2022年高一生物 ATP的主要来源 细胞呼吸教案

2022年高一生物 ATP的主要来源 细胞呼吸教案一、 内容及解析通过对有氧呼吸及无氧呼吸全过程的学习，要能理解有氧呼吸与无氧呼吸的区别与联系。并能知道呼吸作用原理在实际生活当中的运用，能够列举呼吸作用原理在实际生活中应用的例子。二、 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。三、教学问题诊断1、教学重点：有氧呼吸的过程及原理。解决办法：通过课件或挂图阐明有氧呼吸的过程及原理。2、 教学难点：（1） 细胞呼吸的原理及本质。（2） 探究酵母菌细胞的呼吸方式。解决方法：精心组织相关实验，达到预期效果，实践出真知。四、 教学过程设计引入以“问题探讨”引入，学生思考讨论回答，教师提示。1.两者的共同点是：都是物质的氧化分解过程；都能产生二氧化碳等产物，并且都释放出能量。2.不能。否则，组成细胞的化合物会迅速而彻底地氧化分解，能量会迅速地全部释放出来，细胞的基本结构也就会遭到彻底的破坏。3.在无氧条件下，细胞能够通过无氧呼吸来释放能量。但是，无氧呼吸比有氧呼吸释放的能量要少许多。问题以“本节聚焦”发问，引起学生的思考注意。板书细胞呼吸：是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成二氧化碳户其他产物，释放出能量并产生ATP的过程。学习目标一：细胞呼吸的方式探究“探究酵母菌细胞呼吸的方式”，学生思考探究回答，老师提示。提示重铬酸钾可以检测有无酒精存在。这一原理可以用来检测汽车司机是否喝了酒。具体做法是：让司机呼出的气体直接接触到载有用硫酸处理过的重铬酸钾或三氧化铬的硅胶（两者均为橙色），如果呼出的气体中含有酒精，重铬酸钾或三氧化铬就会变成灰绿色的硫酸铬。板书（通过探究酵母菌细胞呼吸的方式，只做到细胞呼吸的方式有：）有氧呼吸无氧呼吸板书有氧呼吸讲述结合课本图59来讲述有氧呼吸的全过程。（适当可补充一些方程式）有氧呼吸使有机物彻底氧化分解，是生物体高效率地获取能量的反应过程。其反应过程包含许多反应步骤，基本可分为三个连续的阶段，第一阶段是在细胞质的基质中进行，产生丙酮酸和H并可释放少量能量；第二阶段在线粒体中进行，丙酮酸和H2O脱H产生CO2也可释放少量能量；第三阶段也在线粒体中进行，第一、二阶段产生的H与O2反应产生H2O并可释放大量的能量。三个阶段有不同的酶参与催化。细胞通过呼吸把光合作用贮藏在有机物中的能量释放出来，除小部分以热能的形式散失，大部分转移到ATP中，随时提供生命活动的需要。酶板书酶小字部分的问题学生思考计算回答，教师提示。有氧呼吸的能量转换效率大约是40%。这些能量大约可以使2.31025个ATP转化为ADP。解释因为1 mol的物质含有6.021023个分子，所以，每氧化1 mol的葡萄糖，则生成6 mol的二氧化碳和6 mol的水，并生成38 mol的ATP。在标准状态标准状态（是指作用物的质量浓度为1 mol/L、pH为7.0、温度为25 的状态。）下，1 mol ADP形成1 mol ATP，需要30.54 kJ的能量，那么，38个ATP就需要1 161 kJ的能量。每氧化1 mol葡萄糖释放出来的能量是2 870 kJ，其中只有1 161 kJ被保留在ATP中，它们可供细胞生命活动利用。这就是说，有氧呼吸的能量转换效率约为40%左右，其余的能量则以热能的形式散失或作他用。无氧呼吸是细胞在缺氧的条件下进行的，有机物的氧化分解不彻底，产生的能量较少。微生物的无氧呼吸通常称为发酵，有两种类型：酒精发酵和乳酸发酵。酶C6H12O6 + 2ADP+2Pi2C2H5OH + 2CO2+2ATP酶C6H12O6 + 2ADP+2Pi2C3H6O3 + 2ATP从上述反应式可以看出，细胞在有氧呼吸时，吸收O2的量与放出的CO2量相同，而无氧呼吸时不需要O2，但产生CO2。这样，如果某种生物呼吸时，吸收O2的量与放出CO2的量相同，则该生物只进行有氧呼吸；如果某种生物不吸收O2，但有CO2释放，则说明该生物只进行无氧呼吸；如果某种生物释放的CO2量比吸收的O2的量多，则说明该生物既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸。在有氧呼吸与无氧呼吸同时存在时，哪种细胞呼吸占优势，则要从CO2的释放量与O2吸收量的差值来计算。 有氧呼吸与无氧呼吸的关系如下表。（操而记之）有氧呼吸无氧呼吸不同点反应条件需要O2、酶和适宜的温度不需要O2，需要酶和适宜的温度呼吸场所第一阶段在细胞质基质中，第二、三阶段在线粒体内全过程都在细胞质基质内分解产物CO2和H2OCO2、酒精或乳酸释放能量较多，1 mol葡萄释放能量2870 kJ，其中1161 kJ转移至ATP中1 mol葡萄糖释放能量19665 kJ(生成乳酸)或222 kJ(生成酒精)，其中均有6108 kJ转移至ATP中相同点其实质都是：分解有机物，释放能量，生成ATP供生命活动需要相互联系第一阶段(从葡萄糖到丙酮酸)完全相同，之后在不同条件下，在不同的场所沿不同的途径，在不同的酶作用下形成不同的产物：旁栏思考题学生思考讨论回答，教师提示。提示一般来说，如果无氧呼吸产生的乳酸或酒精过多，会对细胞产生毒害。酵母菌在无氧以及其他条件适合的情况下，随着发酵产物（如酒精）的增多，营养物质的减少以及pH发生变化等的影响，它的繁殖速率逐渐下降，死亡率逐渐上升，酒精发酵最终就会停止。其他的例子如用乳酸杆菌使牛奶发酵形成酸牛奶，最终情况也是这样。学习目标二：细胞呼吸的应用资料分析学生思考讨论回答，教师提示。提示1. 选用“创可贴”等敷料包扎伤口，既为伤口敷上了药物，又为伤口创造了疏松透气的环境、避免厌氧病原菌的繁殖，从而有利于伤口的痊愈。酵母菌是兼性厌氧微生物。酵母菌在适宜的通气、温度和pH等条件下，进行有氧呼吸并大量繁殖；在无氧条件下则进行酒精发酵。醋酸杆菌是一种好氧细菌。在氧气充足和具有酒精底物的条件下，醋酸杆菌大量繁殖并将酒精氧化分解成醋酸。谷氨酸棒状杆菌是一种厌氧细菌。在无氧条件下，谷氨酸棒状杆菌能将葡萄糖和含氮物质（如尿素、硫酸铵、氨水）合成为谷氨酸。谷氨酸经过人们的进一步加工，就成为谷氨酸钠味精。对于板结的土壤及时进行松土透气，可以使根细胞进行充分的有氧呼吸，从而有利于根系的生长和对无机盐的吸收。此外，松土透气还有利于土壤中好氧微生物的生长繁殖，这能够促使这些微生物对土壤中有机物的分解，从而有利于植物对无机盐的吸收。水稻的根系适于在水中生长，这是因为水稻的茎和根能够把从外界吸收来的氧气通过气腔运送到根部各细胞，而且与旱生植物相比，水稻的根也比较适应无氧呼吸。但是，水稻根的细胞仍然需要进行有氧呼吸，所以稻田需要定期排水。如果稻田中的氧气不足，水稻根的细胞就会进行酒精发酵，时间长了，酒精就会对根细胞产生毒害作用，使根系变黑、腐烂。较深的伤口里缺少氧气，破伤风芽孢杆菌适合在这种环境中生存并大量繁殖。所以，伤口较深或被锈钉扎伤后，患者应及时请医生处理。有氧运动是指人体细胞充分获得氧的情况下所进行的体育锻炼。人体细胞通过有氧呼吸可以获得较多的能量。相反，百米冲刺和马拉松长跑等无氧运动，是人体细胞在缺氧条件下进行的高速运动。无氧运动中，肌细胞因氧不足，要靠乳酸发酵来获取能量。因为乳酸能够刺激肌细胞周围的神经末梢，所以人会有肌肉酸胀乏力的感觉。2.胖人通过适量的运动，细胞呼吸的速率会加快，细胞内有机物的分解会增加，体重就会下降。应当将蔬菜和瓜果放入冰箱或地窖等冷凉的地方储藏，这样能够降低细胞呼吸的速率，减少细胞内有机物的损耗。学案 5.3ATP的主要来源细胞呼吸班级 姓名 制作人：田梅 徐艳芳 黄高一、学习目标1.细胞呼吸是指有机物在细胞内经过一系列的_，生成_或其他产物，释放出_并生成ATP的过程。细胞呼吸可分为有氧呼吸和无氧呼吸两种类型。2有氧呼吸是细胞呼吸的主要形式，是指细胞在氧的参与下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物_，产生_，同时释放能量，生成ATP的过程。3反应式_4过程：(1)第一阶段：1分子的葡萄糖分解形成2分子的_，产生少量的_，并且释放出少量能量。这个阶段是在_中进行的。(2)第二阶段：丙酮酸和_彻底分解成_，并释放出少量的能量，这个阶段是在_进行的。(3)第三阶段：上述两阶段产生的_，经过一系列的反应，与_结合而生成水，同时释放出大量的能量，这个阶段是在_进行的。5能量释放：1 mol葡萄糖彻底氧化分解后，可使_kJ左右的能量储存于ATP中，其余的能量则以热能的形式散失掉了。二、问题与例题1.右图表示呼吸作用过程中葡萄糖分解的两个途径。酶1、酶2和酶3依次分别存在于()A线粒体、线粒体和细胞质基质B线粒体、细胞质基质和线粒体C细胞质基质、线粒体和细胞质基质D细胞质基质、细胞质基质和线粒体2.探究植物呼吸强度的变化规律，研究者在遮光状态下，测得了相同的新鲜菠菜叶在不同温度和O2含量条件下的CO2释放量，结果如下表(表中数据为相对值)。下列有关分析，错误的是(）A.根据变化规律，表中10 、1.0%条件下的数据很可能是错误的B温度为3 、O2含量为3.0%是贮藏菠菜叶的最佳环境条件组合CO2含量从20.0%升至40.0%时，O2含量限制了呼吸强度的继续升高D在20 条件下，O2含量从0.1%升高到3.0%的过程中，细胞无氧呼吸逐渐减弱三、 配餐作业（一） 基础题（A组题）1.比较植物的有氧呼吸与无氧呼吸，正确的是 ()A葡萄糖是有氧呼吸的主要能源物质不是无氧呼吸的主要能源物质BCO2是有氧呼吸的产物，不是无氧呼吸的产物C有氧呼吸逐步释放能量，无氧呼吸瞬间释放能量D有氧呼吸产生还原氢，无氧呼吸也能产生还原氢2.高等植物有氧呼吸和无氧呼吸都能产生CO2，它们分别形成于 ()细胞质基质叶绿体核糖体线粒体A B3.人体内的葡萄糖彻底氧化分解放出的能量中，大部分的直接去向 ()A以热能形式散失 B贮存在ATP中C贮存在线粒体中 D供各项生命活动4.农谚说：“锄土出肥”，这一俗话的道理是 ()A松土可以是根生得快，吸收更多的营养物质B松土可以改良土壤C松土可以促进根的有氧呼吸，吸收更多的矿质元素D松土可以提高土壤的含水量，有利于根的吸收作用5.葡萄糖是细胞进行有氧呼吸最常利用的物质。将一只实验小鼠放入含有放射性18O2气体的容器中，18O2进入细胞后，最先出现的放射性化合物是 ()A丙酮酸 B乳酸C二氧化碳 D水（二） 巩固题（B组题）6.以下图解表示某绿色植物细胞内部分物质的代谢过程，相关叙述正确的是 ()A图解中的、两物质依次是H2O和O2B图解中(一)、(二)两阶段产生H的场所都是线粒体C图解中(三)阶段产生的水中的氢最终都来自葡萄糖D1分子丙酮酸经过(二)、(三)两阶段可产生6分子水7.如下图所示为某植物幼根的细胞呼吸过程中，O2的吸收量和CO2的释放量随环境中O2浓度的变化而变化的曲线，其中线段XYYZ，则在氧浓度为a时 ()A有氧呼吸比无氧呼吸消耗的有机物多B有氧呼吸与无氧呼吸释放的能量相等C有氧呼吸比无氧呼吸释放的能量多D有氧呼吸比无氧呼吸释放的二氧化碳多（三） 提高题（C组题）8.有一瓶混合酵母菌和葡萄糖的培养液，当通入不同浓度的氧气时，其产生的C2H5OH和CO2的量如下表所示。下列叙述中错误的是()氧浓度(%)abcd产生CO2的量(mol)912.51530产生酒精的量(mol)96.560A.氧浓度为b时，经有氧呼吸产生的CO2为6 molB氧浓度为d时只进行有氧呼吸C氧浓度为c时，消耗葡萄糖有50%通过酒精发酵Da值约为09.请据图回答，经数小时后，U型管A、B两处的液面会出现下列哪种情况(实验装置足以维持实验过程中小白鼠的生命活动，瓶口密封，忽略水蒸气和温度变化对实验结果的影响) ()AA处上升，B处下降 BA、B两处都下降CA处下降，B处上升 DA、B两处都不变10.细胞呼吸原理在生活和生产中有广泛的应用，为了探究植物体的呼吸作用强度，研究人员进行了如下实验：(1)如右图是一种测定发芽玉米种子呼吸作用强度的密封装置(U形刻度管内装有有色液体，用作检压计)。向广口瓶中一侧放入盛有高浓度NaOH溶液的小烧杯，另一侧放入发芽玉米种子。将整个装置置于25 恒温环境中，打开A、B开关，通入O2，待U形管两侧液柱平衡后，关闭A、B。一段时间后，U形管两侧液柱出现高度差。U形管两侧液柱高度的变化量表示_。为了保证实验结果准确严密，还需要设计对照实验，对照组如何设计？_。(2)下表是在不同的温度和不同氧含量的条件下，测定的一定大小的新鲜菠菜叶二氧化碳释放量(表中为相对值)，请分析回答下列问题： O2CO2温度0.1%1.0%3.0%10.0%20.0%40.0%36.23.61.24.45.45.41031.253.75.921.533.632.62046.435.26.438.965.667.23059.821.48.856.61001004048.217.37.142.474.273.6 为了能使实验数据真实地反映出呼吸强度的变化规律，在实验时，应特别注意的是什么？_。研究人员在对数据分析时，发现在温度、氧含量分别为的条件下所测数据最可能是错误的。图中数据反映出当氧含量从20.0%上升到40.0%时，植物的呼吸强度一般，其原因是_。由表中数据分析，蔬菜长期贮藏的最佳环境条件是，此条件下植物细胞内二氧化碳的产生场所是_。分析表中数据，我们可以发现植物呼吸作用强度的变化规律是_。