高中生物必修一
第5章 细胞的能量供应和利用
第3节 ATP的主要来源——细胞呼吸(一)
教学重点
1.细胞呼吸的本质。
2.有氧呼吸与无氧呼吸的过程。 3.有氧呼吸与无氧呼吸的区别。
4.从生产实践的角度探讨细胞呼吸原理的应用。 教学难点
1.有氧呼吸与无氧呼吸的过程。 2.细胞呼吸原理的应用。 教具准备
细胞有氧呼吸与无氧呼吸过程的多媒体课件、细胞有氧呼吸与无氧呼吸区别的投影片、教师通过网络等途径收集的一组有关“细胞呼吸在生产实践中的应用”的信息。 课时安排 3课时 教学过程 导入新课 课件展示：
（1）寒冷冬季的一个夜晚，一群人围在一堆篝火旁取暖。 （2）某现代化啤酒生产企业，利用发酵工程技术大量生产啤酒。 （3）某同学因10 000米长跑以后，觉得筋疲力尽。
（4）一片果园内的果树因遭受水淹而正在慢慢萎蔫，并不断有果树死去。 （5）农民经常要锄田，因为这样可以提高作物的产量。
（6）汽车在飞快地奔驰，同时不断地消耗着汽油，一些尾气正从其排气管中被排出。 师
上述问题的中心问题是什么？能否从中选出与其他不同的资料？并论述你的依据。 学生活动：学生自主思考，列出观点。 生甲
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上述问题的中心是能量问题。 生乙
（1）（6）谈的是非生物的能量问题，而其他资料谈论的是生物体内的能量问题。 生丙
（6）谈论的是环境污染问题。 …… 师
我们今天选出一个问题来进行讨论，我们要讨论的问题是生物体内的能量供应问题——细胞呼吸。 师
我们知道，物质的燃烧需要氧气，发现这一现象的是法国化学家拉瓦锡。拉瓦锡还曾经把生物的细胞呼吸比作碳和氢的缓慢燃烧过程。那么，拉瓦锡的这一说法有道理吗？细胞呼吸能够像燃料燃烧那样剧烈吗？ 推进新课
板 书： 一、细胞呼吸产生能量
（一）细胞呼吸与有机物燃烧的不同点
生 不能。 师 为什么？
学生活动：学生思考、讨论。 师
细胞呼吸不能像燃料燃烧那样剧烈的原因是多方面的，例如：（1）如同我们生活的环境一样，细胞要生活在常温、常压下；（2）细胞内的酶促反应需要适宜的温度，假如呼吸作用像燃料燃烧那样剧烈的话，会在短时间内释放大量的能量，而导致温度急剧升高，从而导致酶变性失去活性；（3）同时也会导致大量的能量浪费，因为细胞内的ADP与ATP的量有限，大量的能量在短时间内释放，不能及时转移到ADP内以合成ATP，造成生物体细胞内的能量浪
2
高中生物必修一 费。 师
生命活动的直接能源物质是什么？细胞中的主要能源物质是什么？动物细胞内储存能量的物质是什么？植物细胞内储存能量的物质是什么？生物体内储存能量的物质是什么？ 生
生命活动的直接能源物质是ATP；细胞中的主要能源物质是糖类；动物细胞内储存能量的物质是糖元；植物细胞内储存能量的物质是淀粉；生物体内储存能量的物质是脂肪。 师
细胞的生命活动离不开能量，许多化学反应都需要耗能，那么糖类等能源物质是怎样被细胞利用的呢？储存在这些有机物中的能量是如何转移到ATP中的呢？ 生
在细胞中应该有一个类似糖类等能源物质燃烧的过程，可以将糖类等分子中的能量释放出来，但又不伤及细胞。
板 书： （二）细胞呼吸的定义
师
（1）在生物细胞内，糖类等有机物中储存的能量是逐步地、缓慢地被释放出来的，除了一部分以热量形式向外界释放以外，还有一部分能量被转移到ATP中，随时地被细胞利用于各种生命活动过程。
（2）科学家经过研究发现，在细胞中的确存在这样的过程，这就是细胞呼吸。
（3）细胞呼吸主要指糖类、脂质与蛋白质等有机物，在生物活细胞内氧化分解为水和二氧化碳，或者分解为不彻底的氧化产物，同时释放能量的过程。
（4）细胞呼吸不同于有机物在体外被燃烧氧化的另一个特点，是有机物在细胞内多种酶的催化作用下，被逐步分解，因为能量是被逐步释放的，因而没有剧烈的发光、发热的现象。 师
“细胞呼吸”与我们通常了解的“呼吸运动”是一回事吗？
学生活动：回忆人体呼吸的过程，试图比较“呼吸运动”与“呼吸作用”的不同，并尝试与他人
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高中生物必修一 交流自己的观点。 师
（1）其实“细胞呼吸”并非我们学习过的“呼吸运动”。我们熟悉的“呼吸运动”也就是所谓的肺通气，是指人和动物体通过呼吸肌的运动使得胸廓、膈肌收缩或扩张，以改变胸廓容积，最终改变胸廓内的压强，从而达成与外界进行的气体交换过程。
（2）而“细胞呼吸”是指糖类、脂质与蛋白质等有机物，在生物活细胞内氧化分解为水和二氧化碳，或者分解为不彻底的氧化产物，同时释放能量的过程，通常也叫做“呼吸作用”。正是因为所有生物的细胞都具备这一功能，才能保证所有生物正常的生命活动。 （3）“呼吸运动”与“细胞呼吸”的现象和本质是有所区别的。
师生互动：教师引导学生阅读文本P61，并尝试对表格提供的信息进行分析。 生甲
表格中不同植物组织的细胞呼吸速率是在25 ℃条件下测得的，说明温度会影响细胞呼吸的速率，可能与温度影响细胞内呼吸酶的活性有关。 生乙
说明不同植物细胞呼吸的速率是不同的，可能与不同植物细胞内呼吸酶的种类不同有关。 生丙
表格中干种子的呼吸作用速率最小，可能与干种子细胞缺乏自由水有关。 ……
板 书： （三）细胞呼吸的实质
课件展示：
（1）在一个氧气充足的公园里，一个游园者正在慢慢散步，此时，该游园者体内的细胞利用氧将糖类等有机物氧化分解，产生二氧化碳与水，同时产生能量。
（2）一个优秀的中跑选手，在较短时间内跑完了400 m，此时，他体内细胞中的糖类等有机物在无氧条件下，被分解成为乳酸，同时产生能量。
（3）放置较长时间的苹果，散发出一股浓浓的酒香，我们发现苹果内的糖类被分解成为了酒精，在这个过程中，也产生了一些能量。 师
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细胞呼吸一定需要氧气吗？气体的交换是细胞呼吸的本质吗？假如不是，那么细胞呼吸的实质又是什么呢？ 生
细胞呼吸不一定需要氧气，如骨骼肌细胞在有氧与无氧条件下都可以进行细胞呼吸；因此，气体的交换并非是细胞呼吸的本质；细胞呼吸的实质是有机物的氧化分解，能量的释放和利用。 师
（1）有机物在体外燃烧时，其中储存的能量是一次性全部释放出来的，并且以光和热的形式表现出来。这就相当于放在高处的大石块，由于本身的重量和所在的高度具有了很大的势能。若石块从高处直接落下来，势能会迅速地转变成动能释放出来，产生强大的冲击力。而细胞的生命过程所需的能量需要不断地释放出来，需要随时补充给细胞。这就像放在高处的石块必须经过许多台阶缓缓滚动到最底层，将能量一点点释放出来一样，只有这样释放出来的能量才能被有效地、充分地利用。发生在细胞内的细胞呼吸无论是在有氧条件下还是在无氧条件下，其过程的进行均是如此。
（2）细胞呼吸是一个由多种酶参与催化，多步骤的过程。细胞呼吸通常是在有氧的情况下进行的，但是某些细胞也可以在无氧的环境下进行呼吸。在有氧条件下，细胞中的有机物会彻底氧化分解成为无机物，自然会放出有机物中全部的能量。无氧条件下，细胞中的有机物降解成为其他的相对简单的有机物，释放出一部分能量。
（3）总之，通过有机物的氧化分解，释放能量，被细胞利用，生命过程得以正常进行，这便是细胞呼吸的实质所在。 师
那么，你能否根据细胞呼吸的本质，来推断有氧条件下细胞呼吸的化学变化呢？ 学生活动：尝试构建细胞有氧呼吸的模型，即：有机物+ O2CO2+H2O+能量。 师
下列细胞中，哪些细胞能进行细胞呼吸？你的依据是什么？ 课件展示：
①导管细胞；②哺乳动物的红细胞；③人体的神经元；④造血干细胞；⑤骨骼肌细胞；⑥绿色植物的叶肉细胞；⑦酵母菌；⑧死亡的口腔上皮细胞；⑨大豆种子细胞。 生
其中，哺乳动物的红细胞、人体的神经元、造血干细胞、骨骼肌细胞、绿色植物的叶肉细胞、
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高中生物必修1教学设计10：5.3.1 ATP的主要来源——细胞呼吸(一) 教案
