ATP的主要来源-细胞呼吸教学设计-3

ATP的主要来源——细胞呼吸教学设计-3一、教学目标1.知识目标说出线粒体的结构和功能。说明有氧呼吸和无氧呼吸的概念、过程和特点。理解细胞呼吸的原理，并能说出其在生产生活中的应用。2.能力目标通过分析有氧呼吸和无氧呼吸的过程，培养学生运用归纳与概括、演绎与推理等科学思维方法分析问题的能力。设计实验探究酵母菌细胞呼吸的方式，培养学生的实验设计、实施和分析能力。3.情感态度与价值观目标通过学习细胞呼吸的原理，让学生体会生命活动的有序性和物质、能量变化的统一性，树立辩证唯物主义世界观。关注细胞呼吸原理在生产生活中的应用，认同生物科学的价值，激发学生学习生物学的兴趣。二、教学重难点1.教学重点有氧呼吸的过程和原理。无氧呼吸的过程和特点。细胞呼吸原理在生产生活中的应用。2.教学难点有氧呼吸过程中物质变化和能量转换。细胞呼吸原理的综合应用。三、教学方法讲授法、讨论法、实验法、演示法、多媒体辅助教学法四、教学过程（一）导入新课（5分钟）展示一组运动员在剧烈运动后肌肉酸痛的图片，提问学生：为什么运动员剧烈运动后会感到肌肉酸痛？引导学生思考这与细胞呼吸有什么关系，从而引出本节课的主题ATP的主要来源细胞呼吸。（二）细胞呼吸的概念和类型（5分钟）1.细胞呼吸的概念通过多媒体展示细胞呼吸的定义：细胞呼吸是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他产物，释放出能量并生成ATP的过程。引导学生阅读教材，理解细胞呼吸的概念要点。2.细胞呼吸的类型提问学生：根据细胞呼吸过程中是否有氧气参与，细胞呼吸可以分为哪几种类型？学生回答后，教师总结：细胞呼吸可分为有氧呼吸和无氧呼吸两种类型。（三）探究酵母菌细胞呼吸的方式（20分钟）1.实验原理展示酵母菌的图片，介绍酵母菌是一种单细胞真菌，在有氧和无氧的条件下都能生存，属于兼性厌氧菌。讲解实验原理：酵母菌在有氧条件下进行有氧呼吸，产生二氧化碳和水；在无氧条件下进行无氧呼吸，产生酒精和二氧化碳。二氧化碳可以使澄清石灰水变浑浊，也可以使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄；橙色的重铬酸钾溶液在酸性条件下与酒精发生化学反应，变成灰绿色。2.实验设计教师引导学生分组讨论实验设计思路，要求学生思考以下问题：如何设置有氧和无氧的条件？怎样检测细胞呼吸产生的二氧化碳和酒精？实验的自变量、因变量和无关变量分别是什么？如何控制无关变量？学生分组讨论后，每组派代表发言，教师对学生的发言进行点评和完善，形成如下实验设计方案：实验材料：新鲜的食用酵母菌、5%葡萄糖溶液、澄清石灰水、溴麝香草酚蓝水溶液、橙色重铬酸钾溶液、浓硫酸、锥形瓶、橡皮球、玻璃导管、滴管等。实验步骤：配制酵母菌培养液：将新鲜的食用酵母菌放入5%葡萄糖溶液中，搅拌均匀。组装实验装置：将酵母菌培养液分别注入两个锥形瓶中，其中一个锥形瓶通过橡皮球不断通入空气，另一个锥形瓶密封。检测细胞呼吸产物：将两个锥形瓶中的培养液分别通入澄清石灰水和溴麝香草酚蓝水溶液中，观察溶液颜色的变化；取少量无氧条件下培养的酵母菌培养液，加入橙色重铬酸钾溶液，再滴加浓硫酸，振荡后观察溶液颜色的变化。3.实验实施学生分组按照实验设计方案进行实验操作，教师巡视指导，提醒学生注意实验安全和规范操作。4.实验结果分析学生观察并记录实验现象，教师引导学生分析实验结果：有氧条件下，澄清石灰水变浑浊的速度快，溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄的时间短，说明有氧呼吸产生二氧化碳的速度快。无氧条件下，澄清石灰水变浑浊，溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄，且橙色重铬酸钾溶液变成灰绿色，说明无氧呼吸产生了二氧化碳和酒精。5.实验结论教师引导学生根据实验结果得出结论：酵母菌在有氧条件下进行有氧呼吸，产生二氧化碳和水；在无氧条件下进行无氧呼吸，产生酒精和二氧化碳。（四）有氧呼吸（20分钟）1.线粒体的结构和功能展示线粒体的结构示意图，讲解线粒体的结构特点：线粒体具有双层膜结构，内膜向内折叠形成嵴，增大了内膜面积，嵴上和基质中含有与有氧呼吸有关的酶。介绍线粒体的功能：线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所，细胞生命活动所需的能量大约95%来自线粒体。2.有氧呼吸的过程利用多媒体动画展示有氧呼吸的全过程，将有氧呼吸的过程分为三个阶段进行讲解：第一阶段：葡萄糖在细胞质基质中被分解成丙酮酸，产生少量[H]，释放少量能量，生成少量ATP。第二阶段：丙酮酸进入线粒体基质，与水反应生成二氧化碳和大量[H]，释放少量能量，生成少量ATP。第三阶段：前两个阶段产生的[H]与氧气结合生成水，释放大量能量，生成大量ATP。引导学生分析有氧呼吸过程中物质变化和能量转换，总结有氧呼吸的总反应式：C₆H₁₂O₆+6O₂+6H₂O→6CO₂+12H₂O+能量强调有氧呼吸三个阶段的场所、反应物、生成物、能量变化等要点，通过表格形式进行总结（如下表所示）：|阶段|场所|反应物|生成物|能量变化||::|::|::|::|::||第一阶段|细胞质基质|葡萄糖|丙酮酸、[H]|少量能量||第二阶段|线粒体基质|丙酮酸、水|二氧化碳、[H]|少量能量||第三阶段|线粒体内膜|[H]、氧气|水|大量能量|（五）无氧呼吸（15分钟）1.无氧呼吸的过程利用多媒体动画展示无氧呼吸的全过程，将无氧呼吸的过程分为两个阶段进行讲解：第一阶段：与有氧呼吸的第一阶段完全相同，葡萄糖在细胞质基质中被分解成丙酮酸，产生少量[H]，释放少量能量，生成少量ATP。第二阶段：丙酮酸在不同酶的催化作用下，分解成酒精和二氧化碳，或者转化为乳酸。引导学生分析无氧呼吸过程中物质变化和能量转换，总结无氧呼吸的总反应式：产生酒精的无氧呼吸：C₆H₁₂O₆→2C₂H₅OH+2CO₂+少量能量产生乳酸的无氧呼吸：C₆H₁₂O₆→2C₃H₆O₃（乳酸）+少量能量强调无氧呼吸两个阶段的场所、反应物、生成物、能量变化等要点，通过表格形式进行总结（如下表所示）：|阶段|场所|反应物|生成物|能量变化||::|::|::|::|::||第一阶段|细胞质基质|葡萄糖|丙酮酸、[H]|少量能量||第二阶段|细胞质基质|丙酮酸|酒精和二氧化碳或乳酸|少量能量|2.无氧呼吸与有氧呼吸的比较通过表格形式引导学生比较无氧呼吸与有氧呼吸的异同点（如下表所示）：|比较项目|有氧呼吸|无氧呼吸||::|::|::||反应条件|需要氧气|不需要氧气||反应场所|细胞质基质、线粒体|细胞质基质||分解产物|二氧化碳和水|酒精和二氧化碳或乳酸||释放能量|大量|少量||特点|有机物彻底氧化分解|有机物不彻底氧化分解|（六）细胞呼吸原理的应用（10分钟）1.细胞呼吸原理在农业生产中的应用通过多媒体展示一些农业生产中的实例，引导学生分析其中细胞呼吸原理的应用：中耕松土：可以增加土壤中氧气含量，促进根细胞的有氧呼吸，有利于根对矿质离子的吸收。水稻田定期排水：防止水稻幼根因缺氧而进行无氧呼吸，产生酒精，对根细胞造成毒害。2.细胞呼吸原理在发酵工业中的应用介绍发酵工业的概念，展示一些发酵产品的图片，讲解细胞呼吸原理在发酵工业中的应用：酵母菌酿酒：利用酵母菌在无氧条件下进行无氧呼吸产生酒精的原理。醋酸菌制醋：利用醋酸菌在有氧条件下将酒精氧化为醋酸的原理。3.细胞呼吸原理在其他方面的应用展示一些其他方面应用细胞呼吸原理的实例，引导学生分析：包扎伤口时要用透气的消毒纱布：防止厌氧菌大量繁殖。提倡慢跑等有氧运动：避免肌细胞因无氧呼吸产生大量乳酸而使肌肉酸胀乏力。（七）课堂小结（5分钟）引导学生回顾本节课所学内容，总结细胞呼吸的概念、类型、过程、原理以及在生产生活中的应用等要点。教师利用思维导图的形式进行总结展示，帮助学生梳理知识体系，强化记忆。（八）课堂练习（5分钟）布置几道与本节课内容相关的练习题，让学生在课堂上完成，及时巩固所学知识。练习题如下：1.有氧呼吸产生大量ATP的阶段是（）A.第一阶段B.第二阶段C.第三阶段D.三个阶段都产生大量ATP2.无氧呼吸与有氧呼吸相比，下列叙述肯定不正确的是（）A.需酶参与B.能释放二氧化碳C.是一个逐步释放能量的过程D.能生成大量ATP3.蔬菜和水果长时间储存、保鲜所需要的条件应为（）A.低温、干燥、低氧B.低温、湿度适中、低氧C.高温、干燥、高氧D.高温、湿度适中、高氧4.用含¹⁸O的葡萄糖跟踪有氧呼吸过程中的氧原子，¹⁸O转移的途径是（）A.葡萄糖→丙酮酸→水B.葡萄糖→丙酮酸→氧C.葡萄糖→氧→水D.葡萄糖→丙酮酸→二氧化碳（九）课后作业（5分钟）1.书面作业：完成教材课后练习题。2.拓展作业：查阅资料，了解细胞呼吸原理在其他领域的应用，并撰写一篇简短的报告。五、教学反思通过本节课的教学，学生对细胞呼吸的概念、类型、过程、原理以及应用等方面有了较为系统的理解和掌握。在教学过程中，通过实验探究、多媒体展示、问题引导等多种教学方法，激发了学生的学