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高中必修一生物《细胞呼吸的原理和应用》

教案

是指在氧气存在的情况下，有机物在细胞内经过一系列复

杂的氧化反应，最终产生CO2、H2O和大量的能量（ATP）。

这个过程主要发生在线粒体内。线粒体内膜上的酶嵴增加了内

膜的表面积，有利于酶与底物的接触，从而促进了有氧呼吸的

进行。有氧呼吸是生物体获取能量的主要方式，被广泛应用于

生产和生活中。

3．细胞呼吸的应用

细胞呼吸的能量释放可以应用于生产和生活中。例如，人

体运动时需要大量的能量，这就需要有足够的氧气供应，从而

促进有氧呼吸的进行。此外，细胞呼吸的过程也可以用于工业

生产中，例如酵母菌的无氧呼吸可以用于面包、啤酒等食品的

生产。在医学上，细胞呼吸的异常也与多种疾病有关，例如肌

肉疾病、心脏病等。

4．酵母菌细胞呼吸的探究

酵母菌是一种单细胞真菌，可以在有氧和无氧条件下生存。

在有氧条件下，酵母菌进行有氧呼吸，产生CO2和大量的能

量。而在无氧条件下，酵母菌进行无氧呼吸，产生酒精和

CO2.酵母菌的这种特殊的呼吸方式被广泛应用于食品生产中，

例如发酵面包、啤酒等。通过对酵母菌的呼吸方式的探究，可

以更好地理解细胞呼吸的原理和应用。

线粒体适应

在教学线粒体适应时，首先应引导学生回顾初中学过的有

关呼吸功能的知识，特别是有氧呼吸的反应式和结构。然后，

学生可以阅读相关课本内容，了解呼吸作用的进行过程。

有氧呼吸的全过程十分复杂，可以概括地分为三个阶段，

每个阶段的反应都有相应的酶催化。在分组讨论后，教师可以

分别讲解每个阶段的反应，并讲清以下几点：首先，应指出以

葡萄糖为例讲述呼吸作用的三个阶段，其他有机物也可以通过

呼吸作用氧化分解。其次，分析有机物产生的热能的生理意义。

在整理出三个阶段后，根据学生状况，进一步分析以下几

点：首先，引导学生将呼吸作用的反应式配平，并提问，呼吸

作用产生的H2O中的O来自哪种原料。接着，指出呼吸作用

还消耗水，因此呼吸作用的反应式应该改为：C6H12O6+6O2

+6H2O→6CO2+12H2O+能量。解决了这一环节，其他物

质的来龙去脉就可迅速解释清楚。

其次，分析呼吸作用过程中的能量问题。教师可以告诉学

生，1mol的葡萄糖彻底氧化分解成二氧化碳和水，释放出

2870kJ的能量，其中977.28kJ左右的能量被ADP捕获，储存

在ATP中（约32mol的ATP）。

学生：无氧呼吸是一种在缺氧条件下，通过酶的作用将有

机物分解为不彻底氧化产物并释放少量能量的过程。这种呼吸

方式是生物的适应性表现，可以作为有氧呼吸的补充。在远古

时期，微生物只能进行无氧呼吸，随着氧气的出现，有氧呼吸

逐渐成为主要呼吸形式。然而，仍有一些微生物只能在无氧条

件下生存。在工业上，所谓的发酵并非完全无氧，而是需要氧

的。

细胞呼吸是生物体能量代谢的重要过程，包括有氧呼吸和

无氧呼吸。有氧呼吸需要氧气参与，产生二氧化碳和水，释放

大量能量。无氧呼吸则不需要氧气，产生乳酸或酒精，释放较

少能量。无氧呼吸过程中，产生的乳酸或酒精会对细胞产生毒

害，而酵母菌等生物在无氧发酵时，随着产物增多、营养物质

减少和pH变化等因素的影响，繁殖速率逐渐下降，死亡率逐

渐上升，最终发酵停止。

细胞呼吸的意义不仅在于为生物提供能量，还是生物体代

谢的枢纽。不同的植物、器官和发育时期呼吸速率不同，而环

境因素如温度、氧气浓度和二氧化碳浓度等也会影响呼吸速率。

在生产实践中，可以利用降温、降低氧气或增加二氧化碳浓度

等方法来控制呼吸速率，延长蔬菜水果的保鲜时间或提高产量。

总之，细胞呼吸是生物体能量代谢的重要过程，了解其原

理和影响因素，对于生产和生活都具有重要意义。

在冬季，北方地区常用地窖来储存大白菜。地窖的温度比

外界要高一些，一般不会结冰。地窖的口基本是密封的，地窖

中的大白菜进行细胞呼吸，消耗掉地窖中的大量氧气。这会导

致地窖中氧气的含量下降，二氧化碳的含量上升。这两个因素

都会使细胞呼吸速率下降，延长大白菜的保鲜时间。

细胞呼吸强度在一定范围内随含水量的增加而加强，随含

水量的减少而减弱。种子在贮藏时，必须降低含水量，使种子

呈风于状态，以减少有机物的消耗。如果种子中含水量过多，

细胞呼吸加强，使种子堆温度上