資源簡介

5-3 ATP的主要來源——細胞呼吸
一、教材分析及處理思路：
“細胞呼吸”是人教版高中課程標準實驗教科書《生物1·分子與細胞》第五章第三節的第二課時內容。學生學習了第一課時后對細胞呼吸的方式有了一定了解，本節介紹了生物異化作用的一個重要過程——細胞呼吸的過程，為學生了解不同生物生命活動的過程奠定了基礎。它與前面所學的線粒體的結構和功能、主動運輸、ATP、后面要學的光合作用等內容有密切的聯系，也為今后學習其他生命活動及規律奠定基礎。
細胞呼吸是一個微觀的化學反應過程，學生理解起來可能有一定的困難，需要教師借助于多媒體課件等手段把細胞呼吸的過程直觀形象地表示出來，幫助學生理解。
高中學生一個顯著的特點是求知欲旺盛，自學能力較強，因此可嘗試引導學生對細胞呼吸的知識進行歸納總結以及對兩種呼吸方式進行比較，提高學生分析總結以及表達的能力。
二、教學目標
1．知識目標
（1）說明有氧呼吸和無氧呼吸的原理和過程。
（2）說明有氧呼吸和無氧呼吸的異同。
（3）獲得細胞呼吸的概念
2．能力目標
（1）通過分析有氧呼吸的過程，學會分析問題的能力。
（2）通過與同學和老師的討論活動，學會與人交流，逐步提高自己的語言表達能力。
3．情感目標
（1）在教學中，通過分析有氧呼吸和無氧呼吸的關系，滲透生命活動不斷發展變化以及適應的特性，逐步學會自覺地用發展變化的觀點，認識生命。
（2）通過聯系生產、生活等實際，激發學習生物學的興趣，養成關心科學技術的發展，關心社會生活的意識和生命科學價值觀。
三、教學重點和難點
1．教學重點
有氧呼吸的過程
2．教學難點
細胞呼吸的原理及本質
四、教學策略
1．本節內容安排兩個課時，第一課時安排學習
“探究酵母菌細胞呼吸方式”實驗的相關內容和細胞呼吸原理的應用，第二課時安排細胞呼吸方式與過程的學習。
2．課堂上用課件介紹
“探究酵母菌細胞呼吸方式”實驗的結果，了解酵母菌作為單細胞生物采取何種方式進行細胞呼吸；酵母菌在有氧和無氧條件下細胞呼吸的產物哪些，為后面的展開設立導入點。
3．借助多媒體課件演示幫助學生理解有氧呼吸的過程。
4．引導學生以小組合作的形式嘗試自主歸納無氧呼吸的過程及特點。
5．通過比較兩種呼吸方式的異同，引導學生自主歸納出有氧呼吸與無氧呼吸的概念，進而概括細胞呼吸的概念。

五、教學過程
〖復習鞏固〗
1．細胞中的能源物質有哪些？
2．主要的能源物質是什么？
3．主要的儲能物質是什么？
4．直接提供能量的物質是什么？
5．ATP的合成需要哪些條件？
6．其中ATP的合成需要的能量來源有哪些？
問題導入：細胞呼吸的方式？在哪里發生？又是怎樣進行的？
〖引入〗以“問題探討”引入，學生思考討論回答，教師提示。
1.兩者的共同點是：都是物質的氧化分解過程；都能產生二氧化碳等產物，并且都釋放出能量。
2.不能。否則，組成細胞的化合物會迅速而徹底地氧化分解，能量會迅速地全部釋放出來，細胞的基本結構也就會遭到徹底的破壞。
3.在無氧條件下，細胞能夠通過無氧呼吸來釋放能量。但是，無氧呼吸比有氧呼吸釋放的能量要少許多。
一、細胞呼吸的方式
〖探究〗用課件介紹或演示“探究酵母菌細胞呼吸方式”實驗結果，學生思考討論，老師提示。
〖提示〗重鉻酸鉀可以檢測有無酒精存在。這一原理可以用來檢測汽車司機是否喝了酒。具體做法是：讓司機呼出的氣體直接接觸到載有用硫酸處理過的重鉻酸鉀或三氧化鉻的硅膠（兩者均為橙色），如果呼出的氣體中含有酒精，重鉻酸鉀或三氧化鉻就會變成灰綠色的硫酸鉻。
（通過探究酵母菌細胞呼吸的方式，細胞呼吸的方式有）
㈠有氧呼吸
㈡無氧呼吸
㈠有氧呼吸
學生閱讀課本P93圖5－9
思考討論下列問題：
①有氧呼吸的生成物CO2和H2O分別產生于有氧呼吸的第幾階段？
②有氧呼吸的生成物CO2中的C和O分別來自哪里？有氧呼吸的生成物H2O中的O 從何而來？
③有氧呼吸過程中哪幾個階段有[H]產生？其去向？
④有氧呼吸過程中哪幾個階段有ATP產生？最多的是哪一個階段？
⑤有氧呼吸過程中物質變化和能量變化的特點是什么？
⑥C6H12O6能否進入線粒體參與有氧呼吸？

〖講述〗結合課本P93圖5－9使用多媒體課件來講述有氧呼吸的全過程。
其反應過程包含許多反應步驟，基本可分為三個連續的階段：
酶
第一階段：C6H12O6 → 2C3H4O3+ 4[H] +少量能量
酶
第二階段：2C3H4O3 + 6H2O → 6CO2+ 20[H] +少量能量
酶
第三階段：24[H]+6O6 →12H2O+大量能量
總反應式：
酶
C6H12O6+ 6H2O+6O6→6CO2+12H2O+能量
細胞通過呼吸把光合作用貯藏在有機物中的能量釋放出來，除小部分以熱能的形式散失，大部分轉移到ATP中，隨時提供生命活動的需要。
學生活動：比較有氧呼吸的三個階段
有氧呼吸 場　所 反應物 產物 釋放能量
第一階段 細胞質的基質 葡萄糖 丙酮酸 [H] 少量
第二階段 線粒體 丙酮酸 H2O CO2 [H] 少量
第三階段 線粒體 [H]O2 H2O 大量

〖小字部分的問題〗學生思考計算回答，教師提示。
有氧呼吸的能量轉換效率大約是40%。這些能量大約可以使2.3×1025個ATP轉化為ADP。
〖解釋〗1 mol的物質含有6.02×1023個分子，所以，每氧化1 mol的葡萄糖，則生成6 mol的二氧化碳和6 mol的水，并生成38 mol的ATP。在標準狀態（是指作用物的質量濃度為1 mol/L、pH為7.0、溫度為25 ℃的狀態。）下，1 mol ADP形成1 mol ATP，需要30.54 kJ的能量，那么，38個ATP就需要1161 kJ的能量。每氧化1 mol葡萄糖釋放出來的能量是2870 kJ，其中只有1161kJ被保留在ATP中，它們可供細胞生命活動利用。這就是說，有氧呼吸的能量轉換效率約為40%左右，其余的能量則以熱的形式釋放。
㈡無氧呼吸
學生小組合作，介紹無氧呼吸的過程，仿照有氧呼吸的示意圖，嘗試自主繪制無氧呼吸的過程示意圖，將其過程直觀形象地表示出來。
評價學生的活動，并對學生所總結的內容適當進行補充。
〖板書〗
酶
C6H12O6→2C2H5OH（酒精） + 2CO2+少量能量
酶
C6H12O6→2 C3H6O3（乳酸）+ 少量能量
從上述反應式可以看出，細胞在有氧呼吸時，吸收O2的量與放出的CO2量相同，而無氧呼吸時不需要O2，但產生CO2。這樣，如果某種生物呼吸時，吸收O2的量與放出CO2的量相同，則該生物只進行有氧呼吸；如果某種生物不吸收O2，但有CO2釋放，則說明該生物只進行無氧呼吸；如果某種生物釋放的CO2量比吸收的O2的量多，則說明該生物既進行有氧呼吸，又進行無氧呼吸。在有氧呼吸與無氧呼吸同時存在時，哪種細胞呼吸占優勢，則要從CO2的釋放量與O2吸收量的差值來計算。
有氧呼吸與無氧呼吸的異同點：學生討論并完成下表
有氧呼吸 無氧呼吸
不 同 點 反應條件 需要O2、酶和適宜的溫度 不需要O2，需要酶和適宜的溫度
呼吸場所 第一階段在細胞質基質中，第二、三階段在線粒體內 全過程都在細胞質基質內
分解產物 CO2和H2O CO2、酒精或乳酸
釋放能量 釋放能量較多 釋放能量少
相同點 其實質都是：分解有機物，釋放能量，生成ATP供生命活動需要
相互聯系 第一階段(從葡萄糖到丙酮酸)完全相同，之后在不同條件下，在不同的場所沿不同的途徑，在不同的酶作用下形成不同的產物
二、細胞呼吸的概念：
根據上述列表，引導學生自主歸納出有氧呼吸與無氧呼吸、細胞呼吸的概念：
有氧呼吸：細胞在氧的參與下，通過多種酶的催化作用，把葡萄糖等有機物徹底氧化分解，產生二氧化碳和水，釋放能量，生成許多ATP的過程。
無氧呼吸：細胞在缺氧的條件下，通過多種酶的催化作用，把葡萄糖等有機物分解為不徹底氧化的產物，同時釋放出能量生成少量ATP的過程。
微生物的無氧呼吸通常稱為發酵，有兩種類型：酒精發酵和乳酸發酵。
在歸納有氧呼吸與無氧呼吸概念的基礎上，引導學生嘗試得出細胞呼吸的概念
細胞呼吸：葡萄糖等有機物在生活細胞內經過一系列的氧化分解，生成二氧化碳和水或其它不徹底的氧化產物，釋放出能量并生成ATP的過程。
〖旁欄思考題〗學生思考討論回答，教師提示。
〖提示〗一般來說，如果無氧呼吸產生的乳酸或酒精過多，會對細胞產生毒害。酵母菌在無氧以及其他條件適合的情況下，隨著發酵產物（如酒精）的增多，營養物質的減少以及pH發生變化等的影響，它的繁殖速率逐漸下降，死亡率逐漸上升，酒精發酵最終就會停止。其他的例子如用乳酸桿菌使牛奶發酵形成酸牛奶，最終情況也是這樣。
課堂鞏固：
課本P96 練習 2

作業：
1、復習今天課堂的內容
2、課本P96 練習
附：板書設計
第3節 ATP的主要來源──細胞呼吸
一、細胞呼吸的方式
㈠有氧呼吸
酶
第一階段：C6H12O6 → 2C3H4O3+ 4[H] +少量能量
酶
第二階段：2C3H4O3 + 6H2O → 6CO2+ 20[H] +少量能量
酶
第三階段：24[H]+6O6 →12H2O+大量能量
總反應式：
酶
C6H12O6+ 6H2O+6O6→6CO2+12H2O+能量
㈡無氧呼吸
酶
C6H12O6 → 2C2H5OH（酒精） + 2CO2+少量能量
酶
C6H12O6 → 2 C3H6O3（乳酸）+ 少量能量
二、細胞呼吸的概念：
1、有氧呼吸：
2、無氧呼吸：
3、細胞呼吸：
課后反思：
本節課整體把握了教材的重點，對學生難理解的難利用多媒體課件也進行了較好的解決，總體上還是相當好的一節課。特別是組織學生進行合作學習，模仿等方式培養學生的學習習慣，同時對如何進行核心概念的教學也作了很好的嘗試，為學生細胞呼吸概念圖的構建打下了扎實的基礎，效果相當不錯。
但也存在一些問題，如對有關細胞呼吸過程的分解可能過細，內容偏多偏難，課堂容量偏大，不利于學習較困難學生的掌握，同時教學時間偏緊，不利于學生對問題的深入探討。從課后學生對知識的掌握情況分析，學生對主要知識掌握較好，但有些內容偏難了點，不利于學習困難學生的學習，但有利于學習程度較高的學生的掌握與拓展，這也說明有時加深教學內容，有利于進行差異化教學，但還要在對全體學生要求的把握層面上下點功夫。

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