资源简介

必修1 第5章 第3节 第2课时 细胞呼吸的原理和应用
课型：新授课
课程标准与教材内容分析
新课程标准的具体内容标准中，与本节有关的表述是“说明生物通过细胞呼吸将储存在有机分子中的能量转化为生命活动可以利用的能量”。本节的主要内容包括：细胞呼吸的方式、有氧呼吸和无氧呼吸过程中的物质和能量的变化以及细胞呼吸原理在生产生活中的应用。本节内容与前面所学的内容线粒体的结构和功能、主动运输、酶与ATP等联系密切，将本节内容与上述知识建立联系，可以更深刻地理解细胞生命活动中物质和能量变化的内在联系，为后续学习生态系统内物质循环和能量流动等知识打下基础。
学情分析
授课对象为高一年级学生。从知识储备上看，通过初、高中阶段的学习，学生已经知道呼吸作用的本质是细胞内有机物氧化分解、释放能量，具备细胞能源物质和直接能源物质等生物学知识。从认知水平上看，学生逻辑推理能力正逐步增强，能对实验情境及资料进行初步分析推理，在教师的引导下，能进行初步的实验设计，有一定的归纳概括能力。
3. 设计思路
（1）本单元的设计思路
将本节安排3个课时：第1课时，探究酵母菌细胞呼吸的方式；第2课时，探究有氧呼吸的物质和能量变化，构建有氧呼吸的概念；第3课时，学习无氧呼吸、两种细胞呼吸的比较以及细胞呼吸原理的应用和生产实践中的实例。
（2）本课时的设计思路
通过“救援人员向被困矿工投递给养（糖盐水）”导入；视频展示葡萄糖燃烧实验，感受剧烈的氧化分解的物质和能量变化；利用系列有氧呼吸实验情境及科学资料，分析推理有氧呼吸场所及物质变化，理解线粒体与有氧呼吸的关系；小组合作、设计实验，探究有氧呼吸的能量变化；构建有氧呼吸模式图，自主归纳有氧呼吸的反应式及概念，理解有氧呼吸的实质。
4. 本课时教学目标
（1）通过对有氧呼吸的实验情境及资料分析，阐明有氧呼吸的场所及物质变化，理解线粒体的结构与有氧呼吸功能相适应。
（2）通过对葡萄糖燃烧与体内氧化分解比较，作出假设，设计实验探究有氧呼吸的能量变化。
（3）通过对有氧呼吸过程的分析，归纳出有氧呼吸的反应式及概念，理解有氧呼吸的实质。
5. 教学重难点
有氧呼吸过程中的物质变化及能量变化。
6. 教学过程
教学内容 教师活动 学生活动 设计意图
情境导入 ppt展示《历经14天“地心营救”，栖霞金矿被困11名矿工升井》新闻。 设疑：救援人员向被困矿工投递给养（糖盐水）的作用是什么？ 过渡：葡萄糖中是否具有能量？让我们通过一个实验来探究一下。 视频演示葡萄糖的燃烧实验。 引导学生分析葡萄糖燃烧过程中的物质和能量变化。 回顾糖类是主要的能源物质。 观察实验现象，书写葡萄糖燃烧化学反应式。 葡萄糖中化学能 光能、热能 创设情境，激发学生兴趣，导入新课。 明确葡萄糖具有能量以及葡糖糖氧化分解涉及能量形式变化。
探究一： 有氧呼吸的物质变化 过渡：葡萄糖在生物体内的氧化分解与体外燃烧相同吗？具体场所在哪里？物质变化是怎样的？能量又是如何释放的呢？ ppt展示资料1： 将酵母菌培养液进行离心处理，将酵母菌破碎后，再次离心处理为只含有酵母菌细胞质基质的上清液、只含有酵母菌细胞器的沉淀物两部分，并与未离心处理过的酵母菌培养液分别加入甲、乙、丙3支试管。 、 得出：细胞内葡萄糖的氧化分解分步进行 引导：反应1中H不守恒，猜想可能存在其他生成物。 ppt展示资料2： 往甲试管中加入蓝色染剂DCPIP，DCPIP被还原而褪色。 得出：有氧呼吸第一阶段 引导：丙酮酸的氧化分解究竟是在哪种细胞器中完成呢？ ppt展示资料3：克雷布斯以鸽子飞行肌为材料，实验证明在多种酶作用下，丙酮酸在线粒体中被激活、氧化生成CO2和H2O，且丙酮酸在相关脱羧酶的作用下脱[H]，该过程没有O2参与。 ppt展示资料4：利维和施利曼等利用低速离心等方法分离出线粒体的外膜和内膜，科学家在线粒体基质发现有脱羧酶存在，而在线粒体内膜上有氧化酶的存在，脱氢与氧化之间通过电子传递链连接，并且脱氢的过程需要 H2O参与。 ppt展示线粒体的电镜照片。 提示：①线粒体内的反应分为几个阶段？反应的场所分别是什么？ ②各阶段有哪些物质参与反应？ 师生讨论，得出丙酮酸的氧化分解是分步完成。 引导学生分析资料，尝试写出线粒体内的物质变化。 有氧呼吸第二阶段 有氧呼吸第三阶段 小组交流，分析实验，进行推理。 甲： 葡萄糖在细胞质基质中分解为丙酮酸。 乙：葡萄糖在细胞器内不分解。 丙：葡萄糖与氧气在酵母菌（细胞质基质和细胞器）中分解为 CO2 和 H2O。 分析资料、运用化学原理推导有氧呼吸第一阶段产生还原性物质[H]。 回顾细胞器的功能，回答线粒体——有氧呼吸的主要场所。 分析资料、大胆猜想，丙酮酸氧化分解是分步完成。 小组合作讨论，分析物质变化，尝试书写线粒体内发生的化学反应式。 利用所给实验素材，分析得出有氧呼吸第一阶段的场所、物质变化，培养学生分析、推理能力。 依据所给科学资料，分析得出有氧呼吸第二、三阶段的场所、物质变化，认识到线粒体不同部位含有不同的酶，催化丙酮酸的分步氧化分解，认同线粒体的结构与其有氧呼吸的功能相适应。
探究二： 有氧呼吸过程中能量变化 葡萄糖燃烧迅速释放能量（葡萄糖中的化学能转化为光能、热能）。被困矿工食用糖盐水后，葡萄糖中能量转化为什么形式的能量为生命活动供能呢？能量的释放是在有氧呼吸第几阶段释放呢？ 引导学生作出假设，设计实验探究有氧呼吸过程中的能量变化。 作出假设：有氧呼吸的3个阶段均有能量释放，葡萄糖中的能量转化为ATP中的能量，为生命活动供能。 提示：荧光素在ATP和荧光素酶作用下被激活可与氧气发生反应,形成氧化荧光素并且发出荧光。 ppt展示资料5：（他人实验结果） 引导学生分析实验结果，得出结论。 有氧呼吸3个阶段均有ATP生成，葡萄糖中能量转化为ATP中的能量。 提问：葡萄糖中的能量全部转移到ATP中吗？ ppt展示资料6：细胞内，1mol葡萄糖彻底氧化分解可以释放2870kJ的能量，可使977.28kJ左右的能量储存在ATP中，其余的热量则以热能的形式散失。 回顾旧知，ATP是直接能源物质，结合有氧呼吸的分步反应，作出合理假设。 小组合作，设计实验，代表展示。 分析实验现象及资料，说出葡萄糖中能量的去向。 加强学生对有氧呼吸分步反应过程的理解，提高学生探究性实验设计的能力。 以具体数据展示，明确有氧呼吸能量变化。
构建： 有氧呼吸的总反应及概念 已经了解了有氧呼吸过程中的物质和能量变化，请同学们尝试构建有氧呼吸模式图。 根据有氧呼吸的分步反应写出有氧呼吸的总反应式，并标明O元素的去向。 引导学生根据有氧呼吸的全过程，概括出有氧呼吸的概念。 提示：从场所、条件、反应物、终产物和释放能量的多少等方面描述。 构建有氧呼吸模式图。 书写有氧呼吸的总反应式，归纳有氧呼吸的概念。 梳理有氧呼吸的场所、物质和能量变化 自主构建有氧呼吸的总反应式及概念。
课堂小结 师生共同完成小结归纳 归纳总结课堂内容 理清思路，强化记忆
7. 板书设计
第3节 细胞呼吸的原理和应用（2）
有氧呼吸
第一阶段：C6H12O6 C3H4O3+[H]+ 能量 （细胞质基质）
第二阶段：C3H4O3+H2O CO2+[H]+ 能量 （线粒体质基质）
第三阶段：[H]+O2 H2O+能量 （线粒体质内膜）
(
ATP
中的化学能
) (
热能
)总反应式：C6H12O6＋6O2＋6H2O 6CO2＋12H2O＋能量
8.教学反思
本课采用探究式学习模式组织教学，有利于核心素养“科学思维”、“科学探究”的落实，培养创新精神。通过让学生分析实验情境及科学资料，逐步推理出有氧呼吸的场所及物质变化，提高学生分析、推理能力，有利于发展学生的生命观念。通过让学生设计实验探究有氧呼吸的能量变化，让学生积极思考，体验科学探究的过程，调动学生课堂积极性。

展开更多......

收起↑