摘要:
该高中生物学课件聚焦“细胞呼吸——能量的转换和利用”,系统阐述有氧呼吸(三阶段场所、物质变化、能量转化)与无氧呼吸的过程、类型及异同,通过“自主预学线粒体结构功能—合作共学实验现象(石灰水浑浊、温度上升)引出概念—对比呼吸类型”的脉络,搭建结构与功能观的学习支架,帮助学生构建知识体系。
其亮点在于深度融合生命观念与科学思维,以物质与能量观(如1mol葡萄糖氧化分解释放能量的分配)、结构与功能观(线粒体结构与有氧呼吸场所对应)为核心,通过合作共学中的判断正误题(纠正“有氧呼吸酶全在线粒体”等误区)、对比表格(有氧与无氧呼吸条件、产物等)培养批判性思维与系统分析能力。资料包含预学、共学、评测闭环,学生能直观理解能量转换机制,教师可高效实施分层教学,提升课堂效率。
内容正文:
第三章 细胞中能量的转换和利用
第三节 细胞呼吸——能量的转化和利用
第1课时 细胞有氧呼吸是大多数生物获取能量的主要途径
NJAU
1.说明生物通过细胞呼吸将储存在有机分子中能量转化为生命活动可以利用的能量。
2.通过对有氧呼吸过程的学习,建立起生命的物质与能量观和普遍联系的观点。
3.结合线粒体的结构模型,构建有氧呼吸过程的模式图。
学习目标
NJAU
自主预学
嵴
外膜
DNA/RNA
核糖体
基质
①增大膜面积
②分布有氧呼吸的酶
分布有氧呼吸的酶
内膜
线粒体的功能:
有氧呼吸的主要场所
1.细胞呼吸分为哪几种类型?分类依据是什么?
2.每种类型的条件、场所、物质变化如何?
NJAU
合作共学
积极思维
石灰水
石灰水
氢氧化钾溶液
小白鼠
A
B
C
空气泵
动物细胞产生CO2
有能量释放
①C瓶石灰水变浑浊,说明:______________________;
②钟罩内温度上升,说明:________________________。
什么是细胞呼吸?
NJAU
合作共学
细胞呼吸的概念及种类
1、概念:细胞呼吸主要是指糖类、脂质和蛋白质等有机物在活细胞内氧化分解为CO2或其他物质,同时释放能量并生成ATP的过程。
2、实质
储存在有机物中的能量
直接利用的能量(ATP)
细胞呼吸
3、类型
有氧呼吸
无氧呼吸
NJAU
合作共学
有氧呼吸
1.有氧呼吸概念:
指在______的参与下,细胞内的有机物____________________产生___________________,同时_________________,生成_____________的过程。
氧
彻底氧化分解
二氧化碳和水
释放能量
大量ATP
2.主要场所:
线粒体
判断:
1、有氧呼吸的酶全部存在于线粒体中。( )
2、有氧呼吸的场所就在线粒体。( )
3、真核生物细胞都能进行有氧呼吸。( )
4、细菌无线粒体,所以只能进行无氧呼吸。( )
×
×
×
×
哺乳动物成熟红细胞,蛔虫
NJAU
合作共学
有氧呼吸的过程
第一阶段
葡 萄 糖
2丙酮酸(C3H4O3)
酶
4[H]
少量能量
细胞质基质
场所:
反应条件:
反应式:
能量:
细胞质基质
酶
少量能量
NJAU
合作共学
有氧呼吸的过程
第二阶段
场所:
反应条件:
反应式:
能量:
线粒体基质
酶
少量能量
2丙酮酸(C3H4O3)
酶
6 H2O
少量能量
20[H]
6 CO2
线粒体基质
NJAU
合作共学
有氧呼吸的过程
第三阶段
场所:
反应条件:
反应式:
能量:
线粒体内膜
酶、O2
大量能量
20[H]
线粒体内膜
4[H]
6 O2
大量能量
12 H2O
酶
NJAU
合作共学
有氧呼吸的过程
阶段
项目 第一阶段
(糖酵解) 第二阶段
(柠檬酸循环) 第三阶段
(氧化磷酸化)
场 所
反应物
生成物
ATP产生量
细胞质基质
葡萄糖
丙酮酸+[H]
少量
线粒体基质
线粒体内膜
丙酮酸+H2O
[H]+O2
CO2+[H]
H2O
少量
大量
葡萄糖不能进入线粒体被氧化分解,而是先在细胞质基质中分解成丙酮酸。
NJAU
合作共学
有氧呼吸的过程
葡萄糖
丙酮酸
酶
多种酶参与
释放
释放
释放
少量能量
少量能量
大量能量
在多种酶的催化下,[H]经过一系列化学反应,与O2结合
H2O
CO2
第一阶段
第三阶段
第二阶段
有氧呼吸过程
总反应式:
C6H12O6 + 6H2O+6O2 6CO2 +12H2O+能量
酶
NJAU
合作共学
有氧呼吸的过程
有氧呼吸能量转化分析
有机物的化学能→热能(大部分)+ATP中活跃的化学能(少部分)
1mol的葡萄糖
2870KJ
储存于ATP中
以热能形式散失
释放能量
977.28KJ
1892.72KJ
NJAU
点津导学
柠檬酸循环
丙酮酸在多种酶的催化下, 先转化成乙酰辅酶 A,再形成柠檬酸,柠檬酸进一步分解,因此该过程也称作柠檬酸循环或三羧酸循环(TCA循环)。
柠檬酸循环是三大营养物质分解代谢的最终共同途径。
这一阶段把糖、脂肪和蛋白质等物质代谢联系起来,也是能量代谢的枢纽。
NJAU
合作共学
无氧呼吸的过程
【任务】 阅读课本P95-97,完成以下内容:
1.场所:____________
2.过程:
(1)第一阶段:葡萄糖 ____________________
(2)第二阶段:
细胞质基质
丙酮酸+[H]+少量能量
少量能量
与有氧呼吸第一阶段完全相同!
丙酮酸 + [H]
无O2
酒精+CO2
酶
酶
____________
乳酸
(或)
由于酶的种类不同
NJAU
合作共学
无氧呼吸
无氧呼吸总反应式
C6H12O6 2C3H6O3(乳酸)+少量能量
酶
C6H12O6 2C2H5OH(酒精)+2CO2+少量能量
酶
例:乳酸菌、动物、马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚等。
能量转化
1mol 葡萄糖
丙酮酸
大部分能量存留在 或 中
196.65(kJ)
ATP
释放的能量
热能
乳酸
酒精
无氧呼吸仅第一阶段释放少量能量 ,生成少量ATP。
注意
NJAU
合作共学
有氧呼吸的过程
无氧呼吸的概念
在没有氧气的参与下,葡萄糖等有机物经过不完全分解,
释放少量能量的过程。
判断:1.无氧呼吸在每一个阶段都释放能量。( )
2.无氧呼吸就是发酵。( )
×
×
微生物的无氧呼吸也叫 ;
产生酒精的叫做 ;产生乳酸的叫做 。
发酵
酒精发酵
乳酸发酵
NJAU
点津导学
有氧与无氧比较
有氧呼吸 无氧呼吸
不同点 条件
场所
葡萄糖分解程度
产物
释放能量
相同点 实质
联系
细胞质基质、线粒体
细胞质基质
有氧,多种酶
无氧或低氧,多种酶
CO2、H2O
乳酸或酒精和CO2
大量能量
少量能量
第一阶段完全相同
有机物氧化分解,释放能量,合成ATP
葡萄糖彻底氧化分解
葡萄糖不彻底氧化分解
NJAU
点津导学
判断细胞呼吸的方式
细胞呼吸总反应式:
C6 H12O6+6H2O+6O2
酶
6CO2+12H2O+能量
酶1
C6H12O6
2CO2+2C2H5OH+能量
2C3H6O3+能量
酶2
C6H12O6
1.根据反应物和产物
消耗O2
产生H2O
产生酒精或乳酸
无CO2释放
一定存在
一定存在
一定存在
一定存在
有氧呼吸
有氧呼吸
无氧呼吸
产乳酸的无氧呼吸
2.根据反应场所
无氧呼吸(真核生物)
有氧呼吸(或两类呼吸并存)
只在细胞质基质
有线粒体参与
NJAU
点津导学
判断细胞呼吸的方式
细胞呼吸总反应式:
C6 H12O6+6H2O+6O2
酶
6CO2+12H2O+能量
酶1
C6H12O6
2CO2+2C2H5OH+能量
2C3H6O3+能量
酶2
C6H12O6
3.根据物质的量的关系
变化特点 细胞呼吸的方式
CO2释放量=O2消耗量
CO2释放量>O2消耗量
酒精量=CO2量
酒精量<CO2量
不消耗O2,释放CO2
无CO2释放
只进行有氧呼吸,或同时进行产乳酸的无氧呼吸
有氧呼吸+酒精发酵,多余的CO2来自酒精发酵
只进行无氧呼吸
有氧呼吸+酒精发酵,多出的CO2来自有氧呼吸
只进行无氧呼吸产生酒精和CO2
只进行无氧呼吸产生乳酸
NJAU
评测诊学
1、下图为真核细胞中的细胞呼吸主要的物质变化过程,下列说法错误的是( )
A. 人体厌氧呼吸的途径为①③,产生的乳酸运至肝脏后再生成葡萄糖
B. 能产生大量能量的步骤为②,①③④产生的能量极少
C. 植物细胞可进行①④或①③,但不可能同时进①③④
D. 在细胞溶胶中发生的过程为①③④
B
NJAU
评测诊学
2、如图为细胞内葡萄糖代谢的过程,下列相关叙述错误的是( )
ACD
A.图中的[H]代表NADH,产生于细胞质基质和线粒体内膜
B.物质C为O2,在线粒体内膜上与[H]结合生成水并释放大量能量
C.物质 A进入线粒体基质中被彻底分解为CO2和H2O
D. 葡萄糖分解形成乳酸时,葡萄糖中大部分能量以热能形式散失
NJAU
总结悟学
细胞呼吸
有氧呼吸
无氧呼吸
酶
C6H12O6
+
6H2O
+ 6O2
6CO2
+12H2O
+ 能量
C6H12O6
2CO2
+2C2H5OH
+少量能量
酶
葡萄糖
酶
2丙酮酸
少量能量
4[H]
+
+
6O2
12H2O
酶
大量能量
24[H]
+
+
C6H12O6 2C3H6O3(乳酸)+少量能量
酶
细胞质基质
(一)细胞质基质
(三)线粒体内膜
(二)线粒体基质
6CO2
6H2O
酶
2丙酮酸
少量能量
20[H]
+
+
+
NJAU
22
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