第七节 细胞呼吸（B）

教学目的

1.呼吸作用的概念（识记）。

2．生物的有氧呼吸和无氧呼吸的知识（理解）。

3．呼吸作用的意义（理解）。

教学重点

1.有氧呼吸和无氧呼吸的知识。

2．呼吸作用的意义。

教学难点

有氧呼吸和无氧呼吸的知识。

教学用具

幻灯、复合式幻灯片或计算机教学软件；细胞内有氧呼吸的过程，有氧呼吸与无氧呼吸的比较表。

教学方法

　讲述法与谈话法相结合。

课时安排 1课时。

板 书

教学过程

第八节

生物的呼吸作用

一、呼吸作用的概念

二、呼吸作用的类型

（一）有氧呼吸

1．场所：

2．过程：

第一阶段：
　
酶
葡萄糖——→2丙酮酸

（CH_３COCOOH）＋
4［H］十能量（少量）

第二阶段：
酶
2CH_３COCOOH——→
6CO₂十20［H］＋能量（少量）

第三阶段：

酶
24[H]+6O₂——→
12H₂O+能量（大量）

3.反应式：

C₆H₁₂O₆+6H₂O+6O₂
酶
——→6CO₂+12H₂O+
能量

4.概念：

（二）无氧呼吸

1.实例

（1）植物体内的无氧呼吸

（2）动物体内的无氧呼吸

（3）微生物的无氧呼吸——发酵

2.过程：

第一阶段：

　 酶
葡萄糖——→丙酮酸＋
［H］十能量（少量）

第二阶段：

酶
丙酮酸——→酒精+CO₂
+能量或乳酸+能量

3.反应式：

酶
C₆H₁₂O₆—→2C₂H₅OH+CO₂+能量

　 酶
₆H₁₂O₆—→2C₃H₆O₃+能量

　4.场所：

　5.概念：

　三、有氧呼吸和无氧呼吸的比较

　四、呼吸作用的意义

1.为生物各项生命活动提供能量。

2.为体内其他化合物的合成提供原料。

复习提问：

1．生物体生命活动的主要能源物质是什么？

2．生物体内储存能量的物质是什么？

3．生物新陈代谢所需能量的直接来源是什么？

（回答：略。）

引言：生物体的生命活动一时一刻也离不开能量。从根本上说，生物所需要的能量，几乎都来自太阳光。绿色植物通过光合作用制造有机物，并将光能转化成化学能，贮存在有机物中。

提问：大家知道，有机物在体外燃烧，可以释放出其中的能量。那么，有机物中的能量在体内怎样才能释放出来呢？

（回答：有机物必需分解才能释放其中的能量。）

　讲述：我们将生物体内的有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，最终生成二氧化碳或其他产物，并且释放出能量的总过程称做呼吸作用。又叫生物氧化。

提

问：我们所说的呼吸作用与初中人体生理中学过的呼吸有什么不同？

（回答：呼吸是指人体与外界进行气体交换的过程。呼吸作用是指生物体在细胞内分解有机物；释放能量的过程。）

讲述：根据细胞内分解有机物的过程是否有氧参与，将呼吸作用分为有氧呼吸和无氧呼吸两种类型。

提问：细胞中哪种细胞器与有氧呼吸有关？

（回答：线粒体是活细胞进行有氧呼吸的主要场所。）

在细胞中有氧呼吸是怎样进行的呢？

讲述：细胞内有氧呼吸的过程，实际上是一系列氧化还原反应的过程。在这个过程中，物质和能量的变化是相伴进行的。简单他说，它可以分为三个阶段。请大家看幻灯。（有条件的学校可将这部分内容制成教学软件。）

这是位于细胞质基质中的线粒体结构示意图。

请观察：第一阶段的变化

提问：这个阶段的物质变化是什么？

（回答：一个分子的葡萄糖分解成两个分子的丙酮酸，在分解过程中产生少量的氢和少量ATP。）

提问：这个阶段的能量变化是什么？

（回答：释放出少量的能量。）

提问：这个阶段在哪儿进行？

（回答：细胞质基质中。）

再观察：第二阶段的变化

提问：这阶段的物质变化是什么？

（回答：丙酮酸在水的参与下，经过一系列的反应，彻底分解为二氧化碳和氢，产生少量ATP。）

提问：这个阶段的能量变化是什么？

（回答：释放出少量的能量。）

提问：这一步在细胞内的什么部位进行？

（回答：线粒体中进行。）

再观察：第三阶段的变化

提问：这个阶段的物质变化是什么？

（回答：前两个阶段产生的氢，经过一系列的反应，与氧结合形成水。）

提问：这个阶段的能量变化是什么？

（回答：释放大量的能量。）

提问：这个阶段在细胞中的什么部位进行？

（回答：在线粒体中进行。）

根据有氧呼吸过程示意图，请一位同学写出有氧呼吸的总反应式。（教师带领同学完善反应式。）

（学生完成反应式后提示学生：找出反应物产物、反应条件、能量总变化。）

请同学们讨论后自己总结出有氧呼吸的概念。（提示学生：①条件：需氧参加，多种酶参与。②场所：主要在线粒体中进行。③物质变化：有机物彻底氧化分解成元机物。④能量变化：释放大量能量。）

（回答：有氧呼吸是指细胞在氧的参与下，通过酶的催化作用，把糖类等有机物彻底氧化分解，产生出二氧化碳和水，同时释放出大量能量的过程。）

小结：从物质变化角度来看，有氧呼吸是有机物在分解过程中产生二氧化碳和氢，氢与氧结合生成水，即有机物最终彻底氧化分解成二氧化碳和水。

从能量变化角度来看，有氧呼吸是在有机物逐步分解中使贮存于有机物中的能量逐步转移到ATP中，一部分能量则以热能的形式散失。这一变化过程与有机物的体外燃烧是有区别的。在生物体内1mol葡萄糖彻底氧化分解后，共释放2870KJ的能量，其中有1161KJ左右的能量转移到ATP中，其余的能量以热能的形式散失。

讲述：生物进行呼吸作用的主要形式是有氧呼吸，如果在无氧或缺氧的条件下能不能进行呼吸作用呢？

科学家通过研究发现，生物体内的细胞在无氧条件下能进行无氧呼吸。无氧呼吸在生物界中的存在也较为广泛。我们来看几个例子（用幻灯或挂图演示无氧呼吸实例）。

高等植物在水淹的情况下，可以进行短时间的无氧呼吸，将葡萄糖分解为酒精和二氧化碳，并且释放出少量的能量。

提问：根据以上的例子，你能解释苹果储藏久了为什么会有酒味吗？

（回答：苹果在储藏过程中进行无氧呼吸产生了酒精，所以闻起来有酒味。）

讲述：一些植物无氧呼吸时可产生酒精，还有一些高等植物的某些器官如马铃薯块茎、甜菜块根等在进行无氧呼吸时可以产生乳酸。

植物体内能进行无氧呼吸，动物体内是否也能进行无氧呼吸呢？

可以，但是高等动物的无氧呼吸只能发生在局部或某些组织、器官。因为，如果动物机体全身缺氧就会导致动物窒息，甚至死亡。动物的无氧呼吸只是局部的暂时现象。比如：高等动物和人体在剧烈运动时，尽管呼吸运动和血液循环都大大加强了，但是仍然不能满足骨骼肌对氧的需要，这时骨骼肌细胞内就会出现无氧呼吸。高等动物和人体的无氧呼吸会产生乳酸，使机体有酸胀的感觉。

有些细菌可以进行乳酸发酵。酸牛奶、泡菜及青贮饲料就是根据这个原理制做的。酵母菌在缺氧的条件下，可以将有机物分解成酒精和二氧化碳。这在酿酒业有着广泛的应用。

提问：这些生物进行无氧呼吸的实例，说明了生物与环境之间存在着什么关系？

（回答：生物进行无氧呼吸，以适应缺氧的环境条件，体现生物对环境的适应性。）

提问：通过上述实例，你能说出无氧呼吸产物有哪些物质吗？

（回答：酒精和二氧化碳或乳酸。）

这些产物是如何产生的呢？我们继续学习无氧呼吸的过程。

讲述：无氧呼吸的全过程，可以分为两个阶段。

第一阶段与有氧呼吸的第一阶段完全相同。这里不在重复。

第二阶段：丙酮酸在不同酶的催化下，分解成酒精和二氧化碳，或者分解成乳酸。每个化学反应都是由不同的酶来催化的。请同学们根据无氧呼吸过程总结无氧呼吸反应式。请一位同将反应式写在黑板上。（提问学生：找出反应物、产物、反应条件、能量变化。教师引导学生完善反应式。）

讲述：无氧呼吸的两个阶段都是在细胞质基质中进行的。

［学生讨论：归纳无氧呼吸概念。从条件、物质变化和能量变化给学生以提示］

（回答：无氧呼吸是指细胞在无氧条件下，通过酶的催化作用，把葡萄糖等有机物质分解成为不彻底的氧化产物，同时释放出少量能量的过程。）

小结：从物质变化角度看：有机物在无氧条件下被分解为不彻底的氧化产物。

从能量变化角度看：由于产物中还贮存着许多能量，所以释放的能量少。如1ml葡萄糖在分解成乳酸后，共放出196.65KJ的能量，其中有61.08KJ的能量储存在ATP中，其余的能量都以热能的形式散失了。与有氧呼吸相比，无氧呼吸释放的能量要少得多。

提问：生物体处于长期缺氧的状态能否生存？为什么？

（回答：不能，因为生物体无氧呼吸比有氧呼吸释放的能量少得多，不足以维持生物体生命活动所需能量，所以，生物体长期处于缺氧状态，不能生存。）

提问：你能举出生物体长期缺氧不能生存的实例吗？

（回答：略）

（农村学校可联系农业生产实际，城市学校可联系花卉栽培等知识。）

通过有氧呼吸和无氧呼吸知识的学习，我们一起来进行比较，请看这张表（幻灯演示比较表。启发，引导学生讨论，填表比较。）

有氧呼吸和无氧呼吸的比较表

有氧呼吸

无氧呼吸

区别

条件

需氧气、酶等

不需氧气、需酶

场所

第一阶段在细胞质基质
第二、三阶段在线粒体

细胞质基质

产物

H₂O、CO₂

C₂H₅OH、CO₂　或C₃H₆O₃

较多

较少

联　系

有氧呼吸和无氧呼吸第一阶段是相同的

实质相同：分解有机物，释放能量

讲述：从生物进化的角度来看：在地球形成的初期，原始的大气中没有氧，那时的微生物适应在无氧的条件下生活，所以这些微生物体内缺乏氧化酶类，至今仍只能在无氧的条件下生活。随着地球上绿色植物的出现，大气中出现了氧，于是也出现了体内具有有氧呼吸酶系统的好氧微生物。可见，有氧呼吸是在无氧呼吸的基础上发展而成的。尽管现今生物体的呼吸形式主要是有氧呼吸，但仍保留有无氧呼吸的能力。生物体的无氧呼吸不但说明生物的适应性，也说明无氧呼吸是一种原始的呼吸类型。

提问：呼吸作用的实质是什么？

（回答：分解有机物，释放能量。）

提问：呼吸作用对生物

体本身有什么意义？

（回答：为生物体各项生命活动提供能量。为体内其他化合物的合成提供原料。）

讲述：呼吸作用释放出来的能量，只有储存在ATP中，并且在酶的作用下，才能使ATP水解释放出其中的能量，用于生物体的各项生命活动。如细胞分裂、植株生长、矿质元素的吸收、肌肉收缩、神经冲动的传导等。

在呼吸过程中所产生的一些中间产物，可以成为合成体内一些重要化合物的原料。如：葡萄糖分解时的中间产物丙酮酸是合成氨基酸的原料。