5.3 细胞呼吸（情境任务式课件）（4大任务）生物人教版必修1

该高中生物学课件聚焦细胞呼吸核心内容，涵盖有氧呼吸、无氧呼吸、影响因素及探究酵母菌呼吸方式。以“馒头能量之旅”情境导入，通过“探究酵母菌—剖析有氧—比较无氧—分析影响因素”四个递进任务搭建学习支架，引导学生层层建构概念。 其亮点在于情境主线贯穿教学，结合视频辅助有氧呼吸阶段分析，通过对比表格（有氧与无氧比较）培养科学思维，以探究酵母菌呼吸方式实验落实探究实践，联系冰箱储存、粮食晒干等生活实例体现生命观念。助力学生联系生活理解知识，教师教学更具逻辑性与实践性。

5.3 细胞呼吸 第五章 细胞的能量供应和利用 本节课以“一个馒头在身体中的能量之旅”为情境主线，通过“探究酵母菌呼吸方式—剖析有氧呼吸—比较无氧呼吸—分析影响因素”四个递进任务，引导学生层层建构细胞呼吸概念并迁移应用于生产生活。 1 情境导入 “馒头为什么松软、有酒香？吃下去的馒头，是怎样变成我们跑步时需要的能量的？为什么冲刺后会肌肉酸痛？粮食又该如何储存才能减少损失？这些问题背后，都藏着一个共同的生命过程——细胞呼吸。” 图1：双氧水在瓶中静置，几乎看不到气泡。 图2：双氧水涂抹在伤口上，迅速产生大量白色泡沫。 细胞中每时每刻都在进行着许多化学反应，这些反应共同构成了细胞代谢。那么细胞是如何让这些反应在温和条件下快速进行的呢？答案就藏在“酶”之中。 学习目标 重难点 重点 影响细胞呼吸的因素及应用 有氧呼吸、无氧呼吸 探究酵母菌细胞呼吸的方式 重点 任务一：线粒体里的“能量流水线”——有氧呼吸 1 4 任务一：线粒体里的“能量流水线”——有氧呼吸 任务探究 即时演练 探究新知 我们跑步时吸入的氧气去了哪里？葡萄糖如何在细胞内被彻底分解并释放大量能量？ 观看视频，总结表格信息 任务一：线粒体里的“能量流水线”——有氧呼吸 任务探究 即时演练 探究新知 阶段 场所 反应物 产物 能量 第一阶段 细胞质基质 葡萄糖 2丙酮酸 + 4[H] 少量ATP 第二阶段 线粒体基质 2丙酮酸 + 6H₂O 6CO₂ + 20[H] 少量ATP 第三阶段 线粒体内膜 24[H] + 6O₂ 12H₂O 大量ATP 任务一：线粒体里的“能量流水线”——有氧呼吸 任务探究 即时演练 探究新知 （1）概念：细胞在氧的参与下，通过多种酶的催化作用，把 等 有机物彻底氧化分解，产生 ，释放 ，生成大量ATP的过程。 葡萄糖 二氧化碳和水 能量 （2）反应的场所： 。 细胞质基质、线粒体(主要) （1）线粒体内膜的某些部位向线粒体的内腔折叠形成嵴，嵴使内膜的表面积大大增加。 重点提醒 任务一：线粒体里的“能量流水线”——有氧呼吸 任务探究 即时演练 探究新知 电子传递链 氧化 磷酸化 电子传递链 ATP合酶 化学渗透假说 结合变构模型 结构基础 耦联机制 质子驱动力 （电化学梯度） ATP合成 ATP合酶 接受和释放电子的分子或原子被称为电子载体，由电子载体组成的电子传递序列被称为电子传递链或呼吸链，呼吸链电子载体按氧化还原电位从低向高排序 任务一：线粒体里的“能量流水线”——有氧呼吸 任务探究 即时演练 探究新知 总反应：C6H12O6+6O2→6CO2+12H2O+能量 ①物质变化：有机物（葡萄糖）→ 无机物（CO2+H2O） ②能量变化：有机物中稳定的化学能 → 热能散失（大部分）+ATP中活跃的化学能 即时演练 任务探究 1.下图为植物有氧呼吸的主呼吸链及其分支途径——交替呼吸途径的部分机理。交替呼吸途径是在交替氧化酶(AOX)的参与下完成的，该过程不发生H＋跨膜运输(“泵”出质子)过程，故不能形成驱动ATP合成的膜质子(H＋)势差。下列有关分析不正确的是( ) A.膜蛋白Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ都可以作为H＋转 　运的载体 B.合成ATP的能量直接来源于H＋逆浓度 　跨膜运输 C.AOX主要分布于线粒体内膜，可催化水的生成 D.AOX可使呼吸释放的能量更多的以热能形式散失 B 10 任务二：无氧呼吸——冲刺时的“应急备用发动机” 2 11 任务二：无氧呼吸——冲刺时的“应急备用发动机” 任务探究 即时演练 探究新知 体育课冲刺跑后，为什么大腿肌肉会酸胀？人体细胞无氧呼吸的产物和酵母菌一样吗？ 学生阅读教材，比较两类无氧呼吸： 类型 场所 第一阶段 第二阶段 产物 实例 乳酸发酵 细胞质基质 葡萄糖 → 2丙酮酸 + 4[H] + 少量ATP 丙酮酸 + [H] → 乳酸 乳酸 人体剧烈运动、乳酸菌 酒精发酵 细胞质基质 葡萄糖 → 2丙酮酸 + 4[H] + 少量ATP 丙酮酸 → 酒精 + CO₂ 任务二：无氧呼吸——冲刺时的“应急备用发动机” 任务探究 即时演练 探究新知 1.概念： 在没有氧气参与的情况下，葡萄糖等有机物经过 ，产生 ，释放 ，生成少量ATP的过程。 不完全分解 CO2和酒精或乳酸 少量能量 细胞质基质 2.场所： 3.总反应式 C6H12O6 2C3H603（乳酸）+少量能量 酶 C6H12O6 2C2H50H（酒精）+2CO2+少量能量 酶 例：高等动物、乳酸菌、马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚细胞等 例：大多数植物、酵母菌 乳酸发酵： 酒精发酵： 任务二：无氧呼吸——冲刺时的“应急备用发动机” 任务探究 即时演练 探究新知 （1）无氧呼吸只在第一阶段释放少量能量，生成少量ATP。 （2）释放的能量少的原因无氧呼吸过程中，有机物分解不彻底，还有大量的能量储存在不彻底的氧化产物酒精或乳酸中。 （3）人在剧烈运动时，会因骨骼肌进行无氧呼吸积累过多的乳酸而感到肌肉酸痛。 重点提醒 任务二：无氧呼吸——冲刺时的“应急备用发动机” 任务探究 即时演练 探究新知 呼吸方式 有氧呼吸 无氧呼吸 不同点 场所 线粒体（主）和细胞质基质 细胞质基质 氧气参与 需要 不需要 分解程度 彻底氧化分解 不彻底氧化分解 产物 CO2＋H2O 乳酸或酒精＋CO2 能量 热能（主）+储存在ATP中的化学能 乳酸/酒精中的化学能（主） ＋热能＋储存在ATP中的化学能 ATP生成阶段 一、二、三阶段都产生 第一阶段 相同点 ①糖酵解阶段的过程和场所完全相同 ②反应实质相同，都能氧化分解有机物，释放能量 即时演练 任务探究 1.与传统的水稻、小麦等粮食作物相比，玉米具有很强的耐旱性、耐寒性、耐贫瘠性以及极好的环境适应性。玉米的营养价值较高，是优良的粮食作物。下图是玉米不同部位的部分细胞呼吸流程图，下列相关叙述正确的是 A.晴朗夏季的中午，玉米叶肉细胞产生的物质b只可参与光合作用 B.人体细胞中也可产生物质c，c进入血浆后，血浆pH也会基本稳定 C.被水淹的玉米根进行细胞呼吸时葡萄糖中的能量只有2个去路 D.检测酒精时，试剂甲可以是溶有重铬酸钾的盐酸溶液 B 16 任务三：调控细胞呼吸——影响细胞呼吸的因素 3 17 任务三：调控细胞呼吸——影响细胞呼吸的因素 任务探究 即时演练 探究新知 为什么冰箱能延长食物保质期？为什么收获的粮食要晒干后储存？为什么农田要松土？ 遗传特性 生长发育时期 器官类型 O2 CO2 温度 水 内部因素 外部因素 任务三：调控细胞呼吸——影响细胞呼吸的因素 任务探究 即时演练 探究新知 ① 低温下贮存蔬菜、水果。 ② 在大棚蔬菜的栽培过程中，增加昼夜温差，减少有机物的消耗，提高产量。 温度 呼吸速率 应 用 温度 ① 地窖中CO2浓度高，有利于蔬菜水果的储存。 ②在水果、蔬菜保鲜中， 增加CO2浓度（或充入N2）可抑制细胞呼吸， 减少有机物消耗 应 用 CO2浓度 CO2（%） 呼吸速率 ①粮食贮藏要求干燥， 减少有机物消耗； ②干种子萌发前进行浸泡处理 应 用 水 细胞含水量 呼吸速率 任务三：调控细胞呼吸——影响细胞呼吸的因素 任务探究 即时演练 探究新知 O2是有氧呼吸所必需的，且O2对无氧呼吸过程有 作用 抑制 ①O2浓度=0时，只进行 。 ②0<O2浓度<10%时，同时进行 。 ③O2浓度≥10%时，只进行 。 ④O2浓度= 时，二氧化碳释放总量最少。 无氧呼吸 无氧呼吸和有氧呼吸 有氧呼吸 5% （有机物消耗较少） 任务三：调控细胞呼吸——影响细胞呼吸的因素 任务探究 即时演练 探究新知 ①中耕松土促进植物根部 呼吸，利于根部主动运输吸收无机盐等 ②乳酸发酵过程需要严格控制 环境 ③ 仓储粮食、水果和蔬菜（5%） ④选用 的消毒纱布包扎伤口 ⑤提倡慢跑，防止肌细胞无氧呼吸产生_____。 ⑥稻田定期排水，防止_____中毒，烂根死亡 低氧 有氧 无氧 透气 乳酸 酒精 任务三：调控细胞呼吸——影响细胞呼吸的因素 任务探究 即时演练 探究新知 一定湿度，低氧，零上低温，高CO2 干燥，低氧，零上低温，高CO2 影响细胞呼吸的因素并不是单一的。若需要增强相关植物或器官的细胞呼吸强度，可采取供水、升温、高氧等措施；若需要降低细胞呼吸强度，可以采取干燥、低温、低氧等措施。 综合考虑上述影响细胞呼吸的外界因素，思考储存条件： a. 储存种子： b. 储存蔬果： 即时演练 任务探究 1.葡萄糖和脂肪是细胞呼吸常用的物质，葡萄糖中的氧含量远多于脂肪，科学研究中常用RQ(释放的CO2体积/消耗的O2体积)来推测生物的呼吸方式和用于呼吸的能源物质。下列叙述错误的是( ) A.水淹时植物根细胞的RQ>1，该植物根细胞呼吸的产物可能有酒精 B.若测得酵母菌在葡萄糖培养液中的RQ＝1，说明进行的是有氧呼吸 C.若测得某植物种子在萌发初期的RQ<1，该植物种子可能富含脂肪 D.人体在剧烈运动的时候，若呼吸底物只有葡萄糖，RQ会大于1 D 小提示：人体在剧烈运动的时候，既能进行有氧呼吸，又能进行无氧呼吸，但无氧呼吸的产物是乳酸，若呼吸底物只有葡萄糖，则有氧呼吸消耗的氧气和产生的CO2一样多，故RQ＝1。 23 任务四：探秘酵母菌的“呼吸方式” 4 24 任务四：探秘酵母菌的“呼吸方式” 任务探究 即时演练 探究新知 馒头制作时，面团为什么会膨胀并带有酒味？酵母菌在什么条件下产生酒精和二氧化碳？ 提供材料：酵母菌培养液、葡萄糖溶液、锥形瓶、气泵、NaOH溶液、澄清石灰水、溴麝香草酚蓝溶液、酸性重铬酸钾等。 组别 条件 处理 检测指标 有氧组 通入空气（先经NaOH除CO₂） 接气泵持续通气 CO₂、酒精 无氧组 密封隔绝氧气 封口静置 CO₂、酒精 任务四：探秘酵母菌的“呼吸方式” 任务探究 即时演练 探究新知 ①配制酵母菌培养液(酵母菌＋葡萄糖溶液) ②检测CO2产生多少的装置如图所示。 任务四：探秘酵母菌的“呼吸方式” 任务探究 即时演练 探究新知 实验结果: 条件 澄清石灰水/出现的时间 重铬酸钾-浓硫酸溶液 有氧 变混浊程度高／快 不变灰绿色 无氧 变混浊程度低／慢 出现灰绿色 实验结论 ①酵母菌在 条件下都能进行细胞呼吸。 ②在有氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生大量的 ；在无氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生 ，还产生少量 。 有氧和无氧 CO2和水 酒精 CO2 任务四：探秘酵母菌的“呼吸方式” 任务探究 即时演练 探究新知 对比实验:设置两个或两个以上的实验组，通过对结果的比较分析，来探究某种因素对实验对象的影响，这样的实验叫作对比实验，也叫相互对照实验。 教材中对比实验的实例: ①探究酵母菌细胞呼吸的方式； ②鲁宾和卡门的同位素示踪法实验； ③赫尔希和蔡斯采用放射性同位素标记T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验； ④探究温度(pH)对酶活性的影响。 教材隐性知识 必修1 P92 有氧和无氧条件下的实验都为实验组 课后作业 基础巩固：完成有氧呼吸与无氧呼吸比较表，写出酵母菌无氧呼吸的反应式。 实验设计：以小组为单位，设计“探究温度对酵母菌无氧呼吸产气速率的影响”实验方案，并预测实验结果曲线。 生活链接：观察家中冰箱、米袋、水果保鲜方式，找出2—3项利用细胞呼吸原理的储藏方法，并用所学知识解释。 这就解释了为什么“常规杀菌方法难以根除”——蓝细菌是原核细胞生物，不是一般意义上的“菌”，且它与环境中的营养物质富集有关，是生态问题，不仅是杀菌问题。 随堂小练 1.有氧呼吸和无氧呼吸第一阶段反应完全相同（ ） 2.无氧呼吸的第一阶段和第二阶段两个阶段都可以释放出能量（ ） 3.无氧呼吸时有机物中的能量大部分以热能的形式散失了（ ） 4.细胞在供糖不足时，无氧呼吸可将脂肪氧化为乳酸或酒精 ( ) 5.不同生物无氧呼吸产物不同的直接原因是酶不同， 根本原因是基因选择性表达的结果。 （ ） √ × × × 控制不同酶合成的基因不同 无氧呼吸时有机物中的能量大部分储存在乳酸或酒精中 × 供氧不足才进行无氧呼吸 30 随堂小练 6.线粒体和叶绿体都具有较大膜面积和复杂的酶系统， 有利于新陈代谢高效而有序地进行 ( ) 7.剧烈运动时肌细胞产生的CO2全部来自线粒体 ( ) 8.线粒体是人体细胞产生CO2的唯一场所 ( ) 9.人体骨骼肌细胞在缺氧条件下， 细胞呼吸产生的CO2体积多于吸收的O2的体积 ( ) 10.分泌蛋白的合成与分泌与ATP水解反应相联系 ( ) √ √ √ √ × 人体细胞进行的是有氧呼吸和产乳酸的无氧呼吸 31 随堂小练 葡萄糖 丙酮酸 CO2+H2O 乳酸 乙醇+CO2 ① ② ③ ④ 11.植物细胞能进行过程①和③或①和④（ ） 12.真核细胞的细胞质基质能进行过程①和②（ ） 13.原核细胞不能进行过程②( ) 14.乳酸菌细胞内过程④消耗[H]，并产生少量ATP( ) 15.哺乳成熟的红细胞只能进行过程①和④（ ） 16.葡萄糖中的能量通过过程①和③一部分转移至ATP， 其余的存留在酒精中（ ） √ × √ × × × 马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚细胞进行产乳酸的无氧呼吸 还有一部分以热能的形式散失 32 下节再见 33 Lavf62.12.102 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $