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2019-2020年人教版高中生物必修1 5-3ATP的主要來源-細(xì)胞呼吸 教案1 一、教學(xué)目標(biāo) （一）知識目標(biāo) 1、說出呼吸作用的概念。 2、能夠描述出有氧呼吸和無氧呼吸的過程。 3、說出有氧呼吸中物質(zhì)及能量變化的變化。 4、理解呼吸在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活實踐中的作用。 （二）能力目標(biāo) 1、通過引導(dǎo)分析有氧呼吸的過程，培養(yǎng)分析問題的能力。 2、學(xué)會用化學(xué)反應(yīng)式表達(dá)有氧呼吸和無氧呼吸的過程，領(lǐng)會細(xì)胞呼吸的實質(zhì) 3、通過討論對比有氧呼吸和無氧呼吸的區(qū)別與聯(lián)系，培養(yǎng)自我構(gòu)建知識體系能力和對相關(guān)知識進(jìn)行分析比較的思考能力 4、適當(dāng)擴(kuò)展認(rèn)知面，培養(yǎng)聯(lián)系生活與工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實踐的能力 二．重難點分析 重點： 1.有氧呼吸的過程 之所以確定為重點是因為掌握有氧呼吸的過程是獲得是細(xì)胞呼吸概念的基礎(chǔ)，是理解細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用的前提 2.生物實驗設(shè)計中變量的確定和控制，對比實驗的設(shè)置之所以確定為重點是因為它是實驗設(shè)計的核心所在。不能確定變量，不能正確設(shè)置對比實驗也就無法正確實施生物探究實驗 難點 1.細(xì)胞呼吸的原理和本質(zhì)，因為細(xì)胞呼吸是一個微觀的化學(xué)反應(yīng)過程。是從更深的理論層次來探討生命的本質(zhì)內(nèi)容，具有較大的抽象性，而且牽涉到許多化學(xué)知識。因此對學(xué)生而言，細(xì)胞呼吸原理的學(xué)習(xí)一定難度， 2.酵母菌細(xì)胞呼吸方式的探究 由于學(xué)生對其中的一些原理和產(chǎn)物的檢測方法不甚了解所以這個實驗有一定的難度。突破這一難點也就落實了本節(jié)課的重點2 三、學(xué)情分析 初步掌握探究活動的基本方法，但實驗設(shè)計能力有待提高 學(xué)習(xí)主動性不夠，多數(shù)學(xué)生仍然被動接受學(xué)習(xí) 在心理上具有獨立性，希望通過自己的努力解決問題 對于抽象的理論知識容易產(chǎn)生疲勞 四、教學(xué)策略 根據(jù)教材的特點和學(xué)生情況，我準(zhǔn)備用以下方法來達(dá)成三維目標(biāo)，突破重難點。 創(chuàng)設(shè)釀酒的真實情境，促進(jìn)學(xué)生主動學(xué)習(xí) 運用實驗探究，學(xué)習(xí)酵母菌的細(xì)胞呼吸方式 列舉細(xì)胞呼吸原理的應(yīng)用，解釋相關(guān)現(xiàn)象 借助多媒體課件幫助學(xué)生理解細(xì)胞呼吸的過程。把其抽象的難于理解的瞬時發(fā)生的微觀變化形象化、動態(tài)化，進(jìn)行模擬展示，這樣更易于學(xué)生的理解和進(jìn)一步的探索 五、教學(xué)方法 探究法、講述法、實驗法 六、課時安排 2 七、教學(xué)過程 〖引入〗以“問題探討”引入，學(xué)生思考討論回答，教師提示。 1.兩者的共同點是：都是物質(zhì)的氧化分解過程；都能產(chǎn)生二氧化碳等產(chǎn)物，并且都釋放出能量。 2.不能。否則，組成細(xì)胞的化合物會迅速而徹底地氧化分解，能量會迅速地全部釋放出來，細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)也就會遭到徹底的破壞。 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。 〖問題〗以“本節(jié)聚焦”發(fā)問，引起學(xué)生的思考注意。 〖板書〗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，生成二氧化碳戶其他產(chǎn)物，釋放出能量并產(chǎn)生ATP的過程。 一、細(xì)胞呼吸的方式 〖探究〗“探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式”，學(xué)生思考探究回答，老師提示。 〖提示〗重鉻酸鉀可以檢測有無酒精存在。這一原理可以用來檢測汽車司機(jī)是否喝了酒。具體做法是：讓司機(jī)呼出的氣體直接接觸到載有用硫酸處理過的重鉻酸鉀或三氧化鉻的硅膠（兩者均為橙色），如果呼出的氣體中含有酒精，重鉻酸鉀或三氧化鉻就會變成灰綠色的硫酸鉻。 〖板書〗（通過探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式，只做到細(xì)胞呼吸的方式有：） ㈠有氧呼吸 ㈡無氧呼吸 〖板書〗㈠有氧呼吸 〖講述〗結(jié)合課本圖5－9來講述有氧呼吸的全過程。（適當(dāng)可補充一些方程式） 有氧呼吸使有機(jī)物徹底氧化分解，是生物體高效率地獲取能量的反應(yīng)過程。其反應(yīng)過程包含許多反應(yīng)步驟，基本可分為三個連續(xù)的階段，第一階段是在細(xì)胞質(zhì)的基質(zhì)中進(jìn)行，產(chǎn)生丙酮酸和[H]并可釋放少量能量；第二階段在線粒體中進(jìn)行，丙酮酸和H2O脫[H]產(chǎn)生CO2也可釋放少量能量；第三階段也在線粒體中進(jìn)行，第一、二階段產(chǎn)生的[H]與O2反應(yīng)產(chǎn)生H2O并可釋放大量的能量。三個階段有不同的酶參與催化。 細(xì)胞通過呼吸把光合作用貯藏在有機(jī)物中的能量釋放出來，除小部分以熱能的形式散失，大部分轉(zhuǎn)移到ATP中，隨時提供生命活動的需要。 酶 〖板書〗 酶 〖小字部分的問題〗學(xué)生思考計算回答，教師提示。 有氧呼吸的能量轉(zhuǎn)換效率大約是40%。這些能量大約可以使2.31025個ATP轉(zhuǎn)化為ADP。 〖解釋〗因為1 mol的物質(zhì)含有6.021023個分子，所以，每氧化1 mol的葡萄糖，則生成6 mol的二氧化碳和6 mol的水，并生成38 mol的ATP。在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)（是指作用物的質(zhì)量濃度為1 mol/L、pH為7.0、溫度為25 ℃的狀態(tài)。）下，1 mol ADP形成1 mol ATP，需要30.54 kJ的能量，那么，38個ATP就需要1 161 kJ的能量。每氧化1 mol葡萄糖釋放出來的能量是2 870 kJ，其中只有1 161 kJ被保留在ATP中，它們可供細(xì)胞生命活動利用。這就是說，有氧呼吸的能量轉(zhuǎn)換效率約為40%左右，其余的能量則以熱能的形式散失或作他用。 〖板書〗㈡無氧呼吸 無氧呼吸是細(xì)胞在缺氧的條件下進(jìn)行的，有機(jī)物的氧化分解不徹底，產(chǎn)生的能量較少。微生物的無氧呼吸通常稱為發(fā)酵，有兩種類型：酒精發(fā)酵和乳酸發(fā)酵。 酶 C6H12O6 + 2ADP+2Pi→2C2H5OH + 2CO2+2ATP 酶 C6H12O6 + 2ADP+2Pi→2C3H6O3 + 2ATP 從上述反應(yīng)式可以看出，細(xì)胞在有氧呼吸時，吸收O2的量與放出的CO2量相同，而無氧呼吸時不需要O2，但產(chǎn)生CO2。這樣，如果某種生物呼吸時，吸收O2的量與放出CO2的量相同，則該生物只進(jìn)行有氧呼吸；如果某種生物不吸收O2，但有CO2釋放，則說明該生物只進(jìn)行無氧呼吸；如果某種生物釋放的CO2量比吸收的O2的量多，則說明該生物既進(jìn)行有氧呼吸，又進(jìn)行無氧呼吸。在有氧呼吸與無氧呼吸同時存在時，哪種細(xì)胞呼吸占優(yōu)勢，則要從CO2的釋放量與O2吸收量的差值來計算。 ①有氧呼吸與無氧呼吸的關(guān)系如下表。 有氧呼吸 無氧呼吸 不 同 點 反應(yīng)條件 需要O2、酶和適宜的溫度 不需要O2，需要酶和適宜的溫度 呼吸場所 第一階段在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中，第二、三階段在線粒體內(nèi) 全過程都在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)內(nèi) 分解產(chǎn)物 CO2和H2O CO2、酒精或乳酸 釋放能量 較多，1 mol葡萄釋放能量2870 kJ，其中1161 kJ轉(zhuǎn)移至ATP中 1 mol葡萄糖釋放能量196．65 kJ(生成乳酸)或222 kJ(生成酒精)，其中均有61．08 kJ轉(zhuǎn)移至ATP中 相同點 其實質(zhì)都是：分解有機(jī)物，釋放能量，生成ATP供生命活動需要 相互聯(lián)系 第一階段(從葡萄糖到丙酮酸)完全相同，之后在不同條件下，在不同的場所沿不同的途徑，在不同的酶作用下形成不同的產(chǎn)物： 〖旁欄思考題〗學(xué)生思考討論回答，教師提示。 〖提示〗一般來說，如果無氧呼吸產(chǎn)生的乳酸或酒精過多，會對細(xì)胞產(chǎn)生毒害。酵母菌在無氧以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。 〖板書〗二、細(xì)胞呼吸的應(yīng)用 〖資料分析〗學(xué)生思考討論回答，教師提示。 〖提示〗1. ①選用“創(chuàng)可貼”等敷料包扎傷口，既為傷口敷上了藥物，又為傷口創(chuàng)造了疏松透氣的環(huán)境、避免厭氧病原菌的繁殖，從而有利于傷口的痊愈。 ②酵母菌是兼性厭氧微生物。酵母菌在適宜的通氣、溫度和pH等條件下，進(jìn)行有氧呼吸并大量繁殖；在無氧條件下則進(jìn)行酒精發(fā)酵。醋酸桿菌是一種好氧細(xì)菌。在氧氣充足和具有酒精底物的條件下，醋酸桿菌大量繁殖并將酒精氧化分解成醋酸。 谷氨酸棒狀桿菌是一種厭氧細(xì)菌。在無氧條件下，谷氨酸棒狀桿菌能將葡萄糖和含氮物質(zhì)（如尿素、硫酸銨、氨水）合成為谷氨酸。谷氨酸經(jīng)過人們的進(jìn)一步加工，就成為谷氨酸鈉──味精。 ③對于板結(jié)的土壤及時進(jìn)行松土透氣，可以使根細(xì)胞進(jìn)行充分的有氧呼吸，從而有利于根系的生長和對無機(jī)鹽的吸收。此外，松土透氣還有利于土壤中好氧微生物的生長繁殖，這能夠促使這些微生物對土壤中有機(jī)物的分解，從而有利于植物對無機(jī)鹽的吸收。 ④水稻的根系適于在水中生長，這是因為水稻的莖和根能夠把從外界吸收來的氧氣通過氣腔運送到根部各細(xì)胞，而且與旱生植物相比，水稻的根也比較適應(yīng)無氧呼吸。但是，水稻根的細(xì)胞仍然需要進(jìn)行有氧呼吸，所以稻田需要定期排水。如果稻田中的氧氣不足，水稻根的細(xì)胞就會進(jìn)行酒精發(fā)酵，時間長了，酒精就會對根細(xì)胞產(chǎn)生毒害作用，使根系變黑、腐爛。 ⑤較深的傷口里缺少氧氣，破傷風(fēng)芽孢桿菌適合在這種環(huán)境中生存并大量繁殖。所以，傷口較深或被銹釘扎傷后，患者應(yīng)及時請醫(yī)生處理。 ⑥有氧運動是指人體細(xì)胞充分獲得氧的情況下所進(jìn)行的體育鍛煉。人體細(xì)胞通過有氧呼吸可以獲得較多的能量。相反，百米沖刺和馬拉松長跑等無氧運動，是人體細(xì)胞在缺氧條件下進(jìn)行的高速運動。無氧運動中，肌細(xì)胞因氧不足，要靠乳酸發(fā)酵來獲取能量。因為乳酸能夠刺激肌細(xì)胞周圍的神經(jīng)末梢，所以人會有肌肉酸脹乏力的感覺。 2.胖人通過適量的運動，細(xì)胞呼吸的速率會加快，細(xì)胞內(nèi)有機(jī)物的分解會增加，體重就會下降。應(yīng)當(dāng)將蔬菜和瓜果放入冰箱或地窖等冷涼的地方儲藏，這樣能夠降低細(xì)胞呼吸的速率，減少細(xì)胞內(nèi)有機(jī)物的損耗。 八、板書設(shè)計 （一）、細(xì)胞呼吸的方式 1．有氧呼吸 2．無氧呼吸 （二）、有氧呼吸 1、反應(yīng)式 2、過程 3、概念 九、教學(xué)反思 本節(jié)課整體把握了教材的重點，對學(xué)生難理解的利用多媒體課件進(jìn)行了較好的解決，總體上還是相當(dāng)好的一節(jié)課。特別是組織學(xué)生進(jìn)行合作學(xué)習(xí)，模仿等方式培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)習(xí)慣，同時對如何進(jìn)行核心概念的教學(xué)也作了很好的嘗試，為學(xué)生細(xì)胞呼吸概念圖的構(gòu)建打下了扎實的基礎(chǔ)，效果相當(dāng)不錯。 但也存在一些問題，如對有關(guān)細(xì)胞呼吸過程的分解可能過細(xì)，內(nèi)容偏多偏難，課堂容量偏大，不利于學(xué)習(xí)較困難學(xué)生的掌握，同時教學(xué)時間偏緊，不利于學(xué)生對問題的深入探討。從課后學(xué)生對知識的掌握情況分析，學(xué)生對主要知識掌握較好，但有些內(nèi)容偏難了點，不利于學(xué)習(xí)困難學(xué)生的學(xué)習(xí)，但有利于學(xué)習(xí)程度較高的學(xué)生的掌握與拓展，這也說明有時加深教學(xué)內(nèi)容，有利于進(jìn)行差異化教學(xué)，但還要在對全體學(xué)生要求的把握層面上下點功夫。