人教版教學教案ATP的主要來源──細胞呼吸 教案 2

1、 ATP的主要來源細胞呼吸教學設計與案例一、教學目標的確定課程標準的具體內容標準中，與本節(jié)有關的表述是：“說明細胞呼吸，探討其原理的應用”；在相應的活動建議中，列入了“探究酵母菌的呼吸方式”。結合教材內容，可見本節(jié)內容在知識目標和能力目標上的要求是比較高的，知識方面要達到理解水平，能力方面要能夠設計和實施探究酵母菌的呼吸方式的探究實驗。二、教學設計思路對生物體的呼吸作用，學生并不陌生。通過初中階段的學習，學生已經知道呼吸作用的本質是細胞內的有機物氧化分解釋放能量。但是，有機物是怎樣氧化分解并釋放能量的？這一過程與有機物在生物體外的燃燒有什么不同（后者也是氧化分解并釋放能量）？這一過程必須要有氧

2、的參與嗎？在無氧條件下能不能進行？這些問題學生并不清楚，可利用學生已有的知識和經驗，創(chuàng)設新的問題情境，激發(fā)學生的探究欲望。然后讓學生探究酵母菌的呼吸方式。以上內容可用1課時。第2課時主要進行知識性內容的教學。關于細胞呼吸的概念，應注意指出它與平常所說的“呼吸”不同，后者是指氣體交換。關于有氧呼吸的過程，可以講授法為主，適當采用直觀教學手段，說明有氧呼吸三個階段的發(fā)生部位、過程和產物，特別要對氧的作用和ATP的形成作重點講解。關于無氧呼吸，可先讓學生回憶自己所做酵母菌呼吸方式的探究，討論無氧呼吸的條件和產物。再讓學生回憶劇烈運動后肌肉酸痛的經歷，引導他們嘗試從細胞呼吸的角度分析原因，在此基礎上教

3、師指出無氧呼吸還可以生成乳酸。這樣學生對無氧呼吸的原料和產物都比較清楚了，可出示無氧呼吸的總反應式。關于無氧呼吸兩個階段的發(fā)生部位、過程和產物，可以講授法為主進行教學，特別要明確指出無氧呼吸是有機物不徹底的氧化分解、釋放能量的效率低等特點。無氧呼吸的定義由學生自己總結，教師做補充。上述內容的教學完成之后，讓學生聯系實際分析細胞呼吸原理的應用?？上茸寣W生閱讀教材“資料分析”中所提供的資料，討論這些事例中包含哪些有關細胞呼吸的原理，然后再展開聯想，列舉生產和生活中應用細胞呼吸原理的其他事例，并進行解釋。這一部分內容的學習，既是知識的鞏固和遷移的過程，又是體現科學、技術和社會相互關系，體現生物學知識

4、的價值的過程。三、教學實施的程序教學過程教學內容教學手段目標達成情境創(chuàng)設    我們知道，物質的燃燒需要氧氣，發(fā)現這一現象的是法國化學家拉瓦錫。拉瓦錫還曾經把生物的呼吸作用比作碳和氫的緩慢燃燒過程。拉瓦錫的這一說法有道理嗎？呼吸作用能夠像燃料燃燒那樣劇烈嗎？讓學生思考和討論。引入新課，發(fā)現問題。新課學習葡萄糖是細胞中的主要能源物質，在前面的學習中我們已經認識到這一點，細胞的生命活動離不開能量，許多化學反應都需要耗能，葡萄糖作為主要能源物質是怎樣被細胞利用的呢？    如同我們生活的環(huán)境一樣，細胞要生活在常溫、常壓下，這就意味著在細胞內

5、葡萄糖不可能通過燃燒釋放出能量。在細胞中應該有一個類似葡萄糖燃燒的過程，可以將葡萄糖分子中的能量釋放出來，但又不傷及細胞。又由于生命過程是持續(xù)不斷的，需要葡萄糖將儲存的能量逐步地、緩慢地釋放，隨時地被細胞利用?？茖W家發(fā)現在細胞中的確存在這樣的過程，這就是細胞的呼吸作用。啟發(fā)學生對比燃燒有機物釋放能量和細胞內利用有機物中的能量之間的異同，產生認知沖突，提高思維興奮性，繼續(xù)學習。觀察現象，思考問題。新課學習    “呼吸作用”與我們通常了解的“呼吸”是一回事嗎？    問問學生是否知道呼吸與呼吸作用的區(qū)別，是否將呼吸與呼吸作用相等同？&#

6、160;   （可以帶學生回憶人體呼吸的過程，讓學生比較呼吸與呼吸作用的不同。）    其實“呼吸作用”并非我們學習過的“呼吸”，我們熟悉的“呼吸”指的是人和動物體與外界進行的氣體交換過程。而“呼吸作用”是指有機物在細胞內經過一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他產物，釋放出能量并生成ATP，因此也叫做“細胞呼吸”。正是因為所有生物的細胞都具備這一功能，才能保證所有生物正常的生命活動?！昂粑迸c“呼吸作用”的現象和本質是有所區(qū)別的。    首先通過酵母菌的探究活動，同學們發(fā)現了酵母細胞可以利用環(huán)境中的葡萄糖進行生命活

7、動，而且這個過程在有氧氣和無氧氣的環(huán)境下都能完成，這說明氣體的交換并非細胞呼吸的本質。細胞呼吸的實質是有機物的氧化分解，能量的釋放和利用。在學生已有知識背景下主動建構新知識。提出問題，引起思考。新課學習    有機物在體外燃燒時，其中儲存的能量是一次性全部釋放出來的，并且以光和熱的形式表現出來。這就相當于放在高處的大石塊，由于本身的重量和所在的高度具有了很大的勢能。若石塊從高處直接落下來，勢能會迅速地轉變成動能釋放出來，產生強大的沖擊力。而細胞的生命過程所需的能量需要不斷地釋放出來，需要隨時補充給細胞。這就像放在高處的石塊必須經過許多臺階緩緩滾動到最低層，將能量一

8、點點釋放出來一樣，只有這樣釋放出來的能量才能被有效地、充分地利用。發(fā)生在細胞內的細胞呼吸無論是在有氧條件下還是在無氧條件下，其過程的進行均是如此。    細胞呼吸是一個由多種酶參與催化，多步驟的過程。細胞呼吸通常是在有氧的情況下進行的，但是某些細胞也可以在無氧的環(huán)境下進行呼吸。在有氧條件下，細胞中的有機物會徹底氧化分解成為無機物，自然會放出全部的能量。無氧條件下，細胞中的有機物降解成為其他的有機物，釋放出一部分能量?？傊ㄟ^有機物的氧化分解，釋放能量，被細胞利用，生命過程得以正常進行。這便是細胞呼吸的實質所在。    那么以上這樣兩

9、個過程又是如何發(fā)生的呢？形象地比喻，啟發(fā)學生理解細胞呼吸的實質。啟發(fā)學生想像，加深學生的理解。新課學習    一、有氧呼吸    有氧呼吸是細胞中進行的分解有機物釋放能量的重要生命過程。它的總化學反應式是：    C6H12O6 + 6O26CO2 + 6H2O + 能量    有氧呼吸可以分為三個階段進行。    第一階段：葡萄糖的降解階段。    a.發(fā)生部位：細胞質基質。    b.過程：在

10、酶催化下葡萄糖分解為丙酮酸。    c.產物：丙酮酸、少量H和少量ATP。    第二階段：丙酮酸分解階段。    a.發(fā)生部位：細胞線粒體的基質內。    b.過程：在酶的催化下，丙酮酸和水徹底分解成二氧化碳和H。    c.產物：二氧化碳、H、少量ATP。    第三階段：H和氧結合生成水，釋放大量能量的階段。    a.發(fā)生部位：細胞線粒體內膜上。   

11、; b.過程：在酶的催化下，前兩階段釋放的H和氧結合形成水，并釋放出大量能量，形成大量ATP。    c.產物：水和ATP。    此處一定要讓學生理解有氧呼吸的中間過程和中間產物，有條件的學校可以根據學生理解和接受能力的情況，將有氧呼吸的主要過程（三羧酸循環(huán)）較詳細地介紹給學生，便于學生理解。    二、無氧呼吸    無氧呼吸是指細胞可以在無氧的條件下，將有機物分解為不徹底的氧化產物，并釋放出少量能量的過程。它的總反應式是：    C6H12

12、O6 6CO2 + 2C2H5OH（酒精）+少量能量    C6H12O6 2C3H6O3（乳酸）+少量能量    通常無氧呼吸分為兩個階段。    第一階段：葡萄糖降解階段。    a.發(fā)生部位：細胞質基質中。    b.過程：與有氧呼吸相同。    c.產物：丙酮酸、少量ATP。    第二階段：丙酮酸繼續(xù)分解階段。    a.發(fā)生部位：細胞質基質。&#

13、160;   b.過程：在不同酶的催化下，丙酮酸繼續(xù)分解產生酒精和二氧化碳或乳酸，并釋放出少量能量。    c.產物：酒精和二氧化碳或乳酸，少量能量。    最常見的無氧呼吸發(fā)生在微生物身上，常常稱為“發(fā)酵”，如酒精發(fā)酵和乳酸發(fā)酵。人和高等動物細胞內也有類似乳酸發(fā)酵的過程。人在劇烈運動時，或從平原進入高原時，身體的局部組織缺氧，產生的丙酮酸不能及時進入線粒體進行有氧氧化，于是丙酮酸可以通過乳酸發(fā)酵的途徑進行無氧呼吸。無氧呼吸只能形成少量ATP，與有氧呼吸相比相差很大。    有條件的學

14、校，老師可以進一步分析無氧呼吸產生的乳酸的去路，以便加深學生對這一過程的理解。例如，無氧呼吸產生的乳酸最終可以進入肝臟，在那里形成丙酮酸再次進入線粒體參與有氧氧化；同時產生的乳酸進入血液中還可以進一步刺激呼吸，加快氧氣的供應等。多媒體軟件的展示或掛圖的說明。也可以在黑板上畫版圖進行說明。 畫版圖說明無氧呼吸過程，板書其要點。利用教學媒體增加教學的直觀性，促進學生對概念的理解。小結    學習了細胞呼吸之后可以讓學生自己設計一個比較表，比較有氧呼吸和無氧呼吸的異同，在這個過程中幫助學生梳理概念，理解細胞呼吸的原理。    可以鼓勵一部分學有余力的學生討論ATP與細胞呼吸的關系，比如可以讓這部分學生進一步了解ATP在能量儲存和釋放中扮演的角色；了解ATP與生命活動的密切關系；了解ATP與酶活動的關系等。讓這部分學生