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必修1第5章第3节ATP的主要来源—细胞呼吸第1课时

教案

一、教材分析

本节是人民教育出版社出版的高中生物必修一的内容。呼吸作用是生物界中所有生物每时每刻都在进行的生命活动。教材首先简要概括地介绍了呼吸作用的概念，然后重点讲述了有氧呼吸、无氧呼吸和呼吸作用的意义三大部分内容；它系统介绍了生物异化作用的一个重要过程，为我们了解不同生物生命活动的过程奠定了基础；它与前面所学的线粒体的结构和功能、主动运输、新陈代谢与ATP、光合作用、植物对矿质离子的吸收等内容有密切的联系，也为今后学习其他生命活动及规律奠定基础，因此是本章的重点内容。

二、教学目标

1.知识目标

a.说出线粒体的结构和功能。

b.说明有氧呼吸和无氧呼吸的异同。

2.能力目标

进行酵母菌呼吸方式的探究。

3.情感目标

a.通过学习线粒体结构，体会生物体结构与功能相统一的观点。

b.通过有氧呼吸过程学习，体会生命活动的有序性、物质性和能量性。

三、教学重点和难点

1、教学重点

有氧呼吸过程和原理。

2、教学难点

a.细胞呼吸的原理和本质。

b.探究酵母菌的细胞呼吸方式。

四、教具准备

电子白板、线粒体的物理模型等

五、教学策略

自主学习与合作探究相结合

1

六、

教学流程

教学流程

环节一：课程导入

1.物质燃烧也是物质的氧化分解，燃烧和细胞呼吸有何异同？

2.呼吸作用能像燃料在体外燃烧那么剧烈吗？在无氧条件下，细胞还能通过呼吸作用释放能量吗？ 导入课题和学习目标。

环节二：讲授新课

一、细胞呼吸的概念

回顾ATP合成的主要来源为呼吸作用，讲解细胞呼吸概念。

由于细胞呼吸是在细胞内进行，也叫细胞呼吸。细胞呼吸是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，说出二氧化碳或其他产物，释放出能量并生成ATP的过程。

场所：细胞。产物：二氧化碳等产物。结果：生成ATP。

二、探究酵母菌细胞呼吸的方式

（一）酵母菌简介：展示酵母菌出芽生殖图片，简介酵母菌。

倾听、呼吸概念。

呼应。

初步了

解细胞呼吸作用的实质是细胞内有机物的氧化分解，并且释放能量。

引导学生思考回答问题：

回答。

情景导入：展示拉瓦锡等在研究人的呼吸作用图片和材料。

18世纪，法国化学家拉瓦锡把呼吸作用比作碳和氢的“缓慢燃烧过程”。后来人们发现，教师活动

学生活动

思考、讨论、设计意图

导入课题和学习目标。

呼应。

属于兼性厌氧菌。

（二）探究过程

就教材提供的探究方案，引导学生完成探究各个环节，重点完成实验设计。

1.提出问题：让学生联系实际，提出相关问题。

2.作出假设：让学生根据已有的知识和生活经验，针对提出问题作出假设。

3.设计实验：（对比试验）

（1）实验思路：通过小组讨论，确定实验总体思路。

2

回顾探究环节，进行酵母菌细胞

讨论、回答、设计并写出实验方酵母菌是一种单细胞真菌，依赖外来的有机物进行异养生活，以出芽生殖的方式产生后代，

【方法点拨】对比实验 指设置两个或两个以上的实验组，通过对比结果的比较分析，来探究各种因素与实验对象的关系，这样的实验称为对比实验。 对比实验不设对照组，均为实验组（或互为实验组和对照组），是对照实验的一种特殊形式，即相当于“相互对照实验”。 （2）实验原理：让学生根据总体思路，讨论以下问题，逐步细化写出实验方案。

①怎样控制有氧和无氧条件？

②怎样鉴定有无酒精产生？怎样鉴定有无二氧化碳产生？如何比较二氧化碳产生的多少？

③怎样保证酵母菌在整个过程中能正常生活？

（3）实验步骤：引导学生根据讨论结果逐步写出实验步骤。

①配制酵母菌培养液(酵母菌＋葡萄糖溶液)。

②检测CO2的产生，装置如图所示。

讨论、

回答。

进行自

说明：甲为有氧装置，橡皮球通入外界氧气， 10%的NaOH溶液用于吸收空气中的CO2，以保证用于检测产物的锥形瓶中澄清石灰水变混浊是由酵母菌有氧呼吸产生的CO2导致的。

乙为无氧装置，必须将酵母菌培养液封口放置一段时间后，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶，目的是将锥形瓶中的氧气消耗完毕后再进行检测，以确保通入澄清石灰水中的CO2是由无氧呼吸产生的。

③检测酒精的产生：自B、D中各取2 mL酵母菌培养液的滤液分别注入编号为1、2的两支试管中→分别滴加0.5 mL溶有0.1 g重铬酸钾的浓硫酸溶液→振荡并观察溶液的颜色变化。

（4）实验现象：让学生根据实验结果填好实验结果表格。

条件

甲组

乙组

澄清石灰水的变化

变混浊快

变混浊慢

1、2两试管的变化

无变化

出现灰绿色

变量控制和因变量检测。

究。

案。

呼吸方式的探（5）实验结论：根据实验结果写出实验结论。 ①酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸。

②在有氧条件下产生CO2多而快，在无氧条件下产生酒精，还产生少量CO2。

（6）表达和交流，进一步探究

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【典型例题】

下图是某研究小组在探究酵母菌的细胞呼吸方式时的两套实验装置图，下列分析合理的是(

)

演练、

作答。

A.为检验空气中的二氧化碳是否被A瓶完全吸收，可在B瓶前加一个盛有澄清石灰水的锥形瓶

B.实验中发现C瓶先变混浊后又澄清了，说明实验不成功

C.实验进行一段时间后用酸性的重铬酸钾检测E瓶中物质会出现灰绿色

D.D瓶封口后应立即接通E瓶，防止D瓶中的培养液被分解完

【答案】A 三、细胞呼吸的方式

(一）有氧呼吸

讲述：有氧呼吸是绝大多数生物细胞呼吸的主要方式，必须有氧参与。

1.主要场所：线粒体

展示线粒体结构示意图，引导学生观察结构，理解结构与功能相适应。

线粒体具有内外两层膜，内膜的某些部位向线粒体的内腔折叠形成嵴。嵴的周围充满液态基质。内膜和基质含有许多种与有氧呼吸有关的酶。

2.过程

（1）让学生阅读课本P93-94，完成下列表格。

第一阶段 第二阶段 第三阶段 反应物 葡萄糖

丙酮酸

生成物 丙酮酸、[H] CO2、[H] 释能多少 反应场所 少

少

多

细胞质基质

线粒体基质

线粒体内膜

分析。

说出线粒体的

观察、

[H]、O2、

H2O

4

（2）过程和场所

展示有氧呼吸过程图解，讲解有氧呼吸过程三个阶段变化和场所。

阅读、结构和回答。

功能。

观察、

说出有倾听。

氧呼吸

第一阶段：1分子葡萄糖分解成2分子丙酮酸，产生少量[H]，释放少量能量，不需要氧参与，在细胞质基质进行。

第二阶段：丙酮酸和水彻底分解成二氧化碳和[H]，释放少量能量，不需要氧参与，在线粒体基进行。

第三阶段：第一、二阶段产生的[H]，经过一系列化学反应，与氧结合生成水，同时释放大量能量。需要氧参与，在线粒体内膜进行。

（3）总反应式

引导学生根据有氧呼吸过程三个阶段变化，写出有氧呼吸的总反应式，并标出各种元素的来源和去路。

（二）无氧呼吸

讲述：除酵母菌外，许多种真菌和细菌能够进行无氧呼吸。此外，马铃薯块茎、苹果等植物器官的细胞以及动物骨骼肌的肌细胞等，除了进行有氧呼吸，缺氧下也进行无氧呼吸。无氧呼吸最常利用的物质也是葡萄糖。

（1）过程

让学生阅读教材无氧呼吸部分，完成下列表格，加以讲解。

阶段

第一阶段

具体过程

酶C6H12O6―→2C3H4O3(丙酮酸)＋4[H]＋少量能量(少量ATP) 酶2C3H4O3＋4[H] ―→2C2H5OH(酒精)＋2CO2

酶或者2C3H4O3＋4[H] ―→2C3H6O3(乳酸) 细胞质基质

发生场所

阅读、

书写、

过程相关物质、能量变化。

作答。

第二阶段

作答。

无氧呼吸全过程分为两个阶段，需要不同酶催化，都在细胞质基质进行。

5

第一阶段：与有氧呼吸第一阶段完全相同。

第二阶段：丙酮酸在不同酶催化下，分解成酒精和二氧化碳，或者转化为乳酸。

无氧呼吸只在第一阶段释放少量能量，生成少量ATP。葡萄糖中大部分能量存留在酒精或乳酸中。

(2)反应式

让学生根据无氧呼吸过程写出反应式。

酶①分解成酒精的反应式：C6H12O6―→2C2H5OH(酒精)＋2CO2＋少量能量。

酶②转化成乳酸的反应式：C6H12O6―→2C3H6O3(乳酸)＋少量能量。

讲解：酵母菌、乳酸菌等微生物的无氧呼吸叫发酵。产生酒精的叫酒精发酵，产生乳酸的叫乳酸发酵。

【典型例题】 下列关于“葡萄糖―→丙酮酸―→CO2”的过程的叙述，错误的是(

) A.①过程可在植物细胞中进行，也可在动物细胞中进行

B.②过程可产生ATP，也可不产生ATP C.②过程可产生[H]，也可消耗[H] D.①过程可在线粒体中进行，也可在细胞质基质中进行

【答案】D

演练、作答。

环节三：课堂小结

不同点

共同回顾归纳本节主干知识：有氧呼吸和无氧呼吸的比较

项目

场所

条件

产物

能量

特点

相同联系

实质

有氧呼吸

细胞质基质和线粒体

[

分析、

说出无氧呼吸过程以及与有氧呼吸的异同书写。

点。

①②

呼应。

回顾归纳本节[无氧呼吸

细胞质基质

不需O2、需酶

酒精和CO2或乳酸

少量

有机物没有彻底分解，能量没有完全释放

主干知识。

需O2、酶

CO2、H2O 大量

有机物彻底分解，能量完全释放

葡萄糖分解为丙酮酸阶段完全相同

分解有机物，释放能量，合成ATP 为生物体的各项生命活动提供能量

点

意义

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七、板书设计

八、教学反思

1. 感到比较满意的地方

注重知识结构的自然生成。对于呼吸作用的反应式没有直接告诉学生，而是引导学生根据本节课的三个实验结论和光合作用的反应式，逐步推导出呼吸作用的原料和产物。每一个演示实验都做到演示——观察——分析——结论，层层递进，培养学生的观察思考能力。

注重学生的主体性。本节课在设计的时候我们就知道是很适合于学生探究的内容，在设计之初，我们想如果照搬书上的演示实验改为分组，没有探究性，意义不大；如果把改进好的装置都组装好、材料也都选好，只让学生直接操作，探究的意义也不大。所以我们刚开始给学生设置的探究环节比较开放，为学生提供了多种器材，让他们自己组装合适的装置完成“植物萌发时释放二氧化碳”的实验，可是效果却不尽人意，由于学生们对实验原理不明了，很难达到老师的预期效果。怎样才能在短短的40分钟课堂，既让学生明白实验原理，又能给他们进行探究实验呢？方案经过几次修改和试讲，我们一致觉得应该以课本的几个演示实验为依托，首先让学生来演示实验，老师在一旁协助，帮学生弄清楚实验原理后，再抛出问题，实验装置可以怎样改进？学生明白后就可以思考改进装置的办法，老师再给出几个改进方案，就可以拓宽学生的思路。其次，再在实验材料方面引导，学生最容易误认为叶片只进行光合作用，我们就引导学生用最简易的装置来探究叶片是否进行呼吸作用。叶片用的是西番莲的叶片，是学生熟悉的身边的植物，自然非常感兴趣。老师先做对照组，学生再操作实验组就相对比较容易了，效果明显好很多。

注重联系本地生物资源。

2. 需要改进的地方

本人觉得在今后的教学过程中，还可以在学生探究部分的实验装置和实验材料中继续研

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究。本次的实验材料用了萌发的种子、西番莲的叶片、西番莲的果实（课下探究），那植物的花、根、茎呢？可以在以后的教学当中继续尝试。实验装置有没有其他更好更简便的呢?也许一堂课很难做到完美，但我们可以努力做到让它适合学生的发展。

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