第3節(jié) ATP的主要來源──細(xì)胞呼吸
一、 目標(biāo)
1.說出線粒體的結(jié)構(gòu)和功能。
2.說明有氧呼吸和無氧呼吸的異同。
3.說明細(xì)胞呼吸的原理，并探討其在生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用。
4.進(jìn)行酵母菌細(xì)胞呼吸方式的探究。
二、 重點(diǎn)和難點(diǎn)
1.教學(xué)重點(diǎn)
有氧呼吸的過程及原理。
2.教學(xué)難點(diǎn)
（1）細(xì)胞呼吸的原理和本質(zhì)。
（2）探究酵母菌細(xì)胞的呼吸方式。
三、教學(xué)方法
探究法、講述法、實(shí)驗(yàn)法
四、課時(shí)安排
2
五、教學(xué)過程
〖引入〗以“問題探討”引入，學(xué)生思考討論回答，教師提示。
1.兩者的共同點(diǎn)是：都是物質(zhì)的氧化分解過程；都能產(chǎn)生二氧化碳等產(chǎn)物，并且都釋放出能量。
2.不能。否則，組成細(xì)胞的化合物會(huì)迅速而徹底地氧化分解，能量會(huì)迅速地全部釋放出來，細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)也就會(huì)遭到徹底的破壞。
3.在無氧條件下，細(xì)胞能夠通過無氧呼吸來釋放能量。但是，無氧呼吸比有氧呼吸釋放的能量要少許多。
〖問題〗以“本節(jié)聚焦”發(fā)問，引起學(xué)生的思考注意。
〖板書〗細(xì)胞呼吸：是指有機(jī)物在細(xì)胞內(nèi)經(jīng)過一系列的氧化分解，生成二氧化碳戶其他產(chǎn)物，釋放出能量并產(chǎn)生ATP的過程。
一、細(xì)胞呼吸的方式
〖探究〗“探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式”，學(xué)生思考探究回答，老師提示。
〖提示〗重鉻酸鉀可以檢測(cè)有無酒精存在。這一原理可以用來檢測(cè)汽車司機(jī)是否喝了酒。具體做法是：讓司機(jī)呼出的氣體直接接觸到載有用硫酸處理過的重鉻酸鉀或三氧化鉻的硅膠（兩者均為橙色），如果呼出的氣體中含有酒精，重鉻酸鉀或三氧化鉻就會(huì)變成灰綠色的硫酸鉻。
〖板書〗（通過探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式，只做到細(xì)胞呼吸的方式有：）
㈠有氧呼吸
㈡無氧呼吸
〖板書〗㈠有氧呼吸
〖講述〗結(jié)合課本圖5－9來講述有氧呼吸的全過程。（適當(dāng)可補(bǔ)充一些方程式）
有氧呼吸使有機(jī)物徹底氧化分解，是生物體高效率地獲取能量的反應(yīng)過程。其反應(yīng)過程包含許多反應(yīng)步驟，基本可分為三個(gè)連續(xù)的階段，第一階段是在細(xì)胞質(zhì)的基質(zhì)中進(jìn)行，產(chǎn)生丙酮酸和[H]并可釋放少量能量；第二階段在線粒體中進(jìn)行，丙酮酸和H2O脫[H]產(chǎn)生CO2也可釋放少量能量；第三階段也在線粒體中進(jìn)行，第一、二階段產(chǎn)生的[H]與O2反應(yīng)產(chǎn)生H2O并可釋放大量的能量。三個(gè)階段有不同的酶參與催化。
細(xì)胞通過呼吸把光合作用貯藏在有機(jī)物中的能量釋放出來，除小部分以熱能的形式散失，大部分轉(zhuǎn)移到ATP中，隨時(shí)提供生命活動(dòng)的需要。

〖板書〗

〖小字部分的問題〗學(xué)生思考計(jì)算回答，教師提示。
有氧呼吸的能量轉(zhuǎn)換效率大約是40%。這些能量大約可以使2.3×1025個(gè)ATP轉(zhuǎn)化為ADP。
〖解釋〗因?yàn)? mol的物質(zhì)含有6.02×1023個(gè)分子，所以，每氧化1 mol的葡萄糖，則生成6 mol的二氧化碳和6 mol的水，并生成38 mol的ATP。在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)（是指作用物的質(zhì)量濃度為1 mol/L、pH為7.0、溫度為25 ℃的狀態(tài)。）下，1 mol ADP形成1 mol ATP，需要30.54 kJ的能量，那么，38個(gè)ATP就需要1 161 kJ的能量。每氧化1 mol葡萄糖釋放出來的能量是2 870 kJ，其中只有1 161 kJ被保留在ATP中，它們可供細(xì)胞生命活動(dòng)利用。這就是說，有氧呼吸的能量轉(zhuǎn)換效率約為40%左右，其余的能量則以熱能的形式散失或作他用。
〖板書〗㈡無氧呼吸
無氧呼吸是細(xì)胞在缺氧的條件下進(jìn)行的，有機(jī)物的氧化分解不徹底，產(chǎn)生的能量較少。微生物的無氧呼吸通常稱為發(fā)酵，有兩種類型：酒精發(fā)酵和乳酸發(fā)酵。


C6H12O6 + 2ADP+2Pi→2C2H5OH + 2CO2+2ATP

C6H12O6 + 2ADP+2Pi→2C3H6O3 + 2ATP

從上述反應(yīng)式可以看出，細(xì)胞在有氧呼吸時(shí)，吸收O2的量與放出的CO2量相同，而無氧呼吸時(shí)不需要O2，但產(chǎn)生CO2。這樣，如果某種生物呼吸時(shí)，吸收O2的量與放出CO2的量相同，則該生物只進(jìn)行有氧呼吸；如果某種生物不吸收O2，但有CO2釋放，則說明該生物只進(jìn)行無氧呼吸；如果某種生物釋放的CO2量比吸收的O2的量多，則說明該生物既進(jìn)行有氧呼吸，又進(jìn)行無氧呼吸。在有氧呼吸與無氧呼吸同時(shí)存在時(shí)，哪種細(xì)胞呼吸占優(yōu)勢(shì)，則要從CO2的釋放量與O2吸收量的差值來計(jì)算。

①有氧呼吸與無氧呼吸的關(guān)系如下表。（操而記之）

有氧呼吸無氧呼吸
不
同
點(diǎn)反應(yīng)條件需要O2、酶和適宜的溫度不需要O2，需要酶和適宜的溫度
呼吸場(chǎng)所第一階段在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中，第二、三階段在線粒體內(nèi)全過程都在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)內(nèi)
分解產(chǎn)物CO2和H2OCO2、酒精或乳酸
釋放能量較多，1 mol葡萄釋放能量2870 kJ，其中1161 kJ轉(zhuǎn)移至ATP中1 mol葡萄糖釋放能量196．65 kJ(生成乳酸)或222 kJ(生成酒精)，其中均有61．08 kJ轉(zhuǎn)移至ATP中
相同點(diǎn)其實(shí)質(zhì)都是：分解有機(jī)物，釋放能量，生成ATP供生命活動(dòng)需要
相互聯(lián)系第一階段(從葡萄糖到丙酮酸)完全相同，之后在不同條件下，在不同的場(chǎng)所沿不同的途徑，在不同的酶作用下形成不同的產(chǎn)物：


〖旁欄思考題〗學(xué)生思考討論回答，教師提示。
〖提示〗一般來說，如果無氧呼吸產(chǎn)生的乳酸或酒精過多，會(huì)對(duì)細(xì)胞產(chǎn)生毒害。酵母菌在無氧以及其他條件適合的情況下，隨著發(fā)酵產(chǎn)物（如酒精）的增多，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的減少以及pH發(fā)生變化等的影響，它的繁殖速率逐漸下降，死亡率逐漸上升，酒精發(fā)酵最終就會(huì)停止。其他的例子如用乳酸桿菌使牛奶發(fā)酵形成酸牛奶，最終情況也是這樣。
〖板書〗二、細(xì)胞呼吸的應(yīng)用
〖資料分析〗學(xué)生思考討論回答，教師提示。
〖提示〗1. ①選用“創(chuàng)可貼”等敷料包扎傷口，既為傷口敷上了藥物，又為傷口創(chuàng)造了疏松透氣的環(huán)境、避免厭氧病原菌的繁殖，從而有利于傷口的痊愈。
②酵母菌是兼性厭氧微生物。酵母菌在適宜的通氣、溫度和pH等條件下，進(jìn)行有氧呼吸并大量繁殖；在無氧條件下則進(jìn)行酒精發(fā)酵。醋酸桿菌是一種好氧細(xì)菌。在氧氣充足和具有酒精底物的條件下，醋酸桿菌大量繁殖并將酒精氧化分解成醋酸。
谷氨酸棒狀桿菌是一種厭氧細(xì)菌。在無氧條件下，谷氨酸棒狀桿菌能將葡萄糖和含氮物質(zhì)（如尿素、硫酸銨、氨水）合成為谷氨酸。谷氨酸經(jīng)過人們的進(jìn)一步加工，就成為谷氨酸鈉──味精。
③對(duì)于板結(jié)的土壤及時(shí)進(jìn)行松土透氣，可以使根細(xì)胞進(jìn)行充分的有氧呼吸，從而有利于根系的生長(zhǎng)和對(duì)無機(jī)鹽的吸收。此外，松土透氣還有利于土壤中好氧微生物的生長(zhǎng)繁殖，這能夠促使這些微生物對(duì)土壤中有機(jī)物的分解，從而有利于植物對(duì)無機(jī)鹽的吸收。
④水稻的根系適于在水中生長(zhǎng)，這是因?yàn)樗�稻的莖和根能夠把從外界吸收來的氧氣通過氣腔運(yùn)送到根部各細(xì)胞，而且與旱生植物相比，水稻的根也比較適應(yīng)無氧呼吸。但是，水稻根的細(xì)胞仍然需要進(jìn)行有氧呼吸，所以稻田需要定期排水。如果稻田中的氧氣不足，水稻根的細(xì)胞就會(huì)進(jìn)行酒精發(fā)酵，時(shí)間長(zhǎng)了，酒精就會(huì)對(duì)根細(xì)胞產(chǎn)生毒害作用，使根系變黑、腐爛。
⑤較深的傷口里缺少氧氣，破傷風(fēng)芽孢桿菌適合在這種環(huán)境中生存并大量繁殖。所以，傷口較深或被銹釘扎傷后，患者應(yīng)及時(shí)請(qǐng)醫(yī)生處理。
⑥有氧運(yùn)動(dòng)是指人體細(xì)胞充分獲得氧的情況下所進(jìn)行的體育鍛煉。人體細(xì)胞通過有氧呼吸可以獲得較多的能量。相反，百米沖刺和馬拉松長(zhǎng)跑等無氧運(yùn)動(dòng)，是人體細(xì)胞在缺氧條件下進(jìn)行的高速運(yùn)動(dòng)。無氧運(yùn)動(dòng)中，肌細(xì)胞因氧不足，要靠乳酸發(fā)酵來獲取能量。因?yàn)槿樗崮軌虼碳ぜ〖?xì)胞周圍的神經(jīng)末梢，所以人會(huì)有肌肉酸脹乏力的感覺。
2.胖人通過適量的運(yùn)動(dòng)，細(xì)胞呼吸的速率會(huì)加快，細(xì)胞內(nèi)有機(jī)物的分解會(huì)增加，體重就會(huì)下降。應(yīng)當(dāng)將蔬菜和瓜果放入冰箱或地窖等冷涼的地方儲(chǔ)藏，這樣能夠降低細(xì)胞呼吸的速率，減少細(xì)胞內(nèi)有機(jī)物的損耗。

本文來自：逍遙右腦記憶 http://www.portlandfoamroofing.com/gaoyi/74079.html

相關(guān)閱讀：ATP教案