《高中必修一生物《細(xì)胞呼吸的原理和應(yīng)用》教案》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高中必修一生物《細(xì)胞呼吸的原理和應(yīng)用》教案（11頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、細(xì)胞呼吸的原理和應(yīng)用 【教學(xué)目標(biāo)】 1．說出線粒體的結(jié)構(gòu)和功能。 2．說明有氧呼吸和無氧呼吸的異同。 3．說明細(xì)胞呼吸的原理，并探討其在生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用。 4．進(jìn)行酵母菌細(xì)胞呼吸方式的探究。 【教學(xué)重點(diǎn)】 有氧呼吸的過程及原理。 【教學(xué)難點(diǎn)】 1．細(xì)胞呼吸的原理和本質(zhì)。 2．探究酵母菌細(xì)胞的呼吸方式。 【教學(xué)過程】 教學(xué)內(nèi)容 教師活動(dòng) 學(xué)生活動(dòng) 回顧 ATP 的生理功能，糖類、脂肪被細(xì)胞分解 后把能量?jī)?chǔ)存在 ATP 的高能磷酸鍵中。提出問題： 有機(jī)物進(jìn)入細(xì)胞后以什么方式分解的呢？在體外， 有機(jī)物與氧氣發(fā)生燃燒反應(yīng)，放出大量能量。而生 物學(xué)家發(fā)現(xiàn)，有機(jī)物在細(xì)胞

2、內(nèi)也是通過復(fù)雜的氧化 反應(yīng)產(chǎn)生能量的。 問題探討 回顧舊知 引入 識(shí)，受教師的 1．兩者的共同點(diǎn)是： 都是物質(zhì)的氧化分解過程； 問題所引導(dǎo)， 都能產(chǎn)生二氧化碳等產(chǎn)物，并且都釋放出能量。 進(jìn)入新課。 2．不能。否則，組成細(xì)胞的化合物會(huì)迅速而徹 底地氧化分解，能量會(huì)迅速地全部釋放出來，細(xì)胞 的基本結(jié)構(gòu)也就會(huì)遭到徹底的破壞。 3．在無氧條件下，細(xì)胞能夠通過無氧呼吸來釋 放能量。但是，無氧呼吸比有氧呼吸釋放的能量要 少許多。 1/10 引導(dǎo)其他學(xué)生對(duì)參加實(shí)驗(yàn)的學(xué)生進(jìn)行提問，并 進(jìn)行歸納。（問題如：為什么選用酵母菌作為實(shí)驗(yàn)材 料，而不選用小白鼠等；

3、NaOH 溶液的作用是什么） 對(duì)實(shí)驗(yàn)的 探究酵母 菌細(xì)胞呼 總結(jié)出結(jié)論：細(xì)胞呼吸分為有氧呼吸和無氧呼 吸。引導(dǎo)學(xué)生說出酵母菌的有氧呼吸產(chǎn)生 CO2；無 氧呼吸產(chǎn)生酒精和 CO2。 設(shè)計(jì)、結(jié)果進(jìn) 行 交 流 和 表 達(dá)，并回答老 吸的方式 酵母菌是一種單細(xì)胞真菌，在有氧無氧條件下 師和其他學(xué)生 都能生存，屬于兼性厭氧菌，因此便于用來研究細(xì) 提出的問題 胞的不同呼吸方式。比如平時(shí)我們吃的饅頭、面包 之所以松軟多孔，就是因?yàn)樵诤兔鏁r(shí)加入了酵母菌， 經(jīng)發(fā)酵產(chǎn)生的氣體遇熱膨脹所致。 對(duì)于絕大多數(shù)生物來說，有氧呼吸是細(xì)胞呼吸 回答問題 的主要形式，這一過程必須

4、有氧的參與。有氧呼吸 （線粒體） 的主要場(chǎng)所是線粒體。 1．復(fù)習(xí)線粒體的結(jié)構(gòu) 觀察線粒 師：線粒體有哪些結(jié)構(gòu)與呼吸作用相適應(yīng)？ 體的結(jié)構(gòu)，并 生：線粒體具有內(nèi)、外兩層膜，內(nèi)膜的某些部 回 答 相 關(guān) 問 位向線粒體的內(nèi)腔折疊形成嵴，嵴使內(nèi)膜的表面積 題，并把多個(gè) 大大增加。嵴的周圍充滿了液態(tài)的基質(zhì)。線粒體的 問題的答案進(jìn) 內(nèi)膜和基質(zhì)中含有許多種與有氧呼吸有關(guān)的酶。 行整合，得出 2．有氧呼吸的過程 線粒體適應(yīng)有 有氧呼吸 （1）教師：引導(dǎo)學(xué)生，回顧初中學(xué)過的有關(guān)呼 氧呼吸功能的 吸的知識(shí)，在討論中板書有氧呼吸的反應(yīng)式。即 結(jié)構(gòu)。 酶 能量 C H O

5、 D CO H O 6 12 6 2 2 2 教師：呼吸作用是怎樣進(jìn)行的呢 ? 學(xué)生：閱讀課本 P93～P94 相關(guān)內(nèi)容。 學(xué)生閱讀 教師：有氧呼吸的全過程十分復(fù)雜，可以概括 相關(guān)內(nèi)容，填 地分為三個(gè)階段，每個(gè)階段的反應(yīng)都有相應(yīng)的酶催 寫表格，并進(jìn) 化。 行 分 組 討 論 關(guān)于呼吸作用過程的教學(xué)， 可對(duì)照?qǐng)D （圖 5－9） 后，分別講述 講解，在講解中講清以下幾點(diǎn)： 2/10 ①首先應(yīng)指出，下面以葡萄糖為例講述呼吸作 有氧呼吸三個(gè) 用過程。其他有機(jī)物也可以通過呼吸作用氧化分解。 階段。 階段 物質(zhì)變化 場(chǎng)所 比較兩者 第一 1 分子葡萄糖分解為 2 分子丙

6、酮 細(xì)胞質(zhì) 的區(qū)別 階段 基質(zhì) 酸，產(chǎn)生少量 [H] ，釋放少量能 量 第二 丙酮酸和水徹底分解成 CO 和 2 線粒體 階段 基質(zhì) [H] 釋放少量能量 第三 [H] 與 O 結(jié)合成水，釋放大量能 2 線粒體 階段 內(nèi)膜 量 （2）在整理出三個(gè)階段后，根據(jù)學(xué)生狀況，進(jìn) 一步分析以下幾點(diǎn)： ①引導(dǎo)學(xué)生，將呼吸作用的反應(yīng)式配平 即C6H12O6＋6O2 6CO2＋6H2O＋能量 配平過程中，提問，呼吸作用產(chǎn)生的 H2O 中的 O，來自哪種原料 ?（學(xué)生回答出：來自 O2），接著 提出，消耗 6 分子的 O2 應(yīng)該

7、產(chǎn)生 12 個(gè)分子的 H2O， 可是，如果形成 12 分子的 H2O，又需要 24 個(gè) H， 分析有機(jī) 一分子的 C6H12O6，只有 12 個(gè) H，差 12 個(gè)H 來自哪 物產(chǎn)生的熱能 里?最后指出，呼吸作用還消耗水。因而呼吸作用的 的生理意義。 反應(yīng)式應(yīng)改為： C6H12O6＋6O2＋6H2O 6CO2＋12H2O＋能量 才能反映其本質(zhì)。解決了這一環(huán)節(jié)，其他物質(zhì)的來 龍去脈就可迅速解釋清楚。 ②分析呼吸作用過程中的能量問題。 學(xué)生：閱讀課本 P93 小字。 教師：1mol 的葡萄糖徹底氧化分解成二氧化碳 和水，釋放出 2870kJ的能量，其中 977.28 kJ

8、左右的 能量被 ADP 捕獲，儲(chǔ)存在 ATP中（約 32mol的 ATP）。 3/10 可見，呼吸過程中釋放的能量， 只有 34％儲(chǔ)存在 ATP 中，用于推動(dòng)其他生命活動(dòng)。其余以熱的形式散失 了。因此，在有些情況下，如新鮮蔬菜、糧食等保 存，通過控制呼吸速率，可減少有機(jī)物的消耗。 （3）線粒體是呼吸作用的主要場(chǎng)所。 教師：為什么說線粒體是呼吸作用的主要場(chǎng) 所？ 學(xué)生：呼吸作用的三個(gè)階段，后兩個(gè)階段都是 在線粒體中進(jìn)行的。另外，從能量角度看，在細(xì)胞 質(zhì)的基質(zhì)中進(jìn)行的第一步產(chǎn)生 4 mol的 ATP，其余 28 mol 的ATP 是在線粒體中產(chǎn)生的。 因此，線粒體 是呼

9、吸作用的主要場(chǎng)所。 大部分以熱能的形式散失（恒溫動(dòng)物，用來維持體 溫） 能量變化：（2 870 kJ/mo）l 小部分轉(zhuǎn)移到 ATP 中（穩(wěn) 定的化學(xué)能活躍的化學(xué)能） ( 977.28 kJ/mo l34)% 播放多媒體課件觀看有氧呼吸全過程 3．歸納有氧呼吸概念 教師：請(qǐng)同學(xué)們歸納有氧呼吸的概念。 學(xué)生：有氧呼吸是指細(xì)胞在氧的參與下，通過 多種酶的催化作用，把葡萄糖等有機(jī)物徹底氧化分 解，產(chǎn)生二氧化碳和水，釋放能量，生成大量 ATP 的過程。 教師：除前節(jié)課我們探究過的酵母菌以外，還 進(jìn) 行 討 有許多細(xì)胞在缺氧條件下也可以進(jìn)行無氧呼吸，無 論，或者自由 氧呼吸的

10、過程又是怎樣的呢？ 發(fā)言，利用無 無氧呼吸 學(xué)生：閱讀課本 P94 相關(guān)內(nèi)容。 教師：無氧呼吸的第一階段與有氧呼吸的第一 氧 呼 吸 的 知 識(shí)，解釋教材 階段是否相同？ 中相關(guān)的實(shí)例 學(xué)生：無氧呼吸的第一階段與有氧呼吸的第一 階段是相同的。 4/10 教師：接下來兩者有何不同？ 學(xué)生：在有氧的情況下，丙酮酸進(jìn)入線粒體繼 續(xù)氧化分解，脫下的氫與氧氣結(jié)合而消耗，即進(jìn)行 有氧呼吸；在無氧情況下，則在細(xì)胞質(zhì)的基質(zhì)中， 在酶的作用下，利用第一階段脫下的氫，把丙酮酸 還原成酒精或乳酸。因此，兩種呼吸作用是在丙酮 酸后分道揚(yáng)鑣的。 教師：請(qǐng)學(xué)生寫出有關(guān)化學(xué)方程式：

11、 C6H12O6 2C3H6O3（乳酸）＋少量能量 學(xué)生思考 C6H12Ｏ6 2C2H5OH（酒精）＋ 2CO2+少量能 回答 量 教師：兩種呼吸作用，有何共同點(diǎn)？ 學(xué)生：兩種呼吸作用，不僅在過程上有共同點(diǎn)， 而且都具有分解有機(jī)物，釋放能量，產(chǎn)生 ATP 的本 質(zhì)。 教師：兩種呼吸作用，放出的能量有何不同？ 為什么？ 學(xué)生：無氧呼吸，由于沒有徹底分解有機(jī)物， 所以釋放的能量少，合成 ATP 少。因此，利用有機(jī) 物分解獲得 ATP 的效率低。 教師：無氧呼吸是否有害？ 學(xué)生：由于無氧呼吸產(chǎn)生的小分子有機(jī)物，如 酒精和乳酸，在細(xì)胞中大量積累，對(duì)細(xì)胞有毒害。 因此大

12、多數(shù)生物不能長(zhǎng)時(shí)間用無氧呼吸維持生命， 澇田時(shí)應(yīng)及時(shí)排水就是這個(gè)道理。 教師：無氧呼吸是否有利？ 學(xué)生：生物體或部分器官組織在缺氧條件下， 作為有氧呼吸的補(bǔ)充，是生物的適應(yīng)性的表現(xiàn)（舉 例）。 教師：在遠(yuǎn)古時(shí)期，地球的大氣中沒有氧氣， 5/10 那時(shí)微生物的呼吸是無氧呼吸。隨著大氣中出現(xiàn)了 氧氣，細(xì)胞內(nèi)出現(xiàn)了有氧呼吸的酶類，在無氧呼吸 的基礎(chǔ)上發(fā)展出有氧呼吸。由于有氧呼吸比無氧呼 吸優(yōu)越，有氧呼吸逐漸成為絕大多數(shù)生物的主要呼 吸形式，但還保留無氧呼吸的能力，使生物體或部 分器官組織在缺氧條件下，作為有氧呼吸的補(bǔ)充， 是生物的適應(yīng)性的表現(xiàn)（舉例） 。有些微生物，至今

13、 仍只在無氧的條件下生活。人類在生活和生產(chǎn)中， 對(duì)其有很多利用（舉例） 。 播放多媒體課件觀看無氧呼吸全過程。 階段 變化 場(chǎng)所 第一 1 分子葡萄糖分解為 2 分子丙酮 細(xì) 胞 質(zhì) 階段 酸 基質(zhì) 產(chǎn)生少量 [H] ，釋放少量能 量 第二 丙酮酸在不同酶的催化下，分 細(xì) 胞 質(zhì) 階段 解成酒精和二氧化碳，或者轉(zhuǎn) 基質(zhì) 化成乳酸 C6H12O6 2C3H6O3（乳酸）＋少量能量 （馬鈴薯塊莖，肌細(xì)胞，玉米胚，甜菜塊根，乳酸 菌） 酶 C6H12Ｏ6 2C2H5O H（酒精）＋2CO2＋少量能 量 （大部分高等植物，酵母菌） 能量變化：大部分以熱能的形式散失

14、；小部分 轉(zhuǎn)移到 ATP 中 注意：為什么無氧呼吸有兩種方式；為什么無 氧呼吸釋放的能量少。 2．歸納無氧呼吸概念 6/10 教師：參照有氧呼吸的概念，用準(zhǔn)確而精練的 語言概括無氧呼吸的定義。 學(xué)生：一般是指細(xì)胞在無氧條件下 ,通過酶的催 化作用，把葡萄糖等有機(jī)物分解為不徹底的氧化產(chǎn) 物，同時(shí)釋放少量能量的過程。 3．發(fā)酵 無氧呼吸如果不用于高等動(dòng)植物和人體，而用 于微生物則叫做發(fā)酵。需要指出的是，工業(yè)上所說 的發(fā)酵，并非完全是無氧的，如醋酸發(fā)酵就是需要 氧的。 旁欄思考題 提示：一般來說，如果無氧呼吸產(chǎn)生的乳酸或 酒精過多，會(huì)對(duì)細(xì)胞產(chǎn)生毒害。酵母菌在無氧以

15、及 其他條件適合的情況下，隨著發(fā)酵產(chǎn)物（如酒精） 的增多，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的減少以及 pH 發(fā)生變化等的影 響，它的繁殖速率逐漸下降，死亡率逐漸上升，酒 精發(fā)酵最終就會(huì)停止。其他的例子如用乳酸桿菌使 牛奶發(fā)酵形成酸牛奶，最終情況也是這樣。 有氧呼吸 無氧呼吸 呼吸場(chǎng) 細(xì)胞質(zhì)基 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) 所 質(zhì)、線粒體 比較有氧 是否需 氧 需氧 不需氧 呼吸和無 氧呼吸的 分解產(chǎn) 二氧化碳和 二氧化碳和酒 學(xué)生總結(jié) 物 水 精或乳酸 異同 釋放能 量 較多 較少 從葡萄糖到丙酮酸這一階段完全相 聯(lián)系 同，從丙酮酸開始，它們才沿著不同的 途徑形成不同

16、的產(chǎn)物 細(xì)胞呼吸 定義： 7/10 有氧呼吸和無氧呼吸都屬于細(xì)胞呼吸。細(xì)胞呼 吸是指有機(jī)物在細(xì)胞內(nèi)經(jīng)過一系列的氧化分解，生 成二氧化碳或其他產(chǎn)物，釋放能量并生成 ATP 的過 程。所有生物的生存，都離不開細(xì)胞呼吸釋放的能 量。 意義： 細(xì)胞呼吸除了能為生物體提供能量，還是生物 體代謝的樞紐。蛋白質(zhì)、糖類和脂質(zhì)的代謝，都可 以通過細(xì)胞呼吸過程聯(lián)系起來。 內(nèi)因：遺傳因素（決定呼吸酶的種類和數(shù)量） ( 1）不同的植物呼吸速率不同； （2）同一植物不同發(fā)育時(shí)期呼吸速率不同； （3）同一植物不同器官呼吸速率不同。 呼吸速率的比較：陽(yáng)生植物大于陰生植物，幼 苗期大于成熟期

17、，生殖器官大于營(yíng)養(yǎng)器官。 外因：環(huán)境因素 （1）溫度 影響有氧 在一定范圍內(nèi)，隨溫度升 呼吸的因 高呼吸速率逐漸加強(qiáng)，超過最 素及其在 適溫度，隨溫度升高，呼吸酶 生產(chǎn)實(shí)踐 的活性逐漸減弱，呼吸速率逐 中的應(yīng)用 漸下降，甚至完全停止。 應(yīng)用：生產(chǎn)上常利用這一原理在低溫下儲(chǔ)存蔬 菜、水果，在大棚蔬菜的栽培過程中夜間適當(dāng)降溫， 降低呼吸作用減少有機(jī)物的消耗，提高產(chǎn)量。 （2）氧氣的濃度 8/10 氧氣濃度： 氧 氣 濃 度 為 零 時(shí)，無氧呼吸最 強(qiáng)，有氧呼吸速 率為零。隨氧氣 濃度的增大，無 氧呼吸逐漸被抑制，有氧呼吸不斷加強(qiáng)，當(dāng)氧氣濃 度達(dá)到一定值后，隨

18、氧氣濃度增大，有氧呼吸不再 加強(qiáng)（受呼吸酶數(shù)量的影響）。如圖所示。 應(yīng)用：生產(chǎn)中常利用降低氧的含量能夠抑制呼 吸作用減少有機(jī)物消耗這一原理來延長(zhǎng)蔬菜、水果 保鮮時(shí)間。 （3）二氧化碳的濃度 增加二氧化碳的濃度對(duì)細(xì) 胞呼吸有明顯的抑制效應(yīng)（從 化學(xué)平衡的角度得到解釋）。 在蔬菜水果保鮮中，增加二氧化碳的濃度也具有良 好的保鮮效果。 應(yīng)用：如在冬天，北方地區(qū)常用地窖來儲(chǔ)存大 白菜，在冬季地窖里的溫度比外界要高一些，一般 不會(huì)結(jié)冰；地窖的口基本是密封的，地窖中的大白 菜進(jìn)行細(xì)胞呼吸．消耗掉地窖中的大量氧氣，地窖 中氧氣的含量下降，二氧化碳的含量上升，。這兩 個(gè)因素都會(huì)

19、使細(xì)胞呼吸速率下降，延長(zhǎng)大白菜的保 鮮時(shí)間。 ( 4）含水量 在一定范圍內(nèi)，細(xì)胞呼吸強(qiáng)度隨含水量的增加 而加強(qiáng)，隨含水量的減少而減弱（即自由水含量增 加時(shí)，代謝旺盛）。 應(yīng)用：種子在貯藏時(shí)，必須降低含水量，使種 子呈風(fēng)于狀態(tài)（使細(xì)胞呼吸降至最低，以減少有機(jī) 9/10 物的消耗）。如果種子中含水量過多，細(xì)胞呼吸加 強(qiáng)，使種子堆溫度上升，反過來又進(jìn)一步促進(jìn)種子 的呼吸。 （5）生產(chǎn)實(shí)踐中的其他應(yīng)用①、合理灌溉、帶 土移栽等都是為了保證細(xì)胞正常的呼吸。 中耕松土的好處：增加土壤中的氧氣含量，從 而促進(jìn)根細(xì)胞的呼吸，有利于根對(duì)礦物質(zhì)的吸收； 促進(jìn)硝化細(xì)菌的繁殖，使 土壤中的 NH 轉(zhuǎn)變?yōu)? + 4 NO - ，提高土壤肥力。 3 ②在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，為了使有機(jī)物向著人們需要 的器官積累，常把下部變黃的、已無光合能力、仍 然消耗養(yǎng)分的枝葉去掉，使光合作用的產(chǎn)物更多地 轉(zhuǎn)運(yùn)到有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的器官中去。 10/ 10