细胞呼吸为细胞生活提供能量
【教学目标】
一、知识目标
1．解释细胞呼吸的本质。
2．说明糖酵解、柠檬酸循环的主要过程。
3．描述电子传递与氧化磷酸化过程。
4．概述乳酸发酵与乙醇发酵。
5．解释细胞呼吸是细胞代谢的核心。6．关注细胞呼吸的知识与人们生产生活的关系。
二、能力目标1．通过分析细胞呼吸的过程，帮助学生形成分析问题、解决问题的能力，培养他们良好的思维品质。
2．通过师生一起分析蛋白质和脂肪进入柠檬酸循环的方式，培养学生知识的迁移和综合能力。
3．通过分析多种物质的代谢过程，培养学生的抽象思维能力。
三、情感态度与价值观
1．不要孤立地看待某一种生命现象，既要重视局部对于整体的作用，又要重视局部间的联系。
2．感受生命的奇妙，生命是一个复杂、精细、高效的自动运转过程，形成科学的价值观和世界观。
3．通过学生之间的讨论，师生、生生之间的交流，学生享受愉快地合作交流的乐趣，培养合作交流的意识。
【教材分析】
【教材的地位作用】
“细胞呼吸”是本章的重点内容之一。教材在分析了物质的交换方式、能量通货——ATP 和生物催化剂——酶以后，安排了细胞呼吸这一节。细胞呼吸是生物界所有生物每时每刻都在进行的生命活动。教材先简要叙述了细胞呼吸的概念，然后重点分析了细胞呼吸的本质、需氧呼吸和厌氧呼吸的生理过程以及细胞呼吸的意义。提出细胞呼吸就是糖的氧化，是放能反应。
需氧呼吸需经历糖酵解、柠檬酸循环和NADH 中的高能电子在呼吸链中的传递。厌氧呼吸是在无氧的条件下发生的，如乳酸发酵和乙醇发酵。最后概括性地指出细胞呼吸是细胞代谢的具体表现，细胞呼吸是细胞的代谢中心。
【教学重点】
细胞呼吸的概念，及需氧呼吸的过程；厌氧呼吸的类型及过程；细胞呼吸与细胞代谢的关系。
【教学难点】
需氧呼吸的三个阶段既是教学的重点又是教学的难点，让学生结合书本插图，通过阅读、讨论等方法，掌握葡萄糖氧化分解的过程，关注每个阶段产生的ATP、NADH ，FADH2 的产
生情况。
【教学设计】
【设计思路】
对生物体的呼吸作用，学生并不陌生。通过初中阶段的学习，学生已经知道呼吸作用的本质是细胞内的有机物氧化分解释放能量，但这仅仅是感性上的认识。有机物是怎样氧化分解并释放能量的？这一过程与有机物在生物体外的燃烧有什么不同（后者也是氧化分解并释放能量）？这一过程必须要有氧的参与吗？在无氧的条件下能不能进行？细胞呼吸对于细胞的代谢有什么重要意义？这些问题学生并不清楚。高中阶段将从分子水平上解决这些问题，本节可安排3－4 课时。
第1 课时的教学可结合学生已有的知识和经验，从学生所熟悉的“呼吸”和“木头燃烧” 入手，引导学生思考“呼吸”与“细胞呼吸”的区别，“细胞呼吸”与“木头燃烧”的区别，从而真正理解细胞呼吸的实质就是糖的氧化这一标题。对于这一部分的教学可采用讲授、交流与讨论相结合的教学模式，充分发挥学生的主体作用，使学生主动地获取生物学新知识。
第2 课时主要进行知识性内容的教学，主要介绍细胞呼吸的具体的三个阶段，可以讲授法为主，组织学生讨论、交流，适当采用直观教学手段，说明糖酵解和柠檬酸循环的过程、场所和产物，特别要注意对ATP 的形成作重点讲解。
第3 课时通过对生活实例的比较分析归纳得出厌氧呼吸的特点，并通过实验、实例及与需氧呼吸的比较分析，使学生理解乙醇发酵和乳酸发酵的过程。
第4 课时是学习了细胞呼吸具体过程之后，进一步说明蛋白质和脂肪作为能源物质
是怎样参与柠檬酸循环的，另一方面细胞呼吸产生的许多中间代谢产物是细胞内多种物质合成的原材料，同时细胞呼吸过程释放出的能量又是许多物质合成所必须的。从而说明细胞呼吸是各种细
胞代谢的核心所在
另外，在需氧呼吸的三个阶段以及细胞呼吸与代谢的关系，教学过程中运用了图片、多媒体动画，形象地展示了细胞呼吸的具体过程。
教学过程】
第一课时】
气把糖分子氧化成二氧化碳和水，同时释放能量。反应如下：
C6H12O6+6O2→6CO2+6H2O+能量
【创设情境】但是，早在18 世纪法国化学家拉瓦锡就发现木头燃烧也需要氧，发生的也是类似的反应，并且把需氧呼吸比作碳和氢的“缓慢燃烧过
启发学生对比
燃烧有机物释放能
量和细胞内利用有
机物中释放能量之
间的差异，产生认联系生
【提问】拉瓦锡的这一说法有道理知冲突，提高思维活
，思考问
吗？需氧呼吸与木头燃烧有什么区别和兴奋性。题
，启发想
联系呢？象
，加深理
【指导学生交流】演示木头燃烧的实通过形象地比解
。
验，指导学生联系需氧呼吸的概念，比较喻，启发学生理解
需氧呼吸与木头燃烧的异同点。细胞呼吸的实质。
【师生讨论】得出：
1．区别：有机物在体外燃烧时，
是在
高温下发生的，其中储存的能量是一次
性
全部释放出来的，并且以光和热的形式表计算、分析得
现出来；而细胞呼吸是细胞在常温、常压出：细胞呼吸中葡
下将葡萄糖氧化分解，所产生的能量有相萄糖的能量利用
当一部分储存在ATP 中，其余的则转变成高。
热能释放，在这个过程中能量是逐步
地、
缓慢地释放，随时地被细胞利用。
这就相当于放在高处的大石块，由
于
本身的重量和所在的高度具有了很大的结合化学基础势能。燃烧就像石块从高处直接落下知识，组织学生讨
势能会迅速地转变成动能释放出来，产生论，分析细胞呼吸
强大的冲击力。细胞呼吸就像在高处的石过程中，物质的得分析数
块经过许多台阶缓缓滚动到最低层，将能失电子，启发学生据
，
培养学
量一点点释放出来，而只有这样释放出来深入理解细胞呼吸生分析问题
的能量才能被有效地、充分地利用。的实质。的能力。
【提问】那么，细胞中葡萄糖的能
量
课后小结利用效率有多少呢？
每个ATP 分子中的能量大约是一个
葡萄糖分子中能量的1%，细胞中每氧化
1 个葡萄糖分子，可以合成约3
2 个
ATP 分子。所以，细胞中葡萄糖的能量
利用效率大约为30%。与现有的机械相
比，这是很高的效率了。例如，传统
的蒸汽机，能量转化效率只有8%，现
代化的汽车引擎，能量转化效率也只有
25%左右。
【讲述】2、联系：在化学中我们知
道，物质得电子或[H] 称为被还原，
失电子或[H] 称为被氧化。葡萄糖分子
与氧反应的方程式如下：
糖分子失去氢原子
C6H12O6+6O2→6CO2+6H2O+能量
氧分子获得氢原子
【指导学生交流】分析在细胞呼吸
过程中，物质的得失电子情况。
【讲述】从上述的方程式中，我们
可以发现，不管是在木材燃烧的过程中
还是在细胞呼吸的过程中，都是糖分
子失去氢原子，氧分子获得氢原子，也
就是在这两个过程中都是糖被氧化了。
所以无论是木材的燃烧还是细胞呼
吸，反应的实质是一样的，都是纤维或
葡萄糖的碳氧化为二氧化碳，其中的
氢被氧化成水。
学生分析图
表，使学生能从整
体上把握细胞呼
吸。
总结、概括
培养学
生分析、归
纳与总结的
能力。
培养学
生读图能
力。同时给
下节课作铺
垫。
【反馈检测】
1、呼吸作用的实质是（）。
A ．分解有机物，储藏能量B．合成有机物，储藏能量C．分解有机物，释放能量D．合成有机物，释放能量
2、关于细胞呼吸的特点，下列表述中不正确的是（）。
A ．需要多种酶参与B．释放二氧化碳
C．分解有机物不彻底D．生成大量的ATP
3、新鲜蔬菜放在冰箱里的冷藏室里，能适当延长保鲜时间的生理原因是（）
A ．细胞呼吸减弱B．细胞呼吸加强
C．光合作用减弱D．促进了物质分解
4、1g 葡萄糖在细胞内氧化和在体外燃烧，其共同点是（）。
A ．C6H12O2＋6O2→6CO2＋6H2O＋能量B．60％能量以热的形式散发
C．需H2O 参与间接供氧D．碳原子直接与O2结合生成CO2
5、细胞呼吸是一系列有控制的氧化还原反应，可以将反应划分为三个阶段：_
6、书写葡萄糖参与细胞呼吸过程的反应式：______________________ 。
7、简述木头燃烧和细胞呼吸的区别和联系。【参考答案】1、C。2、C。3、A。4、
A。5、糖酵解；柠檬酸循环；电子传递链。6、C6H12O6+6O2
→6CO2+6H2O+能量。7、区别：有机物在体外燃烧时，是在高温下发生的，其中储存的能量是一次性全部释放出来的，并且以光和热的形式表现出来；而细胞呼吸是细胞在常温、常压下将葡萄糖氧化分解，所产生的能量有相当一部分储存在ATP 中，其余的则转变成热能释放，在这个过程中能量是逐步地、缓慢地释放，随时地被细胞利用。联系：所以无论是木材的燃烧还是细胞呼吸，反应的实质是一样的，都是纤维或葡萄糖的碳氧化为二氧化碳，其中的氢被氧化成水。
【第二课时】
二、柠檬酸循环个NADH ；糖酵解的全部反应如下：
C6H12O6+2NAD ++2ADP+2Pi →
2CH3COCOOH+2NADH+2H ++2ATP 【介绍】
NADH 是一种还原型辅酶，氧化形式为
NAD +，是氢的载体，在电子传递链中将
被氧气。
【讲述】我们前面讲到，细胞中每
氧化1 个葡萄糖分子，可以合成约32
个ATP 分子。而在糖酵解过程中只
产生少量ATP，所以葡萄糖分子中的绝
大部分化学能仍存在于丙酮酸中。
【提问】那么丙酮酸中的能量又是
如何进一步释放出来呢？
【讲述】丙酮酸形成后，然后进入
线粒体。
（可帮助学生回忆线粒体的结构以
及物质的跨膜运输的方式，以加深理
解。）丙酮酸进入线粒体后，首先在一
种复杂酶系统的催化下形成一个二碳的
单位[C2]，脱去一个CO2，并形成一个
NADH ，这个反应叫做脱羧反应。反应
式如下：C3 +NAD+→[C2]+CO2+NADH+H +
【提问】二碳单位然后进入柠檬酸
循环，那么柠檬酸循环又是怎样的一个
循环过程呢
指导学生结合教材图示阅读，组织
学生讨论、交流。得出以下结论：
1、柠檬酸循环：二碳单位与一个
C4 酸合成为一个C6 酸，即柠檬酸。然后
柠檬酸经两次脱羧，丢掉两个二氧化
碳，又形
可制作
相应课件，观
察多媒体展
示。
指导学
生阅读，组织
学生讨论、交
流。
计算、分
析。
利用教学媒
体增强教学的直
观性，促进学生对
概念的理解。
培养学生的
团队精神。
步步设疑，深
入探究。设置悬
念，激发兴趣。
通过设置一
系列问题，帮助学
共产生8 个NADH 和2 个FADH2．所以
1mol 葡萄糖经过彻底地氧化分解可以产生10molNADH 和2molFADH 2．
【设问】那么，这些辅酶中的能量又是如何释放出来的呢？
【思考】电子传递链的组成是什么？电子传递链存在于何处？电子最终传递给了什么物质？这一阶段产生了多少mol 的ATP？
学生回答、教师归纳：电子传递链由三种蛋白质复合体组成，每种复合体中又有一种以上的电子传递体；存在于线粒体内膜中；电子传递链的最后一站是与氧结合形成水。也就是NADH 和FADH2氧化所脱的H＋与O2结合形成水。
教师板书：
1、电子传递链的组成：三种蛋白质复合体。
2、电子传递链存在于：线粒体内膜。
3、反应式（略，见书本93 页）。【讲述】每氧化1mol 葡萄糖可以合成约
32molATP。糖酵解过程产生2molATP，柠檬酸循环产生2molATP，那么，应该有28molATP 在此阶段产生。
【小结】教师设计表格（以一个葡萄糖分子的
学生完成
培养学生自学能力和总结归纳能力。
电子传递
带
着问题
阅读。
组
织讨
论、
小资料：
蛋白质复合
体是有几个结
构
相似、功
能相关的多肽
链通过二硫键
或其它共价键
电 子传递 链
有 氧时 线
粒体内 膜
6个 H 2O ，28
个 ATP
总反应式： C 6H 12O 6+6O 2→6CO 2+6H 2O+能量 释放的能量一部分贮存在 ATP 中，其余的以 热
能形式散失。
【反馈检测】
1、一分子葡萄糖在需氧呼吸分解过程中，经过柠檬酸循环阶段，能直接产生几个分子的 ATP ？（ ）
在有氧情况下， 1 分子葡萄糖生成 2分子丙酮酸的反应可净生成（
6、将酵母菌研磨、离心分离后，得到上清液（含细胞质基质）和沉淀物（含细胞
器） 。把 等量上清液、沉淀物和未离心处理的匀浆分别放入甲、乙、丙 3 个试管中（如下图），分别进 行以下 4 项独立的实验（实验一、二、三由供选答案中选一项正确的代号填充，实验四填充、
简答）：
（1）实验一：向 3 个试管中分别滴加等量的葡萄糖溶液， 甲、乙、丙中的终产物分别是 ________________________________________________________________________ （2）实验二：向 3 个试管分别滴加等量的丙酮酸， 甲、乙、丙中的最终产物分别是 ____________________________________________________________________________
A ．
B ．2
C ．4
D ．0
2、
A ．
8ATP ＋2NADH ＋2H ＋
B ．
C ．
2ATP ＋NADH ＋ H ＋ D ．
4ATP ＋2NADH ＋2H ＋
2ATP ＋2NADH ＋2H ＋
3、柠檬酸循环发生在（ A ．线粒体 B ．叶绿体
4、让一只鼠吸入含有放射性 细胞质 D ．细胞核
18
O 的 O 2，该鼠体内最先出现标记氧原子的
是（
C ． A ．丙酮酸 B ．二氧化碳 C ．乳酸
D ．水 5、 列哪一种活动释放能量最多（
）。
A ．光解
B ．糖酵解
C ．柠檬酸循环
D ．呼吸链中最后的氧化作用
（3）实验三：在隔绝空气的条件下，重复实验一，甲、乙、丙中的最终产物分别是
(4)_______________________________________ 实验四：向3 个试管分别加入等量的萤光素(萤火虫尾部提取的可以发光的物质) 。重复实验一和实验二。从理论上讲，发萤光最强的是实验_____________________________ 中的_____ 试管。
A．H2O＋CO2 B．乙醇＋CO2 C．H2O D．无反应
参考答案：1、Ｂ；2、Ｄ；3、Ａ；4、D；5、D；6、(1)B、D、A；(2)B、A、A；
(3)B、D、B；(4)一；丙。
第三课时】
【过渡】大多数植物的厌氧呼吸都属于乙醇发酵，而动物比如说人的厌氧呼吸呢？
回答：糖酵
解，柠檬酸
循环，电子传使学生理
【提问】大家知道如果你不是经常递链；丙酮
酸。解乙醇发酵的
做运动，而今天进行800 米测试，那么
倾
听、
理过程。
这两天你的肌肉会有什么感觉？解。
【讲述】为什么会觉得酸呢？实际
上就是肌肉细胞在缺氧条件下进行厌氧2．乳酸发呼吸产生了乳酸的缘故。这就是厌氧呼
酵吸的又一种类型：乳酸发酵。
【板书】乳酸发酵
【讲述】乳酸发酵就是指葡萄糖在
无氧条件下分解产生乳酸，它的总反应回
答：细从生活实
式是：胞质基
质。
际出发，激发学
【板书】C6H12O6+2ADP+2P i→生的学习兴
趣。
2CH3CHOHCOOH+2ATP
乳酸发酵的反应历程和糖酵解的一
样，只是在形成丙酮酸后，丙酮酸在
乳酸脱氢酶的催化下被NADH 还原为使学生理【板书】CH3COCOOH + NADH+H +解乳酸发酵的→ CH3CHOHCOOH+ NAD +过程。
【讲述】乳酸发酵所产生的ATP
仅
为需氧呼吸的1/19 左右，那么在剧烈
运动需要大量能量的情况下，肌肉细
胞为什么还要进行厌氧呼吸呢？
【提问】大家想想还有哪些乳酸发
酵的例子。
总结：动物细胞进行厌氧呼吸往往
是产生乳酸属于乳酸发酵，有些微生物也进行乳酸发酵，如酸奶、酸菜的制作
回
答：
酸
。
是利用乳酸细菌进行的乳酸发酵。倾听、思考。培养学生
【小结】这一节课我们学习了生物的厌氧呼吸，厌氧呼吸的两种类型乙醇发酵和乳酸发酵。并知道了它们的过程
倾听、理解。
联系实际，
激发兴趣。
阅读，思考、回答：是一
种克服暂时缺氧的应急措
施，是为争取时间而消耗较
多能量的方法。
思考、回答：制作酸奶、
酸菜??
反馈检
测】
自学能力