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2019-2020年人教版高中生物必修1 第5章第3節(jié)ATP主要來源—細(xì)胞呼吸第1課時(shí) 教案 一、教學(xué)目標(biāo) 1.知識目標(biāo) 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(biāo) 進(jìn)行酵母菌呼吸方式的探究。 3.情感目標(biāo) a.通過學(xué)習(xí)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(diǎn)。 b.通過有氧呼吸過程學(xué)習(xí)，體會生命活動的有序性、物質(zhì)性和能量性。 二、教學(xué)重點(diǎn) 有氧呼吸過程和原理。 三、教學(xué)難點(diǎn) a.細(xì)胞呼吸的原理和本質(zhì)。 b.探究酵母菌的細(xì)胞呼吸方式。 四 教學(xué)流程 教學(xué)流程 教師活動 學(xué)生活動 設(shè)計(jì)意圖 環(huán)節(jié)一：課程導(dǎo)入 情景導(dǎo)入：展示拉瓦錫等在研究人的呼吸作用圖片和材料。 18世紀(jì)，法國化學(xué)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(shí)質(zhì)是細(xì)胞內(nèi)有機(jī)物的氧化分解，并且釋放能量。 引導(dǎo)學(xué)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(xì)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(xì)胞還能通過呼吸作用釋放能量嗎？ 導(dǎo)入課題和學(xué)習(xí)目標(biāo)。 思考、討論、回答。 導(dǎo)入課題和學(xué)習(xí)目標(biāo)。 環(huán)節(jié)二：講授新課 一、細(xì)胞呼吸的概念 回顧ATP合成的主要來源為呼吸作用，講解細(xì)胞呼吸概念。 由于細(xì)胞呼吸是在細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行，也叫細(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，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(xì)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(xì)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(xì)胞真菌，依賴外來的有機(jī)物進(jìn)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(dǎo)學(xué)生完成探究各個(gè)環(huán)節(jié)，重點(diǎn)完成實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。 1.提出問題：讓學(xué)生聯(lián)系實(shí)際，提出相關(guān)問題。 2.作出假設(shè)：讓學(xué)生根據(jù)已有的知識和生活經(jīng)驗(yàn)，針對提出問題作出假設(shè)。 3.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：（對比試驗(yàn)） （1）實(shí)驗(yàn)思路：通過小組討論，確定實(shí)驗(yàn)總體思路。 【方法點(diǎn)撥】對比實(shí)驗(yàn) 指設(shè)置兩個(gè)或兩個(gè)以上的實(shí)驗(yàn)組，通過對比結(jié)果的比較分析，來探究各種因素與實(shí)驗(yàn)對象的關(guān)系，這樣的實(shí)驗(yàn)稱為對比實(shí)驗(yàn)。 對比實(shí)驗(yàn)不設(shè)對照組，均為實(shí)驗(yàn)組（或互為實(shí)驗(yàn)組和對照組），是對照實(shí)驗(yàn)的一種特殊形式，即相當(dāng)于“相互對照實(shí)驗(yàn)”。 （2）實(shí)驗(yàn)原理：讓學(xué)生根據(jù)總體思路，討論以下問題，逐步細(xì)化寫出實(shí)驗(yàn)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(gè)過程中能正常生活？ （3）實(shí)驗(yàn)步驟：引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)討論結(jié)果逐步寫出實(shí)驗(yàn)步驟。 ①配制酵母菌培養(yǎng)液(酵母菌＋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(dǎo)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(shí)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(jìn)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）實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：讓學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果填好實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)結(jié)論：根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果寫出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。 ①酵母菌在有氧和無氧條件下都能進(jìn)行細(xì)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(dá)和交流，進(jìn)一步探究 【典型例題】 下圖是某研究小組在探究酵母菌的細(xì)胞呼吸方式時(shí)的兩套實(shí)驗(yàn)裝置圖，下列分析合理的是(　　) A.為檢驗(yàn)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(gè)盛有澄清石灰水的錐形瓶 B.實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)C瓶先變混濁后又澄清了，說明實(shí)驗(yàn)不成功 C.實(shí)驗(yàn)進(jìn)行一段時(shí)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(yīng)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(xì)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(xì)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(dǎo)學(xué)生觀察結(jié)構(gòu)，理解結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)。 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(guān)的酶。 2.過程 （1）讓學(xué)生閱讀課本P93-94，完成下列表格。 反應(yīng)物 生成物 釋能多少 反應(yīng)場所 第一階段 葡萄糖 丙酮酸、[H] 少 細(xì)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(gè)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(xì)胞質(zhì)基質(zhì)進(jìn)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(jìn)行。 第三階段：第一、二階段產(chǎn)生的[H]，經(jīng)過一系列化學(xué)反應(yīng)，與氧結(jié)合生成水，同時(shí)釋放大量能量。需要氧參與，在線粒體內(nèi)膜進(jìn)行。 （3）總反應(yīng)式 引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)有氧呼吸過程三個(gè)階段變化，寫出有氧呼吸的總反應(yīng)式，并標(biāo)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(xì)菌能夠進(jìn)行無氧呼吸。此外，馬鈴薯塊莖、蘋果等植物器官的細(xì)胞以及動物骨骼肌的肌細(xì)胞等，除了進(jìn)行有氧呼吸，缺氧下也進(jìn)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(xué)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(xì)胞質(zhì)基質(zhì) 第二階段 2C3H4O3＋4[H] 2C2H5OH(酒精)＋2CO2 或者2C3H4O3＋4[H] 2C3H6O3(乳酸) 無氧呼吸全過程分為兩個(gè)階段，需要不同酶催化，都在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)進(jìn)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(yīng)式 讓學(xué)生根據(jù)無氧呼吸過程寫出反應(yīng)式。 ①分解成酒精的反應(yīng)式：C6H12O62C2H5OH(酒精)＋2CO2＋少量能量。 ②轉(zhuǎn)化成乳酸的反應(yīng)式：C6H12O62C3H6O3(乳酸)＋少量能量。 講解：酵母菌、乳酸菌等微生物的無氧呼吸叫發(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(guān)于“葡萄糖丙酮酸CO2”的過程的敘述，錯(cuò)誤的是(　　) A.①過程可在植物細(xì)胞中進(jìn)行，也可在動物細(xì)胞中進(jìn)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(jìn)行，也可在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中進(jìn)行 【答案】D 呼應(yīng)。 傾聽、呼應(yīng)。 討論、回答、設(shè)計(jì)并寫出實(shí)驗(yàn)方案。 討論、回答。 演練、作答。 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(xì)胞呼吸概念。 回顧探究環(huán)節(jié)，進(jìn)行酵母菌細(xì)胞呼吸方式的探究。 進(jìn)行自變量控制和因變量檢測。 說出線粒體的結(jié)構(gòu)和功能。 說出有氧呼吸過程相關(guān)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(diǎn)。 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(xiàng)目 有氧呼吸 無氧呼吸 不同點(diǎn) 場所 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體[ 細(xì)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(diǎn) 有機(jī)物徹底分解，能量完全釋放 有機(jī)物沒有徹底分解，能量沒有完全釋放 相同點(diǎn) 聯(lián)系 葡萄糖分解為丙酮酸階段完全相同 實(shí)質(zhì) 分解有機(jī)物，釋放能量，合成ATP 意義 為生物體的各項(xiàng)生命活動提供能量 呼應(yīng)。 回顧歸納本節(jié)主干知識。