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文檔簡介
1、淡定說課第 3 節(jié) ATP 的主要來源 細(xì)胞呼吸本節(jié)課內(nèi)容需要約 2 課時(shí)完成;第一節(jié)課為探究活動,探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式,其次節(jié)課學(xué)習(xí)有氧呼吸和無氧呼吸的概念以及細(xì)胞呼吸原理應(yīng)用于生活和生產(chǎn)實(shí)踐的實(shí) 例;同學(xué)學(xué)過了ATP 的學(xué)問,對于ATP 作為能量的通貨有了肯定的熟悉,老師可以此為切入點(diǎn),提出問題引入新課;探究酵母菌細(xì)胞呼吸方式的活動要留意解決幾個問題:明白 酵母菌作為單細(xì)胞生物實(shí)行何種方式進(jìn)行細(xì)胞呼吸;酵母菌在有氧和無氧條件下細(xì)胞呼吸 的產(chǎn)物是什么;在試驗(yàn)中如何掌握試驗(yàn)條件和檢測試驗(yàn)結(jié)果;如何設(shè)計(jì)對比試驗(yàn)等;當(dāng)問題明確后,同學(xué)探究的過程就會成為探究學(xué)習(xí)細(xì)胞呼吸概念的過程,同時(shí)也是學(xué) 習(xí)
2、科學(xué)方法,養(yǎng)成科學(xué)態(tài)度以及建立科學(xué)價(jià)值觀的過程;老師要隨時(shí)留意同學(xué)在探究過程 中的問題,準(zhǔn)時(shí)引導(dǎo)同學(xué)對科學(xué)概念的學(xué)習(xí)和懂得;比如在預(yù)備試驗(yàn)、觀看現(xiàn)象、記錄結(jié) 果等方面,需要特殊提示同學(xué),留意養(yǎng)成敬重事實(shí)的習(xí)慣,然后依據(jù)試驗(yàn)現(xiàn)象來分析可能 的緣由,將學(xué)習(xí)引向深化,為下面的概念學(xué)習(xí)鋪設(shè)道路;通過酵母菌細(xì)胞呼吸方式的探究,同學(xué)熟悉到有氧呼吸和無氧呼吸的條件和生成的產(chǎn) 物,這樣就為后面學(xué)習(xí)有氧呼吸和無氧呼吸打下了基礎(chǔ);然后從酵母菌轉(zhuǎn)向其他生物,為 同學(xué)介紹普遍存在于生物體中的有氧呼吸和無氧呼吸,同時(shí)通過學(xué)習(xí)細(xì)胞呼吸作用,讓學(xué) 生明白細(xì)胞呼吸的本質(zhì)是通過有機(jī)物的氧化分解為生命活動供應(yīng)能量,維護(hù)細(xì)胞的正常
3、生 活;關(guān)于細(xì)胞呼吸原理在生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用,可以先讓同學(xué)分析課本中相關(guān)的圖文資 料,說明這些事例中所應(yīng)用的細(xì)胞呼吸原理,再讓同學(xué)聯(lián)想其他事例,進(jìn)行爭論和溝通,從而熟悉到細(xì)胞呼吸原理在實(shí)踐中應(yīng)用的廣泛性;三維目標(biāo) 1.學(xué)問與技能(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;2.過程與方法(1)通過酵母菌細(xì)胞呼吸方式的探究,同學(xué)熟悉到有氧呼吸和無氧呼吸的條件和生 成的產(chǎn)物,為后面學(xué)習(xí)有氧呼吸和無氧呼吸打下了基礎(chǔ);(2)通過有氧呼吸和無氧呼吸教學(xué)課件,讓同學(xué)明白細(xì)胞呼吸的本質(zhì)是通過有機(jī)物
4、 的氧化分解為生命活動供應(yīng)能量,維護(hù)細(xì)胞的正常生活;(3)通過讓同學(xué)分析課本中相關(guān)的圖文資料,說明這些事例中所應(yīng)用的細(xì)胞呼吸原 理;(4)通過比較有氧呼吸和無氧呼吸的異同,學(xué)會運(yùn)用對比的方法識記懂得相關(guān)的生 物學(xué)學(xué)問,培育綜合分析才能;3.情感態(tài)度與價(jià)值觀(1)通過學(xué)習(xí)有氧呼吸的主要場所,樹立結(jié)構(gòu)和功能相適應(yīng)的生物學(xué)基本觀點(diǎn);(2)通過分析有氧呼吸與無氧呼吸的關(guān)系,懂得生命活動不斷進(jìn)展變化以及適應(yīng)的 特性,學(xué)會運(yùn)用進(jìn)展變化的觀點(diǎn)熟悉生命;教學(xué)重點(diǎn)有氧呼吸的過程及原理;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;教具預(yù)備 老師課件;課時(shí)支配 2 課時(shí)第一課時(shí) 細(xì)胞呼吸的方式
5、教學(xué)過程課前預(yù)備要求同學(xué)利用各種方式收集有關(guān)酵母菌的學(xué)問;情境創(chuàng)設(shè)提出問題,同學(xué)爭論:1.你所明白的有關(guān)酵母菌的學(xué)問有哪些?酵母菌是一種單細(xì)胞真菌,在有氧無氧條件下都能生存,屬于兼性厭氧菌,因此便于 用來爭論細(xì)胞的不同呼吸方式;比如平常我們吃的饅頭、面包之所以松軟多孔,就是由于 在和面時(shí)加入了酵母菌,經(jīng)發(fā)酵產(chǎn)生的氣體遇熱膨脹所致;2.想一想關(guān)于酵母菌細(xì)胞呼吸的方式,自己有哪些不清晰的地方?有氧呼吸: C6H12O66O26H 2O 6CO2 12H2O能量 無氧呼吸: C6H12O6 2C2H 5OH (酒精) 2CO2少量能量 3.我要探究的問題是什么?酵母菌發(fā)酵時(shí)產(chǎn)生的氣體是什么?師生互動
6、1.作出假設(shè) 師:要探究問題,第一得提出假設(shè),你提出的假設(shè)是什么?生:酵母菌發(fā)酵時(shí)所產(chǎn)生的氣體是 CO 2;2.依據(jù)假設(shè)讓同學(xué)分組爭論、設(shè)計(jì)試驗(yàn)方案(1)你挑選的試驗(yàn)材料:鮮酵母菌培育液;(2)你挑選的試驗(yàn)器具和試劑器具:試管,燒杯,量筒,玻璃管(彎成門形)孔),鐵架臺,鐵夾,酒精燈,石棉網(wǎng),火柴;,溫度計(jì),玻棒,橡皮塞(中間鉆試劑:質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5的葡萄糖液、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1的溴麝香草酚藍(lán)水溶液;(3)試驗(yàn)步驟:取 2 支試管,分別編號1、 2,各注入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1的溴麝香草酚、藍(lán)水溶液3 mL;另取1 支試管,注入鮮酵母菌培育液,注入量約為試管容量的2 3,試管口加塞;用彎成U 形的玻璃管按
7、圖所示將盛有鮮酵母菌培育液的試管與2 號管相通,并固定于鐵架臺上,1 號試管設(shè)為對比;將盛有鮮酵母菌培育液的試管置于 觀看 2 號管內(nèi)的顏色變化;向裝有酵母菌培育液的試管滴加35 38 中水浴 5 min ;0.5 mL 溶有 0.18 重鉻酸鉀的濃硫酸溶液(體積分?jǐn)?shù)為 95 97)并輕輕振蕩,使不勻稱;觀看試管中溶液的顏色變化;(4)自己設(shè)計(jì)的試驗(yàn)記錄表格:(5)老師指定幾組試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)較好的組,派代表到講臺讀設(shè)計(jì)方案,請老師和同 學(xué)提出看法;其他各組設(shè)計(jì)方案等老師認(rèn)可后開頭做試驗(yàn);3.實(shí)施試驗(yàn) 按試驗(yàn)方案進(jìn)行操作,認(rèn)真觀看,認(rèn)真記錄;4.分析與結(jié)論 依據(jù)試驗(yàn)結(jié)果得出本小組結(jié)論;5.表達(dá)與溝
8、通 與其他小組溝通;然后,各小組代表用簡明、科學(xué)的語言,在班里說出細(xì)胞呼吸有幾 種方式,每種方式的條件和產(chǎn)物有什么區(qū)分;老師精講1.生物試驗(yàn)中的無關(guān)變量很多,必需嚴(yán)格掌握,要平穩(wěn)和排除無關(guān)變量對試驗(yàn)的影 響,對比試驗(yàn)是最有效的方法;2.本試驗(yàn)要探究的問題是酵母菌發(fā)酵時(shí)所產(chǎn)生的氣體是不是 母菌發(fā)酵所需的條件是什么?如何掌握?接著要考慮的是如何檢驗(yàn)CO2?第一要考慮的是酵 CO2?又由于酵母菌發(fā)酵時(shí)仍可能產(chǎn)生酒精,所以仍要考慮的是如何檢驗(yàn)酒精;依據(jù)以上分析我們設(shè)計(jì)試驗(yàn)步 驟;3.對試驗(yàn)結(jié)果的分析,如是試驗(yàn)結(jié)果與假設(shè)相符,就假設(shè)成立;如是試驗(yàn)結(jié)果與假設(shè) 不相符,就假設(shè)不成立,應(yīng)分析顯現(xiàn)此結(jié)果的緣由,
9、在此基礎(chǔ)上得出正確的結(jié)論;評判反饋同學(xué)做課堂練習(xí)題、老師檢查評講:1.在探究試驗(yàn)的設(shè)計(jì)過程中,往往要進(jìn)行對比試驗(yàn),以下有關(guān)表達(dá)中正確選項(xiàng) A. 只能設(shè)置兩個試驗(yàn)組,互為對比試驗(yàn)B.在“觀看 DNA 和 RNA 在細(xì)胞中的分布”試驗(yàn)中,沒有對比試驗(yàn)C.進(jìn)行對比試驗(yàn)是為了探究某種因素與試驗(yàn)對象的關(guān)系 D.只要試驗(yàn)現(xiàn)象明顯,有沒有對比試驗(yàn)對試驗(yàn)結(jié)論都沒有影響 2.在啤酒生產(chǎn)過程中,發(fā)酵是重要環(huán)節(jié);生產(chǎn)過程大致如下:將經(jīng)過滅菌的麥芽汁充 氧,接入啤酒酵母菌菌種后輸入發(fā)酵罐;初期,酵母菌快速繁衍,糖度下降,產(chǎn)生白色泡 沫,溶解氧逐步耗盡;隨后,酵母菌繁衍速度快速下降,糖度加速降低,乙醇濃度逐步上 升,泡
10、沫不斷增多;當(dāng)糖濃度下降到肯定程度后,終止發(fā)酵;最終分別輸出有形物質(zhì)和鮮啤酒;依據(jù)上述過程,回答以下問題:(1)該過程表明啤酒酵母菌異化作用的特點(diǎn)是_ ;(2)初期,酵母菌呼吸方式是_ ;(3)經(jīng)測定酵母菌消耗的糖中,98.5%形成了乙醇和其他發(fā)酵產(chǎn)物,其余1.5%就是用于 _ ;參考答案:1.C 2.(1)兼性厭氧呼吸(2)有氧呼吸(3)酵母菌本身的生命活動需要消耗掉了課堂小結(jié)1.試驗(yàn)?zāi)康模禾骄拷湍妇?xì)胞呼吸的方式2.試驗(yàn)原理:(1) CO2可使澄清石灰水變渾濁,也可使溴麝香草酚藍(lán)水溶液由藍(lán)色變綠色再變黃色;依據(jù)石灰水渾濁程度或溴麝香草酚藍(lán)水溶液變成黃色的時(shí)間長短,可以檢測酵母菌培育液中 C
11、O 2情形;(2)橙色的重鉻酸鉀溶液,在酸性條件下與乙醇發(fā)生化學(xué)反應(yīng),變成灰綠色;3.試驗(yàn)步驟:取 2 支試管,分別編號 1、2,各注入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 0.1的溴麝香草酚藍(lán)水溶液 3 mL;另取 1 支試管,注入鮮酵母菌培育液,注入量約為試管容量的 23,試管口加塞;用彎成 U 形的玻璃管按圖所示將盛有鮮酵母菌培育液的試管與 2 號管相通,并固定于鐵架臺上,1 號試管設(shè)為對比;向裝有酵母菌培育液的試管滴加 0.5 mL溶有 0.1 g 重鉻酸鉀的濃硫酸溶液(體積分?jǐn)?shù)為 勻;觀看試管中溶液的顏色變化;95 97)并輕輕振蕩,使它們混合均4.試驗(yàn)現(xiàn)象: 2 號試管中可使溴麝香草酚藍(lán)水溶液由藍(lán)色變綠色再
12、變黃色;橙色的重 鉻酸鉀溶液,在酸性條件下與乙醇發(fā)生化學(xué)反應(yīng),變成灰綠色;5.試驗(yàn)結(jié)論:酵母菌在有氧和無氧條件下都可產(chǎn)生CO 2氣體,在無氧條件下產(chǎn)生CO 2同時(shí)產(chǎn)生了酒精;布置作業(yè)寫好試驗(yàn)報(bào)告;課后拓展1.發(fā)酵 無氧呼吸假如不用于高等動植物和人體,而用于微生物就叫做發(fā)酵;發(fā)酵與無氧呼吸 的共同點(diǎn)是: H和 e 的最終受體都不是氧,并且呼吸底物只是部分地被氧化,所以最終 形成的產(chǎn)物有酒精、乳酸等;需要指出的是,發(fā)酵工業(yè)上所說的發(fā)酵,并非完全是無氧 的,如醋酸發(fā)酵就是需要氧的;圖 531 酒精發(fā)酵過程與乳酸發(fā)酵過程簡圖酒精發(fā)酵 酵母菌和其他一些微生物,在缺氧的情形下,以酒精發(fā)酵的形式進(jìn)行無 氧呼
13、吸,這是由于它們的細(xì)胞內(nèi)含有乙醇脫氫酶;酒精發(fā)酵的第一個階段,與糖酵解的步驟完全相同;然后在缺氧的情形下,丙酮酸就 在丙酮酸羧化酶的作用下,脫羧形成乙醛,乙醛就在乙醇脫氫酶的作用下,被糖酵解產(chǎn)物 NADH 仍原為酒精(乙醇) ;酒精發(fā)酵的總反應(yīng)式是:C6H12O62ADP 2Pi2C2H5OH 2CO22ATP 概括地說, 1 分子葡萄糖經(jīng)過酒精發(fā)酵后所供應(yīng)的可利用的能量,只是糖酵解過程中 凈得的 2 分子 ATP,該葡萄糖分子中原有的大部分能量就存留在酵母菌不能利用的酒精 中;所以說,酒精發(fā)酵是產(chǎn)生 ATP 的一條低效途徑;2 分子 乳酸發(fā)酵 乳酸發(fā)酵也不需要氧的參與,1 分子葡萄糖經(jīng)乳酸發(fā)
14、酵后,形成 乳酸,所供應(yīng)的可利用的能量,同樣只是糖酵解過程中凈得的 2 分子 ATP;葡萄糖分解成丙酮酸的情形與上述酒精發(fā)酵相同,只是丙酮酸是在乳酸脫氫酶的作用下仍原成乳酸,同時(shí)仍原型輔酶I( NADH )被氧化成氧化型輔酶I(NAD),從而保證了乳酸發(fā)酵的連續(xù)進(jìn)行;乳酸發(fā)酵的總反應(yīng)式是:C6H12O62ADP 2Pi 2C3H6O32ATP 乳酸菌可以使牛奶發(fā)酵而成酸牛奶或奶酪;此外,泡菜、酸菜、青貯飼料能夠較長時(shí)間地儲存,也都是利用乳酸發(fā)酵積存的乳酸抑制了其他微生物活動的緣故;2.發(fā)酵工程(1)酒變酸的啟示 到了 19 世紀(jì)的中期,在歐洲很多陳年的葡萄酒在空氣中因自然變酸而不能被飲用;為了
15、爭論酒變酸的真正緣由,巴斯德進(jìn)行了大量的試驗(yàn),最終發(fā)覺引起葡萄酒變酸的罪魁 禍?zhǔn)资且环N叫醋酸桿菌的微生物,并指出醋酸桿菌是從空氣中落進(jìn)酒里的,是它使葡萄酒轉(zhuǎn)變成了醋酸;因此,他建議采納微溫(50 60 )加熱法來毀滅酒、醋等成品中的雜菌,從而解決了當(dāng)時(shí)釀酒業(yè)的難題,進(jìn)展了制醋的標(biāo)準(zhǔn)化工藝這種微溫加熱毀滅微生物的 方法,以后便稱為巴斯德滅菌法或巴斯德消毒法,在奶制品加工和制酒業(yè)中沿用至今;(2)操作步驟發(fā)酵工程的操作一般可分為4 個階段:第一是選取發(fā)酵原料準(zhǔn)時(shí)對原料進(jìn)行預(yù)處理;其次是對發(fā)酵原料進(jìn)行高壓滅菌并挑選目標(biāo)菌種且接種到滅過菌的發(fā)酵原料中;第三是發(fā) 酵過程,應(yīng)依據(jù)目標(biāo)菌種的需氧或厭氧的特點(diǎn)
16、,通入空氣發(fā)酵或密閉發(fā)酵;第四是對發(fā)酵 產(chǎn)品進(jìn)行分別和提純,以獲得符合要求的發(fā)酵產(chǎn)品;酒、醋、醬油、味精、酒精、抗生 素、維生素和微生物殺蟲劑等都是發(fā)酵的產(chǎn)物,同時(shí)人們?nèi)岳梦⑸锇l(fā)酵來生產(chǎn)糧食,微生物發(fā)酵生產(chǎn)蛋白質(zhì)的速度很快,一個細(xì)菌一晝夜里發(fā)酵生產(chǎn)的蛋白質(zhì)大約等于它自身 重量的 3040 倍;(3)白色農(nóng)業(yè) 用發(fā)酵工程勝利地生產(chǎn)大量的酵母菌以及對人無害的細(xì)菌等微生物,然后制成含有菌 體細(xì)胞的蛋白質(zhì)干粉,如今,科學(xué)家又給這種利用發(fā)酵工程生產(chǎn)蛋白質(zhì)的方式起名叫“ 白 色農(nóng)業(yè) ”;由于酵母菌等微生物都是單細(xì)胞生物,所以利用微生物生產(chǎn)出的菌體蛋白質(zhì)被 稱為單細(xì)胞蛋白;在不久的將來,單細(xì)胞蛋白將作為
17、一種新型的食物呈現(xiàn)在人們的面前;板書設(shè)計(jì) 第 3 節(jié) ATP 的主要來源 細(xì)胞呼吸 第一課時(shí) 細(xì)胞呼吸的方式 探究酵母菌的呼吸方式1.試驗(yàn)?zāi)康模禾骄拷湍妇?xì)胞呼吸的方式;2.試驗(yàn)原理:(1) CO2可使澄清石灰水變渾濁,也可使溴麝香草酚藍(lán)水溶液由藍(lán)色變綠色再變黃色;依據(jù)石灰水渾濁程度或溴麝香草酚藍(lán)水溶液變成黃色的時(shí)間長短,可以檢 測酵母菌培育液中 CO 2情形;(2)橙色的重鉻酸鉀溶液,在酸性條件下與乙醇發(fā)生化學(xué) 反應(yīng),變成灰綠色;3.試驗(yàn)步驟:留意試驗(yàn)中應(yīng)用對比原就;4.試驗(yàn)現(xiàn)象 5.試驗(yàn)結(jié)論習(xí)題詳解其次課時(shí) 細(xì)胞的呼吸和呼吸原理的應(yīng)用教學(xué)過程課前預(yù)備要求同學(xué)把上一節(jié)課的探究試驗(yàn)結(jié)果以書面報(bào)
18、告形式總結(jié);情境創(chuàng)設(shè)同學(xué):把上一節(jié)課的探究試驗(yàn)結(jié)論總結(jié);老師:上節(jié)課我們通過探究試驗(yàn),知道了酵母菌在有氧和無氧條件下都能進(jìn)行細(xì)胞呼 吸;在有氧條件下,酵母菌通過細(xì)胞呼吸產(chǎn)生大量的二氧化碳和水;在無氧條件下,酵母 菌通過細(xì)胞呼吸產(chǎn)生酒精,仍產(chǎn)生少量的二氧化碳;科學(xué)家通過大量的試驗(yàn)證明,細(xì)胞呼吸可分為有氧呼吸和無氧呼吸兩種類型;師生互動(一)有氧呼吸 對于絕大多數(shù)生物來說,有氧呼吸是細(xì)胞呼吸的主要形式,這一過程必需有氧的參 與;有氧呼吸的主要場所是線粒體;1.復(fù)習(xí)線粒體的結(jié)構(gòu) 師:線粒體有哪些結(jié)構(gòu)與呼吸作用相適應(yīng)?生:線粒體具有內(nèi)、外兩層膜,內(nèi)膜的某些部位向線粒體的內(nèi)腔折疊形成嵴,嵴使內(nèi) 膜的表面
19、積大大增加;嵴的四周布滿了液態(tài)的基質(zhì);線粒體的內(nèi)膜和基質(zhì)中含有很多種與 有氧呼吸有關(guān)的酶;2.有氧呼吸的過程()老師:引導(dǎo)同學(xué),回憶中學(xué)學(xué)過的有關(guān)呼吸的學(xué)問,在爭論中板書有氧呼吸的 反應(yīng)式;即C6H1262 CO 2H2能量老師:呼吸作用是怎樣進(jìn)行的呢 . 同學(xué):閱讀課本 P93P94 相關(guān)內(nèi)容;老師:有氧呼吸的全過程特別復(fù)雜,可以概括地分為三個階段,每個階段的反應(yīng)都有 相應(yīng)的酶催化;關(guān)于呼吸作用過程的教學(xué),可對比圖(圖59)講解,在講解中講清以下幾點(diǎn):第一應(yīng)指出,下面以葡萄糖為例表達(dá)呼吸作用過程;其他有機(jī)物也可以通過呼吸作 用氧化分解;第一階段,一個分子的葡萄糖分解成兩個分子的丙酮酸,在分解
20、的過程中釋放能 量,一部分被 ADP 捕捉(把 ADP 轉(zhuǎn)變成 ATP),并脫下 H ;這一過程在細(xì)胞質(zhì)的基質(zhì)完 成;其次階段,丙酮酸進(jìn)入線粒體內(nèi),連續(xù)脫H ,氧化分解成二氧化碳,同時(shí)釋放能量合成 ATP;第三階段,前兩階段脫下的H 在線粒體內(nèi),與從外界吸取或葉綠體光合作用產(chǎn)生的 O2 結(jié)合成水;在此過程中釋放大量的能量,合成大量的 ATP;(2)在整理出三個階段后,依據(jù)同學(xué)狀況,進(jìn)一步分析以下幾點(diǎn):引導(dǎo)同學(xué),將呼吸作用的反應(yīng)式配平即 C6H 12 66O 2 6CO26H2能量配平過程中,提問,呼吸作用產(chǎn)生的 H2O 中的 O,來自哪種原料 .(同學(xué)回答出:來自 O2),接著提出,消耗 6
21、分子的 O2 應(yīng)當(dāng)產(chǎn)生 12 個分子的 H 2O,可是,假如形成 12 分子的 H 2O,又需要 24 個 H,一分子的 C6H 126,只有 12 個 H,差 12 個 H 來自哪里 .最后指出,呼吸作用仍消耗水;因而呼吸作用的反應(yīng)式應(yīng)改為:C6H12662 6H2O6CO2 12H 2能量才能反映其本質(zhì);解決了這一環(huán)節(jié),其他物質(zhì)的來龍去脈就可快速說明清晰;分析呼吸作用過程中的能量問題;同學(xué):閱讀課本 P94小字;老師: 1 mol 的葡萄糖完全氧化分解成二氧化碳和水,釋放出2 870 kJ 的能量,其中1 161 kJ 左右的能量被 ADP 捕捉,儲存在 ATP 中(約 38 mol 的
22、ATP);可見,呼吸過程中釋放的能量,只有 40儲存在 ATP 中,用于推動其他生命活動;其余以熱的形式散失了;因此,在有些情形下,如新奇蔬菜、糧食等儲存,通過掌握呼吸速率,可削減有機(jī)物的消耗;(3)線粒體是呼吸作用的主要場所;老師:為什么說線粒體是呼吸作用的主要場所?同學(xué):呼吸作用的三個階段,后兩個階段都是在線粒體中進(jìn)行的;另外,從能量角度看,在細(xì)胞質(zhì)的基質(zhì)中進(jìn)行的第一步產(chǎn)生4 mol 的 ATP,其余 34 mol 的 ATP 是在線粒體中產(chǎn)生的;因此,線粒體是呼吸作用的主要場所;播放多媒體課件觀看有氧呼吸全過程3.歸納有氧呼吸概念 老師:請同學(xué)們歸納有氧呼吸的概念;同學(xué):有氧呼吸是指細(xì)胞
23、在氧的參與下,通過多種酶的催化作用,把葡萄糖等有機(jī)物 完全氧化分解,產(chǎn)生二氧化碳和水,釋放能量,生成很多 ATP 的過程;(二)無氧呼吸1.無氧呼吸過程 老師:除前節(jié)課我們探究過的酵母菌以外,仍有很多細(xì)胞在缺氧條件下也可以進(jìn)行無 氧呼吸,無氧呼吸的過程又是怎樣的呢?同學(xué):閱讀課本 P94P95 相關(guān)內(nèi)容;老師:無氧呼吸的第一階段與有氧呼吸的第一階段是否相同?同學(xué):無氧呼吸的第一階段與有氧呼吸的第一階段是相同的;老師:接下來兩者有何不同?同學(xué):在有氧的情形下,丙酮酸進(jìn)入線粒體連續(xù)氧化分解,脫下的氫與氧氣結(jié)合而消 耗,即進(jìn)行有氧呼吸;在無氧情形下,就在細(xì)胞質(zhì)的基質(zhì)中,在酶的作用下,利用第一階 段脫
24、下的氫,把丙酮酸仍原成酒精或乳酸;因此,兩種呼吸作用是在丙酮酸后分道揚(yáng)鑣 的;老師:請同學(xué)寫出有關(guān)化學(xué)方程式:C6H12O6 2C3H6O3(乳酸)少量能量C6H126 2C 2H 5OH(酒精) 2CO2少量能量老師:兩種呼吸作用,有何共同點(diǎn)?同學(xué):兩種呼吸作用,不僅在過程上有共同點(diǎn),而且都具有分解有機(jī)物,釋放能量,產(chǎn)生 ATP 的本質(zhì);老師:兩種呼吸作用,放出的能量有何不同?為什么?同學(xué):無氧呼吸,由于沒有完全分解有機(jī)物,所以釋放的能量少,合成 ATP 少;因 此,利用有機(jī)物分解獲得 ATP 的效率低;老師:無氧呼吸是否有害?同學(xué):由于無氧呼吸產(chǎn)生的小分子有機(jī)物,如酒精和乳酸,在細(xì)胞中大量
25、積存,對細(xì) 胞有毒害;因此大多數(shù)生物不能長時(shí)間用無氧呼吸維護(hù)生命,澇田時(shí)應(yīng)準(zhǔn)時(shí)排水就是這個 道理;老師:無氧呼吸是否有利?同學(xué):生物體或部分器官組織在缺氧條件下,作為有氧呼吸的補(bǔ)充,是生物的適應(yīng)性 的表現(xiàn)(舉例) ;老師:在遠(yuǎn)古時(shí)期,地球的大氣中沒有氧氣,那時(shí)微生物的呼吸是無氧呼吸;隨著大 氣中顯現(xiàn)了氧氣,細(xì)胞內(nèi)顯現(xiàn)了有氧呼吸的酶類,在無氧呼吸的基礎(chǔ)上進(jìn)展出有氧呼吸;由于有氧呼吸比無氧呼吸優(yōu)越,有氧呼吸逐步成為絕大多數(shù)生物的主要呼吸形式,但仍保 留無氧呼吸的才能,使生物體或部分器官組織在缺氧條件下,作為有氧呼吸的補(bǔ)充,是生 物的適應(yīng)性的表現(xiàn)(舉例);有些微生物,至今仍只在無氧的條件下生活;人類
26、在生活和生產(chǎn)中,對其有很多利用(舉例);播放多媒體課件觀看無氧呼吸全過程;2.歸納無氧呼吸概念 老師:參照有氧呼吸的概念,用精確而精練的語言概括無氧呼吸的定義;同學(xué):一般是指細(xì)胞在無氧條件下,通過酶的催化作用,把葡萄糖等有機(jī)物分解為不完全的氧化產(chǎn)物,同時(shí)釋放少量能量的過程;3.發(fā)酵 無氧呼吸假如不用于高等動植物和人體,而用于微生物就叫做發(fā)酵;需要指出的是,工業(yè)上所說的發(fā)酵,并非完全是無氧的,如醋酸發(fā)酵就是需要氧的;(三)比較有氧呼吸和無氧呼吸的異同 要求同學(xué)完成下表呼吸場所 是否需氧 分解產(chǎn)物 釋放能量有氧呼吸無氧呼吸細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)需氧不需氧二氧化碳和水二氧化碳和酒精或乳酸較多較
27、少聯(lián)系從葡萄糖到丙酮酸這一階段完全相同,從丙酮酸開頭,它們才沿著不同的 途徑形成不同的產(chǎn)物(四)細(xì)胞呼吸原理的應(yīng)用 老師:對比課本 P95,說出它們應(yīng)用的呼吸原理;同學(xué):( 1)掌握呼吸條件,造成只能進(jìn)行有氧呼吸或無氧呼吸;如課本中的“ 創(chuàng)可貼” ,中耕松土應(yīng)用的是有氧呼吸;酸菜、面包、釀酒應(yīng)用的是無氧呼吸;( 2)抑制酶活性、抑制呼吸作用,減弱有機(jī)物分解速度等;低溫、削減水分,加 CO 2、N2等;老師精講1.有氧呼吸 有氧呼吸全過程,可以分三個階段:第一階段: C6H12 62 丙酮酸 4H 2ATP 其次階段: 2 丙酮酸 6CO2 20H 2ATP 第三階段: 6O224H 12H2
28、34ATP 從物質(zhì)變化的角度來看,是有機(jī)物脫去氫,脫下的氫與氧結(jié)合生成水,又脫去 CO2,分解成無機(jī)物;從能量的角度看,有氧呼吸是在有機(jī)物的逐步分解中,使儲存在有機(jī)物中的能量逐步釋放,一部分轉(zhuǎn)移到ATP 中,另一部分能量就以熱能的形式散失;有氧呼吸之所以能正常進(jìn)行,是由于線粒體中含有與有氧呼吸有關(guān)的酶,有機(jī)物之所以完全氧化分 解,是由于有氧氣的參與;2.無氧呼吸:只需相應(yīng)的酶,不需要氧氣,在有氧氣存在時(shí),無氧呼吸會受到抑制;從物質(zhì)變化的角度來看,由于缺氧,C6H 12 6 不能完全氧化分解,而產(chǎn)生不完全的氧化產(chǎn)物,如 C3H6O3(乳酸)、C2H5OH (酒精);從能量的角度看,由于分解不完全
29、,氧化產(chǎn)物 中寒冷儲存著能量,所以釋放少;無氧呼吸不肯定只有在無氧條件下才能進(jìn)行,如小麥、水稻、玉米等種子的胚芽早期,在有氧條件下就可以進(jìn)行無氧呼吸,但一些高等植物在通 氣不良時(shí),會誘發(fā)無氧呼吸,如蘋果、梨儲存久了就會產(chǎn)生酒味;由于酒精對細(xì)胞有毒害 作用,所以一般陸生植物不能長期進(jìn)行無氧呼吸;3.有氧呼吸與無氧呼吸的聯(lián)系(1)有氧呼吸與無氧呼吸的第一階段是相同的,都產(chǎn)生丙酮酸,兩種呼吸作用是在 丙酮酸后分道揚(yáng)鑣的;(2)兩種呼吸作用不僅在過程上有共同點(diǎn),而且在本質(zhì)上也有共同點(diǎn),都是分解有 機(jī)物,釋放能量產(chǎn)生 ATP;4.細(xì)胞呼吸原理的應(yīng)用 主要是從掌握反應(yīng)的條件來應(yīng)用的,如有無氧氣、水分、溫度
30、等;評判反饋同學(xué)做課本探究練習(xí)題,老師檢查評講;課堂小結(jié)1.呼吸作用2.有氧呼吸與無氧呼吸的比較布置作業(yè)練習(xí) P96:1、2、3、4;課后拓展1.線粒體有哪些與功能相適應(yīng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)?電鏡下觀看,線粒體由內(nèi)外兩層膜組成;外膜即界限膜,使線粒體與四周的細(xì)胞質(zhì)分 開,是各種分子和離子進(jìn)入線粒體內(nèi)部的屏障;內(nèi)膜的不同部位向線粒體的中心腔折疊,形成嵴;這樣就大大增加了酶分子附著的表面,并且把分子密集地包在線粒體里;內(nèi)膜和 外膜在化學(xué)成分和物理特性上都有顯著的差異;例如,它們在蛋白質(zhì)的含量上,特殊是在類脂上的分布上是很不相同的;外膜比內(nèi)膜的磷脂含量要高2 至 3 倍;外膜的通透性也比內(nèi)膜高得多;外膜的通透
31、性,為線粒體與四周細(xì)胞質(zhì)之間進(jìn)行充分的物質(zhì)交換供應(yīng)了條件;內(nèi)膜的通透性差,可以使催化有氧呼吸其次、三階段的復(fù)雜酶系統(tǒng)保留在內(nèi)膜的間隔中,保證有氧呼吸的進(jìn)行;線粒體膜上仍有小孔,這樣,有氧呼吸所產(chǎn)生的 ATP 可以更加簡單地向線粒體外面擴(kuò)散;2.線粒體的爭論人體的每一個細(xì)胞都含有數(shù)百個線粒體,一個線粒體又含有幾個環(huán)狀 DNA ;其中每一個環(huán)都包含著幾十個基因,最近 10 年來的爭論成果說明,線粒體 DNA 在很多方面具有重要 作用;線粒體 DNA 的缺陷與數(shù)十種人類遺傳病有關(guān),并且這些疾病很多是與腦部和肌肉有關(guān)的遺傳??;例如,線粒體肌病和神經(jīng)性肌肉衰弱、運(yùn)動失調(diào)及眼視網(wǎng)膜炎等;這些遺傳病都是只能
32、通過母親遺傳給后代的;隨著對線粒體 DNA 爭論的進(jìn)一步深化,線粒體 DNA 的檢驗(yàn)仍越來越多地用于對罪犯的鑒別,以及對死者的查找核對上;這是由于與核內(nèi) DNA 比較,在一些可利用部分(如一根頭發(fā)、一塊骨骸或一顆牙齒)的細(xì)胞中,更簡單得到大量的線粒體 DNA ;此外,遺傳學(xué)家通過對世界各地人類不同種群線粒體的對比分析,推斷出人類歷史上幾次大遷徙的情形準(zhǔn)時(shí)間表;例如,用這種方法推算出北美印第安人的祖先是在 1.5 萬年前,由亞洲經(jīng)過西伯利亞和阿拉斯加遷徙到北美洲的;3.細(xì)胞呼吸原理的應(yīng)用選用 “創(chuàng)可貼 ”等敷料包扎傷口,既為傷口敷上了藥物,又為傷口制造了疏松透氣的環(huán)境、防止厭氧病原菌的繁衍,從而
33、有利于傷口的痊愈;對于板結(jié)的土壤準(zhǔn)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 根系的生長和對無機(jī)鹽的吸??;此外,松土透氣仍有利于土壤中好氧微生物的生長繁衍,這能夠促使這些微生物對土壤中有機(jī)物的分解,從而有利于植物對無機(jī)鹽的吸??;酵母菌是兼性厭氧微生物;酵母菌在相宜的通氣、溫度和pH 等條件下,進(jìn)行有氧呼吸并大量繁衍;在無氧條件下就進(jìn)行酒精發(fā)酵;醋酸桿菌是一種好氧細(xì)菌;在氧氣充分和 具有酒精底物的條件下,醋酸桿菌大量繁衍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
34、步加工,就成為谷 氨酸鈉 味精;水稻的根系適于在水中生長,這是由于水稻的莖和根能夠把從外界吸取來的氧氣通過 氣腔運(yùn)輸?shù)礁扛骷?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)胞仍舊需要進(jìn)行有氧呼吸,所以稻田需要定期排水;假如稻田中的氧氣不足,水 稻根的細(xì)胞就會進(jìn)行酒精發(fā)酵,時(shí)間長了,酒精就會對根細(xì)胞產(chǎn)生毒害作用,使根系變 黑、腐爛;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)境中生存并大量繁衍;所以,傷口較深或被銹釘扎傷后,患者應(yīng)準(zhǔn)時(shí)請醫(yī)生處理;圖 532 水稻根的橫切面 有氧運(yùn)動是指人體細(xì)胞充分獲得氧的情形下所進(jìn)行的體育錘煉;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跑等無氧運(yùn)動,是人體細(xì)胞在缺氧條 件下進(jìn)行的高速運(yùn)動;無氧運(yùn)動中,肌細(xì)胞因氧不足,要靠乳酸發(fā)酵來獵取能量;由于乳 酸能夠刺激肌細(xì)胞四周的神經(jīng)末梢,所以人會有肌肉酸脹乏力的感覺;4.呼吸速率 呼吸速率是指單位數(shù)量的活體組織,在單位時(shí)
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