一般分为两个课时。
第一节探究酵母菌细胞呼吸方式,第二课时学习呼吸作用的过程及应用,在制作课件的过程中力图通过最好的图片和方式来展现知识点。
呼吸作用是整个必修一非常重要的知识点,主要内容包括细胞呼吸方式、有氧呼吸和无氧呼吸过程中物质和能量的变化,同时了解细胞呼吸原理在生产生活中的应用。
师:大家可能都会选择第二种方案,其实最好的方法是第一种。为什么?因为第一种吃法可以给你提供更多的能量,使他能维持更长的时间来等待救援。如果你想不明白。那我们接下来的学习就可以为你解开这个疑惑。
一切生命活动都伴随着能量的变化,没有能量的供给也就没有生命和生态系统。能量的流入、传递、转化和散失的过程就是能量流动,在能量流动的过程中伴随着物质循环。那么,生态系统中的能量是怎样流动的?物质是怎样循环的呢?这就是我们今天要研究的主要问题。
CAI展示课题,同时 板书25.2生态系统中的能量流动和物质循环
二、生态系统中的能量流动
二、 生态系统中的能量流动
(一)学生阅读教材P91,思考以下问题:(板书 二、生态系统中的能量流动)
1、生态系统中能量的源头是什么?怎样流入生态系统的?
2、能量流动的渠道是什么?能量是怎样流动的?
CAI展示生态系统中能量流动的示意图。
学生:源头是太阳能。
补充:不是所有的太阳能都参与生态系统中的能量流动,只有被生产者固定的太阳能才能流动。
师:生产者是如何固定太阳能的呢?
(是生产者通过光合作用,把太阳能固定在有机物中的。)
师:那么能量又是如何流动的呢?
(通过食物链和食物网进行流动。)
我们把食物链和食物网中的各个营养层次称为营养级。
CAI展示营养级
CAI展示草原生态系统中的食物网。
提问:老鹰处于几个营养级?(3)
草处于几个营养级? (1)
CAI展示
思考:老鹰处于不同的营养级说明了什么?
(1)消费者在不同的食物链中所处的营养级不同
(2)植物在食物链中所处的营养级是固定的
CAI展示生态系统中能量流动的示意图。
学生观察:能量在流动过程中绿色植物通过光合作用固定的太阳能流向哪里去了?
学生分组讨论。推荐一位学生归纳其内容,其他同学补充说明,教师指导。
师生交流:
在能量流动的过程中,绿色植物固定的太阳能有三个去处:一部分被自身生命活动消耗,即通过细胞呼吸释放和生命活动利用了;储存在体内的能量一部分流入下一营养级;没被利用的枯枝落叶和下一营养级摄食未消化而排出的粪便中的这一部分被分解者释放出来。因此,可以看出,能量在流动过程中是逐级递减的。
CAI展示生态系统中的能量流动FLASH.
学生了解能量在流动过程中是逐级递减的。
解惑:
我们来回到本课开头的问题。你能为我解开问题的答案吗?
学生回答。
玉米和母鸡中能量是一定的。第二种方案里,用玉米喂食母鸡,母鸡生命活动需要消耗能量。那最后流入人体内的能量是否就少了。那维持的时间是否就短了。
三、 生态系统中的物质循环
导入:在生态系统能量流动的过程中还伴随着物质循环。
板书:生态系统中的物质循环 CAI 展示 二.生态系统的物质循环
师:其中碳循环就是非常重要的物质循环。大家都知道,二氧化碳是空气中的主要气体之一,也是碳参与物质循环的形式之一。下面我们就来讨论,碳循环是如何进行的?
回忆:写出光合作用和呼吸作用的公式,说明二氧化碳在此过程中的作用。
学生阅读讨论:生态系统中的碳循环,并完成教材P92的填图,结合书中的课文,尝试描述碳循环。
师生小结:大气中的二氧化碳进入生态系统中,主要依赖绿色植物的光合作用,使二氧化碳变成有机物,再通过食物链进入动物和其他生物体内,因此从碳循环可见绿色植物是生态系统的基石;除此之外,某些微生物也能把二氧化碳合成为有机物。另外,生物体内的有机物,通过呼吸作用以二氧化碳的形式放回大气中去,还有部分生物遗体没有被分解者分解,转变成为地下的石油和煤,暂时脱离循环,但一经开采燃烧,便可产生二氧化碳返回碳循环。经过这一循环可以使得自然界中的二氧化碳和氧气就处于相对的平衡状态。
引导探索:如果平衡被打破,会出现什么情况?(温室效应)
加深印象:
播放生态系统中的物质循环FLASH
生态系统中除了碳循环外,还有其他物质的循环。例如氮循环。
CAI 展示氮循环。
总结:生态系统中的能量流动和物质循环是通过食物链和食物网实现的,物质是能量的载体,使能量沿着食物链流动,而能量又作为动力,使物质能够不断地在生态系统和无机环境之间循环往复,两者密不可分。
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以下仅仅代表个人建议:
首先,高中细胞呼吸是属于必修1的教材的内容,可以通过先描述各种生物,例如猫猫狗狗,蟋蟀蟑螂,包括人类,都在进行呼吸,然后插入植物是否可以呼吸,结合植物和动物细胞都具有线粒体这一特点进行阐述,即线粒体是呼吸作用的场所,植物动物都有线粒体,先按教材内容列出重要的几个呼吸方程式,例如有氧呼吸葡萄糖分解为丙酮酸的过程,同时将各个反应进行的场所仔细列出,如有氧呼吸第一阶段在细胞质基质中,葡萄糖不进入线粒体中,等等。
再者,可以按照先有氧再无氧,先反应在场所,最后将场所和反应相关联,最后得出整个有氧呼吸的过程图,也可以通过框架构建的方法逐步引入,将学生带进呼吸作用的学习中。
同时,要分清楚不是所有的生物都能进行呼吸作用,例如无细胞结构的病毒等等,还要适当补充关于酵母菌,乳酸菌,醋酸菌的不同呼吸方式,分清植物与动物细胞的差别,比如无氧呼吸的产物等等,植物多为酒精,马铃薯的块茎,甜菜的块根除外,动物多为乳酸。
最后,还有对呼吸底物的描述,呼吸底物不一定全为葡萄糖,告诉学生,高中阶段呼吸作用主要考察葡萄糖,但相关的描述可能出现在判断性的选择题中。
还有疑惑的话可以在线问我,我一直都在哦,么么哒/
我把我的生物笔记抄上来给你好了
细胞呼吸的主要作用是产生ATP
细胞呼吸分为有氧呼吸和无氧呼吸两种方式
有氧呼吸分为三个阶段 无氧呼吸分为两个阶段
一、有氧呼吸
场所:细胞质基质,线粒体
方程式:C6H12O6+6H20+602=(酶催化) 6CO2+12H20+少量能量
第一阶段:葡萄糖再酶的作用下分解成丙酮酸和还原态的氢[H]和少量的氧气
这个阶段不需要氧气参与,是在细胞质基质中完成的
第二阶段:丙酮酸和水在酶的作用下生成CO2和[H]+少量能量
这个阶段也不需要氧气参与,是在线粒体基质中完成的
第三阶段(有氧呼吸的重点):[H]和氧气在酶的作用下产生了水和大量的能量
这个阶段需要氧气参与,是在线粒体内膜上完成的
至于无氧呼吸就简单多了
场所:细胞质基质
第一阶段和有氧呼吸的第一阶段相同,都是葡萄糖再酶的作用下分解成丙酮酸和还原态的氢[H]和少量的氧气
这个阶段不需要氧气参与,是在细胞质基质中完成的
第二阶段,分为两种
1、产生乳酸的无氧呼吸
方程式:C6H12O6=(酶) 2 C3H6O3(乳酸)+少量能量
即葡萄糖在酶的作用下生了乳酸和少量能量
2、产生酒精的无氧呼吸
方程式:2 C6H12O6=(酶)2 C2H5OH(酒精)+2CO2 +少量能量
即葡萄糖在酶的作用下产生了酒精和二氧化碳
还有就是补充告诉你下
有氧呼吸放能远大于无氧呼吸
1mol葡萄糖有氧呼吸放出38个ATP,而无氧呼吸只放出2个ATP
其实这些东西都可以根据课本自己推出来的,我建议你如果这块不熟悉的话,可以对照课本自己推导一下过程,可能会有点用
细胞呼吸
指物质在细胞内的氧化分解,具体表现为氧的消耗和二氧化碳、水及三磷酸腺苷(ATP)的生成,又称细胞呼吸。其根本意义在于给机体提供可利用的能量。
目录概念特点本质意义细胞呼吸的分类有氧呼吸无氧呼吸阶段循环消耗呼吸链黄素蛋白类概念特点本质意义细胞呼吸的分类有氧呼吸无氧呼吸阶段循环消耗呼吸链黄素蛋白类展开
编辑本段概念细胞呼吸(cellular respiration)是指细胞在有氧条件下从食物分子(主要指葡萄糖)中取得能量的过
细胞呼吸程。
糖类,脂质和蛋白质有机物在活细胞内氧化分解为CO2和水或分解为不彻底的氧化产物,且伴随着能量的释放。
编辑本段特点有机物在酶的催化下,在温和的条件下氧化分解,能量逐步释放出来,没有出现剧烈的发光,发热现象。
本质氧化分解有机物释放能量。
意义为生物体的生命活动提供能量;为体内的其他化合物的合成提供原料。
细胞呼吸的分类细胞呼吸分为发酵、有氧呼吸、无氧呼吸三种(根据最终电子受体不同的分类方式):有氧呼吸 以分子氧(O2)为最终电子受体,无氧呼吸 以无机氧化物为最终电子受体,发酵 以有机物为最终电子受体。酵母酿酒、同型乳酸发酵、异型乳酸发酵等都是属于发酵的范畴,而不是无氧呼吸。无氧呼吸指的是,依然进行三羧酸循环,还原辅酶依然经过氧化呼吸链,只不过最终的电子受体不是氧气,而是无机氧化物罢了,其它过程几乎和有氧呼吸一样,并且最后产能较有氧呼吸少。简单的说,并不是没有利用分子氧的氧化就是无氧呼吸。
有氧呼吸1)概念:指细胞在有氧的参与下,通过多种酶的催化作用,把葡萄糖等的有机物彻底的分解产生二氧化碳和水,释放能量,产生许多的ATP的过程。
有氧呼吸的运动2)其化学反应式可写成:C6H12O6+6H2O+6O2→(酶)6CO2+12H2O+能量
3)过程:
第一阶段(糖酵解):1个分子的葡萄糖分解成2分子的丙酮酸,同时脱下4个(H)*,放出少量的能量,合成2个ATP,其余以热能散失,场所在细胞的基质中。
第二阶段(柠檬酸循环·三羧酸循环):2个分子的丙酮酸和6个分子的水中的氢全部脱下20个(H),生成6分子的二氧化碳,释放少量的能量,合成2个ATP,其余散热消失,场所为线粒体基质中。
第三阶段(电子传递链·氧化磷酸化):在前两个阶段脱下的24个(H)与6个氧气分子结合成水,并释放大量的能量合成34个ATP,场所.在线粒体内膜上。
PS:
*(H)是一种十分简化的表示方式,这一过程实际上是氧化型辅酶I(NAD*)转化成还原型辅酶I(NADH)。
无氧呼吸概念:没氧气参与的反应,则称为无氧呼吸。同样多的有机化合物,进行无氧呼吸时,其产生的能量,比进行有氧呼吸时要少。
途径:某些生物(某些细菌)以包括硝酸根或硫酸根之类的无机物代替氧原子作为电子受体,最后仍生成水,实质与有氧呼吸是一样的。
无氧发酵 这是较常见的一般意义上的无氧呼吸,基本有下面两种。上述有氧呼吸过程中的第一个过程是不需要氧气参与的,无氧呼吸便是由葡萄糖分解为丙酮酸(C3H4O3)这一不需要氧气的过程为基础,而不具备放能
无氧呼吸过程较多可以释放出还原性氢中的能量的呼吸链过程,所以无氧呼吸释放的能量远比有氧呼吸少。
酒精发酵
丙酮酸(C3H4O3)在脱羧过程后不生成乙酰辅酶A,而是生成乙醛,乙醛接受还原性氢被还原为酒精。
乳酸发酵
一些生物的呼吸过程,典型的是我们熟知的乳酸菌。在乳酸发酵中,丙酮酸直接生成乳酸,这是一个被氧化的过程,同样可以生成很少的ATP,人体内也存在这一过程,剧烈运动时肌肉供氧不足,便会通过这一过程得到能量,生成的乳酸导致肌肉酸痛。
编辑本段阶段细胞呼吸可分为3个阶段。
在第1阶段中,各种能源物质循不同的分解代谢途径转变成乙酰辅酶A。
在第2阶段中,乙酰辅酶A(乙酰CoA)的二碳乙酰基,通过三羧酸循环转变为CO2和氢原子。
有氧呼吸[1]在第3阶段中,氢原子进入电子传递链(呼吸链),最后传递给氧,与之生成水;同时通过电子传递过程伴随发生的氧化磷酸化作用产生ATP分子。
生物体主要通过脱羧反应产生CO2,即代谢物先转变成含有羧基(-COOH)的羧酸,然后在专一的脱羧酶催化下,从羧基中脱去CO2。细胞中的氧化反应可以“脱氢”、“加氧”或“失电子”等多种方式进行,而以脱氢方式最为普遍,也最重要。
在细胞呼吸的第1阶段中包括一些脱羧和氧化反应,但在三羧酸循环中更为集中。三羧酸循环是在需氧生物中普遍存在的环状反应序列。循环由连续的酶促反应组成,反应中间物质都是含有3个羧基的三羧酸或含有2个羧基的二羧酸,故称三羧酸循环。因柠檬酸是环上物质,又称柠檬酸循环。也可用发现者的名字命名为克雷布斯循环。
编辑本段循环在循环开始时,一个乙酰基以乙酰-CoA的形式,与一分子四碳化合物草酰乙酸缩合成六碳三羧基化合物柠檬酸。柠檬酸然后转变成另一个六碳三羧酸异柠檬酸。异柠檬酸脱氢并失去CO2,生成五碳二羧酸α-酮戊二酸。后者再脱去1个CO2,产生四碳二羧酸琥珀酸。最后琥珀酸经过三步反应,脱去2对氢又转变成草酰乙酸。再生的草酰乙酸可与另一分子的乙酰CoA反应,开始另一次循环。
编辑本段消耗循环每运行一周,消耗一分子乙酰基(二碳),产生2分子CO2和4对氢。草酰乙酸参加了循环反应,但没有净消耗。如果没有其他反应消除草酰乙酸,理论上一分子草酰乙酸可以引起无限的乙酰基进行氧化。环上的羧酸化合物都有催化作用,只要小量即可推动循环。凡能转变成乙酰CoA或三羧酸循环上任何一种催化剂的物质,都能参加这循环而被氧化。所以此循环是各种物质氧化的共同机制,也是各种物质代谢相互
细胞呼吸联系的机制。三羧酸循环必须在有氧的情况下进行。环上脱下的氢进入呼吸链,最后与氧结合成水并产生ATP,这个过程是生物体内能量的主要来源。呼吸链由一系列按特定顺序排列的结合蛋白质组成。链中每个成员,从前面的成员接受氢或电子,又传递给下一个成员,最后传递给氧。在电子传递的过程中,逐步释放自由能,同时将其中大部分能量,通过氧化磷酸化作用贮存在ATP分子中。不同生物,甚至同一生物的不同组织的呼吸链都可能不同。有的呼吸链只含有一种酶,也有的呼吸链含有多种酶。但大多数呼吸链由下列成分组成,即:烟酰胺脱氢酶类、黄素蛋白类、铁硫蛋白类、辅酶Q和细胞色素类。这些结合蛋白质的辅基(或辅酶)部分,在呼吸链上不断地被氧化和还原,起着传递氢(递氢体)或电子(递电子体)的作用。其蛋白质部分,则决定酶的专一性。为简化起见,书写呼吸链时常略去其蛋白质部分。
编辑本段呼吸链 呼吸链[2]上图即是存在最广泛的NADH呼吸链和另一种FADH2呼吸链。图中用MH2代表任一 还原型代谢物,如苹果酸。可在专一的烟酰胺脱氢酶(苹果酸脱氢酶)的催化下,脱去一对氢成为氧化产物M( 草酰乙酸)。这类脱氢酶,以NAD+(烟酰胺腺嘌呤二核苷酸)或NADP+(烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸)为辅酶。这两种辅酶都含有烟酰胺(维生素PP)。在脱氢反应中,辅酶可接受1个氢和1个电子成为还原型辅酶,剩余的1个H +留在液体介质中。
NAD++2H(2H++2e)NADH+H+
NADP++2H(2H++2e)NADPH+H+
编辑本段黄素蛋白类是以黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)或黄素单核苷酸(FMN)为辅基的脱氢酶,其辅基中含核黄素(维生素B2)。NADH脱氢酶就是一种黄素蛋白,可以将NADH的氢原子加到辅基FMN上,在NADH呼吸链中起递氢体作用。琥珀酸脱氢酶也是一种黄素蛋白,可以将底物琥珀酸的1对氢原子直接加到辅基FAD上,使其氧化生成延胡索酸。FADH2继续将H传递给FADH2呼吸链中的下一个成员,所以FADH2呼吸链比NADH呼吸链短,伴随着呼吸链产生的ATP也略少。铁硫蛋白类的活性部位含硫及非卟啉铁,故称铁硫中心。其作用是通过铁的变价传递电子:Fe3++eFe2+。这类蛋白质在线粒体内膜上,常和黄素脱氢酶或细胞色素结合成复合物。在从NADH到氧的呼吸链中,有多个不同的铁硫中心,有的在NADH脱氢酶中,有的和细胞色素b及c1有关。辅酶Q是一种脂溶性醌类化合物,因广泛存在于生物界故又名泛醌。其分子中的苯醌结构能可逆地加氢还原成对苯二酚衍生物,在呼吸链中起中间传递体的作用。细胞色素是一类以铁卟啉(与血红素的结构类似)为辅基的红色或棕色蛋白质,在呼吸链中依靠铁的化合价变化而传递电子:Fe3++eFe2+。目前,发现的细胞色素有 b、c、c1、aa3等多种。这些细胞色素的蛋白质结构、辅基结构及辅基与蛋白质部分的连接方式均有差异。在典型的呼吸链中,其顺序是b→c1→c→aa3→O2。现在还不能把a和a3分开,而且只有aa3能直接被分子氧氧化,故将a和a3写在一起并称之为细胞色素氧化酶。生物界各种呼吸链的差异主要在于组分不同,或缺少某些中间传递体,或中间传递体的成分不同。如在分枝杆菌中用维生素K代替辅酶Q;又如许多细菌没有完整的细胞色素系统。呼吸链的组成虽然有许多差异,但其传递电子的顺序却基本一致。生物进化越高级,呼吸链就越完善。与呼吸链偶联的ATP生成作用叫做氧化磷酸化。NADH呼吸链每传递1对氢原子到氧,产生3个ATP分子。FADH2呼吸链则只生成2个ATP分子。
关键词:细胞呼吸优质课课件