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第七节：细胞呼吸——教学设计与案例
教材分析
《细胞呼吸》是本章的重点内容之一，呼吸作用是生物界所有生物每时每刻都在进行的生命活动。教材先简要概括地介绍呼吸的概念，然后重点讲述了有氧呼吸，无氧呼吸和呼吸作用的意义三大部分内容。
教材以生物体的生命活动需要消耗能量，而能量来自体内糖类，脂类和蛋白质等有机物的氧化分解为导语，在本章第六节《人和动物体内三大营养物质代谢》的基础上，开门见山地引导出了有氧呼吸和无氧呼吸的生理过程，作为本节内容的重点戏详细阐述。最后，概括性地总结出呼吸作用两方面的生理意义。
教材第一部分首先介绍了有氧呼吸的内容，指出有氧呼吸是高等动植物进行呼吸作用的主要方式，通常所说的呼吸作用就是指有氧呼吸，接着，结合图解的形式讲述了有氧呼吸全过程的三个阶段及其场所。同时，以1mol葡萄糖为例说明了能量的释放、转移和贮存的数量关系。
教材第二部分首先介绍了无氧呼吸的条件和内容，并指出高等动植物和人无氧呼吸产物的区别，特别是高等动植物的某些器官和组织进行无氧呼吸时可产生与人相同的产物（乳酸）。然后，介绍了无氧呼吸的全过程及其场所。最后，结合图表明显地说明了有氧呼吸和无氧呼吸的区别。
教材第三部分对呼吸作用的意义进行了两方面的阐述，一是为生物体的生命活动提供能量；二是为其他化合物的合成提供原料。
本节内容与其他章节的联系；主要是一第二章中的“线粒体”和“细胞质基质”为结构基础；以本章中的“酶”“ATP”“内环境”和“三大营养物质代谢”等为物质基础；以“光合作用”和“化能合成作用”为能量基础。同时更有利于理解第六章中基因的表达“基因控制蛋白质的合成”等所需能量以及高三全一册第四章中“分泌蛋白的运输过程所需要的能量等各项生命活动的能量来源”。
总之，呼吸作用是生物体新陈代谢的重要内容，有氧呼吸和无氧呼吸的具体过程又是本节的重中之重。为此，教材分别采用彩色图解，方程图解和表格比较等方法，而且，比较详细地介绍了相关能量的产生、转移和作用。
一.教学目标：
知识目标
1.识记：细胞呼吸的概念。
2.理解：有氧呼吸和无氧呼吸。
3.理解：呼吸作用的意义。
能力目标：
掌握并熟记有氧呼吸及无氧呼吸全过程的几个阶段。
二.教学重点
1.有氧呼吸的过程。
2.无氧呼吸的过程。
3.细胞呼吸的意义。
三.教学难点
有氧呼吸和无氧呼吸整个过程中的物质变化和能量变化。
四.教具准备
有氧呼吸和无氧呼吸比较的挂图。
五.学法指导
1.课前预习，注重有氧呼吸的概念、场所、条件、产物、氧化程度、产生的能量及产生多少ATP。
2.指导学生学会比较的形象记忆方法。
3.指导学生对看不懂的知识点加以标记，课堂教师讲解时更加注意去听讲。
六.课时安排：
1课时（也可视学生接受情况分2课时）
七.教学设计
【导课】
在绪论部分我们就简单的介绍了一下新陈代谢,在生物的新陈代谢过程中,一切生物都需要能量。生物在进行新陈代谢的过程中，能量供应一旦停止，生物体的生命活动也将结束。生物体要维持正常的生命活动，那么在生物体内是通过什么的方式来产生和提供能量的呢？【出题】
【教学目标达成】
一．细胞呼吸
学生阅读：P72第一自然段．
１.细胞呼吸的概念：
细胞呼吸指生物体内的有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，最终生成二氧化碳或其他产物并释放能量的总过程。（也称生物氧化）
【阐述】
一切生物体的生命活动都需要能量，这些能量来自生物体内的糖类、脂类和蛋白质等有机物的氧化分解，储存在有机物中的这些能量必须经过氧化分解释放出来并转移到ATP中之后，才能用于各项生命活动，那么在生物体内氧化分解有机物的过程就是细胞呼吸。
２.类型：
⑴有氧呼吸
⑵无氧呼吸
二.有氧呼吸
学生阅读P72 “有氧呼吸”部分
问题探讨：
⑴什么叫“有氧呼吸”。
⑵有氧呼吸在哪进行？主要场所在那里？
⑶有氧呼吸的全过程分为哪几个阶段？
⑷有氧呼吸过程的物质是如何变化的？能量又是如何变化的？
⑸写出有氧呼吸的总反应式。
教师点拨：
1.有氧呼吸的概念
有氧呼吸是指细胞在氧的参与下，通过酶的催化作用，把糖类等有机物彻底氧化分解，产生二氧化碳和水，同时放出大量能量的过程。
【阐述】
有氧呼吸是高等动植物进行呼吸作用的主要方式，高等动植物进行生命活动所需能量95%以上来自有氧呼吸，所以通常情况下讲的呼吸作用就是指有氧呼吸。
2.有氧呼吸的场所
⑴细胞质基质
⑵线粒体（主要）
【阐述】
有氧呼吸的场所先在细胞质基质中进行，而后进入线粒体完成，有氧呼吸共分三个阶段，第一阶段在基质中进行，后两个阶段在线粒体中进行，所以有氧呼吸的主要场所是在线粒体中。
注意：在线粒体中进行的原因，即线粒体的内膜，基质，嵴上均有许多与有氧呼吸有关的酶类。
3.有氧呼吸的过程
⑴有氧呼吸的总反应方程式
C6H12O6 ＋6H2O＋6O2 酶 6CO2＋12H2O＋能量
【阐述】
有氧呼吸常用的底物是葡萄糖，但脂肪、蛋白质也可以作为有氧呼吸的底物。
注意：有氧呼吸反应两边的水分子不能约去，因为约去后就不能反映出有氧呼吸的过程。
⑵有氧呼吸的全过程分为三个阶段
①第一阶段：
C6H12O6 酶 2C3H4O3＋4[H]＋能量
【阐述】
有氧呼吸第一阶段的名称为：糖酵解过程，这个过程发生在细胞质基质中，需要一系列酶的催化才能完成，葡萄糖酵解过程分解成2分子丙酮酸，产生少量的还原性[H]，同时释放少量的能量，这少量能量中的一部分用于合成2ATP。所以形成的ATP也是少量的，还原态氢是一种特殊的氢，它与一种辅酶（NADP+）结合，常表现为很强的还原性。
②第二阶段：
2C3H4O3＋6H2O 酶 6CO2＋20[H]＋能量
【阐述】
有氧呼吸的第二阶段的名称为：三羧酸循环，这个过程发生在线粒体基质中，丙酮酸进一步被氧化生成二氧化碳，产生大量的还原态的[H]，同时释放少量的能量，其中一部分能量用于合成2ATP。
③第三阶段：
24[H]＋6O2 酶 12H2O＋能量
【阐述】
有氧呼吸的第三阶段的名称：氧化磷酸化。这个过程发生在线粒体的内膜上，第一阶段和第二阶段共产生的24[H]和强氧化剂O2结合时放出大量的能量，这些能量中的一部分用于合成34ATP 。
注意：在整个呼吸作用的过程中，O2是在第三阶段参与的，所以反应物中的氧原子全部在生成物的水中，而CO2 是在第二阶段生成的，所以CO2 中的氧不是来自氧气。
⑶有氧呼吸的总图示（如图1）
⑷有氧呼吸过程中的能量变化
1161KJ能量转移给38ATP
1mol葡萄糖 有氧呼吸 2870KJ能量
其余以热能的形式散失
图1
【阐述】
有氧呼吸过程中转移给ATP中的能量可直接用于各项生命活动，如：主动运输、合成代谢、吸收和分泌、肌肉收缩、神经冲动传导和生物电等。
三. 无氧呼吸
学生阅读P73“无氧呼吸”部分（注重引导学生在学习无氧呼吸的时候与有氧呼吸作对比）
讨论提纲：参考有氧呼吸部分弄清无氧呼吸的概念、场所、过程、物质变化、能量变化以及不同情况下的反应式。
1.无氧呼吸的概念
无氧呼吸是指细胞在无氧的条件下，通过酶的催化作用，把
葡萄糖等有机物分解成不彻底的氧化产物，同时释放少量能量的
过程。
【阐述】
从进化的角度看，有氧呼吸是在无氧呼吸的基础上进化而来的。
2.无氧呼吸的场所：细胞质基质
3.无氧呼吸的过程
⑴第一阶段：
C6H12O6 酶 2C3H4O3＋4[H]＋能量
【阐述】
无氧呼吸的第一阶段与有氧呼吸是完全相同的，是有氧呼吸与无氧呼吸的共同途径，均在细胞质基质中进行。无氧呼吸过程产生的直接用于生命活动的ATP主要在第一阶段产生的。
⑵第二阶段：
丙酮酸在不酮酶的催化下，分解成酒精和二氧化碳或者转化成乳酸。
酶 乳酸（C3H4O3）
2C3H4O3
酶 酒精(C2H5OH)＋CO2
4.无氧呼吸的能量变化
61.08KJ转移给2ATP
1mol葡萄糖 乳酸 196.65KJ
其余以热能形式散失
四.无氧呼吸与有氧呼吸的比较（由学生归纳总结）
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项目 呼吸方式 |
有氧呼吸 |
无氧呼吸 |
|
不
同
点 |
场所 |
主要在线粒体 |
细胞质基质 |
|
条件 |
需要O2、酶 |
不需要O2、酶 |
|
产物 |
CO2和H2O |
乳酸或酒精、CO2 |
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分解程度 |
彻底 |
不彻底 |
|
能量释放 |
多（2870KJ） |
少 |
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生成ATP |
38个ATP |
2个ATP |
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相同点 |
联系 |
第一阶段的反应完全相同 |
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实质 |
分解有机物、 |
五.细胞呼吸的意义
1.为生物的生命活动提供能量
2.为体内其他化合物的合成提供原料
细胞呼吸过程中会产生各种各样的中间产物，这些中间产物是合成另外一些新物质的原料，细胞呼吸能把生物体内的糖类代谢、脂类代谢、蛋白质代谢连成一个整体，是体内各种有机物转化的枢纽。
六.【教学目标巩固】
【例1】根据下列不完整的呼吸作用示意图，解答下列问题：
⑴添出图中方格内的物质名称 。
⑵从图中选择有关的字母，填在题的横线上。
①有氧呼吸的途径是 ；②呼吸过程中产生的能量最多是
阶段；③呼吸作用过程中产生氢的阶段是 ；氧气参与
阶段的化学反应。
⑶在下列横线上填出相应的内容：
①A与B阶段的反应属于 ，其反应式为 。
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