高中必修一生物《细胞呼吸的原理和应用》教案

细胞呼吸的原理和应用

【教学目标】

1．说出线粒体的结构和功能。

2．说明有氧呼吸和无氧呼吸的异同。

3．说明细胞呼吸的原理，并探讨其在生产和生活中的应用。

4．进行酵母菌细胞呼吸方式的探究。

【教学重点】

有氧呼吸的过程及原理。

【教学难点】

1．细胞呼吸的原理和本质。

2．探究酵母菌细胞的呼吸方式。

【教学过程】

①首先应指出，下面以葡萄糖为例讲述呼吸作用过程。其他有机物也可以通过呼吸作用氧化分解。 （2）在整理出三个阶段后，根据学生状况，进一步分析以下几点： ①引导学生，将呼吸作用的反应式配平 即C 6H 12O 6＋6O 26CO 2＋6H 2O ＋能量 配平过程中，提问，呼吸作用产生的H 2O 中的O ，来自哪种原料?（学生回答出：来自O 2），接着提出，消耗6分子的O 2应该产生12个分子的H 2O ，可是，如果形成12分子的H 2O ，又需要24个H ，一分子的C 6H 12O 6，只有12个H ，差12个H 来自哪里?最后指出，呼吸作用还消耗水。因而呼吸作用的

反应式应改为：

C 6H 12O 6＋6O 2＋6H 2O 6CO 2＋12H 2O ＋能量

才能反映其本质。解决了这一环节，其他物质的来

龙去脉就可迅速解释清楚。

②分析呼吸作用过程中的能量问题。

学生：阅读课本P 93小字。

教师：1mol 的葡萄糖彻底氧化分解成二氧化碳

和水，释放出2870kJ 的能量，其中977.28 kJ 左右的

能量被ADP 捕获，储存在ATP 中（约32mol 的ATP ）。

阶段

物质变化 场所 第一

阶段 1分子葡萄糖分解为2分子丙酮酸，产生少量[H]，释放少量能量 细胞质基质 第二阶段 丙酮酸和水彻底分解成2CO 和[H]释放少量能量 线粒体

基质

第三阶段 [H]与2O 结合成水，释放大量能量 线粒体

内膜 有氧呼吸三个阶段。 比较两者的区别

分析有机

物产生的热能

的生理意义。

教师：接下来两者有何不同？

学生：在有氧的情况下，丙酮酸进入线粒体继续氧化分解，脱下的氢与氧气结合而消耗，即进行有氧呼吸；在无氧情况下，则在细胞质的基质中，在酶的作用下，利用第一阶段脱下的氢，把丙酮酸还原成酒精或乳酸。因此，两种呼吸作用是在丙酮酸后分道扬镳的。

教师：请学生写出有关化学方程式：

C6H12O62C3H6O3（乳酸）＋少量能量

C6H12Ｏ62C2H5OH（酒精）＋2CO2+少量能量

教师：两种呼吸作用，有何共同点？

学生：两种呼吸作用，不仅在过程上有共同点，而且都具有分解有机物，释放能量，产生ATP的本质。

教师：两种呼吸作用，放出的能量有何不同？为什么？

学生：无氧呼吸，由于没有彻底分解有机物，所以释放的能量少，合成ATP少。因此，利用有机物分解获得ATP的效率低。

教师：无氧呼吸是否有害？

学生：由于无氧呼吸产生的小分子有机物，如酒精和乳酸，在细胞中大量积累，对细胞有毒害。因此大多数生物不能长时间用无氧呼吸维持生命，涝田时应及时排水就是这个道理。

教师：无氧呼吸是否有利？

学生：生物体或部分器官组织在缺氧条件下，作为有氧呼吸的补充，是生物的适应性的表现（举例）。

教师：在远古时期，地球的大气中没有氧气，

学生思考回答

那时微生物的呼吸是无氧呼吸。随着大气中出现了氧气，细胞内出现了有氧呼吸的酶类，在无氧呼吸的基础上发展出有氧呼吸。由于有氧呼吸比无氧呼吸优越，有氧呼吸逐渐成为绝大多数生物的主要呼吸形式，但还保留无氧呼吸的能力，使生物体或部分器官组织在缺氧条件下，作为有氧呼吸的补充，是生物的适应性的表现（举例）。有些微生物，至今仍只在无氧的条件下生活。人类在生活和生产中，对其有很多利用（举例）。

播放多媒体课件观看无氧呼吸全过程。

阶段变化场所

第一阶段1分子葡萄糖分解为2分子丙酮

酸

产生少量[H]，释放少量能

量

细胞质

基质

第二阶段丙酮酸在不同酶的催化下，分

解成酒精和二氧化碳，或者转

化成乳酸

细胞质

基质

C6H12O62C3H6O3（乳酸）＋少量能量

（马铃薯块茎，肌细胞，玉米胚，甜菜块根，乳酸菌）

酶

C6H12Ｏ62C2H5OH（酒精）＋2CO2＋少量能量

（大部分高等植物，酵母菌）

能量变化：大部分以热能的形式散失；小部分转移到ATP中

注意：为什么无氧呼吸有两种方式；为什么无氧呼吸释放的能量少。

2．归纳无氧呼吸概念

有氧呼吸和无氧呼吸都属于细胞呼吸。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，释放能量并生成ATP的过程。所有生物的生存，都离不开细胞呼吸释放的能量。

意义：

细胞呼吸除了能为生物体提供能量，还是生物体代谢的枢纽。蛋白质、糖类和脂质的代谢，都可以通过细胞呼吸过程联系起来。

影响有氧呼吸的因素及其在生产实践中的应用

内因：遗传因素（决定呼吸酶的种类和数量）

(1）不同的植物呼吸速率不同；

（2）同一植物不同发育时期呼吸速率不同；

（3）同一植物不同器官呼吸速率不同。

呼吸速率的比较：阳生植物大于阴生植物，幼苗期大于成熟期，生殖器官大于营养器官。

外因：环境因素

（1）温度

在一定范围内，随温度升

高呼吸速率逐渐加强，超过最

适温度，随温度升高，呼吸酶

的活性逐渐减弱，呼吸速率逐

渐下降，甚至完全停止。

应用：生产上常利用这一原理在低温下储存蔬菜、水果，在大棚蔬菜的栽培过程中夜间适当降温，降低呼吸作用减少有机物的消耗，提高产量。

（2）氧气的浓度