2022年高中生物ATP的主要來(lái)源 細(xì)胞呼吸教案 新課標(biāo) 人教版 必修1

2022年高中生物ATP的主要來(lái)源 細(xì)胞呼吸教案 新課標(biāo) 人教版 必修1一、 教學(xué)目標(biāo) 1.說(shuō)出線粒體的結(jié)構(gòu)和功能。2.說(shuō)明有氧呼吸和無(wú)氧呼吸的異同。3.說(shuō)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。二、 教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)有氧呼吸的過(guò)程及原理。2.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。三、教學(xué)方法探究法、講述法、實(shí)驗(yàn)法四、課時(shí)安排2五、教學(xué)過(guò)程引入以“問(wèn)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(diǎn)是：都是物質(zhì)的氧化分解過(guò)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(huì)迅速而徹底地氧化分解，能量會(huì)迅速地全部釋放出來(lái)，細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)也就會(huì)遭到徹底的破壞。3.在無(wú)氧條件下，細(xì)胞能夠通過(guò)無(wú)氧呼吸來(lái)釋放能量。但是，無(wú)氧呼吸比有氧呼吸釋放的能量要少許多。問(wèn)題以“本節(jié)聚焦”發(fā)問(wèn)，引起學(xué)生的思考注意。板書(shū)細(xì)胞呼吸：是指有機(jī)物在細(xì)胞內(nèi)經(jīng)過(guò)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(guò)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(cè)有無(wú)酒精存在。這一原理可以用來(lái)檢測(cè)汽車(chē)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(guò)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(huì)變成灰綠色的硫酸鉻。板書(shū)（通過(guò)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：）有氧呼吸無(wú)氧呼吸板書(shū)有氧呼吸講述結(jié)合課本圖59來(lái)講述有氧呼吸的全過(guò)程。（適當(dāng)可補(bǔ)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(guò)程。其反應(yīng)過(guò)程包含許多反應(yīng)步驟，基本可分為三個(gè)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(gè)階段有不同的酶參與催化。細(xì)胞通過(guò)呼吸把光合作用貯藏在有機(jī)物中的能量釋放出來(lái)，除小部分以熱能的形式散失，大部分轉(zhuǎn)移到ATP中，隨時(shí)提供生命活動(dòng)的需要。酶板書(shū)酶小字部分的問(wèn)題學(xué)生思考計(jì)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2.3×1025個(gè)ATP轉(zhuǎn)化為ADP。解釋因?yàn)? mol的物質(zhì)含有6.02×1023個(gè)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(gè)ATP就需要1 161 kJ的能量。每氧化1 mol葡萄糖釋放出來(lái)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(dòng)利用。這就是說(shuō)，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(shū)無(wú)氧呼吸無(wú)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(wú)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+2Pi2C2H5OH + 2CO2+2ATP酶C6H12O6 + 2ADP+2Pi2C3H6O3 + 2ATP從上述反應(yīng)式可以看出，細(xì)胞在有氧呼吸時(shí)，吸收O2的量與放出的CO2量相同，而無(wú)氧呼吸時(shí)不需要O2，但產(chǎn)生CO2。這樣，如果某種生物呼吸時(shí)，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(shuō)明該生物只進(jìn)行無(wú)氧呼吸；如果某種生物釋放的CO2量比吸收的O2的量多，則說(shuō)明該生物既進(jìn)行有氧呼吸，又進(jìn)行無(wú)氧呼吸。在有氧呼吸與無(wú)氧呼吸同時(shí)存在時(shí)，哪種細(xì)胞呼吸占優(yōu)勢(shì)，則要從CO2的釋放量與O2吸收量的差值來(lái)計(jì)算。 有氧呼吸與無(wú)氧呼吸的關(guān)系如下表。（操而記之）有氧呼吸無(wú)氧呼吸不同點(diǎn)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(chǎng)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(guò)程都在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)內(nèi)分解產(chǎn)物CO2和H2OCO2、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19665 kJ(生成乳酸)或222 kJ(生成酒精)，其中均有6108 kJ轉(zhuǎn)移至ATP中相同點(diǎn)其實(shí)質(zhì)都是：分解有機(jī)物，釋放能量，生成ATP供生命活動(dòng)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(chǎng)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(lái)說(shuō)，如果無(wú)氧呼吸產(chǎn)生的乳酸或酒精過(guò)多，會(huì)對(duì)細(xì)胞產(chǎn)生毒害。酵母菌在無(wú)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(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。板書(shū)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. 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。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(wú)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(wú)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(guò)人們的進(jìn)一步加工，就成為谷氨酸鈉味精。對(duì)于板結(jié)的土壤及時(shí)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(zhǎng)和對(duì)無(wú)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(zhǎng)繁殖，這能夠促使這些微生物對(duì)土壤中有機(jī)物的分解，從而有利于植物對(duì)無(wú)機(jī)鹽的吸收。水稻的根系適于在水中生長(zhǎng)，這是因?yàn)樗镜那o和根能夠把從外界吸收來(lái)的氧氣通過(guò)氣腔運(yùn)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(wú)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(huì)進(jìn)行酒精發(fā)酵，時(shí)間長(zhǎng)了，酒精就會(huì)對(duì)根細(xì)胞產(chǎn)生毒害作用，使根系變黑、腐爛。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(shí)請(qǐng)醫(yī)生處理。有氧運(yùn)動(dòng)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(guò)有氧呼吸可以獲得較多的能量。相反，百米沖刺和馬拉松長(zhǎng)跑等無(wú)氧運(yùn)動(dòng)，是人體細(xì)胞在缺氧條件下進(jìn)行的高速運(yùn)動(dòng)。無(wú)氧運(yùn)動(dòng)中，肌細(xì)胞因氧不足，要靠乳酸發(fā)酵來(lái)獲取能量。因?yàn)槿樗崮軌虼碳ぜ〖?xì)胞周?chē)纳窠?jīng)末梢，所以人會(huì)有肌肉酸脹乏力的感覺(jué)。2.胖人通過(guò)適量的運(yùn)動(dòng)，細(xì)胞呼吸的速率會(huì)加快，細(xì)胞內(nèi)有機(jī)物的分解會(huì)增加，體重就會(huì)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(chǔ)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。