糖的有氧分解和无氧分解教学设计(教案)

第3节 ATP的主要来源——细胞呼吸 第 课时

一、教学目标：

知识目标

1.进行酵母细胞呼吸方式的探究 2.说出线粒体的结构和功能

3.说明有氧呼吸和无氧呼吸的异同 4.说出细胞呼吸的原理，并探讨其在生产和生活中的应用

能力目标

1.学会科学探究实验的一般步骤

2.通过引导学生分析有氧呼吸的过程，培养学生概括知识，分析问题的能力

情感态度与价值观目标

在探究实验中学习科学方法，尊重实验事实，养成科学严谨的态度，建立科学的价值观

二、教学重点

1.掌握探究实验的基本过程 2.有氧呼吸的过程和原理

三、教学难点

1.细胞呼吸的原理和本质 2.探究酵母细胞的呼吸方式

四、课时安排：2课时

五、教学过程 第一课时

探究1.“问题探讨”：法国化学家拉瓦锡关于细胞呼吸的叙述，引导学生阅读材料并讨论（1）呼吸作用与物质燃烧有什么共同点？ （二者都是能量的释放过程）

（2）呼吸作用能够像燃料在体外燃烧那么剧烈吗？

（不会，呼吸作用是细胞内有机物的氧化分解，是在常温常压下由酶催化的温和的生化反应）

（3）在无氧条件下，细胞还能够通过呼吸作用释放能量吗？

（无氧条件下，细胞可以通过呼吸作用释放能量）

小结：

一、细胞呼吸的概念

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、实验：探究酵母菌细胞呼吸的方式

1.材料：酵母菌细胞

原因：①单细胞真菌 ②它在有氧、无氧的条件下都能生存，属于兼性厌氧菌

2.探究的基本步骤一般包括：

提出问题—作出假设—设计实验—进行实验—得出结果—推知结论

（1）提出问题：酵母菌在不同条件下呼吸的产物是什么？释放的二氧化碳一样多吗？

（2）作出假设：

酵母菌在有氧和无氧条件下都进行细胞呼吸，在有氧条件下产生较多的CO2，在无氧条件下产生酒精和较少CO2。

- 1 -

（3）设计实验：

①实验原理：

有氧条件的控制：向盛有酵母细胞和葡萄糖溶液的锥形瓶不断通入空气

无氧条件的控制：密封盛有酵母菌和葡萄糖的锥形瓶

酒精的检测： 重铬酸钾（橙色）+ 酒精 → 灰绿色（酸性条件）

CO2的检测：CO2能使澄清的石灰水变浑浊、CO2能使溴麝香草酚蓝溶液由蓝→绿→黄；CO2产生量的多少可根据石灰水的混浊程度或溴麝香草酚蓝水溶液变成黄色的时间长短来确定。

②实验过程：

第一步：配制酵母菌培养液

第二步：组装如图实验装置，放置在25℃-35℃环境下培养8-10小时

有氧条件装置 无氧条件装置

装置1： 装置2：

探究2.在有氧条件的装置中质量分数为10%的NaOH溶液的作用是什么？在无氧条件当装置中，B瓶应封口放置一段时间后，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶，试分析其原因。

除去空气中的CO2，保证A瓶中检测到的CO2是由于酵母菌有氧呼吸产生的；

耗尽瓶内的氧气，以保证B瓶产生的CO2是无氧条件下产生的

第三步：检测CO2的生成、酒精的产生 ③实验现象及分析

澄清的石灰水

现

滴加重铬酸钾的浓象

硫酸溶液

原因分析

有氧条件下

释放的CO2多，无氧条件下

释放的CO2较少，有无酒精产生 酒精产生 甲组（有氧条件）

先变混浊且混浊度高 A号试管呈现橙色

乙组（无氧条件）

变混浊，但速度和程度都次于甲 B号试管呈现

灰绿色 （4）实验结论：①酵母菌有氧和无氧条件下都进行细胞呼吸

②有氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生大量的CO2和水

③无氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生酒精和少量CO2

探究3.结合对实验材料的处理探讨将葡萄糖溶液先煮沸再冷却后加入锥形瓶的原因。

探究4.能否以CO2的产生为指标来确定酵母菌的细胞呼吸方式？分析原因。

科学家经过大量的实验证实，细胞呼吸分为有氧呼吸和无氧呼吸两种。

- 2 -

典例：右图表示的是测定保湿桶内温度变化实验装置。某研究小组以该装置探究酵母菌在不同条件下呼吸作用的情况。

材料用具：保温桶（500mL）、温度计活性干酵母、质量浓度0.1g/mL的葡萄糖溶液、棉花、石蜡油。

实验假设：酵母菌在有氧条件下呼吸作用比无氧条件下呼吸作用放出热量更多。

（1）取A、B两装置设计实验如下，请补充下表中内容：

装置

A B 方法步骤一

糖溶液

方法步骤二

加入10g活性干酵母

方法步骤三

①

加入石蜡油，铺满液面

加入240ml的葡萄加入240ml煮沸后②

冷却的葡萄糖溶液

（2）B装置葡萄糖溶液煮沸的主要目的是

，这是控制实验的

变量。

（3）要测定B装置因呼吸作用引起的温度变化量，还需要增加一个装置C。请写出装置C的实验步骤：

装置

方法步骤一

方法步骤二

方法步骤三

加入石蜡油，铺C ③

④

满液面

（4）实验预期：在适宜条件下实验，30分钟后记录实验结果，若装置A、B、C温度大小关系是：

（用“<、=、>”表示），则假设成立。

课堂小结：第3节 ATP的主要来源——细胞呼吸

一、细胞呼吸的概念

二、实验：探究酵母菌细胞呼吸的方式

1.材料：酵母菌细胞

2.探究的基本步骤一般包括：

提出问题—作出假设—设计实验—进行实验—得出结果—推知结论

实验原理：

酒精的检测：重铬酸钾（橙色）+ 酒精 → 灰绿色（酸性条件）

CO2的检测：CO2能使澄清的石灰水变浑浊、CO2能使溴麝香草酚蓝溶液由蓝→绿→黄；CO2产生量的多少根据石灰水的混浊度或溴麝香草酚蓝水溶液变成黄色的时间长短来确定。

- 3 -

3.细胞呼吸的类型

基础训练：

1.关于有氧呼吸的特点（与无氧呼吸相比），下列表述中不正确的是

A.需要多种酶的参与 B.释放二氧化碳 C.分解有机物不彻底 D.生成大量的ATP 2.适于充当探究细胞呼吸方式实验的材料是酵母菌，原因不包括

A.一种单细胞真菌 B.属于兼性厌氧菌

C.有氧、无氧条件下，都能产生CO2，便于检测

D.在有氧条件下，进行有氧呼吸；在无氧条件下，进行无氧呼吸

3.为了探究酵母菌的呼吸作用类型，某同学将实验材料和用具按下图安装好。以下关于该实验的说法，错误的是

A.甲组探究酵母菌的有氧呼吸，乙组探究酵母菌的无氧呼吸

B.甲、乙两组中澄清的石灰水都变浑浊，乙组浑浊程度更大

C.加人质量分数为10%的NaOH溶液是为了吸收空气中的CO2

D.乙组B瓶应封口放置一段时间后，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶

4.下列有关试剂使用不正确的是

A.用溴麝香草酚蓝鉴定CO2

B.用班氏糖定性试剂鉴定可溶性还原糖

C.用双缩脲试剂鉴定DNA

D.用橙色的重铬酸钾鉴定酒精

拓展提升：

5.在适宜的温度条件下，在下列装置中都放人干酵母(内有酵母菌)，其中适于产生酒精的装置是

6.利用酵母菌发酵生产酒精时，投放的适宜原料和在产生酒精阶段要控制的必要条件分别

A.玉米粉和有氧 B.大豆粉和有氧 C.玉米粉和无氧 D.大豆粉和无氧

课后反思：

- 4 -

第二课时 细胞呼吸的原理及应用 第 课时

三、有氧呼吸（主要的呼吸方式）

探究1.在细胞中参与有氧呼吸的酶分布在哪些场所？并从细胞结构上分析，与有氧呼吸相适应的特点有哪些？

1.有氧呼吸的场所：细胞质基质、线粒体（主）

探究2.认真阅读P93图5-9，分析有关有氧呼吸过程中的问题

（1）有氧呼吸的必要条件是什么？分几个阶段？场所分别是什么？物质变化情况？能量变化情况？

（2）[H]产生于哪些阶段？又作用于什么阶段？

（3）哪些阶段能产生ATP？产生最多的是哪个阶段？

小结：

2.有氧呼吸的过程（三个阶段的比较）

有氧呼吸

场所

反应物

第一阶段

第二阶段

第三阶段

4.能量释放：1mol葡萄糖彻底氧化分解释放2870kJ,其中 1161kJ 的能量转移至ATP中，其余的以

热能

的形式散失。

①有氧呼吸是在温和的条件下进行的

注意：有氧呼吸不同于体外燃烧 ②有机物中的能量是经过一系列化学反应逐步释放的

③释放的能量中有相当一部分储存在ATP中

探究3.在有氧呼吸过程中

（1）第一、二阶段的相同点及三个阶段的相同点各是什么？

（2）CO2

产生的阶段、水的产生阶段、水参与反应的阶段、O2 参与反应阶段、O2的作用、其中O2中氧原子的去路？

典例：现有有氧呼吸的装置，如果用放射性同位素O分别标记A组C6H12O6和B组的O2，试分析A、B两组中的放射性元素最终会出现在哪种产物中。

- 5 - 1818产物

释放能量

方程式

3.有氧呼吸的总反应式：

探究4.结合有氧呼吸过程所需的条件、原料及产物的情况，试给有氧呼吸下一定义。

5.有氧呼吸的定义：是指细胞在有氧条件下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生CO2

和 H2O，释放能量，生成较多ATP的过程。

四、无氧呼吸

探究5.无氧呼吸的条件是什么？分几个阶段？场所分别是什么？物质变化情况？能量变化情况？

小结：

1.过程：

无氧呼吸

场所

反应物

产物

释放能量

第一阶段

第二阶段

①第一阶段和有氧呼吸的第一阶段完全相同

②一般动物无氧呼吸的产物为乳酸：植物无氧呼吸的产物为酒精

③无氧呼吸只在第一阶段释放出少量能量，生成2个ATP，葡萄糖中的大部分能量则存留在酒精或者乳酸中

2.反应式：

3.有氧呼吸和无氧呼吸的比较 项目

不

场所

同

条件

点

产物

能量

相

联系

同

实质

点

意义

有氧呼吸

细胞质基质、线粒体

氧气、酶

CO2、H2O 大量（38个ATP）

无氧呼吸

细胞质基质

酶

酒精+CO2或乳酸

少量（2个ATP）

第一阶段（即从葡萄糖到丙酮酸的阶段）完全相同

分解有机物，释放能量，产生ATP 为生物体的生命活动提供能量

4.能量释放：1mol葡萄糖在分解成乳酸后，只释放出196.65kJ的能量,其中61.08kJ的能量储存在ATP中，近69%的能量以

热能

形式散失了。

注意：细胞呼吸中的能量变化：有机物中的化学能变为ATP中活跃的化学能和热能

5.无氧呼吸的定义：

是指细胞在缺氧条件下，通过酶的催化作用，把葡萄糖等有机物不彻底氧化分解，产生酒精和CO2

或乳酸，释放少量能量的过程。

酵母菌、乳酸菌等微生物的无氧呼吸也叫发酵。

探究6.酵母菌既能进行有氧呼吸，又能进行无氧呼吸，若酵母菌进行细胞呼吸时，释放的CO2比吸收的 O2多，分析出现上述现象的原因。

小结：由于酵母菌等生物在有氧呼吸时，吸收O2的量与放出CO2的量相同，而无氧呼吸时不需要O2，但产生CO2。因此可作一些判断：

- 6 -

①若某生物吸收O2的量与释放CO2的量相同，则该生物只进行有氧呼吸

②若某生物不吸收O2，但有CO2释放，则该生物只进行无氧呼吸

③若某生物释放CO2的量比吸收O2的量多，则该生物既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸；多余的CO2来自无氧呼吸

④若某生物产生的酒精的量 = CO2释放量，则该生物只进行无氧呼吸

五、细胞呼吸原理的应用

1.用透气纱布或“创口贴”包扎伤口：增加通气量，抑制破伤风杆菌的无氧呼吸

2.酿酒时 早期通气：促进酵母菌的有氧呼吸，利于菌种繁殖

后期密封：促进酵母菌的无氧呼吸，利于产生酒精

3.食醋、味精制作：向发酵罐中通入无菌空气，促进醋酸杆菌、谷氨酸棒状杆菌进行有氧呼吸

①促进作物根细胞呼吸作用，有利于主动运输，为矿质元素吸收提供能量

4.中耕松土 ②促进土壤中硝化细菌的硝化作用，有利于NH3→NO3，从而提高土壤肥力

③抑制反硝化细菌的反硝化作用，防止NO3→N2，导致土壤氮元素流失

5.稻田定期排水：促进水稻根细胞的有氧呼吸

陆生植物长期水淹会烂根的原因：根细胞在缺氧条件下无氧呼吸产生酒精有毒害作用

6.提倡慢跑：促进肌细胞有氧呼吸，防止无氧呼吸产生乳酸使肌肉酸胀

（100m跑：磷酸肌酸供能；400m跑：无氧呼吸供能；马拉松跑：有氧呼吸供能）

7.蔬菜、水果保鲜的条件：低温、低氧、高CO2浓度、适当的湿度

（抑制细胞呼吸，减少有机物消耗）

-- 粮食种子的贮藏条件： 低温、低氧、高CO2浓度、干燥

（降低呼吸作用，减少有机物消耗）

六、影响呼吸速率的外界因素：

1.温度

温度影响呼吸作用，主要是通过影响呼吸酶的活性来实现的。温度过低或过高都会影响细胞正常的呼吸作用。在一定温度范围内，温度越低，细胞呼吸越弱；温度越高，细胞呼吸越强。

2.氧气

氧气充足，则无氧呼吸将受抑制；氧气不足，则有氧呼吸将会减弱或受抑制。土壤中空气的多少影响根系的吸收，若进行无氧呼吸，产生过多酒精，还可能导致根部细胞坏死。

3.CO2：CO2是呼吸作用的产物，对细胞呼吸有抑制作用。

4.水分：在一定范围内，呼吸速率随含水量的增加而加快，随含水量的减少而减慢。

课堂小结：第3节 ATP的主要来源——细胞呼吸

三、有氧呼吸（主要的呼吸方式）

有氧呼吸

第一阶段

第二阶段

第三阶段

四、无氧呼吸

- 7 - 场所

反应物

产物

释放能量

有氧呼吸的总反应式：

1.总反应式：

2.有氧呼吸和无氧呼吸的比较

五、细胞呼吸原理的应用

六、影响呼吸速率的外界因素

1.温度 2.氧气 3.CO2 4.水分

基础训练：

1.生物体吸收的O2用于 A．在线粒体内合成CO2 B．在细胞质基质中与[H]结合成水

C．部分形成CO2，部分与[H]结合成水 D．在线粒体内与[H]结合成水

2.有氧呼吸全过程的三个阶段中，相同的产物是 A.CO2 B.H2O C.[H] D.ATP 3.在细胞呼吸过程中，若有CO2的放出，则该过程一定不是

A．有氧呼吸 B．无氧呼吸 C．酒精发酵 D．乳酸发酵

4.下列关于有氧呼吸与无氧呼吸的相同点归类正确的是

①都在线粒体中进行

②都需要酶

③都需要氧 ④都产生ATP ⑤都经过生成丙酮酸的反应

A．①②⑤ B．①④⑤ C．②③⑤ D．②④⑤

5.无氧呼吸与有氧呼吸的根本区别是

A.丙酮酸继续发生的化学反应的途径不同 B.丙酮酸继续发生的化学反应的酶不同

C.释放的能量及生成的ATP数量不同 D.全过程都没有分子氧参与

6.下列关于植物呼吸作用的叙述，正确的是 A.呼吸作用的中间产物丙酮酸可以通过线粒体双层膜

B.是否产生二氧化碳是有氧呼吸与无氧呼吸的主要区别

C.高等植物进行有氧呼吸，低等植物进行无氧呼吸

D.种子库中贮藏的风干种子不进行呼吸作用

7.下列各项，利用了呼吸作用原理的是

①真空包装水果可延长保存期 ②沼气发酵 ③利用葡萄、粮食和酵母菌制酒 ④温室大棚适当增加二氧化碳、肥料提高光合效率

A．②③④ B．①②③ C．①③ D．①③④

8.在高原地区缺氧的环境中，人获得能量的主要方式

A.无氧呼吸 B.有氧呼吸 C.无氧呼吸和有氧呼吸 D.乳酸分解

9.常用的提高土壤肥力的措施是 A.多施肥 B.及时灌溉水 C.疏松土壤 D.作物轮种

10.人在剧烈运动后，感到非常酸软疲劳。此时骨骼肌大量积累的物质是

A.水和二氧化碳 B.酒精和二氧化碳 C.乳酸 D.乳酸和CO2

拓展提升：

11.让一只小白鼠吸入有放射性的O2，该小白鼠体内最早出现含O2的化合物是

A．CO2

1818B．水 C．丙酮酸

D．乳酸

12.一运动员正在进行长跑锻炼，从他的大腿肌细胞中检测到3种化学物质，其浓度变化如下图所示，图中P、Q、R三条曲线依次代表

A．O2、CO2、乳酸 B．乳酸、CO2、O2

C．CO2、O2、乳酸 D．CO2、乳酸、O2

- 8 -

13.把青蛙和小白鼠从25℃的温室中移至5℃的环境中，这两种生物的耗氧量的变化是

A.两种动物的需氧量都减少 B.青蛙的耗氧量增加，小白鼠的耗氧量减少

C.两种动物的需氧量都增加 D.青蛙的耗氧量减少，小白鼠的耗氧量增加

14.若酵母菌在有氧、无氧条件下产生了等量的CO2，则在有氧、无氧情况下消耗的葡萄糖之比为 A.1：2 B.2：1 C.1：3 D.3：1 15.下图表示某植物的非绿色器官在氧浓度为a、b、c、d时，CO2释放量和O2吸收量的变化。叙述正确的是 A.氧浓度为a时，最适于贮藏该植物器官

B.氧浓度为b时，无氧呼吸消耗葡萄糖的量是有氧呼吸的5倍

C.氧浓度为c时，无氧呼吸最弱

D.氧浓度为d时，有氧呼吸强度与无氧呼吸强度相等

16.将酵母菌研磨，离心分离后，得到上清液(含有细胞质的基质)和沉淀物(含有细胞器)。把等量的上清液、沉淀物和末离心处理的匀浆分别装入甲、乙、丙三支试管中，分别进行以下4项独立实验(填代号)。供选答案:A.H2O + CO2 B.乙醇和CO2 C.丙酮酸 D.无反应

(1)实验一:向3个试管中分别滴加2mol的葡萄糖溶液，甲、乙、丙中的终产物分别是 。

(2)实验二:向3个试管中分别滴加2mol的丙酮酸溶液，甲、乙、丙中最终产物分别是 。

(3)实验三:在隔绝空气条件下，重复实验一，甲、乙、丙中最终产物分别是 。

(4)实验四:向3个试管分别加入等量的萤光素(萤光虫尾部提取可以发光物质)。重复实验—、实验二，从理论上讲，发萤光最强的实验是 实验中 试管。

17.生物体内葡萄糖分解代谢过程图解如下：据图回答：

（1）表示有氧呼吸过程的是 ，进行的场所是 。

（2）粮食贮藏过程中，有时会发生粮堆湿度增大、温度升高的现象，这是因为 ，发生的反应式是 。

（3）表示酵母菌发酵的过程的是 ，进行的场所是 ，反应式是 。

（4）表示乳酸菌发酵的过程的是 ，进行的场所是 ，反应式是 。

（5）反应①②③④中，可在人体细胞中进行的是 。在反应①②③④中，必须在有氧条件下进行的是 。

课后反思：

- 9 -