高中生物 ATP的主要来源──细胞呼吸教案
第3节ATP的主要来源──细胞呼吸 一、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。 二、教学重点和难点 1.教学重点
有氧呼吸的过程及原理。 2.教学难点
（1）细胞呼吸的原理和本质。 （2）探究酵母菌细胞的呼吸方式。 三、教学方法
探究法、讲述法、实验法 四、课时安排 2
五、教学过程
〖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。
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：） ㈠有氧呼吸 ㈡无氧呼吸 〖板书〗㈠有氧呼吸
〖讲述〗结合课本图5－9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。
〖板书〗
酶
C6H12O6?6H2O?6O2?12H2O?6CO2?能量酶
有机物?氧?二氧化碳?水?能量〖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2.3×10个ATP转化为ADP。
〖解释〗因为1 mol的物质含有6.02×10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。
〖板书〗㈡无氧呼吸
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
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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+2Pi→2C2H5OH+2CO2+2ATP
酶
C6H12O6+2ADP+2Pi→2C3H6O3+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。
①有氧呼吸与无氧呼吸的关系如下表。（操而记之） 反应条件 度 有氧呼吸 无氧呼吸 需要O2、酶和适宜的温不需要O2，需要酶和适宜的温度 不 第一阶段在细胞质基全过程都在细胞质基质内 呼吸场同 质中，第二、三阶段在线粒所 点 体内 分解产物
CO2和H2O CO2、酒精或乳酸
1 mol葡萄糖释放能量较多，1 mol葡萄释放能量释放能2870 kJ，其中1161 kJ转量 移至ATP中 61．08 kJ转移至ATP中 其实质都是：分解有机物，释放能量，生成ATP供生相同点 命活动需要 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： 相互联系 kJ(生成酒精)，其中均有196．65 kJ(生成乳酸)或222 〖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。
〖板书〗二、细胞呼吸的应用
〖资料分析〗学生思考讨论回答，教师提示。
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