《细胞呼吸的原理和应用》 学历案

《细胞呼吸的原理和应用》学历案
一、学习目标
1、阐明细胞呼吸的概念，理解细胞呼吸的本质是细胞内有机物的氧化分解，并释放能量。

2、概述有氧呼吸和无氧呼吸的过程，比较两者的异同。

3、解释细胞呼吸原理在生产和生活中的应用，培养运用知识解决实际问题的能力。

二、学习重难点
1、重点
（1）有氧呼吸和无氧呼吸的过程。

（2）细胞呼吸原理在生产和生活中的应用。

2、难点
（1）有氧呼吸中物质和能量的变化。

（2）无氧呼吸的化学反应式。

三、知识链接
1、细胞中的能源物质
细胞中的糖类、脂肪和蛋白质等有机物都储存着大量的化学能，这些能源物质在细胞内被逐步分解，释放出能量，用于细胞的各项生命活动。

2、酶的作用
酶是生物体内催化化学反应的蛋白质或 RNA，能够降低化学反应的活化能，提高反应速率。

四、学习过程
（一）细胞呼吸的概念
细胞呼吸是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他产物，释放出能量并生成 ATP 的过程。

（二）有氧呼吸
1、场所
有氧呼吸主要在线粒体中进行，线粒体具有双层膜结构，内膜向内折叠形成嵴，增大了膜面积，为有氧呼吸相关酶的附着提供了更多的位点。

2、过程
（1）第一阶段：葡萄糖在细胞质基质中被分解为丙酮酸和少量的H，同时释放出少量的能量。

（2）第二阶段：丙酮酸进入线粒体基质，在水的参与下，被彻底分解为二氧化碳和H，同时释放出少量的能量。

（3）第三阶段：前两个阶段产生的H，经过一系列的反应，与氧结合形成水，同时释放出大量的能量。

3、总反应式
C₆H₁₂O₆＋ 6H₂O ＋ 6O₂ → 6CO₂＋ 12H₂O ＋能量
4、能量变化
1mol 葡萄糖彻底氧化分解，可释放出约 2870kJ 的能量，其中1161kJ 左右的能量储存在 ATP 中，其余能量以热能的形式散失。

（三）无氧呼吸
1、场所
无氧呼吸全过程都在细胞质基质中进行。

2、类型
（1）酒精发酵
例如，酵母菌在无氧条件下，将葡萄糖分解为酒精和二氧化碳。

反应式：C₆H₁₂O₆ → 2C₂H₅OH ＋ 2CO₂＋能量
（2）乳酸发酵
例如，乳酸菌在无氧条件下，将葡萄糖分解为乳酸。

反应式：C₆H₁₂O₆ → 2C₃H₆O₃＋能量
3、能量变化
1mol 葡萄糖在无氧呼吸中释放的能量较少，只有 19665kJ 左右的能量储存在 ATP 中，其余能量仍以热能的形式散失。

（四）有氧呼吸和无氧呼吸的比较
｜比较项目|有氧呼吸|无氧呼吸|
｜｜｜｜
｜反应场所|细胞质基质、线粒体|细胞质基质|
｜是否需氧|是|否|
｜分解产物|二氧化碳和水|酒精和二氧化碳或乳酸|
｜释放能量|多|少|
（五）细胞呼吸原理的应用
1、农业生产
（1）中耕松土：增加土壤中的氧气含量，促进根细胞的有氧呼吸，有利于根系的生长和对无机盐的吸收。

（2）低温储存粮食、水果和蔬菜：降低细胞呼吸速率，减少有机
物的消耗。

2、工业生产
利用微生物的无氧呼吸（发酵）生产酒精、乳酸、醋酸等产品。

3、体育锻炼
适当强度的有氧运动可以增强心肺功能，促进细胞的有氧呼吸，提高能量的供应和代谢水平。

4、医疗保健
对于一些因缺氧导致的疾病，如心肌梗死、脑中风等，及时给予氧气治疗，改善细胞的呼吸状况。

五、学习检测
1、下列关于有氧呼吸的叙述，错误的是（）
A 主要在线粒体中进行
B 产生的能量大部分储存在 ATP 中
C 葡萄糖是最常利用的能源物质
D 氧气参与了第三阶段的反应
2、人体骨骼肌细胞在无氧条件下进行细胞呼吸，最终产物是（）
A 二氧化碳和水
B 乳酸
C 酒精和二氧化碳
D 丙酮酸
3、农业生产中，中耕松土的主要目的是（）
A 促进植物对水分的吸收
B 促进植物对无机盐的吸收
C 抑制根细胞的呼吸作用
D 提高土壤的温度
4、简述有氧呼吸和无氧呼吸的异同。

六、学习反思
通过本节课的学习，你对细胞呼吸的原理和应用有了哪些新的认识和理解？在学习过程中，你遇到了哪些困难，是如何解决的？对于细胞呼吸的相关知识，你还想进一步了解哪些内容？。