1、第四章光合作用和呼吸作用【课 题】 第3节 细胞呼吸【教学目标】1、说明细胞呼吸的本质，能对细胞呼吸与有机燃料的燃烧进行比较。2、说明有氧呼吸与无氧呼吸的过程。3、说出细胞的无氧呼吸与有氧呼吸的区别。 4、说出细胞呼吸原理的应用。5、运用实验器材进行“影响酵母菌无氧呼吸的因素”的实验探究。6、通过对“有氧呼吸的过程、细胞中有氧呼吸与无氧呼吸示意图”等图群学习，进一步提高图表对比分析能力以及运用恰当的生物学知识有效地表述图表、公式等提供的信息能力。7、参与有氧呼吸与无氧呼吸的区别的比较讨论，形成综合分析问题的能力。8、尝试探究“影响酵母菌无氧呼吸的因素”，探索影响酵母菌无氧呼吸的多种因素。9、参
2、与实验设计，懂得定性实验与定量实验之间的关系。10、认同科学不仅要继承前人的科研成果，而且要善于吸收不同意见中的合理成分，还要具有质疑、创新和勇于实践的科学精神与态度。11、认同科学、社会、技术相统一的思想（STS）。12、通过亲历探究“影响酵母菌无氧呼吸的因素”的过程，培养学生严谨、求实、创新的精神。13、通过小组学习过程中的合作与交往，培养学生的协作意识与交往的态度。【教学重点】1、细胞呼吸的本质。2、有氧呼吸与无氧呼吸的过程。3、有氧呼吸与无氧呼吸的区别。4、从生产实践的角度探讨细胞呼吸原理的应用。【教学难点】1、有氧呼吸与无氧呼吸的过程。2、细胞呼吸原理的应用。【教学媒体】PPT课件【
3、教学方法】问题导学及启发点拨相结合【课时安排】3课时【教学过程】第1课时导入新课课件展示：（1）寒冷冬季的一个夜晚，一群人围在一堆篝火旁取暖。（2）某现代化啤酒生产企业，利用发酵工程技术大量生产啤酒。（3）某同学因10 000米长跑以后，觉得筋疲力尽。（4）一片果园内的果树因遭受水淹而正在慢慢萎蔫，并不断有果树死去。（5）农民经常要锄田，因为这样可以提高作物的产量。（6）汽车在飞快地奔驰，同时不断地消耗着汽油，一些尾气正从其排气管中被排出。师：上述问题的中心问题是什么？能否从中选出与其他不同的资料？并论述你的依据。学生活动：学生自主思考，列出观点。生甲：上述问题的中心是能量问题。生乙：（1）（
4、6）谈的是非生物的能量问题，而其他资料谈论的是生物体内的能量问题。生丙：（6）谈论的是环境污染问题。师： 我们今天选出一个问题来进行讨论，我们要讨论的问题是生物体内的能量供应问题细胞呼吸。师：我们知道，物质的燃烧需要氧气，发现这一现象的是法国化学家拉瓦锡。拉瓦锡还曾经把生物的细胞呼吸比作碳和氢的缓慢燃烧过程。那么，拉瓦锡的这一说法有道理吗？细胞呼吸能够像燃料燃烧那样剧烈吗？ 推进新课板书：一、细胞呼吸产生能量（一）细胞呼吸与有机物燃烧的不同点生：不能。师：为什么？学生活动：学生思考、讨论。师：细胞呼吸不能像燃料燃烧那样剧烈的原因是多方面的，例如：（1）如同我们生活的环境一样，细胞要生活在常温、
5、常压下；（2）细胞内的酶促反应需要适宜的温度，假如呼吸作用像燃料燃烧那样剧烈的话，会在短时间内释放大量的能量，而导致温度急剧升高，从而导致酶变性失去活性；（3）同时也会导致大量的能量浪费，因为细胞内的ADP与ATP的量有限，大量的能量在短时间内释放，不能及时转移到ADP内以合成ATP，造成生物体细胞内的能量浪费。师：生命活动的直接能源物质是什么？细胞中的主要能源物质是什么？动物细胞内储存能量的物质是什么？植物细胞内储存能量的物质是什么？生物体内储存能量的物质是什么？生：生命活动的直接能源物质是ATP；细胞中的主要能源物质是糖类；动物细胞内储存能量的物质是糖元；植物细胞内储存能量的物质是淀粉；生
6、物体内储存能量的物质是脂肪。师：细胞的生命活动离不开能量，许多化学反应都需要耗能，那么糖类等能源物质是怎样被细胞利用的呢？储存在这些有机物中的能量是如何转移到ATP中的呢？生：在细胞中应该有一个类似糖类等能源物质燃烧的过程，可以将糖类等分子中的能量释放出来，但又不伤及细胞。板书：（二）细胞呼吸的定义师：（1）在生物细胞内，糖类等有机物中储存的能量是逐步地、缓慢地被释放出来的，除了一部分以热量形式向外界释放以外，还有一部分能量被转移到ATP中，随时地被细胞利用于各种生命活动过程。（2）科学家经过研究发现，在细胞中的确存在这样的过程，这就是细胞呼吸。 （3）细胞呼吸主要指糖类、脂质与蛋白质等有机物
7、，在生物活细胞内氧化分解为水和二氧化碳，或者分解为不彻底的氧化产物，同时释放能量的过程。（4）细胞呼吸不同于有机物在体外被燃烧氧化的另一个特点，是有机物在细胞内多种酶的催化作用下，被逐步分解，因为能量是被逐步释放的，因而没有剧烈的发光、发热的现象。师： “细胞呼吸”与我们通常了解的“呼吸运动”是一回事吗？学生活动：回忆人体呼吸的过程，试图比较“呼吸运动”与“呼吸作用”的不同，并尝试与他人交流自己的观点。师：（1）其实“细胞呼吸”并非我们学习过的“呼吸运动”。我们熟悉的“呼吸运动”也就是所谓的肺通气，是指人和动物体通过呼吸肌的运动使得胸廓、膈肌收缩或扩张，以改变胸廓容积，最终改变胸廓内的压强，从
8、而达成与外界进行的气体交换过程。（2）而“细胞呼吸”是指糖类、脂质与蛋白质等有机物，在生物活细胞内氧化分解为水和二氧化碳，或者分解为不彻底的氧化产物，同时释放能量的过程，通常也叫做“呼吸作用”。正是因为所有生物的细胞都具备这一功能，才能保证所有生物正常的生命活动。（3）“呼吸运动”与“细胞呼吸”的现象和本质是有所区别的。师生互动：教师引导学生阅读文本P61，并尝试对表格提供的信息进行分析。生甲：表格中不同植物组织的细胞呼吸速率是在25 条件下测得的，说明温度会影响细胞呼吸的速率，可能与温度影响细胞内呼吸酶的活性有关。生乙：说明不同植物细胞呼吸的速率是不同的，可能与不同植物细胞内呼吸酶的种类不同
9、有关。生丙：表格中干种子的呼吸作用速率最小，可能与干种子细胞缺乏自由水有关。板书：（三）细胞呼吸的实质课件展示：（1）在一个氧气充足的公园里，一个游园者正在慢慢散步，此时，该游园者体内的细胞利用氧将糖类等有机物氧化分解，产生二氧化碳与水，同时产生能量。（2）一个优秀的中跑选手，在较短时间内跑完了400 m，此时，他体内细胞中的糖类等有机物在无氧条件下，被分解成为乳酸，同时产生能量。（3）放置较长时间的苹果，散发出一股浓浓的酒香，我们发现苹果内的糖类被分解成为了酒精，在这个过程中，也产生了一些能量。师：细胞呼吸一定需要氧气吗？气体的交换是细胞呼吸的本质吗？假如不是，那么细胞呼吸的实质又是什么呢？
10、生：细胞呼吸不一定需要氧气，如骨骼肌细胞在有氧与无氧条件下都可以进行细胞呼吸；因此，气体的交换并非是细胞呼吸的本质；细胞呼吸的实质是有机物的氧化分解，能量的释放和利用。师：（1）有机物在体外燃烧时，其中储存的能量是一次性全部释放出来的，并且以光和热的形式表现出来。这就相当于放在高处的大石块，由于本身的重量和所在的高度具有了很大的势能。若石块从高处直接落下来，势能会迅速地转变成动能释放出来，产生强大的冲击力。而细胞的生命过程所需的能量需要不断地释放出来，需要随时补充给细胞。这就像放在高处的石块必须经过许多台阶缓缓滚动到最底层，将能量一点点释放出来一样，只有这样释放出来的能量才能被有效地、充分地利
11、用。发生在细胞内的细胞呼吸无论是在有氧条件下还是在无氧条件下，其过程的进行均是如此。（2）细胞呼吸是一个由多种酶参与催化，多步骤的过程。细胞呼吸通常是在有氧的情况下进行的，但是某些细胞也可以在无氧的环境下进行呼吸。在有氧条件下，细胞中的有机物会彻底氧化分解成为无机物，自然会放出有机物中全部的能量。无氧条件下，细胞中的有机物降解成为其他的相对简单的有机物，释放出一部分能量。（3）总之，通过有机物的氧化分解，释放能量，被细胞利用，生命过程得以正常进行，这便是细胞呼吸的实质所在。师：那么，你能否根据细胞呼吸的本质，来推断有氧条件下细胞呼吸的化学变化呢？学生活动：尝试构建细胞有氧呼吸的模型，即：有机物
12、+ O2 CO2+H2O+能量。师：下列细胞中，哪些细胞能进行细胞呼吸？你的依据是什么？课件展示：导管细胞；哺乳动物的红细胞；人体的神经元；造血干细胞；骨骼肌细胞；绿色植物的叶肉细胞；酵母菌；死亡的口腔上皮细胞；大豆种子细胞。生：其中，哺乳动物的红细胞、人体的神经元、造血干细胞、骨骼肌细胞、绿色植物的叶肉细胞、酵母菌、大豆种子细胞能进行细胞呼吸；因为这些细胞都是活细胞，活细胞生命活动需要能量，而通过细胞呼吸可以分解有机物释放能量，其中一部分能量转移到ATP中被用于生命活动。大豆种子的代谢速率很低，但是大豆种子细胞仍然具有活力，因而大豆种子细胞仍进行细胞呼吸，为大豆种子的生命活动提供能量。而导管
13、细胞、死亡的口腔上皮细胞均为死细胞，不具有与代谢相关的酶，因而不能进行细胞呼吸。师：那么细胞呼吸究竟是如何进行的呢？板书：二、细胞呼吸的过程（一）有氧呼吸师： 细胞的有氧呼吸是细胞呼吸的主要类型，是生活细胞在氧气的参与下，把某些有机物彻底氧化分解，产生二氧化碳和水，同时释放能量的过程。师： 细胞呼吸是否一定要以糖类作为呼吸底物？可以以脂肪或蛋白质作为底物吗？为什么？生： 细胞呼吸不一定要以糖类作为呼吸底物；可以以脂肪或蛋白质作为呼吸底物，因为脂肪与蛋白质等其他的有机物（如乳酸、丙酮酸等）中也具有能量。师： 假如人体的骨骼肌细胞内以葡萄糖作为呼吸底物为例，进行有氧呼吸，那么其具体过程是怎样的？能
14、否从有氧呼吸的场所、条件、原料、过程、产物以及产物去向来阐述细胞有氧呼吸的整个过程。课件展示：（1）通过展示骨骼肌细胞显微结构、线粒体亚显微立体结构、有氧呼吸第一、第二、第三阶段反应动画等情景，把学生带入真实场景，使学生学习兴趣高涨，并产生探究欲望。（2）在对有氧呼吸中的物质转变、能量转化一步步推理、分析讨论后，再采用多媒体技术对有氧呼吸全过程进行剖析讲解，以有氧呼吸中的物质转变与能量转化为两条主线，以同位素示踪技术为研究手段；以有氧呼吸第一、第二、第三阶段的反应为时间先后顺序，以细胞质基质、线粒体为空间先后顺序，系统地分析葡萄糖分解形成丙酮酸、丙酮酸氧化、还原态氢（H）的氧化等生理过程。从细
15、胞是一个统一整体的概念出发，提出了控制有氧呼吸过程的信息流的概念；从能量转化与守恒的角度出发，让学生探究储存在有机物中的能量如何释放，其中一部分能量是如何被逐步转移进入ATP的。在总结讨论阶段，可利用多媒体技术中的箭头指向物体表面是闪烁的效果，帮助学生提高对有氧呼吸第一、第二、第三阶段反应的场所、条件、原料、过程、产物以及产物去向等关键知识的理解。学生活动：结合多媒体提供的信息，阅读文本P62中“有氧呼吸的过程”的图群，思考有氧呼吸第一、第二、第三反应阶段反应的场所、条件、原料、过程、产物以及产物去向。师： 细胞的有氧呼吸，假如以反应场所来看，发生于细胞的哪些部位？主要部位是什么？为什么？生：
16、 细胞的有氧呼吸，发生于细胞质基质和线粒体；主要部位是线粒体；因为线粒体是细胞有氧呼吸的主要场所；高等生物细胞的有氧呼吸酶分布在线粒体中（只有类似硝化细菌的原核需氧型生物的有氧呼吸酶分布于细胞膜上）。师： 假如从反应的步骤来看，细胞的有氧呼吸主要可以分为几个阶段？分别是哪几个阶段？每一个阶段的反应场所、条件、原料、过程、产物以及产物去向是怎样的？生： 细胞的有氧呼吸主要可以分为三个阶段；第一阶段是葡萄糖在细胞质基质中被分解形成丙酮酸（糖酵解）阶段；第二阶段是丙酮酸在线粒体中被分解阶段；第三阶段是H和氧结合生成水，释放大量能量的阶段。（见右图）（图中的表示有氧呼吸过程的三个阶段）有氧呼吸过程的图
17、解1.有氧呼吸的第一阶段（葡萄糖在细胞质基质中被分解形成丙酮酸）师： 那么，你能否说出有氧呼吸第一阶段的反应场所、条件、原料、过程、产物以及产物去向呢？生甲：反应部位是细胞质基质。生乙：反应条件是细胞质基质的呼吸酶、ADP+Pi、适宜的温度与pH。生丙：反应底物是葡萄糖（呼吸底物）。生丁： 反应过程是在酶催化下葡萄糖分解为丙酮酸。即：葡萄糖2丙酮酸+4H+能量（少量）（C6H12O62C3H4O3+4H+能量）生戊：反应产物是丙酮酸、少量H和少量ATP（注：第一阶段释放少量能量，其中一部分能量以热量形式散失，另一部分能量转移到ATP中，可形成2ATP）。生己： 产物中，丙酮酸、H将被运入线粒体
18、，而ATP可直接用于各项生命活动。师： 那么，你能否说出有氧呼吸第二阶段反应的场所、条件、原料、过程、产物以及产物去向呢？2.有氧呼吸的第二阶段(丙酮酸在线粒体中被分解形成二氧化碳和H)生：有氧呼吸的第二阶段反应（1）场所是线粒体的基质。（2）条件是线粒体内的有氧呼吸酶系统、ADP+Pi、适宜的温度与pH。（3）反应底物是丙酮酸和H2O。（4）反应过程是在线粒体有氧呼吸酶系统的催化下，丙酮酸和水彻底分解成二氧化碳和H。即2丙酮酸+6H2O 20H+6CO2能量（少量）（2 C3H4O3+6H2O 6CO2+20H+能量）。（5）反应的产物有CO2、H、少量ATP（注：第二阶段也释放少量能量，其
19、中一部分能量以热量形式散失，另一部分能量转移到ATP中，可再形成2ATP）。（6）产物中，CO2离开线粒体，可以通过自由扩散出细胞膜，再通过血液循环至肺泡，最终通过气体交换而排出体外；在植物细胞内，则可以通过气孔进入大气，或进入叶绿体参与光合作用；H继续参与有氧呼吸的第三阶段反应；ATP直接用于各项生命活动。学生活动：学生在教师的指导下自主分析有氧呼吸第三阶段的反应场所、条件、原料、过程、产物以及产物去向。3.有氧呼吸的第三阶段（H和氧结合生成水，释放大量能量的阶段）（1）发生部位：细胞线粒体内膜上。（2）条件：线粒体内的有氧呼吸酶系统、ADP+Pi、适宜的温度、pH与O2。（3）反应底物：H
20、和氧。（4）反应过程：在线粒体内有氧呼吸酶的催化下，前两阶段释放的H和O2结合生成水，同时释放大量能量，一部分能量以热量形式散失，另一部分形成34个ATP。即：24H+6O2 12H2O+能量（大量）。（5）产物：水和34个ATP。（6）产物去向：ATP直接用于各项生命活动；而水亦可参与其他的生命活动（如继续参与细胞呼吸、蛋白质水解等，在植物体内还可参加光合作用等生命活动）。师：能否根据上述三个阶段推出有氧呼吸总反应式？生：C6H12O6 2C3H4O3+4H+能量（少量）2C3H4O3+6H2O 6CO2+20H+能量（少量）有氧呼吸总反应式：C6H12O6+6H2O+6O2 6CO2+12
21、H2O+能量（大量）（注：以C6H12O6为例，其他有机物也可以通过细胞呼吸）课堂小结师：能否对有氧呼吸的第一、第二、第三阶段进行列表分析？（教师利用多媒体呈示以下表格）比较项目有氧呼吸第一阶段有氧呼吸第二阶段有氧呼吸第三阶段发生部位条件反应底物反应过程产物产物去向学生活动：根据表格自主分析、比较。师： 细胞有氧呼吸时，假如以C6H12O6作为底物，共释放2 870 kJ的能量，可以形成38个ATP。每形成一个ATP可以储存多少能量？细胞有氧呼吸的产能效率是多少？已知内燃机的产能效率是15%25%，二者相比，谁的产能率更高？生： 每形成一个ATP可以储存30.54 kJ能量；细胞有氧呼吸的产能
22、效率高于内燃机的产能效率，高达40%。【布置作业】认真复习本课所授内容，完成学习与评价中的相应练习。【板书设计】 第三节细胞呼吸一、细胞呼吸产生能量（一）细胞呼吸与有机物燃烧的不同点（二）细胞呼吸的定义（三）细胞呼吸的实质二、细胞呼吸的过程（一）有氧呼吸1. 有氧呼吸的第一阶段（葡萄糖在细胞质基质中被分解形成丙酮酸）2. 有氧呼吸的第二阶段(丙酮酸在线粒体中被分解形成二氧化碳和H)3. 有氧呼吸的第三阶段（H和氧结合生成水，释放大量能量的阶段）第2课时细胞呼吸的过程（无氧呼吸及其与有氧呼吸的区别）导入新课师在上一堂课，我们学习了细胞的有氧呼吸，从细胞有氧呼吸的三个阶段来看，你认为有哪些方面值得
23、注意？生：（1）从场所角度来看：第一阶段在细胞质基质中进行，第二、三阶段在线粒体中进行，线粒体是有氧呼吸的主要场所。（2）从能量角度来看：每个阶段均产生能量，第三阶段最多。（3）从物质角度来看，H的产生是第一、二阶段，作用是与氧结合生成水同时释放大量的能量；CO2的形成是在第二阶段，场所是线粒体；O2参与了第三阶段并生成了水。师：细胞的有氧呼吸是绿色植物叶肉细胞光合作用的逆反应过程吗？根据已有的知识能不能间接说明呢？学生活动：学生自主思考，列出观点。生甲：不是，原因是二者反应场所不同，前者主要在线粒体，后者在叶绿体。生乙：不是，二者所需条件不同，前者不需光，后者需要光。生丙： 二者反应所需的酶
24、不同，前者为有氧呼吸相关的酶（主要在线粒体）；后者为光合作用光反应的酶（叶绿体类囊体薄膜）与暗反应的酶（叶绿体基质）。生丁：人和动物均可进行有氧呼吸，但不能进行光合作用。师：你能否列表比较光合作用和细胞的有氧呼吸？课件展示：比较项目光合作用有氧呼吸发生部位含叶绿体的细胞（主要是叶肉细胞）所有活细胞反应场所叶绿体主要在线粒体内条件光、叶绿体色素、适宜的温度、酶适宜的温度、酶、pH、氧能量代谢光能转变为化学能，储存在有机物中有机物中的化学能释放出来，部分转移至ATP物质代谢将无机物（二氧化碳和水）合成有机物（如葡萄糖）有机物（如葡萄糖）分解为无机物（二氧化碳和水）联系光合作用的产物作为呼吸作用的物
25、质基础（有机物和氧气均为呼吸作用所用），呼吸作用产生的二氧化碳可为光合作用所利用学生活动：根据所学知识，自主完成表格。师： 你知道酿酒时用的酒药中有何种生物吗？生： 内有酵母菌。师： 酿酒时为什么要密封？生： 造成缺氧环境。师： 酿酒的产物中有什么？生： 酒精。师： 这个生活实例可以说明什么？生： 说明酵母菌在无氧条件下可以进行无氧呼吸产生酒精。师： 酵母菌在有氧条件下，可以进行有氧呼吸吗？酵母菌的有氧呼吸与无氧呼吸都有CO2产生吗？学生活动：阅读文本P63“影响酵母菌无氧呼吸的因素”部分的背景资料，注意对文本中“酵母菌呼吸实验示意图”的阅读与理解。生： 酵母菌在有氧条件下，可以进行有氧呼吸；
26、在无氧条件下，可以进行无氧呼吸。有氧呼吸、无氧呼吸都产生CO2。师： 有哪些因素会影响酵母菌的无氧呼吸呢？能否设计一个简单的实验来验证你的假设呢？师： 酵母菌无氧呼吸的产物有CO2，通过CO2与澄清石灰水的反应速度来探讨O2的浓度、温度等因素对酵母菌无氧呼吸的影响。学生活动：小组分析、讨论，尝试提出有关影响酵母菌无氧呼吸的因素的研究问题，分小组讨论，提出O2的浓度、温度可能会对酵母菌的无氧呼吸产生的影响，并针对问题，提出假设。活动建议：指导学生分组设计实验，实验设计要注意：实验装置要符合科学性；观察记录表格要合理。建议教师在整个课题研究过程中引导学生采用正确的科学方法，并组织好各个学习小组内部
27、以及小组间的交流讨论活动，在实施实验的过程中注意安全，加强实验过程中教师的指导，学生间的交流与合作，注意对数据的收集与分析，学会倾听不同的声音，注重个人反思。案例：温度会影响酵母菌无氧呼吸实验假设温度会影响酵母菌无氧呼吸。实验原理温度会影响酵母菌细胞内的无氧呼吸酶的活性，从而影响无氧呼吸；我们通过测定单位时间内酵母菌放出的CO2的量来确定酵母菌的无氧呼吸速率。实验器材试管、烧杯、酒精灯、酵母菌、葡萄糖溶液、色拉油。实验步骤（1）取3组相同的试管，分别标记为1、2、3，在其中加入等量的葡萄糖与酵母菌的混合溶液8 mL，在液面上方加入一定量的色拉油以隔绝空气。（实验装置参照“酵母菌呼吸实验示意图”
28、）（2）将上述3组试管分别置于10 、20 、37 的环境水浴，同时观察澄清石灰水变浑浊的时间，并记录。实验数据分析略。师： 我们能否在课后设计一个实验，以探究酵母菌在酿酒与发面过程中，细胞呼吸的本质有没有区别，并完成它，并与伙伴们分享你的实验？（教师可以从这两个过程中均有能量的释放来引导学生设计）师： 那么，什么是细胞的无氧呼吸呢？推进新课板书：（二）无氧呼吸学生阅读文本后回答：无氧呼吸是指生活细胞可以在无氧或缺氧的条件下，通过酶的催化作用，将有机物不彻底地氧化分解成乙醇或乳酸等，并释放出少量能量的过程。师： 苹果储存久了，会有什么气味散发出来？生： 酒味。师： 这是什么道理呢？生： 无氧呼
29、吸产生酒精。1.酒精型无氧呼吸师：可见高等植物仍保持着一定的无氧呼吸的能力。再如在水淹等情况下，高等植物可以短时间进行无氧呼吸，将糖类分解成酒精和二氧化碳，并且释放少量能量，以适应缺氧的环境条件。师：假如以葡萄糖为例，它是如何转化为酒精和二氧化碳的呢？多媒体呈示以下信息：展示细胞酒精型无氧呼吸的过程，着重分析细胞无氧呼吸与有氧呼吸的相同与区别之处，以Flash动画形式使情景更为形象、生动。学生活动：以小组为单位，通过对于多媒体信息的观察，能在小组学习过程中用准确的生物学语言来描述细胞的无氧呼吸过程。师：（1）酒精型无氧呼吸的第一阶段场所是细胞质基质。反应条件是细胞质基质的呼吸酶、ADP+Pi、
30、适宜的温度与pH。反应底物是葡萄糖（呼吸底物）。反应过程是在酶催化下葡萄糖分解为丙酮酸。即葡萄糖2丙酮酸+4H+能量（少量）（C6H12O62C3H4O3+4H+能量）。反应产物是丙酮酸、少量H和少量ATP（注：第一阶段释放少量能量，其中一部分能量以热量形式散失，另一部分能量转移到ATP中，可形成2ATP）。产物中，丙酮酸、H继续停留在细胞质基质中，参与无氧呼吸的第二阶段反应；而ATP可直接用于各项生命活动。（2）酒精型无氧呼吸的第二阶段场所仍旧是细胞质基质。反应条件是细胞质基质的无氧呼吸相关的酶、ADP+Pi、适宜的温度与pH以及无氧条件。反应底物是丙酮酸和H。反应过程是在酶的催化下将丙酮酸
31、和H生成酒精与二氧化碳。即2丙酮酸+4H2酒精+2CO2（2 C3H4O3+4H2C2H5OH+2CO2）。反应产物是酒精和CO2。产物中，酒精对植物细胞具有一定的毒害作用，因此长时间的无氧呼吸可能造成植物死亡。师：能否根据前两个阶段的反应式推断细胞酒精型无氧呼吸的总反应式？生：C6H12O62C2H5OH+2CO2+能量（少量）。师：葡萄糖在细胞内经无氧呼吸产生酒精过程中，为什么释放的能量较少？生：因产物（酒精）还储存很多能量；H没有和氧气结合。师：如何证明产物（酒精）还储存很多能量？生：酒精燃烧产热。师：剧烈运动后上肢和下肢骨骼肌往往会产生什么感觉？生：全身酸、胀的感觉。2.乳酸型无氧呼吸
32、师：这是因为高等动物和人体在剧烈运动时，尽管呼吸运动和血液循环都大大加强了，但是仍不能满足骨骼肌对氧气的需要，这时骨骼肌内就会出现无氧呼吸。酸胀感觉就是其产物乳酸过多而刺激神经所致。另外，人从平原进入高原时，有些高等植物的某些器官（马铃薯块茎、甜菜块根与玉米的胚乳）在局部缺氧条件时进行无氧呼吸时也产生乳酸。师：乳酸型无氧呼吸第一阶段反应与酒精型无氧呼吸、有氧呼吸的第一阶段完全相同；第二阶段是在无氧条件下，在细胞质基质中的相关酶的作用下，丙酮酸和H生成乳酸。即：2丙酮酸+4H2乳酸（2 C3H4O3+4H2C3H6O3）。总反应式为什么？生:C6H12O62C3H6O3+能量（少量）师： 葡萄糖
33、在细胞内经无氧呼吸产生乳酸的过程中，共产生196.65 kJ的能量，形成了2ATP，其余的能量以热量形式散失，产能效率相当于31.06%；无氧呼吸产生的乳酸对生物体有一定的影响，机体通过一定的途径会在线粒体中彻底分解乳酸产生能量，在动物体内，乳酸还可以在肝脏中合成糖元。师： 那么，无氧呼吸主要有哪些类型？哪些生物无氧呼吸产生酒精？又有哪些生物的无氧呼吸产生乳酸呢？为什么两种无氧呼吸的产物不同？师： 按照呼吸产物来分，一般无氧呼吸可以分为乳酸型无氧呼吸与酒精型无氧呼吸。一般植物组织、酵母菌等无氧呼吸生成物是酒精和CO2，但马铃薯块茎、甜菜块根等无氧呼吸生成物是乳酸；动物和人体细胞以及乳酸菌等无氧
34、呼吸生成物也是乳酸。产生不同产物的原因是不同生物的呼吸酶不同。我们通常把微生物的无氧呼吸称为发酵，如酒精发酵和乳酸发酵。师： 那么细胞的有氧呼吸与无氧呼吸有哪些区别呢？3.有氧呼吸与无氧呼吸的区别与联系学生活动：学生阅读文本P64，自主思考上述问题。教师活动：教师分发课前准备的表格。课件展示：比较项目有氧呼吸无氧呼吸不同点反应条件需要分子氧、酶和适宜的温度不需要分子氧，需要酶和适宜的温度呼吸场所第一阶段在细胞质基质中，第二、三阶段在线粒体内细胞质基质分解产物二氧化碳和水二氧化碳、酒精或乳酸产生ATP较多，1 mol葡萄糖释放能量2870 kJ较少，1 mol葡萄糖释放能量196.65 kJ相同
35、点本质都是：分解有机物释放能量，为生命活动提供能量来源相互联系第一阶段(从葡萄糖到丙酮酸)完全相同，之后在不同条件下，在不同的场所沿着不同的途径，在不同的酶作用下形成不同的产物学生活动：根据表格自主分析、比较。师： 依据反应式 (根据O2、CO2的量),能否分析出呼吸类型?（以葡萄糖为例）学生讨论、分析，共同总结：C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量C6H12O62C2H5OH+2CO2+能量（少量）C6H12O62C3H6O3+能量（少量）（1）若某种生物吸收氧气量与放出二氧化碳相同，则为有氧呼吸；（2）若某种生物不吸收氧气但放出二氧化碳，则为产酒精的无氧呼吸；（3）若
36、某种生物吸收氧气比放出的二氧化碳少，则既进行有氧呼吸，也进行无氧呼吸。师： 那么，从生物的进化角度来看，生物的有氧呼吸与无氧呼吸具有怎样的关系？哪些细胞能进行无氧呼吸？学生活动：阅读文本P63，并思考上述问题。课件展示：地球形成初期原始海洋中原始生物的生活景象。师：在地球形成初期，地球的大气中没有氧。那时的生物在无氧的条件下生活，生命活动所需能量来自无氧呼吸。有些微生物至今仍只能在无氧条件下生存（专性厌氧微生物）内仍缺乏氧化酶类，不能有效地利用分子氧，只能在无氧条件下生活，分子氧对它们反而有害，如乳酸杆菌、大肠杆菌、蛔虫以及产甲烷杆菌等。课件展示：地球形成初期地球大气成分和绿色植物出现后大气成
37、分的变化。师：生物不断进化，地球上出现了原始的光合作用的生物，原始大气中的氧逐渐增加，随着绿色植物的出现，光合作用放出氧气，原始大气还原性逐渐变为氧化性，于是出现好氧型生物，其体内有完善的有氧呼吸酶系统，能够利用分子氧，能量利用效率高，因而是生物代谢类型上的一个显著进化。随着时间的推移，地球上有氧呼吸的生物逐渐占据了主导地位，高等植物和动物呼吸作用的主要方式就是有氧呼吸。师：（1）从发展的观点来看，有氧呼吸是从无氧呼吸进化而来的。尽管现今高等植物的呼吸类型主要是有氧呼吸，但仍保留有无氧呼吸的能力。例如，在缺氧的情况（如水淹）下，高等植物可进行短时期的无氧呼吸，以适应不利环境。在正常不缺氧的环境
38、中，高等植物的某些部位亦进行一些无氧呼吸，如种子萌发时，种皮未破裂之前只进行无氧呼吸；体积大的储藏器官（如甜菜块根和马铃薯块茎）和果实（如苹果的果实）的内部，也进行无氧呼吸。（2）有些生物的细胞，同时能进行有氧呼吸和无氧呼吸，如大多数动物、植物细胞，在短时间缺O2情况下，能通过无氧呼吸获得暂时的能量来源，但是这类生物细胞不能长时间生活在无O2环境中，它们在异化作用过程中，必须不断从外界吸收O2来氧化分解有机物，我们一般称这类生物为需氧型生物；也有部分生物细胞，只能进行无氧呼吸，这些生物只有在无氧环境下，才能将体内的有机物氧化，从中获得生命活动所需的能量，如大肠杆菌、乳酸杆菌、蛔虫与产甲烷杆菌等
39、生物与人的红细胞等，氧对其具有毒害作用，我们一般称之为厌氧型生物；而酵母菌则比较特殊，它可以在有氧情况下进行有氧呼吸，在无氧情况下进行无氧呼吸，也能生活较长的时间，需要说明的是，酵母菌在有氧情况下生活得更好，我们一般把酵母菌这类生物称为兼性厌氧型生物。师：植物被水淹后会不会马上死亡？时间过长呢？原因是什么？板书：（三）细胞呼吸的生理意义生： 不会马上死亡，因为无氧呼吸能产生少量的能量；时间过长会死亡，原因是长期无氧呼吸积累的酒精对根细胞有毒害作用，同时无氧呼吸释放的能量少，不能满足植物生命活动的需要。师： 无氧呼吸还有其他积极意义吗？生：师： 由此可见，细胞的无氧呼吸也具有重要的生理意义。师：
40、 你了解细胞呼吸的意义吗？学生活动：思考、讨论。课堂小结呼吸作用具有很重要的生理意义，主要表现在下列两点：（1）呼吸作用提供植物生命活动所需要的大部分能量。呼吸作用释放能量的速度较慢，而且是逐步释放，适合细胞利用。释放出来的能量，一部分转变为热能散失掉，一部分以形式储存着。当分解时，就把储存的能量释放出来，供生物体的生命活动需要。如植株对矿质营养的吸收和运输、有机物的运输和合成、细胞的分裂和伸长、植物的生长和发育等，无一不需要能量。任何活细胞都在不停地呼吸，呼吸停止则意味着死亡。因此细胞呼吸是生命的重要特征之一。（2）呼吸过程为其他化合物合成提供原料。呼吸过程产生一系列中间产物，这些中间产物很
41、不稳定，成为进一步合成生物体内各种重要化合物的原料，在生物体内有机物转变方面起枢纽作用。由于呼吸作用提供能量以带动各种生理过程，其中间产物又能转变成其他重要的有机物，所以，呼吸作用就成为代谢的中心，呼吸速率在一般情况下，可以作为植物生理活动的指标。总结本课内容。【布置作业】认真复习本课所授内容，完成学习与评价中的相应练习。【板书设计】 （二）无氧呼吸1.酒精型无氧呼吸(1) 酒精型无氧呼吸的第一阶段(2) 酒精型无氧呼吸的第二阶段2.乳酸型无氧呼吸3.有氧呼吸与无氧呼吸的区别与联系（三）细胞呼吸的生理意义第3课时细胞呼吸原理的应用导入新课教师设置问题情景：某同学为了证明细胞呼吸的产物有CO2，
42、设计了下述实验来证明。设计实验装置如下图所示，加入装置中的气体能够按照图中箭头所示方向稳定地流动。师： A瓶内的NaOH的作用是什么？B瓶中的Ca(OH)2的作用是什么？生： A瓶内的NaOH的作用是除去空气中的CO2，B瓶中的Ca(OH)2的作用是验证空气中的CO2是否被完全除去。师： 如果将C瓶中萌发的种子换成绿色植物并接受充足光照，实验结果会怎样？原因是什么？如果要测定绿色植物呼吸作用的气体产物，怎样改进实验装置？生： 如果将C瓶中的萌发的种子换成绿色植物并接受充足光照，则D瓶中的澄清的石灰水不变浑浊。原因是绿色植物在充足的光照条件下，光合作用大于呼吸作用，没有氧气的净释放。如果要测定绿
43、色植物呼吸作用的气体产物，则应对C装置进行遮光处理。师：如果将C瓶中的种子换成乳酸菌培养液，D瓶中出现的现象是什么？为什么？生：如果将C瓶中的种子换成乳酸菌培养液，D瓶中的澄清的石灰水将不变浑浊，因为乳酸型无氧呼吸没有二氧化碳的释放。师：如果将C瓶中的种子换成酵母菌培养液，则D出现的现象是什么？写出C瓶中以糖类为底物的呼吸反应式。生：如果将C瓶中的种子换成酵母菌培养液，则D中澄清的石灰水将变浑浊。生：C6H12O6+6H2O+6O2 6CO2+12H2O+能量（大量）。师：若在A前面加吸收O2的装置，则D出现的现象是什么？原因是什么？生：D中澄清的石灰水将变浑浊。因为酵母菌无氧呼吸产生酒精与二
44、氧化碳。师：细胞呼吸的原理是什么？生：细胞呼吸的原理主要是指糖类、脂质与蛋白质等有机物，在生物活细胞内氧化分解为水和二氧化碳，或者分解为不彻底的氧化产物，同时释放能量的过程。师：细胞呼吸的生理意义是什么？生：细胞呼吸是生物体内重要的代谢活动，它不仅为生命活动提供能量，细胞呼吸过程产生的中间产物还是各种有机物之间转化的枢纽。师：根据你已有知识，分析说明影响细胞呼吸的因素有哪些？学生活动：学生分组讨论，小组记录，代表发言。媒体信息：提供一组不同生物的细胞呼吸的图片情景、文字信息。小组交流：第一组：我们认为生物体的内部因素会影响生物体的细胞呼吸。（1）不同种类生物呼吸速率不同，如：阳生植物比阴生植物
45、高。（2）同一植物不同发育时期不同，如：幼苗、开花期较成熟期高。（3）同一植物不同器官不同，如：生殖器官较营养器官高。第二组：我们认为外部因素会影响生物体的细胞呼吸。如温度、水分、氧气、二氧化碳等外界环境因素。推进新课师：能否设计一个实验来证明你的推论？（如证明温度影响种子萌发时的呼吸速率）。师：根据上述实验装置，控制其中的温度为单一变量（如对C瓶分别以不同的温度进行处理），测定相等时间内澄清的石灰水变浑浊的程度。学生活动：根据提示，规范、科学、创新地设计实验。师：生物的细胞呼吸，尤其是植物的细胞呼吸强度受外界环境影响很大，其中与水、温度以及空气成分的关系最密切。（1）水对呼吸强度的影响，对种
46、子表现得尤为明显。在一定范围内，呼吸强度随着含水量增加而提高。水稻种子含水量达时，呼吸强度比干燥储藏时要增加数倍。种子含水量增加、呼吸强度增强的原因主要是种子的细胞质为凝胶状态，当含水量超过一定的量时，细胞质转化为溶胶状态，呼吸酶的活性就加强了。（2）温度之所以能影响植物的呼吸强度，主要是影响了呼吸酶的活性。在酶的适宜温度范围内，当温度处于最低点与最适点之间，细胞呼吸强度总是随温度的增高而加快；超过最适点后，随着温度的增加，细胞呼吸强度则会随温度的增高而下降。 （3）空气中O2浓度与呼吸作用的关系很大。O2不足直接影响细胞呼吸强度和呼吸性质。当O2浓度为0时，细胞只进行无氧呼吸；在一定范围内，
47、随着O2浓度增加，细胞同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，从呼吸强度来看，随着O2增加，无氧遭到抑制而强度降低，有氧呼吸虽有促进，但强度不大，因而细胞呼吸的整体强度反而下降；随着O2浓度的继续增加，无氧呼吸强度继续降低，而有氧呼吸强度显著增加；当外界浓度到达一定值时，细胞仅进行有氧呼吸，我们把此时的浓度称为无氧呼吸消失点。（4）CO2是呼吸作用的最终产物，当外界环境中的CO2浓度增加时，呼吸强度便会减慢。实验证明，在CO2体积分数升高到10%以上时，呼吸作用便会减慢。师： 从上述事例我们可以发现，细胞呼吸是一个很有趣的问题，也是一个关系到我们日常生活的问题。那么，细胞呼吸的原理在生产实践中有何应用呢？
48、师： 发酵工程属于一种新兴产业，细胞呼吸与发酵工程具有怎样的关系呢？师： 学生自主阅读文本P65的“细胞呼吸和发酵技术”并思考下列问题：（1）“发酵”与“无氧呼吸”二者之间具有怎样的关系？（2）现代生物技术中“发酵”的概念是如何界定的？（3）简述你对现代发酵工程技术的初步印象。（4）现代发酵技术的应用有哪些？生：（1）通常的发酵是指微生物的无氧呼吸。（2）现代生物技术中的发酵是一个被泛化的概念，即把微生物或其他生物细胞在有氧或无氧条件下繁殖或积累其代谢产物的过程都称为发酵。（3）现代发酵技术是一种将微生物学、生物化学和化学工程学有机地结合，在发酵罐中充分利用微生物或其他生物的生长代谢活动来生产
49、各种有用的物质或细胞本身的现代生物工程技术。（4）现代发酵技术主要可以用于医疗卫生、食品工业以及垃圾、废水的处理和沼气的生产等方面。师：发酵工程包括菌种选育、菌体生产、代谢产物的发酵以及微生物机能的利用等。现代发酵技术与传统化学工业比较，有以下优点：以生物为对象，着重于再生资源的利用，不受原料的限制；反应所需的温度低，能大大地节约能源，减少对环境的污染；为肿瘤治疗、能源、环境保护提供新的解决办法；可开辟一条安全有效的生产价格低廉、纯净的生物制品的新途径，且投资小、收益大、见效快。师：现代发酵工程技术属于高科技范畴，而酒酿则是传统美食。你了解酒酿的制作过程吗？课件展示：取小口坛子一口（酒坛、砂锅
50、可代替）开水洗净擦干。将冲凉、沥干后的糯米饭倒入锅中（其他干净容器也可），将甜酒药取出研成粉末，将其中十分之九均匀搅拌进米饭中，然后将饭装进坛中，轻轻揿平压实，余下的十分之一酒药末撒在表面上。中间留一个杯子大的通气孔（可用干净的木棍插孔），加入适量的温开水（1 000毫升），加盖密封，冬季用棉被等保温物盖紧（夏天用布盖）用其自然发酵，冬天发23天或更长，夏天发1224小时，即可酿出酒酿。师：你知道细胞呼吸原理的其他应用吗？课件展示：（1）谚语说：“锄头底下自有肥”；农民经常松土以提高作物产量；在早稻育秧初期需要适时排水，水稻栽培中需要适时露田与晒田。（2）我们可以把种子干燥以后进行长时间保藏，
51、这样可以大大延长种子保藏时间。（3）果蔬保藏中，我们通常向储存室冲入一定量的氮气，以延长果蔬的保藏时间。师：从上述事例中，说明了什么？从这些事例中，我们能看到细胞呼吸原理在哪些方面的作用呢？生： 说明了细胞呼吸的原理在生产实践中具有广泛的应用。上述四个实例分别说明了细胞呼吸原理在农作物栽培、种子储藏以及果蔬保藏等领域的应用。师： 那么在农作物栽培、种子储藏以及果蔬保藏中，究竟如何利用细胞呼吸原理呢？板书：三、细胞呼吸原理的应用学生活动：阅读文本P65，思考文本中关于农作物栽培、种子储藏以及果蔬保藏中各种方法的生物学原理。师： 你能否具体分析为什么经常松土可以提高作物产量，而在早稻育秧初期需要适
52、时排水，栽培中需要适时露田与晒田？生： 植物生长过程中的细胞分裂、矿质元素吸收、植株的生长与发育等过程，需要消耗大量的能量，而细胞呼吸可以为生命活动提供能量；因而在农作物的栽培过程中，经常松土、早稻育秧初期适时排水、栽培中适时露田与晒田的目的都是为了促进细胞呼吸，为生命活动提供能量。师： 为何在粮食种子储藏过程中，一般要将种子晒干，然后把种子储藏于温度相对较低、通风的环境中？为何在储藏过程中通过冲氮或二氧化碳的方法同样有助于延长种子储藏的时间？生：粮食种子储藏的主要目的是保持种子的有机物，对于需要用于农业再生产的种子，则还必须保持其生命活力。上述保藏种子的各种方法，都是为了减小种子的细胞的呼吸
53、强度。需要说明的是，我们一般不是把种子放在严格无氧的环境中，因为这样可能导致种子进行无氧呼吸而产生大量的酒精，造成种子死亡。师： 我们知道，新疆哈密的哈密瓜又大又甜，你知道为什么吗？生：其一，新疆哈密地区，在春、夏季节的白昼时间较长，每日光合作用时间较长，光合作用积累的有机物多；其二，新疆哈密地处内陆，昼夜温差较大，因而在夜间细胞呼吸消耗的有机物较少，所以，整体积累的有机物较多，所以新疆哈密的哈密瓜又大又甜。师： 那么，大棚栽培作物时，该如何控制昼夜温差呢？生： 白天适当提高温度，以提高光合作用产量；夜间适当低温，以降低细胞呼吸消耗的有机物量，即增加昼夜温差。师： 为何现代健身观念提倡慢跑而非
54、剧烈运动来增进机体健康？生： 剧烈运动，会使机体供氧不足，而使部分细胞无氧呼吸，产生乳酸使得机体的肌肉酸胀乏力。师： 皮肤破损较深或被钉子扎伤后，为何容易感染破伤风？生： 破伤风由破伤风杆菌引起，破伤风杆菌是一种厌氧型微生物，只能进行无氧呼吸。当皮肤破损较深或被钉子扎伤后，破伤风杆菌会大量繁殖而导致破伤风。师： 你还了解细胞呼吸原理的其他应用实例吗？说出来与你的伙伴们分享。总结本课内容。【布置作业】认真复习本课所授内容，完成学习与评价中的相应练习。【板书设计】 三、细胞呼吸原理的应用1.细胞呼吸原理在作物栽培中的应用。2.细胞呼吸原理在种子储藏中的应用。3.细胞呼吸原理在卫生保健中的应用。【活
55、动与探究】 “水果的保藏方法探究”的活动建议探究原理：利用细胞呼吸原理来进行保鲜，一方面抑制了水果的呼吸作用，另一方面抑制了细菌生长或杀灭细菌以达到储藏水果的作用。方法与步骤：（1）讨论水果的保藏方法，如真空包装、低温储藏、控制氧气的浓度等。选择一种方法继续探究。（2）现以控制氧的浓度为例，提几点参考意见：氧气浓度与2释放的相对值。必须先对实验水果进行杀菌处理。【习题详解】 1.解析：蜜蜂属于高等的多细胞昆虫，主要的细胞呼吸方式为有氧呼吸。葡萄糖在细胞内在有氧条件下被分解的时候，首先在细胞质基质中被分解形成丙酮酸和还原态氢（H），同时释放少量能量。丙酮酸和H在有氧条件下进入线粒体，然后丙酮酸在
56、线粒体中与水生成二氧化碳和H。最后前两个阶段产生的H与氧结合生成水，同时释放大量能量。蜜蜂生命活动的直接能源物质是ATP。地球上绝大多数生命的最终能量来源是太阳能，所以光合作用是地球上最主要的物质代谢与能量代谢。答案：（1）有氧呼吸（2）丙酮酸和H能量二氧化碳和H少量能量H水能量（3）ATP（4）光合物质能量太阳能2.解析：高等植物呼吸作用的主要方式是有氧呼吸，但仍保留了无氧呼吸的能力，所以在A点时氧含量接近0，释放较多CO2，这主要是无氧呼吸产生酒精和CO2的缘故；AB段随着氧含量增加，无氧呼吸受到抑制，CO2释放量减少；BC段氧含量不断增加，有氧呼吸越来越旺盛，CO2的释放量达到新高峰。储
57、存蔬菜水果时，要尽量降低呼吸作用，减少有机物的消耗，应选择B点所对应的氧的含量，这时的有氧呼吸已明显降低，同时又抑制了无氧呼吸。答案：（1）无氧呼吸（2）AB段随着氧含量增加，无氧呼吸受到抑制（3）BC段氧含量不断增加，有氧呼吸越来越旺盛，CO2的释放量达到新高峰（4）B点。储存蔬菜水果时，要尽量降低呼吸作用，减少有机物的消耗，应选择B点所对应的氧的含量，这时的有氧呼吸已明显降低，同时又抑制了无氧呼吸。3.解析：此题考查学生的图表分析能力与问题解决能力。从图中我们可以看出，当温差由15 /10 上升到30 /25 时，生长期缩短了40 d，子粒干重减少27 mg左右。小麦灌浆时期，日温对光合作用与细胞呼吸都有影响，但主要影响光合作用的效率；而夜温则主要影响植物晚间细胞呼吸，若降低晚间温度，可以降低细胞呼吸的速率，减少有机物消耗。答案：（）4027（）小麦灌浆时期，日温对光合作用与细胞呼吸都有影响，但主要影响光合作用的效率；而夜温则主要影响植物晚间细胞呼吸。增加昼夜温差。【教学后记】
