高中生物人教版 (2019)必修1《分子与细胞》细胞呼吸的原理和应用教案

这是一份高中生物人教版 (2019)必修1《分子与细胞》细胞呼吸的原理和应用教案，共11页。教案主要包含了有氧呼吸，无氧呼吸，有氧呼吸与无氧呼吸的比较，影响细胞呼吸的因素等内容，欢迎下载使用。
教学目标
1.科学思维:熟悉细胞呼吸的基本过程与场所,说明有氧呼吸和无氧呼吸的异同。
2.社会责任:理解细胞呼吸的原理,并探讨其在生产和生活中的应用。
3.科学探究:探究酵母菌细胞呼吸的方式。
评价目标
1.通过有氧呼吸和无氧呼吸教学课件,让学生了解细胞呼吸的本质是通过有机物的氧化分解为生命活动提供能量,维持细胞的正常生活。
2.通过让学生分析教材中相关的图文资料,理解这些事例中所应用的细胞呼吸原理。
3.通过比较有氧呼吸和无氧呼吸的异同,学会用对比的方法识记并理解相关的生物学知识,培养综合分析能力。
4.通过学习有氧呼吸的主要场所,树立结构和功能相适应的生物学基本观点。
5.通过分析有氧呼吸与无氧呼吸的关系,理解生命活动不断发展变化以及适应的特性,学会运用发展变化的观点认识生命。
教学重难点
重点:1.细胞呼吸的基本过程及原理的应用。
2.细胞有氧呼吸和无氧呼吸的联系和区别。
难点:1.细胞呼吸的原理和本质。
2.探究酵母菌细胞呼吸的方式。
教学方法
1.多媒体辅助教学。
2.自主学习与合作探究。
3.微课程教学。
4.比较法。
课时安排
2课时
教学准备
多媒体,白板,实物投影仪,微课程和学案等。
教学设计
导入新课
鼓励学生将假期生活设计成情景剧:学生在家秋收,肌肉酸痛,并且发现玉米堆会出现湿热的现象。
如何解释这些现象呢?带着这些问题一起探究细胞呼吸。
(设计意图:通过情景剧,调动学生学习情绪。与生活实际相联系,激发学生兴趣。带着问题走进新课。)
探究一、利用酵母菌为实验材料探究细胞呼吸的类型
首先通过一组实验初步探究无氧呼吸。利用多媒体展示下图:
A、B两个锥形瓶都注入煮沸冷却的葡萄糖溶液(葡萄糖是细胞呼吸最常用的能源物质)。A瓶中添加了酵母菌,在两个锥形瓶中滴加液体石蜡铺满液面。
提出两个思考题:
(1)液体石蜡有什么作用?
(2)葡萄糖溶液煮沸的目的是什么?
答案:(1)隔绝空气。
(2)去除溶液中的O2和消灭杂菌。
若学生回答不充分,教师可以补充。
解决问题后,教师展示通过一段时间的反应后,两个锥形瓶中出现的实验现象。其中A瓶上方气球鼓了起来,说明产生了气体,推测为CO2,然后利用澄清石灰水进行鉴定。(装置中的输液器可以控制出气的速度)。
拿掉瓶塞,让一位同学闻瓶中的气味,推测产生酒精。教师利用多媒体展示酒精的鉴定方法和现象。然后在试管中用重铬酸钾鉴定,证明确实产生了酒精。
像这样没有氧气参与的细胞呼吸我们称为无氧呼吸。酵母菌无氧呼吸的产物为CO2和酒精。
(设计意图:在无氧条件下,酵母菌可以利用葡萄糖产生CO2和酒精,产物在课堂上鉴定较为方便。学生通过直接观察,印象更加深刻。)
探究完无氧呼吸后,教师提出问题:如果给予酵母菌有氧条件,酵母菌会怎样进行细胞呼吸呢,酵母菌会利用氧气进行细胞呼吸吗?然后利用多媒体展示下图。
教师介绍图示装置为溶氧量的探测仪,它可以记录溶液中溶氧量的变化,同时将数据在电脑中呈现出来。然后展示有氧条件下,溶液中溶氧量的变化视频。
从视频中可见,在有O2的情况下,酵母菌可以利用O2进行有氧呼吸。
综合上述酵母菌的实验得出:根据是否有O2的参与,细胞呼吸可分为有氧呼吸和无氧呼吸两种。酵母菌在有氧和无氧条件下都能生存,被称为兼性厌氧菌。
酵母菌细胞呼吸类型:
(1)有氧条件装置:
(2)无氧条件装置:
(设计意图:酵母菌有氧呼吸的产物为CO2和H2O,若对CO2进行鉴定,容易与无氧呼吸混淆,而水的生成的鉴定较为困难。因此对有氧呼吸的探究重点放在对O2消耗的鉴定上。利用溶氧量探测仪初步研究有氧呼吸,一方面让学生感受到现代科技对科学发展的推动力量,另一方面也可以使课堂更加多元化。)
探究二、有氧呼吸
首先让学生自学课本P92~93,了解线粒体的具体结构以及与有氧呼吸有关的酶的分布场所。教师此时将绘有含线粒体细胞的展板粘贴到黑板上。
教师提出问题:葡萄糖是在线粒体中被氧化分解的吗,线粒体中能完成整个有氧呼吸吗?提出问题后展示一组实验。利用多媒体展示实验过程及实验结果。
注:向各试管中通入有18O标记的氧气。
实验结果如下:
请学生根据实验结果,思考下面几个问题:
(1)比较1号、2号和3号试管,分析葡萄糖在什么场所中分解,分解产物是什么?
(2)比较1号、2号,分析1号和2号试管中的分解产物不同是什么原因造成的?
(3)比较3号和4号试管,你得到什么结论?
答案:(1)葡萄糖氧化分解的场所在细胞质基质,产物是丙酮酸和[H]。(2)有无线粒体。(3)在线粒体中,丙酮酸被氧化分解,产生CO2。
学生先自主思考,然后小组合作讨论。教师巡视课堂,及时发现学生讨论中存在的问题,并把握讨论进度。学生给出答案并陈述得出答案的理由,若学生回答有误,则由其他小组更正。教师根据学生回答,将代表各种物质的卡片粘贴到展板上。
(设计意图:根据实验,初步探究有氧呼吸的过程及场所,同时提高学生分析实验的能力。)
根据学生的回答展示思考题目,学生阅读课本P92~93小组合作完成:
(1)有氧呼吸过程中,水是第几阶段的反应物,又是哪一阶段的产物?
(2)有氧呼吸过程中,CO2产生于第几阶段,O2在第几阶段参与反应?
(3)有氧呼吸过程中,哪个阶段产生的[H]最多,[H]在什么场所被利用?
(4)有氧呼吸生成的水和CO2中的氧原子分别来自什么物质?
(5)每个阶段都有能量产生吗?哪个阶段产生的能量最多?有氧呼吸过程中产生能量的场所是哪里?
(6)丙酮酸能穿过线粒体的两层膜吗?
(7)写出有氧呼吸总反应式,并标出产物中各原子的来源(以葡萄糖为例)。
(8)有氧呼吸是指 。
答案:(1)第二阶段;第三阶段。(2)第二阶段;第三阶段。(3)第二阶段;线粒体内膜。(4)O2;葡萄糖和水。(5)是;第三阶段;细胞质基质和线粒体。(6)能。
(7) (8)细胞在氧的参与下,通过多种酶的催化作用,把葡萄糖等有机物彻底氧化分解,产生二氧化碳和水,释放能量,生成大量ATP的过程
学生小组活动过程中,教师巡回指导,同时请三位同学将三个阶段的反应式写到黑板相应位置(只需要写出反应物、产物、条件,并用箭头连接即可,不要求配平)。
小组活动结束后,教师不急于订正答案,而是再请三位同学利用黑板上的展板讲解三个阶段。讲解前先将代表各种物质的卡片粘贴在展板的相应位置。教师利用多媒体分阶段展示有氧呼吸过程。讲解后学生检查黑板上的反应式是否正确,如有误,订正。
学生活动结束后,教师展示有氧呼吸的动画,整体把握有氧呼吸。同时师生共同总结出有氧呼吸的总反应式。
教师总结有氧呼吸过程:
(设计意图:有氧呼吸的过程是本节课的重难点。通过小组合作探究并展示有氧呼吸的过程,提高学生合作学习能力。通过学生动手粘过程、动嘴说过程、动笔写过程,多角度突破有氧呼吸过程这个难点。最后通过动画从整体上把握有氧呼吸的整个过程。通过反复刺激,学生掌握情况较好。)
教师总结后学生做学案上的跟踪练习。主要是让学生既要理解基础知识,又要用知识解决问题。
探究三、无氧呼吸
上述试管2在无氧条件下的产物是酒精和CO2,这恰好是酵母菌无氧呼吸的产物,丙酮酸在细胞质基质中的氧化分解就是无氧呼吸的第二阶段。而无氧呼吸的第一阶段和有氧呼吸第一阶段完全相同。
教师利用多媒体展示无氧呼吸的过程、场所和反应式。并介绍无氧呼吸的释能情况。
(设计意图:无氧呼吸较简单,通过有氧呼吸直接带出即可。)
探究四、有氧呼吸与无氧呼吸的比较
利用表格比较两者,由学生抢答完成,同时师生共同总结细胞呼吸概念。
[小结]有氧呼吸与无氧呼吸的比较(以葡萄糖的氧化分解为例)。
答案:
探究五、影响细胞呼吸的因素
从影响细胞呼吸的温度、O2浓度、CO2浓度及含水量四个方面进行分析,重点分析了O2浓度对细胞呼吸的影响。
[例]下图为O2浓度对细胞呼吸的影响,据图回答下列问题。
(1)虚线是 的曲线,实线OBP是 的曲线。
(2)O2浓度=0,在曲线上 点时,进行 ;0