氫的“緩慢燃燒過程”。后來人們發(fā)現(xiàn)，呼吸作用的實質(zhì)是細胞內(nèi)有機物的氧化分解，并且釋放能量。 引導學生思考回答問題： 1.物質(zhì)燃燒也是物質(zhì)的氧化分解，燃燒和細胞呼吸有何異同？ 2.呼吸作用能像燃料在體外燃燒那么劇烈嗎？在無氧條件下，細胞還能通過呼吸作用釋放能量嗎？ 導入課題和學習目標。 思考、討論、回答。 導入課題和學習目標。 環(huán)節(jié)二：講授新課 一、細胞呼吸的概念 回顧ATP合成的主要來源為呼吸作用，講解細胞呼吸概念。 由于細胞呼吸是在細胞內(nèi)進行，也叫細胞呼吸。細胞呼吸是指有機物

3、在細胞內(nèi)經(jīng)過一系列的氧化分解，說出二氧化碳或其他產(chǎn)物，釋放出能量并生成ATP的過程。 場所：細胞。產(chǎn)物：二氧化碳等產(chǎn)物。結(jié)果：生成ATP。 二、探究酵母菌細胞呼吸的方式 （一）酵母菌簡介：展示酵母菌出芽生殖圖片，簡介酵母菌。 酵母菌是一種單細胞真菌，依賴外來的有機物進行異養(yǎng)生活，以出芽生殖的方式產(chǎn)生后代，屬于兼性厭氧菌。 （二）探究過程 就教材提供的探究方案，引導學生完成探究各個環(huán)節(jié)，重點完成實驗設計。 1.提出問題：讓學生聯(lián)系實際，提出相關問題。 2.作出假設：讓學生根據(jù)已有的知識和生活經(jīng)驗，針對提出問題作出假設。 3.設計實驗：（對比試驗） （1）實驗思路：通過小

4、組討論，確定實驗總體思路。 【方法點撥】對比實驗 指設置兩個或兩個以上的實驗組，通過對比結(jié)果的比較分析，來探究各種因素與實驗對象的關系，這樣的實驗稱為對比實驗。 對比實驗不設對照組，均為實驗組（或互為實驗組和對照組），是對照實驗的一種特殊形式，即相當于“相互對照實驗”。 （2）實驗原理：讓學生根據(jù)總體思路，討論以下問題，逐步細化寫出實驗方案。 ①怎樣控制有氧和無氧條件？ ②怎樣鑒定有無酒精產(chǎn)生？怎樣鑒定有無二氧化碳產(chǎn)生？如何比較二氧化碳產(chǎn)生的多少？ ③怎樣保證酵母菌在整個過程中能正常生活？ （3）實驗步驟：引導學生根據(jù)討論結(jié)果逐步寫出實驗步驟。 ①配制酵母菌培養(yǎng)液(酵母

5、菌＋葡萄糖溶液)。 ②檢測CO2的產(chǎn)生，裝置如圖所示。 說明：甲為有氧裝置，橡皮球通入外界氧氣， 10%的NaOH溶液用于吸收空氣中的CO2，以保證用于檢測產(chǎn)物的錐形瓶中澄清石灰水變混濁是由酵母菌有氧呼吸產(chǎn)生的CO2導致的。 乙為無氧裝置，必須將酵母菌培養(yǎng)液封口放置一段時間后，再連通盛有澄清石灰水的錐形瓶，目的是將錐形瓶中的氧氣消耗完畢后再進行檢測，以確保通入澄清石灰水中的CO2是由無氧呼吸產(chǎn)生的。 ③檢測酒精的產(chǎn)生：自B、D中各取2 mL酵母菌培養(yǎng)液的濾液分別注入編號為1、2的兩支試管中→分別滴加0.5 mL溶有0.1 g重鉻酸鉀的濃硫酸溶液→振蕩并觀察溶液的顏色變化。 （4）

6、實驗現(xiàn)象：讓學生根據(jù)實驗結(jié)果填好實驗結(jié)果表格。 條件 澄清石灰水的變化 1、2兩試管的變化 甲組 變混濁快 無變化 乙組 變混濁慢 出現(xiàn)灰綠色 （5）實驗結(jié)論：根據(jù)實驗結(jié)果寫出實驗結(jié)論。 ①酵母菌在有氧和無氧條件下都能進行細胞呼吸。 ②在有氧條件下產(chǎn)生CO2多而快，在無氧條件下產(chǎn)生酒精，還產(chǎn)生少量CO2。 （6）表達和交流，進一步探究 【典型例題】 下圖是某研究小組在探究酵母菌的細胞呼吸方式時的兩套實驗裝置圖，下列分析合理的是(　　) A.為檢驗空氣中的二氧化碳是否被A瓶完全吸收，可在B瓶前加一個盛有澄清石灰水的錐形瓶 B.實驗中發(fā)現(xiàn)C瓶先變混濁后又澄

7、清了，說明實驗不成功 C.實驗進行一段時間后用酸性的重鉻酸鉀檢測E瓶中物質(zhì)會出現(xiàn)灰綠色 D.D瓶封口后應立即接通E瓶，防止D瓶中的培養(yǎng)液被分解完 【答案】A 三、細胞呼吸的方式 (一）有氧呼吸 講述：有氧呼吸是絕大多數(shù)生物細胞呼吸的主要方式，必須有氧參與。 1.主要場所：線粒體 展示線粒體結(jié)構(gòu)示意圖，引導學生觀察結(jié)構(gòu)，理解結(jié)構(gòu)與功能相適應。 線粒體具有內(nèi)外兩層膜，內(nèi)膜的某些部位向線粒體的內(nèi)腔折疊形成嵴。嵴的周圍充滿液態(tài)基質(zhì)。內(nèi)膜和基質(zhì)含有許多種與有氧呼吸有關的酶。 2.過程 （1）讓學生閱讀課本P93-94，完成下列表格。 反應物 生成物 釋能多少

8、 反應場所 第一階段 葡萄糖 丙酮酸、[H] 少 細胞質(zhì)基質(zhì) 第二階段 丙酮酸 CO2、[H] 少 線粒體基質(zhì) 第三階段 [H]、O2、 H2O 多 線粒體內(nèi)膜 （2）過程和場所 展示有氧呼吸過程圖解，講解有氧呼吸過程三個階段變化和場所。 第一階段：1分子葡萄糖分解成2分子丙酮酸，產(chǎn)生少量[H]，釋放少量能量，不需要氧參與，在細胞質(zhì)基質(zhì)進行。 第二階段：丙酮酸和水徹底分解成二氧化碳和[H]，釋放少量能量，不需要氧參與，在線粒體基進行。 第三階段：第一、二階段產(chǎn)生的[H]，經(jīng)過一系列化學反應，與氧結(jié)合生成水，同時釋放大量能量。需要氧參與，在線粒

9、體內(nèi)膜進行。 （3）總反應式 引導學生根據(jù)有氧呼吸過程三個階段變化，寫出有氧呼吸的總反應式，并標出各種元素的來源和去路。 （二）無氧呼吸 講述：除酵母菌外，許多種真菌和細菌能夠進行無氧呼吸。此外，馬鈴薯塊莖、蘋果等植物器官的細胞以及動物骨骼肌的肌細胞等，除了進行有氧呼吸，缺氧下也進行無氧呼吸。無氧呼吸最常利用的物質(zhì)也是葡萄糖。 （1）過程 讓學生閱讀教材無氧呼吸部分，完成下列表格，加以講解。 階段 具體過程 發(fā)生場所 第一階段 C6H12O62C3H4O3(丙酮酸)＋4[H]＋少量能量(少量ATP) 細胞質(zhì)基質(zhì) 第二階段 2C3H4O3＋4[H] 2C2H5OH

10、(酒精)＋2CO2 或者2C3H4O3＋4[H] 2C3H6O3(乳酸) 無氧呼吸全過程分為兩個階段，需要不同酶催化，都在細胞質(zhì)基質(zhì)進行。 第一階段：與有氧呼吸第一階段完全相同。 第二階段：丙酮酸在不同酶催化下，分解成酒精和二氧化碳，或者轉(zhuǎn)化為乳酸。 無氧呼吸只在第一階段釋放少量能量，生成少量ATP。葡萄糖中大部分能量存留在酒精或乳酸中。 (2)反應式 讓學生根據(jù)無氧呼吸過程寫出反應式。 ①分解成酒精的反應式：C6H12O62C2H5OH(酒精)＋2CO2＋少量能量。 ②轉(zhuǎn)化成乳酸的反應式：C6H12O62C3H6O3(乳酸)＋少量能量。 講解：酵母菌、乳酸菌等微生物的無氧

11、呼吸叫發(fā)酵。產(chǎn)生酒精的叫酒精發(fā)酵，產(chǎn)生乳酸的叫乳酸發(fā)酵。 【典型例題】 下列關于“葡萄糖丙酮酸CO2”的過程的敘述，錯誤的是(　　) A.①過程可在植物細胞中進行，也可在動物細胞中進行 B.②過程可產(chǎn)生ATP，也可不產(chǎn)生ATP C.②過程可產(chǎn)生[H]，也可消耗[H] D.①過程可在線粒體中進行，也可在細胞質(zhì)基質(zhì)中進行 【答案】D 呼應。 傾聽、呼應。 討論、回答、設計并寫出實驗方案。 討論、回答。 演練、作答。

12、 觀察、分析。 閱讀、回答。 觀察、傾聽。 書寫、作答。 閱讀、作答。 分析、書寫。 演練、作答。 初步了解細胞呼吸概念。 回顧探究環(huán)節(jié)，進行酵母菌細胞呼吸方式的探究。 進行自變量控制和因變量檢測。

13、 說出線粒體的結(jié)構(gòu)和功能。 說出有氧呼吸過程相關物質(zhì)、能量變化。 說出無氧呼吸過程以及與有氧呼吸的異同點。 環(huán)節(jié)三：課堂小結(jié) 共同回顧歸納本節(jié)主干知識：有氧呼吸和無氧呼吸的比較 項目 有氧呼吸 無氧呼吸 不同點 場所 細胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體[ 細胞質(zhì)基質(zhì)[ 條件 需O2、酶 不需O2、需酶 產(chǎn)物 CO2、H2O 酒精和CO2或乳酸 能量 大量 少量 特點 有機物徹底分解，能量完全釋放 有機物沒有徹底分解，能量沒有完全釋放 相同點 聯(lián)系 葡萄糖分解為丙酮酸階段完全相同 實質(zhì) 分解有機物，釋放能量，合成ATP 意義 為生物體的各項生命活動提供能量 呼應。 回顧歸納本節(jié)主干知識。