高中必修一生物《细胞呼吸的原理和应用》教案docWord文档下载推荐.docx
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引导其他学生对参加实验的学生进行提问,并
进行归纳。
(问题如:
为什么选用酵母菌作为实验材
料,而不选用小白鼠等;
NaOH溶液的作用是什么)
对实验的
探究酵母
菌细胞呼
总结出结论:
细胞呼吸分为有氧呼吸和无氧呼
吸。
引导学生说出酵母菌的有氧呼吸产生CO2;
无
氧呼吸产生酒精和CO2。
设计、结果进
行交流和表
达,并回答老
吸的方式酵母菌是一种单细胞真菌,在有氧无氧条件下
师和其他学生
都能生存,属于兼性厌氧菌,因此便于用来研究细
提出的问题
胞的不同呼吸方式。
比如平时我们吃的馒头、面包
之所以松软多孔,就是因为在和面时加入了酵母菌,
经发酵产生的气体遇热膨胀所致。
对于绝大多数生物来说,有氧呼吸是细胞呼吸
回答问题
的主要形式,这一过程必须有氧的参与。
有氧呼吸
(线粒体)
的主要场所是线粒体。
1.复习线粒体的结构
观察线粒
师:
线粒体有哪些结构与呼吸作用相适应?
体的结构,并
生:
线粒体具有内、外两层膜,内膜的某些部
回答相关问
位向线粒体的内腔折叠形成嵴,嵴使内膜的表面积
题,并把多个
大大增加。
嵴的周围充满了液态的基质。
线粒体的
问题的答案进
内膜和基质中含有许多种与有氧呼吸有关的酶。
行整合,得出
2.有氧呼吸的过程
线粒体适应有有氧呼吸
(1)教师:
引导学生,回顾初中学过的有关呼
氧呼吸功能的
吸的知识,在讨论中板书有氧呼吸的反应式。
即
结构。
酶能量
CHODCOHO
6126222
教师:
呼吸作用是怎样进行的呢?
学生:
阅读课本P93~P94相关内容。
学生阅读
有氧呼吸的全过程十分复杂,可以概括
相关内容,填
地分为三个阶段,每个阶段的反应都有相应的酶催
写表格,并进
化。
行分组讨论
关于呼吸作用过程的教学,可对照图(图5-9)
后,分别讲述
讲解,在讲解中讲清以下几点:
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①首先应指出,下面以葡萄糖为例讲述呼吸作有氧呼吸三个
用过程。
其他有机物也可以通过呼吸作用氧化分解。
阶段。
阶段物质变化场所
比较两者第一1分子葡萄糖分解为2分子丙酮
细胞质
的区别
阶段基质
酸,产生少量[H],释放少量能
量
第二
丙酮酸和水彻底分解成
CO和
2
线粒体
[H]释放少量能量
第三
[H]与
O结合成水,释放大量能
阶段内膜
量
(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C6H12O6+6O26CO2+6H2O+能量
配平过程中,提问,呼吸作用产生的H2O中的
O,来自哪种原料?
(学生回答出:
来自O2),接着
提出,消耗6分子的O2应该产生12个分子的H2O,
可是,如果形成12分子的H2O,又需要24个H,
分析有机
一分子的C6H12O6,只有12个H,差12个H来自哪
物产生的热能
里?
最后指出,呼吸作用还消耗水。
因而呼吸作用的
的生理意义。
反应式应改为:
C6H12O6+6O2+6H2O6CO2+12H2O+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。
阅读课本P93小字。
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977.28kJ左右的
能量被ADP捕获,储存在ATP中(约32mol的ATP)。
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可见,呼吸过程中释放的能量,只有34%储存在ATP
中,用于推动其他生命活动。
其余以热的形式散失
了。
因此,在有些情况下,如新鲜蔬菜、粮食等保
存,通过控制呼吸速率,可减少有机物的消耗。
(3)线粒体是呼吸作用的主要场所。
为什么说线粒体是呼吸作用的主要场
所?
呼吸作用的三个阶段,后两个阶段都是
在线粒体中进行的。
另外,从能量角度看,在细胞
质的基质中进行的第一步产生4mol的ATP,其余
28mol的ATP是在线粒体中产生的。
因此,线粒体
是呼吸作用的主要场所。
大部分以热能的形式散失(恒温动物,用来维持体
温)
能量变化:
(2870kJ/mo)l小部分转移到ATP中(稳
定的化学能活跃的化学能)(977.28kJ/mol34)%
播放多媒体课件观看有氧呼吸全过程
3.归纳有氧呼吸概念
请同学们归纳有氧呼吸的概念。
有氧呼吸是指细胞在氧的参与下,通过
多种酶的催化作用,把葡萄糖等有机物彻底氧化分
解,产生二氧化碳和水,释放能量,生成大量ATP
的过程。
除前节课我们探究过的酵母菌以外,还进行讨
有许多细胞在缺氧条件下也可以进行无氧呼吸,无论,或者自由
氧呼吸的过程又是怎样的呢?
发言,利用无
无氧呼吸
阅读课本P94相关内容。
无氧呼吸的第一阶段与有氧呼吸的第一
氧呼吸的知
识,解释教材
阶段是否相同?
中相关的实例
阶段是相同的。
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接下来两者有何不同?
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。
请学生写出有关化学方程式:
C6H12O62C3H6O3(乳酸)+少量能量
学生思考C6H12O62C2H5OH(酒精)+2CO2+少量能
回答
两种呼吸作用,有何共同点?
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。
两种呼吸作用,放出的能量有何不同?
为什么?
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。
无氧呼吸是否有害?
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。
无氧呼吸是否有利?
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)。
在远古时期,地球的大气中没有氧气,
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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
第一1分子葡萄糖分解为2分子丙酮
细胞质
阶段酸基质
产生少量[H],释放少量能
第二丙酮酸在不同酶的催化下,分细胞质
阶段解成酒精和二氧化碳,或者转基质
化成乳酸
(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
(大部分高等植物,酵母菌)
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
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参照有氧呼吸的概念,用准确而精练的
语言概括无氧呼吸的定义。
一般是指细胞在无氧条件下,通过酶的催
化作用,把葡萄糖等有机物分解为不彻底的氧化产
物,同时释放少量能量的过程。
3.发酵
无氧呼吸如果不用于高等动植物和人体,而用
于微生物则叫做发酵。
需要指出的是,工业上所说
的发酵,并非完全是无氧的,如醋酸发酵就是需要
氧的。
旁栏思考题
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。
有氧呼吸无氧呼吸
呼吸场细胞质基
细胞质基质
所质、线粒体
比较有氧
是否需
氧
需氧不需氧
呼吸和无
氧呼吸的
分解产二氧化碳和二氧化碳和酒
学生总结物水精或乳酸
异同
释放能
较多较少
从葡萄糖到丙酮酸这一阶段完全相
联系同,从丙酮酸开始,它们才沿着不同的
途径形成不同的产物
细胞呼吸定义:
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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。
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
影响有氧在一定范围内,随温度升
呼吸的因高呼吸速率逐渐加强,超过最
素及其在适温度,随温度升高,呼吸酶
生产实践的活性逐渐减弱,呼吸速率逐
中的应用渐下降,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
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氧气浓度:
氧气浓度为零
时,无氧呼吸最
强,有氧呼吸速
率为零。
随氧气
浓度的增大,无
氧呼吸逐渐被抑制,有氧呼吸不断加强,当氧气浓
度达到一定值后,随氧气浓度增大,有氧呼吸不再
加强(受呼吸酶数量的影响)。
如图所示。
生产中常利用降低氧的含量能够抑制呼
吸作用减少有机物消耗这一原理来延长蔬菜、水果
保鲜时间。
(3)二氧化碳的浓度
增加二氧化碳的浓度对细
胞呼吸有明显的抑制效应(从
化学平衡的角度得到解释)。
在蔬菜水果保鲜中,增加二氧化碳的浓度也具有良
好的保鲜效果。
如在冬天,北方地区常用地窖来储存大
白菜,在冬季地窖里的温度比外界要高一些,一般
不会结冰;
地窖的口基本是密封的,地窖中的大白
菜进行细胞呼吸.消耗掉地窖中的大量氧气,地窖
中氧气的含量下降,二氧化碳的含量上升,。
这两
个因素都会使细胞呼吸速率下降,延长大白菜的保
鲜时间。
(4)含水量
在一定范围内,细胞呼吸强度随含水量的增加
而加强,随含水量的减少而减弱(即自由水含量增
加时,代谢旺盛)。
种子在贮藏时,必须降低含水量,使种
子呈风于状态(使细胞呼吸降至最低,以减少有机
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物的消耗)。
如果种子中含水量过多,细胞呼吸加
强,使种子堆温度上升,反过来又进一步促进种子
的呼吸。
(5)生产实践中的其他应用①、合理灌溉、带
土移栽等都是为了保证细胞正常的呼吸。
中耕松土的好处:
增加土壤中的氧气含量,从
而促进根细胞的呼吸,有利于根对矿物质的吸收;
促进硝化细菌的繁殖,使土壤中的
NH转变为
+
4
NO-,提高土壤肥力。
3
②在农业生产中,为了使有机物向着人们需要
的器官积累,常把下部变黄的、已无光合能力、仍
然消耗养分的枝叶去掉,使光合作用的产物更多地
转运到有经济价值的器官中去。
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