高中生物-城阳某中学生物纪丽珍细胞呼吸的原理和应用教学设计学情分析教材分析课后反思

教学设计

一学习目标

1.能描述线粒体适于进行有氧呼吸的结构，说明有氧呼吸过程中物

质与能量的变化，形成结构和功能相适应的生命观念。

2.通过对有氧呼吸相关实验材料的分析，阐明有氧呼吸过程中物质

与能量的变化，初步形成科学探究的能力。

3.通过比较有氧呼吸与无氧呼吸的异同，阐明细胞呼吸的实质，形

成科学思维。

4.探讨细胞呼吸原理在生产和生活中的应用，形成环境保护的生命

观念和社会责任。

二教学重点和难点有氧呼吸过程中物质与能量的变化

解决策略：通过材料分析及相关实验设计探究，让学生自主构建细胞

呼吸的过程、场所、物质变化和能量转化，让学生认识到细胞作为生

命系统在利用能量方面的特点，从而进一步加深对生命本质的理解。

三教学过程

学习任务教师组织和引导学生活动设计意图

课堂引入一一新鲜种子的图片，积极思引起学生

感知细胞引导学生思考潮湿和发热的原考：新鲜兴趣，也让

呼吸产生因，然后让学生把手伸进糖果堆，种子中的学生能感

水，同时分析不能潮湿和发热的原因是什物质分受到物质

释放能量么？解，产生分解，同时

引出先前学过的和细胞呼吸相关了水，释伴随着能

的细胞器一一线粒体放出了能量的释放。

量。单独

的葡萄糖

不能分

解，需要

合适的条

件和场

所。

带着问题

进入今天

的学习

体会结构

认识线粒

与功能相

回忆细胞体的内

适应，调动

呼吸的相线粒体的结构和功能是什么？膜，外膜，

学生记忆，

关内容基质等结

迅速进入

构

主题

I实验：在适宜的条件下，把萌

推导有氧学生分析培养学生

发3〜4天的黄瓜子叶置于研钵中

呼吸过程实验现象分析问题

研磨，将研磨的细胞匀浆差速离

中物质和进行推和解决问

心后得到了细胞质基质和线粒

能量的变体，现利用这些成分进行实验，理：1.葡题的能力，

化研究细胞呼吸过程是怎样发生萄糖不能导出有氧

的。被线粒体呼吸过程

实验过程；现把匀浆及分离得到

分解中葡萄糖

的细胞质基质和线粒体，注入几

2.葡萄糖分解生成

支试管中，并使各试管悬液体积

在细胞质C02和110,

相等，各试管之间同一成分的浓2

度相同（如下表所示），然后在一基质中被并释放出

定的适宜条件下分别进行以下实分解，生能量

验。成丙酮

祺曾1234

细胞负祭后♦线”停线检体场忸质基质线轨体酸，生成

所含

*«««+丙酬8

成分

心♦0,0♦6

处理了少量能

在为宜条件下.反应5分伸

时间

实舞苗/**少.后苛景泉不及

UCO八物0量。

理般需CO-HQ产生没有反应，西胡簸产生

产生

问题：1.试管1的作用是什么？3.丙酮酸

2.通过试管2和试管3的在线粒体

比较能发现葡萄糖分解的场所中被分

是，产生的物质解，生成

是____________O

了较多的

3.通过试管2和试管4的

能量。

比较能发现线粒体______L能或不

能）利用葡萄糖，线粒体利用的

物质是_____________,并生成

了________________o

4.实验得出的结论是：_

5.为了知道在细胞质基质

和线粒体中，物质分解有没有释

放能量，同学们做了进一步实验，

在试管1至试管4中，加入了荧

光素和荧光素酶，检测发光的强

度。结果：试管1和试管4发出

较强的荧光，试管2没出现荧光，

试管3发出较弱荧光。因此，可

以得出结论：_________________

（萤火虫尾部的发光细胞中含有

荧光素和荧光素酶。荧光素接受

ATP提供的能量后就被激活。在荧

光素酶的催化作用下，荧光素与

氧发生化学反应，形成氧化荧光

素并且发出荧光。）

II在第I组实验结束后，有同学学生分析培养学生

想进一步的确认丙酮酸在线粒体实验现象分析问题

中分解的部位。请利用以下实验

进行推和解决问

推导有氧材料设计实验探究丙酮酸在线粒

理：题的能力，

呼吸过程体中分解的部位。

1.丙酮酸能独立完

中物质和实验材料：若干试管，破碎线粒

的分解发

体后分离得到的线粒体膜状结构成实验设

能量的变

和线粒体基质，丙酮酸，氧气，生在线粒计，培养学

化

荧光素和荧光素酶等。体基质，生的书面

实验过程：并且产生表达能力

实验现象：

和阅读能

了C02,释

实验结论：

放了少量力

总结：阅读课本P92-P93页有氧

能量

呼吸部分，写出有氧呼吸的分步

学生再联

反应式和总反应式。

系课本上

（1）______________场所：_____

⑵_____________场所：_____的相关内

⑶_____________场所：—容完善有

总反应方程式：____________氧呼吸的

通过视频，订正答案，同时引起

过程，并

学生兴趣

讨论修正

【典例1】根据有氧呼吸过程,自

通过任务

巩固有氧

主连线有氧呼吸三个阶段中的物

学生独立归纳评价

呼吸过程

质变化：

完成任务学生对有

中物质和®ATP的产生a.第一阶朋铝胞质基勖

②CO：的产生后，进行氧呼吸过

能量的变③网的产生h第二阶段（线粒体基质）

@H：0的利用讨论修正程的掌握

化⑤0制利用c.第三阶段（魅体醴）

钏川的利用情况

①HQ的产生

有氧呼吸概念：细胞在氧的参与

学生对有

下，通过多种酶的催化作用，把让学生构

总结有氧氧呼吸形

葡萄糖等有机物彻底氧化分解，建有氧呼

呼吸成系统的

产生二氧化碳和水，释放能量，吸的体系

认识

生成大量ATP的过程。

阅读课本94页无氧呼吸部分，并

自主构建学生阅读自主阅读

回答下列问题：

无氧呼吸1.有些生物除了进行有氧呼吸教材，构获得概念，

的知识外，还能进行无氧呼吸。不同生建无氧呼学生分析，

物无氧呼吸的产物是不是相同？吸体系，学生解答

请举例说明。学生解

2.无氧呼吸的过程可以分为哪几答，学生

个阶段？写出无氧呼吸总的反应提问，形

方程式并注明反应场所？成无氧呼

3.为什么无氧呼吸过程中释放的吸知识体

能量比有氧呼吸少？

系

过无*不*完吸全分是好〜在,林2故•取1气彳合经・与的的m情及下.等有机崎桢

■■一广*®

项目有秋呼吸无弱呼吸思考，填

条件需氧气.施应的・不需气气，相应的爵

场所编胞质基质、线箱体继电质基质

不同点酒精和二H化碳写表格

二U化破和水

产物或者乳酸比较有氧

能信大・(fiMf38AIP)少・（热能+2ATP）理解细胞

过程第一舱段支全相同.

相同点呼吸和无

比较有氧实就分解有机物.粒放靛■,产生AIP呼吸的结

氧呼吸的

总结：有氧呼吸和无氧呼吸都属

呼吸和无果不一定

异同点，加

于细胞呼吸。

氧呼吸的产生无机

深对细胞

细胞呼吸是指有机物在细

异同点物，实质

呼吸的理

胞内经过一系列的氧化分解，生

是分解有

成二氧化碳或其他产物，释放能解

机物，释

量并生成的过程。

ATP放能量

细胞呼吸除了能为生物体

提供能量，还是生物体代谢的枢

纽。

让学生认

屡识到细胞

让学生列呼吸和我

抑制无视呼图者缸繁殖.无视匍H发斡保迸育机吟Q

应用细胞袭」：图举生活生们的健康，

呼吸的知产中的其生活，生产

孤融外殿盛瀛巧黑U

U0S”◎色■■全■■■■.冷■■只■■h土・♦・•・原❹•・江3・11・不星

识u■■■,q号无■以•严幺乂■£■文.他事例并息息相关，

拓展：农田松土给全球气候变暖进行分析培养学生

可能带来哪些影响？的社会责

任。

四板书设计，也是小结

第3节细胞呼吸的原理和应用

一线粒体的结构和功能(画图)

二有氧呼吸过程中物质和能量的变化

C6H1206+6H2O602-^U

6CO2+12H2O+能量(2870E)

三无氧呼吸过程中物质和能量的变化

c6Hl2。6」72c2H50H(酒精)

+2CO2+ggS(225.94kJ)

C6H1206-^U2C3H603(O)

+能量(196.655

四细胞呼吸在生产和生活中的应用

学情分析

学生对细胞呼吸有一个面上的认识，通过细胞器线粒体的学习，

已经形成一定概念，但是细胞呼吸是一个微观的化学反应过程，学生

理解起来可能有一定的困难，需要教师帮助学生克服对微观结构认识

的困难，结合化学和物理相关知识，并完成各种观察、实验等探究性

学习活动，让学生能说明生物通过细胞呼吸将将储存在有机分子中的

能量转化为生命活动可以利用的能量，让学生从物质和能量的视角分

析呼吸作用的过程。

效果分析

新鲜种子中的物质分解，产生了水，释放出了能量。单独的葡萄

糖不能分解，需要合适的条件和场所。让学生带着问题进入今天的学

习，引起学生兴趣，也让学生能感受到物质分解，同时伴随着能量的

释放。然后，学生分析实验现象进行推理：1,葡萄糖不能被线粒体分

解2.葡萄糖在细胞质基质中被分解，生成丙酮酸，生成了少量能量。

3,丙酮酸在线粒体中被分解，生成了较多的能量。培养学生分析问题

和解决问题的能力，导出有氧呼吸过程中葡萄糖分解生成C02和H20,

并释放出能量。

紧接着，学生分析实验现象进行推理：1,丙酮酸的分解发生在线

粒体基质，并且产生了C02,释放了少量能量学生再联系课本上的相

关内容完善有氧呼吸的过程，并讨论修正。培养学生分析问题和解决

问题的能力，能独立完成实验设计，培养学生的书面表达能力和阅读

能力。学生独立完成任务后，进行讨论修正。

通过任务归纳评价学生对有氧呼吸过程的掌握情况。学生阅读教

材，构建无氧呼吸体系，学生解答，学生提问，形成无氧呼吸知识体

系。自主阅读获得概念，学生分析，学生解答，思考，填写表格。理

解细胞呼吸的结果不一定产生无机物，实质是分解有机物,释放能量。

通过比较有氧呼吸和无氧呼吸的异同点，加深对细胞呼吸的理解，然

后，让学生列举生活生产中的其他事例并进行分析，让学生认识到细

胞呼吸和我们的健康，生活，生产息息相关，培养学生的社会责任，

本节课完成了教学目标。

教材分析

本节教材的主要内容包括：细胞呼吸的方式、有氧呼吸和无氧呼

吸过程中物质和能量的变化，以及细胞呼吸原理在生产生活中的应用。

本节内容与前面所学的细胞的生物膜系统、线粒体的结构和功能、物

质跨膜运输的方式、酶、ATP等内容都有紧密的联系。将本节学习内

容与上述知识建立联系，可以更深刻地理解生命活动中物质和能量变

化的内在联系，更深刻地理解细胞是最基本地生命系统。学习本节内

容，可以为后续学习光合作用等其他细胞代谢奠定基础。

我们具体来看细胞呼吸的原理和应用这部分内容。

有氧呼吸主要发生在线粒体，因此教材先介绍了线粒体的亚显微

结构。然后给出有氧呼吸的总反应式，让学生对有氧呼吸中的物质转

变有了一个大概了解后，再具体学习有氧呼吸的过程。

有氧呼吸过程非常复杂，依据课标要求，并结合高中生的认知水

平，教材只对三个阶段做了概要的介绍。新教材用了一个更形象化的

图来示意有氧呼吸的过程。该图示除了像现行教材那样反映了有氧呼

吸不同阶段的物质变化，还同时示意每个阶段的反应场所，从而让学

生明确有氧呼吸过程是分阶段分场所进行的，每一阶段的反应都需要

在特定场所中才能进行（因为底物、酶等条件只能由相应的反应场所

提供），这体现了细胞内各部分的分工与协作，也能反映细胞内部结

构（成分）和功能是相适应的。另外，图示还用箭头和星形的大小示

意释放能量的多少，特别直观、容易理解和记忆。

新教材讲到第二阶段“不需要氧气的直接参与「这句话的含义

是：氧气虽然不是第二阶段的反应物，但是第二阶段需要氧气参与才

能持续进行。

实践中，为了方便学生记忆，我们常会将有氧呼吸的三个阶段写成分

阶段的反应方程式（只写了反应物和产物）：

第一阶段：CN206f2c3HG+4[H]+少量能量

第二阶段：2c3HQ3+6H20f6co2+20[出+少量能量

第三阶段：24[H]+02f12H2。+大量能量

这种写法确有参考价值，它便于学生记住每个阶段的反应物和产

物分别是什么。

新教材Imol葡萄糖氧化分解后储存在ATP中的能量数值发生了变

化，新教材修改了有氧呼吸生成ATP的量，这反映了科学知识并不是

终极知识，而是会随着新的发现而补充、更新和完善。教师在教学中

也应该将这种对科学本质的认识潜移默化地传递给学生。

教材通过将有氧呼吸和体外葡萄糖燃烧比较，让学生明确，体内

有机物的氧化分解是在相对温和的条件下进行的，能量也是分阶段逐

步释放的，并且释放的部分能量储存在ATP。

新教材的处理是先介绍有氧呼吸和无氧呼吸，在此基础上进行归纳总

结，然后得出细胞呼吸。这样的处理方式更加自然顺畅，说教意味更

淡一点。

教材先通过思考讨论，分析生产生活中应用细胞呼吸原理的事例,

之后正文再做总结。这些内容的教育价值在于引导学生将所学知识应

用于生产、生活实际，增强社会责任意识。

新教材精选了课后练习，概念检测的第1题在设定情境下设问，

突出了问题的情境性；第2题要让学生假定细胞呼吸的底物是葡萄糖

（糖类），然后再进行分析；第3题是一个很好的探究酵母菌呼吸作

用场所的实验设计，有可以继续拓展的空间。拓展应用题第1题是和

生产实践相结合的，并注意引导学生关注生态环境问题；第2题引导

学生思考有氧呼吸和无氧呼吸的关系，早期地球生物只能无氧呼吸,

有氧呼吸是从无氧呼吸进化而来的，题目设计渗透了进化的思想。这

些题目设计能够有效地促进学生生物学素养的发展。

细胞呼吸的原理和应用限时训练

-选择题（每小题只有一个选项符合题目要求）

1.有氧呼吸与无氧呼吸的相同点是（）

①都在线粒体中进行②都需要防③都需要④都产生ATP⑤

都经过生成丙酮酸的反应

A.②③⑤B.②④⑤

C.②③④D.①②⑤

2.细胞有氧呼吸过程中，吸入的。2最终形成了（）

A.C02B.H20

C.ATPD.丙酮酸

3.下图为线粒体的结构示意图,其中不可能发生的反应是（）

A.②处发生有氧呼吸第二阶段

B.①处产生ATP

C.②处产生C02

D.③处发生［H］与O2结合的反应

4.买罐头食品时，发现罐头盖上印有“如发现盖子鼓起,请勿选购”

的字样。引起盖子鼓起最可能的原因是（）

A.好氧型细菌呼吸,产生CO2和H20

B.微生物呼吸,产生C02和C2H50H

C.乳酸菌呼吸,产生C02和C3H6。3

D.酵母菌呼吸，产生CO?和H20

5.下列关于细胞呼吸的叙述,正确的是（）

A.水稻根部主要进行无氧呼吸,所以能长期适应缺氧环境

B.荔枝在无氧、保持干燥、零下低温的环境中，可延长保鲜时间

C.快速登山时,人体主要是从分解有机物产生乳酸的过程中获得能量

D.玉米秸秆经酵母菌发酵可产生酒精,是通过酵母菌的无氧呼吸实现

的

6.用含180的葡萄糖跟踪有氧呼吸过程中的氧原子,可检测到“的转

移途径是（）

A.葡萄糖一丙酮酸一上0

B.葡萄糖丙酮酸—02

C.葡萄糖一02fH2。

D.葡萄糖一丙酮酸一CO2

7.酵母菌在进行呼吸作用的过程中，能产生CO?的场所是（）

①细胞质基质②线粒体③细胞膜④内质网

A.①②B.②③C.①④D.③④

8.（2019全国理综m,4）若将n粒玉米种子置于黑喑中使其萌发，得到

〃株黄化苗。那么，与萌发前的这〃粒干种子相比,这些黄化苗的有机

物总量和呼吸强度表现为（）

A.有机物总量减少，呼吸强度增强

B.有机物总量增加，呼吸强度增强

C.有机物总量减少,呼吸强度减弱

D.有机物总量增加，呼吸强度减弱

二选择题（每小题有一个或多个选项符合题目要求）

9.下图表示萌发的小麦种子中可能发生的相关生理过程,表示物

质,①〜④表示过程。下列有关叙述正确的是（）

A.催化反应②和④的酶都存在于细胞质基质中

B.图中物质c为[H],它只在有氧呼吸过程中产生

C.图中①②过程主要发生在小麦种子萌发的早期,其中e为ATP

D.①④③过程为有氧呼吸的三个阶段,其中物质a、d分别是丙酮酸和

02

10.马铃薯块茎储藏不当会出现酸味,这种现象与马铃薯块茎细胞的

无氧呼吸有关。下列叙述错误的是（）

A.马铃薯块茎细胞无氧呼吸的产物是乳酸和葡萄糖

B.马铃薯块茎细胞无氧呼吸产生的乳酸是由丙酮酸转化而来

C.马铃薯块茎细胞无氧呼吸产生丙酮酸的过程不能生成ATP

D.马铃薯块茎储藏库中氧气浓度的升高会增加酸味的产生

11.下列是外界因素影响呼吸速率的图示，由图可知下列说法正确的

是

氟无氧呼哆一

I着氧呼吸

51015202530()2浓度/%

乙

°CO?浓度°含水量

丙丁

A.超过最适温度,呼吸酶活性降低,细胞呼吸受抑制

B.02浓度为10%时适宜储藏水果、蔬菜

C.适当提高CO?浓度利于储藏水果、蔬菜

D.种子含水量是制约种子细胞呼吸强弱的重要因素

三非选择题

12.下图为不同生物体内葡萄糖分解代谢过程的图解，请据图回答下

列问题。