2018-2019學(xué)年高中生物 第四章 光合作用和細(xì)胞呼吸 第3節(jié) 細(xì)胞呼吸 第2課時教案 蘇教版必修1.doc

第3節(jié) 細(xì)胞呼吸（2）教學(xué)目標(biāo)與知識點1、說明無氧呼吸的過程；2、說出細(xì)胞的無氧呼吸與有氧呼吸的區(qū)別；3、通過對“無氧呼吸的過程”圖群學(xué)習(xí)，提高圖表分析能力以及運用恰當(dāng)?shù)纳飳W(xué)知識有效地表述圖表、公式等提供的信息能力。4、通過親歷探究“影響酵母菌無氧呼吸的因素”的過程，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)、求實、創(chuàng)新的精神。5、通過小組學(xué)習(xí)過程中的合作與交往，培養(yǎng)學(xué)生的協(xié)作意識與交往的態(tài)度。教學(xué)重點、難點分析及教法設(shè)計【教學(xué)重點】1、無氧呼吸的過程；2、有氧呼吸與無氧呼吸的區(qū)別?！窘虒W(xué)難點】無氧呼吸的過程。【教學(xué)媒體】PPT課件【教學(xué)方法】問題導(dǎo)學(xué)、小組合作及啟發(fā)點撥相結(jié)合思考問題一般生物在什么樣的情況下進(jìn)行無氧呼吸？怎樣研究酵母菌的無氧呼吸？不同生物無氧呼吸的底物、產(chǎn)物和條件是否相同？厭氧生物如何獲得生命活動所需的能量？無氧呼吸的場所是哪里？無氧呼吸的總反應(yīng)式是怎樣的？有氧呼吸和無氧呼吸有哪些主要區(qū)別？無氧呼吸對于生物體的生命活動有什么特殊意義？人體在什么條件下進(jìn)行無氧呼吸？一次備課二次備課導(dǎo)入新課師在上一堂課，我們學(xué)習(xí)了細(xì)胞的有氧呼吸，從細(xì)胞有氧呼吸的三個階段來看，你認(rèn)為有哪些方面值得注意？生：（1）從場所角度來看：第一階段在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中進(jìn)行，第二、三階段在線粒體中進(jìn)行，線粒體是有氧呼吸的主要場所。（2）從能量角度來看：每個階段均產(chǎn)生能量，第三階段最多。（3）從物質(zhì)角度來看，H的產(chǎn)生是第一、二階段，作用是與氧結(jié)合生成水同時釋放大量的能量；CO2的形成是在第二階段，場所是線粒體；O2參與了第三階段并生成了水。師：細(xì)胞的有氧呼吸是綠色植物葉肉細(xì)胞光合作用的逆反應(yīng)過程嗎？根據(jù)已有的知識能不能間接說明呢？學(xué)生活動：學(xué)生自主思考，列出觀點。生甲：不是，原因是二者反應(yīng)場所不同，前者主要在線粒體，后者在葉綠體。生乙：不是，二者所需條件不同，前者不需光，后者需要光。生丙： 二者反應(yīng)所需的酶不同，前者為有氧呼吸相關(guān)的酶（主要在線粒體）；后者為光合作用光反應(yīng)的酶（葉綠體類囊體薄膜）與暗反應(yīng)的酶（葉綠體基質(zhì)）。生?。喝撕蛣游锞蛇M(jìn)行有氧呼吸，但不能進(jìn)行光合作用。師：你能否列表比較光合作用和細(xì)胞的有氧呼吸？課件展示：比較項目光合作用有氧呼吸發(fā)生部位含葉綠體的細(xì)胞（主要是葉肉細(xì)胞）所有活細(xì)胞反應(yīng)場所葉綠體主要在線粒體內(nèi)條件光、葉綠體色素、適宜的溫度、酶適宜的溫度、酶、pH、氧能量代謝光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能，儲存在有機物中有機物中的化學(xué)能釋放出來，部分轉(zhuǎn)移至ATP物質(zhì)代謝將無機物（二氧化碳和水）合成有機物（如葡萄糖）有機物（如葡萄糖）分解為無機物（二氧化碳和水）聯(lián)系光合作用的產(chǎn)物作為呼吸作用的物質(zhì)基礎(chǔ)（有機物和氧氣均為呼吸作用所用），呼吸作用產(chǎn)生的二氧化碳可為光合作用所利用學(xué)生活動：根據(jù)所學(xué)知識，自主完成表格。師： 你知道釀酒時用的酒藥中有何種生物嗎？生： 內(nèi)有酵母菌。師： 釀酒時為什么要密封？生： 造成缺氧環(huán)境。師： 釀酒的產(chǎn)物中有什么？生： 酒精。師： 這個生活實例可以說明什么？生： 說明酵母菌在無氧條件下可以進(jìn)行無氧呼吸產(chǎn)生酒精。師： 酵母菌在有氧條件下，可以進(jìn)行有氧呼吸嗎？酵母菌的有氧呼吸與無氧呼吸都有CO2產(chǎn)生嗎？學(xué)生活動：閱讀文本P63“影響酵母菌無氧呼吸的因素”部分的背景資料，注意對文本中“酵母菌呼吸實驗示意圖”的閱讀與理解。生： 酵母菌在有氧條件下，可以進(jìn)行有氧呼吸；在無氧條件下，可以進(jìn)行無氧呼吸。有氧呼吸、無氧呼吸都產(chǎn)生CO2。師： 有哪些因素會影響酵母菌的無氧呼吸呢？能否設(shè)計一個簡單的實驗來驗證你的假設(shè)呢？師： 酵母菌無氧呼吸的產(chǎn)物有CO2，通過CO2與澄清石灰水的反應(yīng)速度來探討O2的濃度、溫度等因素對酵母菌無氧呼吸的影響。學(xué)生活動：小組分析、討論，嘗試提出有關(guān)影響酵母菌無氧呼吸的因素的研究問題，分小組討論，提出O2的濃度、溫度可能會對酵母菌的無氧呼吸產(chǎn)生的影響，并針對問題，提出假設(shè)?；顒咏ㄗh：指導(dǎo)學(xué)生分組設(shè)計實驗，實驗設(shè)計要注意：實驗裝置要符合科學(xué)性；觀察記錄表格要合理。建議教師在整個課題研究過程中引導(dǎo)學(xué)生采用正確的科學(xué)方法，并組織好各個學(xué)習(xí)小組內(nèi)部以及小組間的交流討論活動，在實施實驗的過程中注意安全，加強實驗過程中教師的指導(dǎo)，學(xué)生間的交流與合作，注意對數(shù)據(jù)的收集與分析，學(xué)會傾聽不同的聲音，注重個人反思。案例：溫度會影響酵母菌無氧呼吸實驗假設(shè)溫度會影響酵母菌無氧呼吸。實驗原理溫度會影響酵母菌細(xì)胞內(nèi)的無氧呼吸酶的活性，從而影響無氧呼吸；我們通過測定單位時間內(nèi)酵母菌放出的CO2的量來確定酵母菌的無氧呼吸速率。實驗器材試管、燒杯、酒精燈、酵母菌、葡萄糖溶液、色拉油。實驗步驟（1）取3組相同的試管，分別標(biāo)記為1、2、3，在其中加入等量的葡萄糖與酵母菌的混合溶液8 mL，在液面上方加入一定量的色拉油以隔絕空氣。（實驗裝置參照“酵母菌呼吸實驗示意圖”）（2）將上述3組試管分別置于10 、20 、37 的環(huán)境水浴，同時觀察澄清石灰水變渾濁的時間，并記錄。實驗數(shù)據(jù)分析略。師： 我們能否在課后設(shè)計一個實驗，以探究酵母菌在釀酒與發(fā)面過程中，細(xì)胞呼吸的本質(zhì)有沒有區(qū)別，并完成它，并與伙伴們分享你的實驗？（教師可以從這兩個過程中均有能量的釋放來引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計）師： 那么，什么是細(xì)胞的無氧呼吸呢？推進(jìn)新課板書：（二）無氧呼吸學(xué)生閱讀文本后回答：無氧呼吸是指生活細(xì)胞可以在無氧或缺氧的條件下，通過酶的催化作用，將有機物不徹底地氧化分解成乙醇或乳酸等，并釋放出少量能量的過程。師： 蘋果儲存久了，會有什么氣味散發(fā)出來？生： 酒味。師： 這是什么道理呢？生： 無氧呼吸產(chǎn)生酒精。1.酒精型無氧呼吸師：可見高等植物仍保持著一定的無氧呼吸的能力。再如在水淹等情況下，高等植物可以短時間進(jìn)行無氧呼吸，將糖類分解成酒精和二氧化碳，并且釋放少量能量，以適應(yīng)缺氧的環(huán)境條件。師：假如以葡萄糖為例，它是如何轉(zhuǎn)化為酒精和二氧化碳的呢？多媒體呈示以下信息：展示細(xì)胞酒精型無氧呼吸的過程，著重分析細(xì)胞無氧呼吸與有氧呼吸的相同與區(qū)別之處，以Flash動畫形式使情景更為形象、生動。學(xué)生活動：以小組為單位，通過對于多媒體信息的觀察，能在小組學(xué)習(xí)過程中用準(zhǔn)確的生物學(xué)語言來描述細(xì)胞的無氧呼吸過程。師：（1）酒精型無氧呼吸的第一階段場所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)。反應(yīng)條件是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)的呼吸酶、ADP+Pi、適宜的溫度與pH。反應(yīng)底物是葡萄糖（呼吸底物）。反應(yīng)過程是在酶催化下葡萄糖分解為丙酮酸。即葡萄糖2丙酮酸+4H+能量（少量）（C6H12O62C3H4O3+4H+能量）。反應(yīng)產(chǎn)物是丙酮酸、少量H和少量ATP（注：第一階段釋放少量能量，其中一部分能量以熱量形式散失，另一部分能量轉(zhuǎn)移到ATP中，可形成2ATP）。產(chǎn)物中，丙酮酸、H繼續(xù)停留在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中，參與無氧呼吸的第二階段反應(yīng)；而ATP可直接用于各項生命活動。（2）酒精型無氧呼吸的第二階段場所仍舊是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)。反應(yīng)條件是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)的無氧呼吸相關(guān)的酶、ADP+Pi、適宜的溫度與pH以及無氧條件。反應(yīng)底物是丙酮酸和H。反應(yīng)過程是在酶的催化下將丙酮酸和H生成酒精與二氧化碳。即2丙酮酸+4H2酒精+2CO2（2 C3H4O3+4H2C2H5OH+2CO2）。反應(yīng)產(chǎn)物是酒精和CO2。產(chǎn)物中，酒精對植物細(xì)胞具有一定的毒害作用，因此長時間的無氧呼吸可能造成植物死亡。師：能否根據(jù)前兩個階段的反應(yīng)式推斷細(xì)胞酒精型無氧呼吸的總反應(yīng)式？生：C6H12O62C2H5OH+2CO2+能量（少量）。師：葡萄糖在細(xì)胞內(nèi)經(jīng)無氧呼吸產(chǎn)生酒精過程中，為什么釋放的能量較少？生：因產(chǎn)物（酒精）還儲存很多能量；H沒有和氧氣結(jié)合。師：如何證明產(chǎn)物（酒精）還儲存很多能量？生：酒精燃燒產(chǎn)熱。師：劇烈運動后上肢和下肢骨骼肌往往會產(chǎn)生什么感覺？生：全身酸、脹的感覺。2.乳酸型無氧呼吸師：這是因為高等動物和人體在劇烈運動時，盡管呼吸運動和血液循環(huán)都大大加強了，但是仍不能滿足骨骼肌對氧氣的需要，這時骨骼肌內(nèi)就會出現(xiàn)無氧呼吸。酸脹感覺就是其產(chǎn)物乳酸過多而刺激神經(jīng)所致。另外，人從平原進(jìn)入高原時，有些高等植物的某些器官（馬鈴薯塊莖、甜菜塊根與玉米的胚乳）在局部缺氧條件時進(jìn)行無氧呼吸時也產(chǎn)生乳酸。師：乳酸型無氧呼吸第一階段反應(yīng)與酒精型無氧呼吸、有氧呼吸的第一階段完全相同；第二階段是在無氧條件下，在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中的相關(guān)酶的作用下，丙酮酸和H生成乳酸。即：2丙酮酸+4H2乳酸（2 C3H4O3+4H2C3H6O3）?？偡磻?yīng)式為什么？生: C6H12O62C3H6O3+能量（少量）比較項目有氧呼吸無氧呼吸不同點反應(yīng)條件需要分子氧、酶和適宜的溫度不需要分子氧，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)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)分解產(chǎn)物二氧化碳和水二氧化碳、酒精或乳酸產(chǎn)生ATP較多，1 mol葡萄糖釋放能量2870 kJ較少，1 mol葡萄糖釋放能量196.65 kJ相同點本質(zhì)都是：分解有機物釋放能量，為生命活動提供能量來源相互聯(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，在不同的場所沿著不同的途徑，在不同的酶作用下形成不同的產(chǎn)物師： 葡萄糖在細(xì)胞內(nèi)經(jīng)無氧呼吸產(chǎn)生乳酸的過程中，共產(chǎn)生196.65 kJ的能量，形成了2ATP，其余的能量以熱量形式散失，產(chǎn)能效率相當(dāng)于31.06%；無氧呼吸產(chǎn)生的乳酸對生物體有一定的影響，機體通過一定的途徑會在線粒體中徹底分解乳酸產(chǎn)生能量，在動物體內(nèi)，乳酸還可以在肝臟中合成糖元。師： 那么，無氧呼吸主要有哪些類型？哪些生物無氧呼吸產(chǎn)生酒精？又有哪些生物的無氧呼吸產(chǎn)生乳酸呢？為什么兩種無氧呼吸的產(chǎn)物不同？師： 按照呼吸產(chǎn)物來分，一般無氧呼吸可以分為乳酸型無氧呼吸與酒精型無氧呼吸。一般植物組織、酵母菌等無氧呼吸生成物是酒精和CO2，但馬鈴薯塊莖、甜菜塊根等無氧呼吸生成物是乳酸；動物和人體細(xì)胞以及乳酸菌等無氧呼吸生成物也是乳酸。產(chǎn)生不同產(chǎn)物的原因是不同生物的呼吸酶不同。我們通常把微生物的無氧呼吸稱為發(fā)酵，如酒精發(fā)酵和乳酸發(fā)酵。師： 那么細(xì)胞的有氧呼吸與無氧呼吸有哪些區(qū)別呢？3.有氧呼吸與無氧呼吸的區(qū)別與聯(lián)系學(xué)生活動：學(xué)生閱讀文本P64，自主思考上述問題。教師活動：教師分發(fā)課前準(zhǔn)備的表格。課件展示：學(xué)生活動：根據(jù)表格自主分析、比較。師： 依據(jù)反應(yīng)式 (根據(jù)O2、CO2的量),能否分析出呼吸類型?（以葡萄糖為例）學(xué)生討論、分析，共同總結(jié)：C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量C6H12O62C2H5OH+2CO2+能量（少量）C6H12O62C3H6O3+能量（少量）（1）若某種生物吸收氧氣量與放出二氧化碳相同，則為有氧呼吸；（2）若某種生物不吸收氧氣但放出二氧化碳，則為產(chǎn)酒精的無氧呼吸；（3）若某種生物吸收氧氣比放出的二氧化碳少，則既進(jìn)行有氧呼吸，也進(jìn)行無氧呼吸。師： 那么，從生物的進(jìn)化角度來看，生物的有氧呼吸與無氧呼吸具有怎樣的關(guān)系？哪些細(xì)胞能進(jìn)行無氧呼吸？學(xué)生活動：閱讀文本P63，并思考上述問題。課件展示：地球形成初期原始海洋中原始生物的生活景象。師：在地球形成初期，地球的大氣中沒有氧。那時的生物在無氧的條件下生活，生命活動所需能量來自無氧呼吸。有些微生物至今仍只能在無氧條件下生存（專性厭氧微生物）內(nèi)仍缺乏氧化酶類，不能有效地利用分子氧，只能在無氧條件下生活，分子氧對它們反而有害，如乳酸桿菌、大腸桿菌、蛔蟲以及產(chǎn)甲烷桿菌等。課件展示：地球形成初期地球大氣成分和綠色植物出現(xiàn)后大氣成分的變化。師：生物不斷進(jìn)化，地球上出現(xiàn)了原始的光合作用的生物，原始大氣中的氧逐漸增加，隨著綠色植物的出現(xiàn)，光合作用放出氧氣，原始大氣還原性逐漸變?yōu)檠趸?，于是出現(xiàn)好氧型生物，其體內(nèi)有完善的有氧呼吸酶系統(tǒng)，能夠利用分子氧，能量利用效率高，因而是生物代謝類型上的一個顯著進(jìn)化。隨著時間的推移，地球上有氧呼吸的生物逐漸占據(jù)了主導(dǎo)地位，高等植物和動物呼吸作用的主要方式就是有氧呼吸。師：（1）從發(fā)展的觀點來看，有氧呼吸是從無氧呼吸進(jìn)化而來的。盡管現(xiàn)今高等植物的呼吸類型主要是有氧呼吸，但仍保留有無氧呼吸的能力。例如，在缺氧的情況（如水淹）下，高等植物可進(jìn)行短時期的無氧呼吸，以適應(yīng)不利環(huán)境。在正常不缺氧的環(huán)境中，高等植物的某些部位亦進(jìn)行一些無氧呼吸，如種子萌發(fā)時，種皮未破裂之前只進(jìn)行無氧呼吸；體積大的儲藏器官（如甜菜塊根和馬鈴薯塊莖）和果實（如蘋果的果實）的內(nèi)部，也進(jìn)行無氧呼吸。（2）有些生物的細(xì)胞，同時能進(jìn)行有氧呼吸和無氧呼吸，如大多數(shù)動物、植物細(xì)胞，在短時間缺O(jiān)2情況下，能通過無氧呼吸獲得暫時的能量來源，但是這類生物細(xì)胞不能長時間生活在無O2環(huán)境中，它們在異化作用過程中，必須不斷從外界吸收O2來氧化分解有機物，我們一般稱這類生物為需氧型生物；也有部分生物細(xì)胞，只能進(jìn)行無氧呼吸，這些生物只有在無氧環(huán)境下，才能將體內(nèi)的有機物氧化，從中獲得生命活動所需的能量，如大腸桿菌、乳酸桿菌、蛔蟲與產(chǎn)甲烷桿菌等生物與人的紅細(xì)胞等，氧對其具有毒害作用，我們一般稱之為厭氧型生物；而酵母菌則比較特殊，它可以在有氧情況下進(jìn)行有氧呼吸，在無氧情況下進(jìn)行無氧呼吸，也能生活較長的時間，需要說明的是，酵母菌在有氧情況下生活得更好，我們一般把酵母菌這類生物稱為兼性厭氧型生物。師：植物被水淹后會不會馬上死亡？時間過長呢？原因是什么？板書：（三）細(xì)胞呼吸的生理意義生： 不會馬上死亡，因為無氧呼吸能產(chǎn)生少量的能量；時間過長會死亡，原因是長期無氧呼吸積累的酒精對根細(xì)胞有毒害作用，同時無氧呼吸釋放的能量少，不能滿足植物生命活動的需要。師： 無氧呼吸還有其他積極意義嗎？生：師： 由此可見，細(xì)胞的無氧呼吸也具有重要的生理意義。師： 你了解細(xì)胞呼吸的意義嗎？學(xué)生活動：思考、討論。課堂小結(jié)呼吸作用具有很重要的生理意義，主要表現(xiàn)在下列兩點：（1）呼吸作用提供植物生命活動所需要的大部分能量。呼吸作用釋放能量的速度較慢，而且是逐步釋放，適合細(xì)胞利用。釋放出來的能量，一部分轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮苌⑹У?，一部分以形式儲存著。?dāng)分解時，就把儲存的能量釋放出來，供生物體的生命活動需要。如植株對礦質(zhì)營養(yǎng)的吸收和運輸、有機物的運輸和合成、細(xì)胞的分裂和伸長、植物的生長和發(fā)育等，無一不需要能量。任何活細(xì)胞都在不停地呼吸，呼吸停止則意味著死亡。因此細(xì)胞呼吸是生命的重要特征之一。（2）呼吸過程為其他化合物合成提供原料。呼吸過程產(chǎn)生一系列中間產(chǎn)物，這些中間產(chǎn)物很不穩(wěn)定，成為進(jìn)一步合成生物體內(nèi)各種重要化合物的原料，在生物體內(nèi)有機物轉(zhuǎn)變方面起樞紐作用。由于呼吸作用提供能量以帶動各種生理過程，其中間產(chǎn)物又能轉(zhuǎn)變成其他重要的有機物，所以，呼吸作用就成為代謝的中心，呼吸速率在一般情況下，可以作為植物生理活動的指標(biāo)?？偨Y(jié)本課內(nèi)容?！静贾米鳂I(yè)】認(rèn)真復(fù)習(xí)本課所授內(nèi)容，完成學(xué)習(xí)與評價中的相應(yīng)練習(xí)?！景鍟O(shè)計】 （二）無氧呼吸1.酒精型無氧呼吸(1) 酒精型無氧呼吸的第一階段(2) 酒精型無氧呼吸的第二階段2.乳酸型無氧呼吸3.有氧呼吸與無氧呼吸的區(qū)別與聯(lián)系（三）細(xì)胞呼吸的生理意義教學(xué)反思