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1、 最新人教版必修一《 ATP的主要來源——細胞呼吸》 （第 1 課時）教案——細胞呼吸》（第 1 課時）教案—— 細胞呼吸 ●從容說課 本節(jié)課內容需要約 2 課時完成。第一節(jié)課為探究活動 ,探究酵母菌細胞呼吸的方式 ,第二 節(jié)課學習有氧呼吸和無氧呼吸的概念以及細胞呼吸原理應用于生活和生產(chǎn)實踐的實例。 學生學過了 ATP 的知識 ,對于 ATP 作為能量的通貨有了一定的認識 ,教師可以此為切入 點 ,提出問題引入新課。探究酵母菌細胞呼吸方式的活動要注意解決幾個問題：了解酵母菌作為單細胞生物采取何種方式進行細

2、胞呼吸；酵母菌在有氧和無氧條件下細胞呼吸的產(chǎn)物是什么；在實驗中如何控制實驗條件和檢測實驗結果；如何設計對照實驗等。 當問題明確后 ,學生探究的過程就會成為探究學習細胞呼吸概念的過程 ,同時也是學習科 學方法 ,養(yǎng)成科學態(tài)度以及建立科學價值觀的過程。教師要隨時注意學生在探究過程中的問 題,及時引導學生對科學概念的學習和理解。比如在準備實驗、觀察現(xiàn)象、記錄結果等方面 , 需要特別提醒學生 ,注意養(yǎng)成尊重事實的習慣 ,然后根據(jù)實驗現(xiàn)象來分析可能的原因 ,將學習 引向深入 ,為下面的概念學習鋪設道路。 通過酵母菌細胞呼吸方式的探究 ,學生認識到有氧呼吸和無氧呼吸的條

3、件和生成的產(chǎn)物 , 這樣就為后面學習有氧呼吸和無氧呼吸打下了基礎。然后從酵母菌轉向其他生物 ,為學生介 紹普遍存在于生物體中的有氧呼吸和無氧呼吸 ,同時通過學習細胞呼吸作用 ,讓學生了解細胞 呼吸的本質是通過有機物的氧化分解為生命活動提供能量 ,維持細胞的正常生活。 關于細胞呼吸原理在生產(chǎn)和生活中的應用 ,可以先讓學生分析課本中相關的圖文資料 ,說 明這些事例中所應用的細胞呼吸原理 ,再讓學生聯(lián)想其他事例 ,進行討論和交流 ,從而認識到 細胞呼吸原理在實踐中應用的廣泛性。 ●三維目標 1.知識與技能 （ 1）說出線粒體 的結構和功能。

4、 （ 2）說明有氧呼吸和無氧呼吸的異同。 （ 3）說明細胞呼吸的原理 ,并探討其在生產(chǎn)和生活中的應用。 （ 4）進行酵母菌細胞呼吸方式的探究。 2.過程與方法 （ 1）通過酵母菌細胞呼吸方式的探究 ,學生認識到有氧呼吸和無氧呼吸的條件和生成的產(chǎn)物 ,為后面學習有氧呼吸和無氧呼吸打下了基礎。 （ 2）通過有氧呼吸和無氧呼吸教學課件 ,讓學生了解細胞呼吸的本質是通過有機物的氧化分解為生命活動提供能量 ,維持細胞的正常生活。 （ 3）通過讓學生分析課本中相關的圖文資料 ,說明這些事例中所應用的細胞呼吸原 理。 （ 4）通過比較有氧呼吸和無氧呼吸的

5、異同 ,學會運用對比的方法識記理解相關的生物學知識 ,培養(yǎng)綜合分析能力。 3.情感態(tài)度與價值觀 （ 1）通過學習有氧呼吸的主要場所 ,樹立結構和功能相適應的生物學基本觀點。 （ 2）通過分析有氧呼吸與無氧呼吸的關系,理解生命活動不斷發(fā)展變化以及適應的特 性 ,學會運用發(fā)展變化的觀點認識生命。 ●教學重點 1 / 5 有氧呼吸的過程及原理。 ●教學難點 1.細胞呼吸的原理和本質。 2.探究酵母菌細胞的呼吸方式。 ●教具準備 教師課件 ●課時安排 2 課時 第一課時

6、細胞呼吸的方式 ●教學過程 ［課前準備］ 要求學生利用各種方式收集有關酵母菌的知識。 ［情境創(chuàng)設］ 提出問題 ,學生討論： 1.你所了解的有關酵母菌的知識有哪些？ 酵母菌是一種單細胞真菌 ,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 研究細胞的不同呼吸方式。比如平時我們吃的饅頭、面包之所以松軟多孔 ,就是因為在和面 時加入了酵母菌 ,經(jīng)發(fā)酵產(chǎn)生的氣體遇熱膨脹所致。 2.想一想關于酵母菌細胞呼吸的方式 ,自己有哪些不清楚的地方？ 有氧呼吸： C6 H12O6＋ 6O2＋ 6H 2O

7、6CO2＋ 12H2O＋能量 無氧呼吸： C6 H12O6 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)酵時產(chǎn)生的氣體是什么？ ［師生互動］ 1.作出假設 師：要探究問題 ,首先得提出假設 ,你提出的假設是什么？ 生：酵母菌發(fā)酵時所產(chǎn)生的氣體是 CO2。 2.根據(jù)假設讓學生分組討論、設計實驗方案 （ 1）你選擇的實驗材料：鮮酵母菌培養(yǎng)液。 （ 2）你選擇的實驗器具和試劑 器具：試管 ,燒杯 ,量筒 ,玻璃管（彎成門形） ,溫度計 ,玻棒 ,橡皮塞（中間鉆孔） ,鐵架臺 , 鐵夾 ,酒精燈

8、 ,石棉網(wǎng) ,火柴。 試劑：質量分數(shù)為 5％的葡萄糖液、質量分數(shù)為 0.1％的溴麝香草酚藍水溶液。 （ 3）實驗步驟： ①取 2 支試管 ,分別編號 1、 2,各注入質量分數(shù)為 0.1％的溴麝香草酚、藍水溶液 3 mL 。 ②另取 1 支試管 ,注入鮮酵母菌培養(yǎng)液 ,注入量約為試管容量的 2／3,試管口加塞。 2 / 5 ③用彎成 U 形的玻璃管按圖所示將盛有鮮酵母菌培養(yǎng)液的試管與 2 號管相通 ,并固定于 鐵架臺上 ,1 號試管設為對照。

9、 ④將盛有鮮酵母菌培養(yǎng)液的試管置于 35～ 38 ℃中水浴 5 min 。 ⑤觀察 2 號管內的顏色變化。 ⑥向裝有酵母菌培養(yǎng)液的試管滴加 0.5 mL 溶有 0.18 重鉻酸鉀的濃硫酸溶液（體積分數(shù) 為 95％～ 97％）并輕輕振蕩 ,使不均勻。觀察試管中溶液的顏色變化。 （ 4）自己設計的實驗記錄表格： （ 5）老師指定幾組實驗方案設計較好的組 ,派代表到講臺讀設計方案 ,請老師和同學提 出意見。其他各組設計方案等老師認可后開始做實驗。 3.實施實驗 按實驗方案進行操作 ,仔細觀察 ,認真記

10、錄。 4.分析與結論 根據(jù)實驗結果得出本小組結論。 5.表達與交流 與其他小組交流 。然后 ,各小組代表用簡明、科學的語言 ,在班里說出細胞呼吸 有幾種 方式 ,每種方式的條件和產(chǎn)物有什么區(qū)別。 ［教師精講］ 1.生物實驗中的無關變量很多 ,必須嚴格控制 ,要平衡和消除無關變量對實驗的影響 ,對照 實驗是最有效的方法。 2.本實驗要探究的問題是酵母菌發(fā)酵時所產(chǎn)生的氣體是不是 CO2？首先要考慮的是酵 母菌發(fā)酵所需的條件是什么？如何控制？接著要考慮的是如何檢驗 CO2？又因為酵母菌發(fā)

11、 酵時還可能產(chǎn)生酒精 ,所以還要考慮的是如何檢驗酒精。根據(jù)以上分析我們設計實驗步驟。 3.對實驗結果的分析 ,如是實驗結果與假設相符 ,則假設成立。如是實驗結果與假設不相 符 ,則假設不成立 ,應分析出現(xiàn)此結果的原因 ,在此基礎上得出正確的結論。［評價反饋］ 學生做課堂練習題、教師檢查評講： 1.在探究實驗的設計過程中 ,往往要進行對比實驗 ,下列有關敘述中正確的是 A. 只能設置兩個實驗組 ,互為對比實驗 B. 在“觀察 DNA 和 RNA 在細胞中的分布”實驗中 ,沒有對比實驗C.進行對比實驗是為了探究某種因素與實驗對象的關系 D. 只要實驗現(xiàn)

12、象明顯 ,有沒有對比實驗對實驗結論都沒有影響 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 ,酵母菌迅速繁殖 ,糖度下降 ,產(chǎn)生白色泡沫 ,溶解氧 逐漸耗盡。隨后 ,酵母菌繁殖速度迅速下降 ,糖度加速降低 ,乙醇濃度逐漸上升 ,泡沫不斷增 多。當糖濃度下降到一定程度后 ,結束發(fā)酵。最后分別輸出有形物質和鮮啤酒。 根據(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是 ________________________________ 。 （ 2）初期 ,酵

13、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%則是用于 ____________________ __________ 。 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 3 / 5 ［課堂小結］ 1.實驗目的：探究酵母菌細胞呼吸的方式 ,也可使溴麝香草酚藍水溶液由藍色

14、變綠 2.實驗原理：（ 1）CO2 可使澄清石灰水變渾濁 色再變黃色。根據(jù)石灰水渾濁程度或溴麝香草酚藍水溶液變成黃色的時間長短 ,可以檢測酵 母菌培養(yǎng)液中 CO2情況。（ 2）橙色的重鉻酸鉀溶液 ,在酸性條件下與乙醇發(fā)生化學反應 ,變 成灰綠色。 3.實驗步驟：①取 2 支試管 ,分別編號 1、 2,各注入質量分數(shù) 為 0.1％的溴麝香草酚藍水 溶液 3 mL 。②另取 1 支試管 ,注入鮮酵母菌培養(yǎng)液 ,注入量約為試管容量的 2／ 3,試管口加 塞。③用彎成 U 形的玻璃管按

15、圖所示將盛有鮮酵母菌培養(yǎng)液的試管與 2 號管相通 ,并固定于 鐵架臺上 ,1 號試管設為對照。④向裝有酵母菌培養(yǎng)液的試管滴加 0.5 mL 溶有 0.1 g重鉻酸 鉀的濃硫酸溶液（體積分數(shù)為 95％～ 97％）并輕輕振蕩 ,使它們混合均勻。觀察試管中溶液 的顏色變化。 4.實驗現(xiàn)象： 2 號試管中可使溴麝香草酚藍水溶液由藍色變綠色再變黃色。橙色的重鉻 酸鉀溶液 ,在酸性條件下與乙醇發(fā)生化學反應 ,變成灰綠色。 5.實驗結論：酵母菌在有氧和無氧條件下都可產(chǎn)生 CO2 氣體

16、,在無氧條件下產(chǎn)生 CO2 同 時產(chǎn)生了酒精。 ［布置作業(yè)］ 寫好實驗報告。 ［課后拓展］ 1.發(fā)酵 ,而用于微生物則叫做發(fā)酵。發(fā)酵與無氧呼吸的 無氧呼吸如果不用于高等動植物和人體 共同點是： 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

17、 ,如醋酸發(fā) 酵就是需要氧的。 圖 5－ 3－1 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 ,在缺氧的情況下 ,以酒精發(fā)酵的形式進行無氧呼吸 , 這是因為它們的細胞內含有乙醇脫氫酶。 酒精發(fā)酵的第一個階段 ,與糖酵解的步驟完全相同。然后在缺氧的情況下 ,丙酮酸就在丙 酮酸羧化酶的作用下 , 脫羧形成乙醛 ,乙醛則在乙醇脫氫酶的作用下 , 被糖酵解產(chǎn)物—— NADH 還原為酒精（乙醇）。酒精發(fā)

18、酵的總反應式是： C6H12O6＋ 2ADP ＋ 2Pi 2C2H5OH＋ 2CO2＋ 2ATP 概括地說 ,1 分子葡萄糖經(jīng)過酒精發(fā)酵后所提供的可利用的能量 ,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則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。 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)酵后 ,形成 2 分子乳酸 ,所提供的可利用的能量 ,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況與上述酒精發(fā)酵相同 ,只是丙酮酸是在乳酸脫氫酶的作用下

19、 4 / 5 還原成乳酸 ,同時還原型輔酶 I（ NADH ）被氧化成氧化型輔酶 I（ NAD ＋ 從而保證了乳酸 ）, 發(fā)酵的持續(xù)進行。乳酸發(fā)酵的總反應式是： C6H12O6＋ 2ADP ＋ 2Pi 2C3H6O3＋ 2ATP ,泡菜、酸菜、青貯飼料能夠較長時間 乳酸菌可以使牛奶發(fā)酵而成酸牛奶或奶酪。此外 地保存 ,也都是利用乳酸發(fā)酵積累的乳酸抑制了 其他微生物活動的緣故。 2.發(fā)酵工程 （ 1）酒變酸的啟示

20、 到了 19 世紀的中期 ,在歐洲許多陳年的葡萄酒在空氣中因自然變酸而 不能被飲用。為 了研究酒變酸的真正原因 ,巴斯德進行了大量的實驗 ,終于發(fā)現(xiàn)引起葡萄酒變酸的罪魁禍首是 一種叫醋酸桿菌的微生 物 , 并指出醋酸桿菌是從空氣中落進酒里的 ,是它使葡萄酒轉變成了 醋酸。因此 ,他建議采用微溫（ 50～ 60 ℃）加熱法來消滅酒、醋等成品中的雜菌 ,從而解決 了當時釀酒業(yè)的難題 ,發(fā)展了制醋的標準化工藝這種微溫加熱消滅微生物的方法 ,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

21、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)酵原料及時對原料進行預處理； 第二是對發(fā)酵原料進行高壓滅菌并選擇目標菌種且接種到滅過菌的發(fā)酵原料中；第三是發(fā) 酵過程 ,應根據(jù)目標菌種的需氧或厭氧的特點 ,通入空氣發(fā)酵或密閉發(fā)酵；第四是對發(fā)酵產(chǎn)品 進行分離和提純 ,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 ,同時人們還利用微生物發(fā)酵來生產(chǎn)糧食 ,微生物發(fā)酵生 產(chǎn)蛋白質的速度很快 ,一個細菌一晝夜里

22、發(fā)酵生產(chǎn)的蛋白質大約等于它自身重量的 30～ 40 倍。 （ 3）白色農(nóng)業(yè) 用發(fā)酵工程成功地生產(chǎn)大量的酵母菌以及對人無害的細菌等微生物 ,然后制成含有菌體 細胞的蛋白質干粉 ,如今 ,科學家又給這種利用發(fā)酵工程生產(chǎn)蛋白質的方式起名叫“白色農(nóng) 業(yè)”。由于酵母菌等微生物都是單細胞生物 ,所以利用微生物生產(chǎn)出的菌體蛋白質被稱為單 細胞蛋白。在不久的將來 ,單細胞蛋白將作為一種新型的食物展現(xiàn)在人們的面前。 ●板書設計

23、第 3 節(jié) ATP 的主要來源——細胞呼吸第一課時 細胞呼吸的方式 探究酵母菌的呼吸方式 1.實驗目的：探究酵母菌細胞呼吸的方式。 2.實驗原理：（ 1） CO2 可使澄清石灰水變渾濁 , 也可使溴 麝香草酚藍水溶液由藍色變 綠色再變黃色。根據(jù)石灰水渾濁程度或溴麝香草酚藍水溶液變成黃色的時間長短 ,可以檢測 酵母菌培養(yǎng)液中 CO2情況。（ 2）橙色的重鉻酸鉀溶液 ,在酸性條件下與乙醇發(fā)生化學反應 , 變成灰綠色 。 3.實驗步驟：注意實驗中應用對照原則。 4.實驗現(xiàn)象 5.實驗結論 ●習題詳解 （見第二課時） ●備課資料 （見第二課時） 5 / 5