高中生物（新人教版必修1）教案：5.3《细胞呼吸——ATP的主要来源》第1课时

这是一份高中生物（新人教版必修1）教案：5.3《细胞呼吸——ATP的主要来源》第1课时，共6页。
【考纲】1.细胞呼吸及其原理对应用 B 2.探究酵母细胞的呼吸方式 c【知识网络】【作业布置】 1.如图所示装置测定种子萌发时进行的细胞呼吸类型。同时关闭活塞,在25℃下经过20min再观察红色液滴的移动情况，下列对实验结果的分析不符合实际的是A.装置1中的红色液滴向左移动的体积是细胞呼吸消耗O2的体积，装置2中的红色液滴向右移动的体积是细胞呼吸释放CO2和消耗O2的体积之差B.若装置1的红色液滴左移，装置2的红色液滴不移动，则说明萌发的种子既进行有氧呼吸也进行无氧呼吸C.若装置1的红色液滴开始时左移，后来不再移动，则说明种子开始时进行有氧呼吸，使液滴左移，后来进行无氧呼吸，产生的CO2被氢氧化钠吸收，液滴就不再移动 D.若装置1的红色液滴不移动，装置2的红色液滴右移，则说明萌发的种子只进行无氧呼吸2.关于马铃薯细胞呼吸中还原剂H］的来源和用途的叙述组合中，最准确的是 ①只来源于葡萄糖 ②只来源于丙酮酸 ③来源于葡萄糖、丙酮酸和水 ④用于生成水 ⑤用于生成酒精 ⑥用于生成乳酸A.无氧呼吸：①④ B.无氧呼吸：②⑥ C.有氧呼吸：①⑤ D.有氧呼吸：③④ 【教学过程】三、细胞呼吸——ATP的主要来源 （一）概念：生物体内的有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成 CO2或其他产物，释放出能量并生成ATP的过程。根据是否有氧参与，分为有氧呼吸（主要）和无氧呼吸。①反应物：糖类、脂质和蛋白质等有机物②特点：需要酶的催化，在 温和 条件下氧化分解，能量 逐步释放 出来，无剧烈的发光发热现象。③细胞呼吸的实质：分解有机物，释放能量，产生ATP（二）探究酵母菌细胞呼吸的方式 3.原理：①有氧条件的控制：向盛有酵母细胞和葡萄糖溶液的锥形瓶（A瓶）不断通入空气注意：通入A瓶的空气先要通过NaOH溶液，目的是除去空气中的CO2，保证A瓶中检测到的CO2是由于酵母菌有氧呼吸产生的。②无氧条件的控制：密封盛有酵母菌和葡萄糖的锥形瓶（B瓶）注意：B瓶应封口一段时间后再连通盛有澄清石灰水的瓶子，这样做是为了耗尽瓶内的氧气，以证明B瓶产生的CO2是无氧条件下产生的（确保通入澄清石灰水中的CO2 是由无氧呼吸产生的。）③保证酵母菌能正常生活 必需的营养物质（葡萄糖液） 适宜的温度（18-25℃）④鉴定有无酒精产生：（酸性）重铬酸钾（橙色）+ 酒精 → 灰绿色 （具体做法？） 注意：该原理在日常生活中有何应用？（检验司机是否喝酒） ⑤鉴定有无CO2产生，比较产生CO2的多少A.有无CO2的产生 CO2能使澄清的石灰水变浑浊 CO2能使溴麝香草酚蓝溶液由蓝 → 绿 → 黄B.CO2产生的多少 石灰水变浑浊的速度及程度 溴麝香草酚蓝溶液变黄的时间长短4.过程：①配制酵母菌培养液 ②按图示安装实验装置 ③检测CO2的生成、酒精的产生5.结果预期：甲、乙两装置中石灰水都变混浊，且甲中混浊程度高且快 2号试管中溶液由橙色变成灰绿色，1号试管不变色6.结论：酵母菌在有氧、无氧条件下都能进行细胞呼吸产生CO2，且有氧时产生的多。酵母菌在有氧呼吸时不产生酒精，在无氧呼吸时产生酒精。7.对比实验：设置两个或两个以上的实验组，通过对结果的比较分析，来探究某种因素与实验对象的关系的实验。例1：酿酒、做面包都需要酵母菌。某同学想探究酵母菌的呼吸方式（是否在有氧和无氧条件下都能生存），于是进行了如下实验。⑴实验原理：酵母菌在有氧和无氧条件下都能生存，属于兼性厌氧菌。做出假设：  酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸  ⑵材料用具：酵母菌培养液、澄清石灰水、橡皮球、玻璃导管数根、质量分数为10%的NaOH溶液等。⑶实验步骤：①A瓶先封口放置一段时间后，选择玻璃导管，将下图中的装置一、二中的锥形瓶分别进行连接。 ②将两套装置放在适宜温度条件下培养10小时，观察澄清石灰水是否变浑浊。步骤①中A瓶先封口放置一段时间的目的是为了耗尽瓶中的氧气，保证通入石灰水的CO2是无氧呼吸产生的。⑷预测及结论：①  两装置中石灰水都出现浑浊，说明酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸 ；②       不    ，              不能      ；③ 装置一中石灰水出现浑浊，装置二中石灰水不浑浊，说明酵母菌只能在无氧条件下进行呼吸；④        不   ，       出现  ， 有 。⑸为进一步确定酵母菌无氧呼吸的产物，可以再用 重铬酸钾溶液 检测培养瓶中有酒精产生。（6）在利用酵母菌自制葡萄酒的过程中，不需要进行灭菌，因为发酵液中的 酸性、缺氧 条件能抑制绝大多数其他微生物的繁殖。（三）细胞呼吸的种类1.有氧呼吸（主要的呼吸方式，因为产能效率高）（1）概念：有氧呼吸是指细胞在有氧条件下，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CO2 和 H2O，释放能量，生成较多ATP的过程（2）过程：分三个阶段（P93图5-9）注意：①三个阶段的相同点：都产生ATP，都需要酶的催化 三个阶段的不同点：原料、产物、场所不同（葡萄糖、水、氧气分别在第一、第二、第三阶段被利用，产物中的CO2和水分别在第二、第三阶段形成）②CO2 产生的阶段是 第二 阶段，其中氧原子的来自 水和葡萄糖（丙酮酸） ；水的产生阶段是 第三 阶段，产物水中的氢来自 葡萄糖（丙酮酸）和水 ，产物水中的氧来自 O2 ；水参与 第二 阶段的反应；O2 参与 第三 阶段的反应，O2的作用是 与结合生成水，并释放大量能量 ，其中O2的去路是全部进入产物水 ；产生的阶段是 第一、第二 阶段；产生ATP的阶段是 第一、第二、第三 阶段，产生能量最多的阶段是 第三 阶段； ③进入线粒体参与反应的物质有 丙酮酸、、H2O、O2 ； ④有氧呼吸的酶分布的场所 细胞质基质、线粒体基质、线粒体内膜 ； ⑤让实验动物吸入18O2，一段时间后，实验动物体内首先出现18O的化合物是 水 。（3）场所：先细胞质基质、后线粒体（线粒体基质、线粒体内膜）（4）反应式（5）能量释放：1mol葡萄糖彻底氧化分解释放2870kJ,其中1161kJ的能量转移至ATP（38mol）中。 ①有氧呼吸是在温和的条件下进行的注意：有氧呼吸不同于体外燃烧 ②有机物中的能量是经过一系列化学反应逐步释放的③释放的能量中有相当一部分储存在ATP中2.无氧呼吸（1）概念：细胞在无氧的条件下，通过酶的催化作用，把糖类等有机物分解为不彻底的氧化产物，同时释放少量能量，生成少量ATP的过程。（2）过程：2个阶段注意：①第一阶段和有氧呼吸的第一阶段完全相同（场所、物质变化、能量变化）；第二阶段是第一阶段产生的将丙酮酸还原成为酒精、CO2或乳酸的过程。②无氧呼吸只在 第一 阶段释放出少量能量，生成2个ATP，葡萄糖中的大部分能量则存留在 酒精或乳酸 中。③陆生植物长期水淹会烂根的原因：根细胞在缺氧条件下无氧呼吸产生的酒精有毒害作用， 玉米种子烂胚的原因：无氧呼吸产生的乳酸对细胞有毒害作用。④一般动物无氧呼吸的产物为乳酸；植物无氧呼吸的产物为酒精 + CO2⑤不同生物无氧呼吸的产物不同，原因在于催化反应的酶不同，根本原因是控制酶合成的基因不同。 动物细胞、乳酸菌、马铃薯块茎、玉米胚、甜菜块根无氧呼吸产生 乳酸 ； 酵母菌、苹果果实、植物根在受涝时无氧呼吸产生 酒精和CO2 。⑥无线粒体的生物不一定只进行无氧呼吸。 （有些细菌虽无线粒体，如硝化细菌等，也可进行有氧呼吸，场所细胞膜内表面。若真核细胞中无线粒体，如蛔虫体细胞、哺乳动物成熟的红细胞等，只能进行无氧呼吸，底物葡萄糖，产物乳酸）⑦微生物的无氧呼吸通常叫做发酵。而发酵工业上所说的发酵，并非完全是无氧的，如醋酸发酵、腐乳发酵都是需氧的。（3）场所：细胞质基质（4）反应式：C6H12O6 → 2C3H6O3＋能量；C6H12O6 → 2C2H5OH＋2CO2＋能量（5）能量释放：1mol葡萄糖在分解成乳酸后，只释放出196.65kJ的能量（葡萄糖中的大部分能量则存留在①酒精或乳酸中）,其中61.08kJ的能量储存在②ATP中，近69%的能量以③热能形式散失了。3.有氧呼吸与无氧呼吸的比较类型有氧呼吸无氧呼吸不同点反应条件需要O2，酶、适宜的温度不需O2、需要酶、适宜的温度反应场所第一阶段：细胞质基质第二、三阶段：线粒体细胞质基质分解产物CO2和H2OCO2和酒精或乳酸释放能量释放大量能量释放少量能量能量转换有机物中稳定的化学能 → 热能 + ATP中活跃的化学能有机物中稳定的化学能→ 热能 + ATP中活跃的化学能 +酒精或乳酸中稳定的化学能特点有机物彻底分解，能量完全释放有机物不彻底分解，能量不完全释放联系①第一阶段（葡萄糖分解为丙酮酸的过程完全相同）；②实质都是分解有机物，释放能量，生成ATP供生命活动需要；③进化：无氧呼吸 → 有氧呼吸归纳：①有氧呼吸第一、第二阶段产生的用于第三阶段与氧气结合生成水；无氧呼吸第一阶段产生的用于第二阶段将丙酮酸还原为酒精和CO2或乳酸，无能量产生。4+2C3H4O3 2C3H6O3 (乳酸） 2C2H5OH(酒精）+ 2CO2 ②有氧呼吸的三个阶段均有ATP产生，无氧呼吸只在第一阶段产生ATP。③呼吸作用中能量转化： 热能有氧呼吸：有机物中稳定的化学能 ATP中活跃的化学能无氧呼吸：有机物中稳定的化学能 热能 ATP中活跃的化学能 酒精或乳酸中稳定的化学能呼吸作用产生的能量大部分以热能形式散失，对动物可用于维持体温。④呼吸方式判断：有水生成一定是 有氧呼吸 ；有CO2生成一定不是 乳酸发酵 ；产生CO2不是判断细胞呼吸类型的充要条件，因为酒精发酵也会产生CO2例2：如图表示绿色植物细胞内部分物质的转化过程，下列有关叙述正确的是 A. 图中（一）、（二）两阶段产生H］的场所都是线粒体B. 图中（三）阶段产生的水中的氢最终都来自葡萄糖 C. 该过程只能在有光的条件下进行，无光时不能进行 D. 图中①、②两物质依次是H2O和O2例3：下列关于细胞呼吸的说法，正确的有 ①线粒体是有氧呼吸的主要场所，没有线粒体的细胞只能进行无氧呼吸②无氧呼吸是不需氧的呼吸，因而其底物分解不属于氧化反应③真核生物有氧呼吸的酶存在于细胞质基质、线粒体内膜、线粒体基质中 ④1500米测试跑时，人体产生的CO2来自有氧呼吸和无氧呼吸 ⑤100 m赛跑时，腿部肌肉的能量供应主要来自有氧呼吸⑥无氧呼吸不产生二氧化碳，而有氧呼吸必须在线粒体中产生二氧化碳⑦植物有氧呼吸的强度晚上比白天强，无氧呼吸的强度白天比晚上强⑧夏季连续阴天，大棚中白天适当增加光照，夜晚适当降低温度，可提高作物产量A. 一项 B. 二项 C. 三项 D. 四项【二次备课】