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单元基本信息
课程标准模块 模块1 分子与细胞 概念2 细胞的生存需要能量和营养物质，并通过分裂实现增殖 2.2 细胞的功能绝大多数基于化学反应，这些反应发生在细胞的特定区域。 2.2.1 说明绝大多数酶是一类能催化生化反应的蛋白质，酶活性受到环境因素（如 pH 和温度等）的影响。 2.2.2 解释 ATP 是驱动细胞生命活动的直接能源物质。 2.2.3 说明植物细胞的叶绿体从太阳光中捕获能量，这些能量在二氧化碳和水转变为糖与氧气的过程中，转换并储存为糖分子中的化学能。 2.2.4 说明生物通过细胞呼吸将储存在有机分子中的能量转化为生命活动可以利用的能量。
使用教材版本 人民教育出版社2019年新教材
单元名称 第5章 细胞的能量供应和利用
单元课时数 7课时
一、单元学习主题分析（体现学习主题的育人价值）
主题名称 细胞的能量供应与利用
主题概述 内容要求： 本单元分为4节内容，其中1个验证实验、4个探究实验、2个资料分析、2个思考讨论、1个科学·技术·社会。 本章在模块中具有承上启下的重要作用：一方面通过学习本章内容，学生可以更好地理解“糖类是主要的能源物质”。另一方面学好本章内容也为后续内容的学习奠定基础，如第6章讲述的细胞生长、增殖、分化，必修2中接受的DNA的复制、基因表达，本章探究力度较大，自主性和开放性较强，并且较大篇幅介绍生物科学史，注重学生能力的培养，注重与现实生产活动的联系，引导学生在现实生活的背景中学习生物学。 2.教学提示：为帮助学生达成对概念2的理解，促进学生生物学学科核心素养的提升，应开展下列教学活动： （1）探究酶催化的专一性、高效性及影响酶活性的因素； （2）提取和分离叶绿体色素； （3）探究不同环境因素对光合作用的影响； （4）探究酵母菌的呼吸方式 3.学业要求：从物质与能量视角，探索光合作用与呼吸作用，阐明细胞生命 活动过程中贯穿着物质与能量的变化（生命观念、科学思维、科学探究）。
主题学情分析 本章的授课对象是高一学生。一方面他们在初中阶段学习过消化酶、有机物的氧化分解、CO2、O2的鉴定、对照实验、酵母菌等基础知识；做过观察叶片结构的实验和绿叶在光下制造有机物的实验，因此对本章的知识并不陌生，但是对这部分知识的理解只有感性认识，没有理性认识。 另一方面，学生在本模块前面几章的学习中学习了有关细胞中糖类和脂质等化合物、细胞的基本结构以及细胞的主动运输的基础知识，并能用高倍镜观察线粒体和叶绿体，尝试构建细胞的三维结构模型，对本章的学习奠定了基础。
开放性学习环境 大屏、微课、相关动画视频、PPT 等。
二、单元学习目标设计（基于标准、分析教材、结合学情，体现素养导向）
单元学习目标 基于课程标准的内容要求、学业要求及学业质量标准，围绕培养学生核心素养的要求，制定了如下教学目标: （1）说明酶在代谢中的作用、本质和特性。通过探究实验学会控制自变量、观察和检测因变量的变化，以及设置对照组和重复实验。 （2）解释ATP的分子组成和特点以及ATP在能量代谢中的作用。 （3）简述线粒体的结构和功能，说明细胞呼吸的方式、原理和实质，探讨细胞呼吸原理的应用。 （4）简述叶绿体的结构和功能，说明光合作用的原理和应用以及科学家对光合作用原理的认识过程，探究影响光合作用强度的环境因素。人体科学是在不断地观察、实验、探究和争论中前进的。认同科学家不仅要继承前人的科研成果，而且要善于吸收不同意见中的合理成分，在质疑、创新和勇于实践的科学精神和态度。
三、学习活动/任务设计（指向学习目标，强调学生的活动与体验）
第1课时 任务1 名称：探究酶在代谢中的作用 教师展示过氧化氢的“百度百科”资料，引导学生思考实验要探究的问题。根据学生作出的假设，介绍应该怎样作假设，提出指导性的意见和建议。引导作出本实验的假设。 通过设计探究实验，让学生明确探究实验的流程，并能学会做出假设的方法。
任务2 名称：酶的作用机理 针对任务1中的探究实验的结果和结论，设置问题，引导学生思考。通过展示曲线图及思考问题引导学生总结出酶的作用机理是降低化学反应的活化能。 根据问题设计结合PPT，让学生能掌握对照实验的设计、会判断自变量、因变量和无关变量。
任务3 名称：探究酶的本质 展示PPT,让学生根据PPT内容讨论问题，引导学生阅读关于酶本质的探索的相关内容，连线，组内交流。引导学生总结出酶的本质。 培养学生实验设计、动手操作、语言表达、分析归纳的能力；通过问题的具体讨论，引导学生发散思维，加深对知识的理解和应用，培养学生的求实、质疑、探索的精神.
第2课时 任务4 名称：实验探究：探究酶的高效性 引导学生回顾上节课实验，比较Fe3+、过氧化氢酶的催化效率，总结出酶的高效性特点。让学生总结酶的特性，培养学生观察总结能力。
任务5 名称：设计探究引导学生探究酶的专一性 要验证“一种酶只能催化一种化学反应”的假设，如何设计实验？需要注意些什么问题？教师可通过设置一系列问题的形式引导学生思考。教师展示酶的专一性相关曲线及解读，引导学生分析曲线。 根据问题设计结合资料，让学生能掌握对照实验的设计、会判断如何选择底物和鉴定试剂。
任务6 名称：探究酶的作用条件较温和 教师通过多媒体展示三组日常生活资料。引导学生思考如何设计探究问题。教师引导学生思考要检验“温度能影响酶的活性”这个假设，在设计实验时需要注意哪些问题？让学生根据自己记录的实验结果，分析该结果出现的原因，以及由此可得出的结论。 拓展底物浓度对酶促反应速率的影响让学生根据自己的理解，小组讨论，画出图像并分析。 培养学生设计实验的能量、分析归纳的能力；通过问题的具体讨论，引导学生发散思维，加深对知识的理解和应用，培养学生的求实、质疑、探索的精神。
第3课时 任务7 名称：ATP是一种高能磷酸化合物 展示一系列问题引导学生阅读教材，并完成探究，达成对ATP结构的基本认知。多媒体分别演示ATP、ADP及腺嘌呤核糖核苷酸的结构图，引导学生进行辨析：当最外面的高能磷酸键断裂之后，就形成了ADP，假如第二个高能磷酸键也断裂的话，将形成RNA的基本组成单位之一——核糖核苷酸。依此让学生对前后知识形成关联。 通过阅读教材及观察图片，了解ATP的结构及组成部分，培养学生阅读能力，提升学生总结归纳能力。
任务8 名称：ATP与ADP的相互转化 展示一则资料，学生通过资料得出ATP和ADP在细胞中含量少，消耗大，转化快。从而进入ATP与ADP的相互转化的学习中。并结合一系列问题，让学生掌握ATP吸收和放出能量的来源与去向。 根据问题设计结合材料，总结ADP和ATP的转化是一种动态平衡，在生命活动中不断产生ATP。
任务9 名称：ATP的利用 展示一组ATP的利用图片进行总结出ATP释放的能量可用于个性生命活动展示。提出问题引导学生分析ATP是如何为主动运输供能的流程图。 通过功能让学生总结相应的应用，提升学生分析能力。
第4课时 任务10 名称：利用实验探究酵母菌的呼吸方式 结合导入图片酵母菌在日常生活中应用的实例资料，引导学生思考想探究的问题。最后确定要探究的问题是 学生根据老师设置的问题，先自主学习教材P相关段落，然后小组成员合作研究如何提出问题、设计实验。 通过图片及问题的设置，使学生在讨论交流中掌握酵母菌两种呼吸方式的差异。
任务11 名称：有氧呼吸的过程 展示线粒体结构图片。引领学生观察线粒体的结构，并讨论线粒体内膜向内折叠形成嵴的原因。播放有氧呼吸过程的动画。让学生先完整观看一遍有氧呼吸的全过程。然后按照教师设置的问题逐步完成探究过程。 引导学生思考讨论、交流，使学生的语言表达能力得到进一步的提高，培养学生用模型构建来诠释原理的能力。
第5课时 任务12 名称：探究无氧呼吸的过程 展示无氧呼吸的动态过程，引导学生探究无氧呼吸。学生结合动态过程讨论教师设置的一系列问题。教师引导学生根据分反应式写出无氧呼吸的总反应式。 引导学生根据无氧呼吸的总反应式说出无氧呼吸的概念。 通过阅读教材及观察动态过程，让学生掌握无氧呼吸各阶段的物质和能量变化，通过比较提升学生总结归纳能力。
任务13 名称：无氧呼吸原理的应用 展示一组图片，让学生结合实例分析，人们在生产和生活中应用了细胞呼吸原理的哪些方面？ 结合图片引导学生能正确分析各案例中呼吸作用的原理，培养学生结合知识运用能力
任务14 名称：结合曲线图分析影响细胞呼吸的因素。 引导学生猜想哪些因素可能会影响呼吸作用？教师展示温度、CO2浓度、水分等对呼吸作用的影响坐标曲线图，让学生结合曲线图，分析曲线图。 通过展示坐标曲线图，让学生讨论、分析，提升学生分析能力。
第6课时 任务15 名称：探究绿叶中色素的提取和分离 展示图片，引导学生提出问题——做出假设——设计实验——得出结论。 教师播放“绿叶中色素的提取和分离”视频，让学生观看视频，引领学生完成实验结果的记录。 结合实验的整个过程，教师通过设置问题串的形式引领学生思考实验时需要考虑的细节、注意事项。 通过阅读教材及视频观看，了解叶绿素的提取和分离过程，通过问题设置，培养学生思考、分析和语言表达能力，提升学生探究思维能力。
任务16 名称：叶绿素的种类和功能 师生根据实验结果，共同总结叶绿素的种类及各种色素的特征。 教师出示吸收光谱图，根据光谱图引导学生总结各种色素主要吸收的可见光类型。 教师出示迁移应用问题，引导学生思考 引导学生思考讨论、交流，使学生的语言表达能力得到进一步的提高，培养学生知识运用能力。
任务17 名称：叶绿体的结构与功能 教师展示叶绿体电镜图片，引导学生观察并完成探究问题。出示恩格尔曼实验材料，引导学生讨论问题，师生根据实验结果，归纳总结叶绿体的功能。 培养学生的大胆展示自我的精神，培养学生的语言表达能力和分析问题的能力。
任务18 名称：引领学生分析实验光合作用的原理 PPT展示19世纪科学界的普遍认知、展示希尔实验的装置，引领学生分析问题。 师生根据以上的材料，总结实验的结论。 通过阅读教材及观察实验装置，了解各位科学家的发现，通过问题设置，培养学生思考、语言表达能力，提升学生探究思维能力。
任务19 名称：探究光合作用的过程 教师出示问题引导学生探究光反应的过程。可设置问题引导学生探究，教师出示问题光反应过程演示图。引导学生探究光反应、暗反应的物质和能量变化。 引导学生比较光反应和暗反应之间的区别，指导学生填写表格。 引导学生思考讨论、交流，使学生的语言表达能力得到进一步的提高，培养学生知识运用能力。
任务20 名称：探究外界因素对光合作用强度的影响 教师通过设置问题串的形式引导学生思考影响光合作用的外界因素有哪些。教师播放实验操作和结果视频，让学生观看视频，引领学生完成实验结果记录表。 展示影响光合作用的曲线图，师生逐个图引导学生分析，如温度，引导学生分析A点、A点之前、A点之后影响光合作用的原因。光照强度引导学生分析，A、B、C点的含义。并师生共同总结真正光合速率=呼吸速率+净光合速率。 培养学生的大胆展示自我的精神，培养学生的语言表达能力和分析问题的能力。
四、单元学习评价设计
评价要素 针对单元整体描述
评价 内容 第1课时：对相关概念进行科学阐述；说明绝大多数酶是一类能催化生化反应的蛋白质。 第2课时：对相关概念进行科学阐述；能说明酶活性受到环境因素（如 pH 和温度等）的影响。能准确分析影响酶活性的因素模型。 第3课时：对相关概念进行科学阐述；解释ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质；能分析ATP中能量的来源与去向。 第4课时：能“说明生物通过细胞将储存在有机分子中的能量转化为生命活动中可以用的能量”。能通过有氧呼吸相关实验的资料分析，说明有氧呼吸过程中物质与能量的变化。 第5课时：能用物质和能量观理解无氧呼吸的过程变化中的物质变化和能量变化。运用归纳和比较等科学思维方法，说明有氧呼吸和无氧呼吸的异同。 第6课时：对相关概念进行科学阐述；说明植物细胞的叶绿体从太阳光中获取能量；能通过类比恩格尔曼的水绵实验设计方案，尝试运用科学家的科学思维和科学方法解决生物学问题。 第7课时：能从物质和能量视角，探索光合作用，阐明细胞生命活动过程中贯穿着物质与能量的变化。能分析光合作用的光反应和暗反应的过程及二者关系；能构建与分析“温度，CO2浓度，光照强度”影响光合作用强度的曲线模型。
评价 指标 第1课时：学生对酶在代谢中作用的认知水平（生命观念）；学生领悟探究实验过程的一般方法与基本思想（科学探究）；学生分析问题，看图归纳概括的思维能力（科学思维）。 第2课时：学生对酶的特性的认识水平（生命观念）；学生设计探究实验的能力，学生进行关系模型构建的能力水平（科学思维）。 第3课时：学生对ATP结构和功能的认识水平（生命观念）；学生对ATP与ADP相互转化的动态平衡过程的理解能量（科学思维）。 第4课时：学生对酵母菌呼吸方式、有氧呼吸过程的认识水平（生命观念）；学生从物质和能量视角，探究呼吸作用的过程（科学探究）。 第5课时：学生对无氧呼吸、影响呼吸作用的因素的认识水平（生命观念）；能阐明生命活动过程中存在物质和能量的变化（科学思维）。 第6课时：学生对色素种类、功能的认识水平（生命观念）；学生对提取和分离色素的方法的认识水平（科学思维） 第7课时：学生对光合作用过程的认识水平（生命观念）；学生从物质和能量视角，探究光合作用的过程（科学探究）；阐明细胞生命活动过程中贯穿着物质与能量的变化（科学思维）。
评价 方法 课上评价 1.教师激励评价 2.学生自我反思评价 3.成果展示，学生互评：赞赏性评价和质疑性评价 5.使用评价量化表，延时评价 课后评价 1.课时作业 2.单元测试
五、单元作业设计
课时作业（一） 1. 酶是生物体内很多生化反应的必要条件，下列关于酶的叙述中，正确的是（） A.酶的基本单位是氨基酸 B.酶的作用能够使更多的反应物转化为产物 C.酶都是在核糖体上合成的 D.食物中的蛋白质只有在蛋白酶和肽酶的催化下才能消化成氨基酸 2.（多选）下列有关酶的叙述，错误的是（ ） A.新陈代谢离不开酶 B.不是所有的酶都是蛋白质 C.活细胞都能产生酶 D. 酶只能在细胞内发挥作用 3.中科院天津工业生物技术研究所在一种专门用于分解PET塑料的水解酶研究方面取得重要突破，未来将据此培育出专“吃”PET塑料的新酶种，通过生物降解方法帮助解决日益严重的塑料垃圾污染问题。以下关于酶的说法，错误的是（） A.该水解酶分解塑料以后，自身被消耗 B.该水解酶可特异性地水解PET塑料 C.用酶进行生物降解塑料，比传统的化学降解效率高，污染小 D.该酶的化学本质最可能是蛋白质 4. 为了探究口腔的分泌液中是否有蛋白酶，某学生设计了两组实验，如图所示。在37 ℃水浴中保温一段时间后，1、2中加入适量双缩脲试剂，3、4中不加任何试剂，下列实验能达到目的的是（）
A.实验② B.实验① C.实验①、实验②都能 D.实验①、实验②都不能 5.在“比较过氧化氢在不同条件下的分解”的实验中，对实验的处理如表所示。 试管组加入3% 的H2O2溶液/mL温度加入试剂试管12常温/试管2290℃/试管32常温2滴3.5%的FeCl3试管42常温2滴20%的肝脏研磨液
（1）在上表的实验处理中，研究了哪些自变量？________________，写出一种无关变量________________。 （2）该实验用的肝脏要求新鲜原因是_____________________________。 （3）若要研究生物催化剂与无机催化剂的差别，可选用的实验组合是 ________________________________________________________________。 （4）若试管1和试管2组成对照实验，能说明的问题是 ________________________________________________________________。 【答案】 1.D 2.CD 3.A 4.A 5.（1）温度和催化剂 过氧化氢分解速度（O2的产生速率） 过氧化氢的量、催化剂的量、试管洁净程度等 （2）新鲜的肝脏含有过氧化氢酶 （3） 试管3和试管4 （4）高温能促进过氧化氢分解 课时作业（二） 1.下列各项中除哪种因素外，其余的都可破坏酶的分子结构，从而使酶失去活性（ ） A.强碱 B.强酸 C.低温 D.高温 2.在1~5号试管中分别加入2mL0.5mol·L-1的过氧化氢溶液，再进行相应的实验。结果如下： 据表分析不正确的是（ ） A.1号和3号对比，说明酶具有高效性 B.2号和3号对比，说明酶具有专一性 C.3号和4号对比，说明酶的活性受温度的影响 D.3号和5号对比，说明酶的活性受pH的影响 3.小张进行“探究酶活性的影响因素”实验，结果如图所示，下列分析正确的是（ ） A.随温度升高，酶活性不断上升 B.随pH下降，酶活性不断升高 C.最适温度为t，最适pH为x D.酶活性受温度影响，但不受pH影响 4.某同学从实验室取来一定浓度的蛋白酶溶液、蛋白质块、淀粉酶溶液、淀粉溶液和蒸馏水，仅利用这些物质，该同学可以完成的实验是（ ） A.验证淀粉酶的化学本质是蛋白质 B.利用淀粉酶验证酶浓度对反应速率的影响 C.验证酶具有专一性 D.验证酶具有高效性 5.某研究小组为探究影响过氧化氢分解的因素，做了三个实验。相应的实验结果如下图所示，请分析回答下列问题。 （1）实验1、2、3中的自变量分别为________________________________。 （2）实验1的目的是探究_________________________________________。 （3）实验2探究了过氧化氢溶液的浓度对酶促反应速率的影响，该实验的结果显示__________________________________________________________BC段O2产生速率不再增大的原因最可能是_______________________________________。 （4）实验3的结果显示，过氧化氢酶的最适pH为________。实验还证实，当pH小于D或大于F时，过氧化氢酶的活性将永久丧失，其原因是______________________________。 【答案】 1.C 2.C 3.C 4.C 5.（1）催化剂种类，过氧化氢溶液的浓度，pH；（2）酶的高效性；（3）在过氧化氢酶量一定时，在一定浓度范围内，过氧化氢溶液的浓度越高，O2产生速率越快，而当过氧化氢溶液的浓度达到一定值后，O2产生速率不再随过氧化氢浓度的增大而增大；过氧化氢酶的量有限；（4）e；过酸、过碱会导致酶的空间结构被破坏 课时作业（三） 1.下图为ATP的结构示意图，①③表示组成ATP的物质或基团，②④表示化学键。下列叙述错误的是（ ）
A.①为腺苷，即ATP中的“A” B.化学键②易水解，其水解过程总是与吸能反应相联系 C.ATP水解释放的磷酸基团可使细胞膜上的载体蛋白磷酸化导致其空间结构发生变化 D.生物体内ATP与ADP的相互转化体现了生物界的统一性 2.物体生命活动的主要能源物质、主要储能物质和直接能源物质分别是（ ） A.脂肪、糖类、三磷酸腺苷 B.三磷酸腺苷、脂肪、糖类 C.糖类、脂肪、三磷酸腺苷 D.糖类、三磷酸腺苷、糖类 3. 下列有关ATP概念的叙述正确的是（ ） ①ATP是生物体内主要的储存能量的物质 ②ATP的能量主要储存在腺苷和磷酸基团之间的化学键中 ③ATP水解一般指ATP分子中高能磷酸键的水解 ④ATP在细胞内的含量很少，但转化速度很快 ⑤ATP只能在线粒体中生成 ⑥ATP是可流通的“能量货币” A.①②④ B.③④⑥ C.③⑤⑥ D.③④⑤ 4. 如图为ATP的结构和ATP、ADP相互转化的关系式。下列说法中，不正确的（ ） A.图甲中的A代表腺嘌呤，b、c为高能磷酸键 B.图乙中反应向右进行时图甲中的c键断裂并释放能量 C.ATP与ADP相互转化过程中物质是可循环利用的 D.在肌肉收缩过程中，只有酶1在发挥作用 5. ATP被称为生物体的能量“货币”，下列叙述正确的是（ ） A.ATP中的A指的是腺嘌呤 B.ATP是细胞中放能反应和吸能反应的纽带 C.在细胞内ATP与ADP的转化不需要酶催化 D.ATP在生物体内的含量很高从而保证生命活动所需能量的持续供应 6. 细胞内不要消耗ATP的生理过程是（ ） A.蛋白质合成 B.质壁分离及其复原 C.肌肉细胞吸收K+ D.大脑思考 7.在活细胞中，下图所示的循环过程永不停止地进行着。请运用所学知识，分析回答ATP和ADP循环中的有关问题： （1）ATP作为生物体生命活动的_____________物质，其分子结构简式为__________________，在②过程中，是由______________________________键的断裂而释放出能量。 （2）A1和A2具有________作用，在图中它们的作用分别是促___________。 （3）根吸收无机盐离子的过程中，应该进行______过程，能量用于__________。 【答案】 1.A 2.C 3.B 4.D 5.B 6.B 课时作业（四） 1.下列有关“探究酵母菌的呼吸方式”实验的叙述，错误的是（ ） A.在探究无氧呼吸的实验中，可用石蜡层隔绝O2 B.在探究有氧呼吸的实验中，可用NaOH溶液除去泵入空气中的CO2 C.实验中需控制的无关变量如温度、pH等要相同且适宜 D.可通过观察溴麝香草酚蓝水溶液是否变色来判断酵母菌的呼吸方式 2.细胞色素C是一种含有铁卟啉辅基的复合蛋白，分布在线粒体内膜上，起传递电子和[H]的作用。细胞色素C是在有氧呼吸哪一阶段起作用（ ） A.第一阶段 B.第二阶段 C.第三阶段 D.每一阶段 3.提取鼠肝细胞的线粒体为实验材料，向盛有线粒体的试管中注入丙酮酸时，测得氧的消耗量很大；当注入葡萄糖时，测得氧的消耗量几乎为零；同时注入细胞质基质和葡萄糖时，氧消耗量又较大。下列叙述中与实验结果不符合的是（ ） A.有氧呼吸中，线粒体内进行的是第二、三阶段 B.线粒体内能分解丙酮酸，但不能分解葡萄糖 C.丙酮酸能够进入线粒体 D.水是在细胞质基质中生成的 4.用含18O的葡萄糖跟踪有氧呼吸过程中的氧原子，18O转移的途径是（ ） A.葡萄糖→丙酮酸→水 B.葡萄糖→丙酮酸→O2 C.葡萄糖→O2→水 D.葡萄糖→丙酮酸→CO2 5.如图是有氧呼吸过程图解，请据图回答： （1）图中①、②、③所代表的物质分别是：_______、_______、_______。 （2）图中⑤和⑥所表示的能量是⑥_______（填“小于”或“大于”）⑤，这些能量有相当一部分储存在_______中。 （3）葡萄糖被分解为①的场所是_______。 【答案】 1.D 2.C 3.D 4.D 5.（1）丙酮酸；水；二氧化碳；（2）大于；ATP（3）细胞质基质 课时作业（五） 1. 将酵母菌的培养液由富氧状态变为缺氧状态，下面加快的一项是（ ） A.CO2的释放 B.丙酮酸的氧化 C.葡萄糖的利用 D.ATP的形成 2.若人体肌肉细胞中的线粒体结构破坏了，该细胞不能发生的过程是（ ） A.生成乳酸 B.生成丙酮酸 C.生成ATP D.生成CO2 3.一瓶含有酵母菌的葡萄糖培养液中通入不同浓度的O2后，CO2产生量和O2的消耗量变化如图所示。相关叙述错误的是（ ） A.a2浓度＜d时，酵母菌有两种呼吸方式 B.O2浓度=b时，有1/2的葡萄糖用于有氧呼吸 C.O2浓度=c或d时，葡萄糖分解发生的场所相同 D.O2浓度=a时，有氧呼吸消耗的葡萄糖少于无氧呼吸 4.酵母菌厌氧呼吸产生A摩尔的CO2，人在正常情况下消耗同样量的葡萄糖，可形成CO2（ ） A.0.5A摩尔 B.3A摩尔 C.6A摩尔 D.1A摩尔 5.酵母菌进行呼吸作用消耗葡萄糖3mol，释放二氧化碳12mol。下列叙述正确的是（ ） A.有氧呼吸和无氧呼吸产生二氧化碳一样多 B.有氧呼吸和无氧呼吸消耗葡萄糖一样多 C.有氧呼吸和无氧呼吸产生能量一样多 D.有氧呼吸和无氧呼吸合成ATP一样多 6.生物体内葡萄糖分解代谢过程如图所示，据图回答下列问题： （1）图中A是________，其产生的部位是________。 （2）①②③④过程中，必须在无氧条件下进行的是__________________________过程，可在酵母菌细胞中进行的是________过程。 （3）人剧烈运动导致腿发酸是因为进行了图中________过程；而苹果储藏久了，会有酒味产生，其原因是发生了图中________过程。 （4）如果有氧呼吸和无氧呼吸产生等量的CO2，所消耗的葡萄糖量之比为________。 【答案】 1．C 2.D 3. B 4.B 5.B 6.（1）丙酮酸 细胞质基质 （2）③④ ①②③ （3）①④ ①③ （4）1：3 课时作业（六） 1. 下列有关“叶绿体中色素的提取和分离”实验的叙述，正确的是（ ） A.提取叶绿体中的色素时，加入二氧化硅可防止色素被破坏 B.将研磨液迅速倒入放有滤纸的漏斗中进行过滤，将滤液收集到试管中 C.画滤液细线时，应连续迅速地重复画2～3次 D.四种色素中，扩散速度最快的是胡萝卜素 2. 某兴趣小组选择了新鲜菠菜的“绿叶”“嫩黄叶”，做绿叶中色素的提取和分离实验。色素层析结果如图，下面叙述正确的是（ ） A.提取色素的原理是色素在层析液中溶解度不同 B.如果以“绿叶”为实验材料，实验中没加碳酸钙也可能出现和“嫩黄叶”相似的结果 C.如果将两组实验提取的色素放置在阳光和三棱镜之间，则吸收光谱最明显的差异出现在蓝紫光区域 D.甲为“嫩黄叶”，乙为新鲜菠菜的“绿叶” 3. 下图表示叶绿体中色素的吸收光谱（颜色深、浅分别表示吸收量多、少），甲、乙两图分别是 （ ） A.胡萝卜素、叶绿素的吸收光谱 B.叶绿素、胡萝卜素的吸收光谱 C.叶黄素、叶绿素的吸收光谱 D.叶黄素、胡萝卜素的吸收光谱 4. 某研究组获得了水稻的叶黄素缺失突变体。将其叶片进行了红光照射，光吸收测定和色素层析条带分析（从上至下）与正常叶片相比，实验结果是（ ） A.光吸收差异显著，色素带缺第2条 B.光吸收差异不显著，色素带缺第2条 C.光吸收差异显著，色素带缺第3条 D.光吸收差异不显著，色素带缺第3条 5. 叶绿体是绿色植物进行光合作用的细胞器，下面有关叶绿体的叙述正确的是（ ） A.叶绿体中的色素都分布在类囊体结构的膜上 B.叶绿体中的色素分布在外膜和内膜上 C.光合作用的酶只分布在叶绿体基质中 D.光合作用的酶分布在外膜、内膜和基粒上 【答案】1.C 2.B 3.B 4.A 5.A 课时作业（七） 1.在光合作用过程中，释放出氧和产生ATP都离不开（ ） A.色素和CO2 B.水和CO2 C.色素、酶和光能 D.水、CO2和光能 2.NADPH在卡尔文循环中的作用是（ ） A.只作为还原剂 B.只提供能量 C.既作为还原剂，又提供能量 D.既不作为还原剂，也不提供能量 3.下列关于几种元素与光合作用关系的叙述，正确的是（ ） A.C是组成糖类的基本元素，在光合作用中C元素从CO2先后经C3、C5形成（CH2O） B.N是叶绿素的组成元素之一，没有N植物就不能进行光合作用 C.O是构成有机物的基本元素之一，光合作用制造的有机物中的氧来自水 D.P是构成ATP的必需元素，光反应和暗反应阶段均有ATP的合成 4.如图为夏季晴朗的白天，某绿色植物叶片光合作用强度的曲线图，下列各项表示曲线各段变化与其主要原因的对应关系，错误的是（ ） A.ab段-光照强度增强 B.bc段-叶肉细胞中CO2浓度降低 C.cd段-温度上升 D.de段-光照强度减弱 5.下图表示绿色植物叶肉细胞中光合作用的过程，图中①～④代表物质。回答下列问题： （1）上图所示过程发生在绿色植物叶肉细胞的__________中，该过程所需原料是__________。 （2）类囊体薄膜上光合色素吸收的光能将水分解形成①和②，①和②分别表示_______和_______、ATP。 （3）叶肉细胞中的CO2被分子固定形成C3分子，随后C3接受__________和__________释放的能量，最终转化为糖类等物质。该过程属于光合作用的__________阶段。 （4）植物的光合作用易受到温度的影响，原因是__________________________________。 【答案】 1.C 2.C 3.B 4.C 5.（1）叶绿体 H2O和CO2 （2）O2 H+ （3）ATP和NADPH 暗反应（4）温度通过影响酶的活性，影响光合作用反应的进行。
六、反思性教学改进（实施后填写）
1.基于实验条件的限制，部分探究实验只能利用材料和问题驱动学生设计，学生的整体设计能力还需强化。 2.科学思维要注重在教学过程中通过问题引领任务设计。为了落实单元目标及课时分目标，采用环环相扣的问题驱动，将本单元划分为20个驱动任务，再将每个驱动任务分解为不同的子问题，最终指向本单元的核心问题。采用切实可行的方式进行教学评价，以学生为主体，关注目标的落实和达成情况。 3.教学过程中注重帮助学生学会曲线模型构建，如影响光合作用的因素模型。 4.在学习完成整个物质呼吸作用、光合作用过程后，需让学生自主光合作用和呼吸作用物质去向流程，强化光合作用和呼吸作用的关联。 5．单元策略要站位高，要体现整体性和系统性。
七、单元教学结构图
综合以上分析，我们就确立了依托教材为来源的，以呼吸作用过程、光合作用过程为单元学习主题《细胞的能量供应与利用》，并基于深度学习实践模型，进行单元教学设计，我绘制出了本单元的单元结构图。其中包含了以生物学学科核心素养为导向的学习目标，以在真实情境下解决核心问题为挑战的学习任务，以及覆盖课上课下的多种方式的学习评价。本单元将以7课时完成。
21世纪教育网(www.21cnjy.com)(共25张PPT)
5.3细胞呼吸的原理与应用
第1课时
人教版 必修1
内容总览
教学目标
01
新知导入
02
新知讲解
03
课堂练习
04
课堂总结
05
目录
板书设计
06
教学目标
1.通过观察图片，说出线粒体的结构和功能。通过学习线粒体结构，体会生物体结构与功能相统一的观点。
2.通过有氧呼吸过程学习，体会生命活动的有序性、物质性和能量性。
3. 结合生活现象，尝试提出问题，作出假设，感受科学的严谨性；设计实验进行酵母菌呼吸方式的探究，体验探索的乐趣。
新知导入
都是利用酵母菌的呼吸作用
新知导入
1. 酵母菌的营养方式为？
2. 酵母菌是兼性厌氧微生物吗？
思考
细胞核
细胞质
细胞壁
液泡
细胞膜
芽体
新知讲解
探究酵母菌的呼吸方式
1.提出问题：
（2）酵母菌在有氧条件下还是无氧条件下产生 CO2 如果都能产生，两
种条件下产生的CO2是否一样多？
（3）酵母菌能使葡萄汁发酵产生酒精，这一过程是在有氧还是无氧条件
下进行的？
（1）酵母菌在有氧条件下的产物是什么？无氧条件下呢？
新知讲解
2.作出假设：
酵母菌在有氧条件下产生CO2 ，在无氧条件下产生了酒精和CO2。
澄清的石灰水:
浑浊
澄清
溴麝香草酚蓝溶液:
蓝色
绿色
黄色
CO2的检测：
酒精的检测：
重铬酸钾溶液:
橙色
酸性条件下
灰绿色
实验原理：
探究酵母菌的呼吸方式
新知讲解
探究酵母菌的呼吸方式
3.设计实验：
问题1：本实验的自变量和因变量分别是什么？
问题2：怎样设置有氧和无氧的条件？
问题3：怎样鉴定有无酒精产生？怎样鉴定有无二氧化碳产生？如何比较
二氧化碳产生的多少？
问题4：怎样保证酵母菌在整个实验过程中能正常生活？
问题5：还需要哪些材料和用具？
问题6：绘出酵母菌在有氧条件和无氧条件下细胞呼吸的装置图。
新知讲解
探究酵母菌的呼吸方式
怎样控制有氧
和无氧环境？
实验组（有氧条件）
实验组（无氧条件）
接橡皮球（或气泵）
质量分数为10%的NaOH溶液
酵母菌
培养液
澄清的
石灰水
酵母菌
培养液
澄清的
石灰水
3.设计实验：
新知讲解
探究酵母菌的呼吸方式
结合实验装置，尝试解决下列问题
（1）有氧呼吸装置中，空气先通过10%的NaOH溶液的目的是什么？
（2）无氧呼吸装置中，B瓶先封口一段时间后，再连通盛有澄清石灰水
的锥形瓶。这是为什么
目的是吸收空气中的CO2,保证使第三个锥形瓶中的澄清石灰水变浑浊的CO2完全是由于酵母菌有氧呼吸产生的。
思考：
B瓶在封口后，培养液液面上方还存有一定量的氧气，静置一段时间后，让酵母菌把这部分氧气消耗尽，确保通入澄清石灰水中的CO2完全是由于酵母菌无氧呼吸产生的。
新知讲解
探究酵母菌的呼吸方式
4.进行实验，记录结果：
新知讲解
探究酵母菌的呼吸方式
条件 澄清石灰水浑浊程度 （酸性）重铬酸钾变色的情况
有氧
无氧
5.实验结果：
新知讲解
探究酵母菌的呼吸方式
6.得出结论：
条件 澄清石灰水/出现的时间 重铬酸钾—浓硫酸溶液
有氧
无氧
变浑浊/快
变浑浊/慢
不出现灰绿色
出现灰绿色
酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸。在有氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生大量的二氧化碳和水;在无氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生酒精，还产生少量的二氧化碳。
新知讲解
有氧呼吸
1. 线粒体结构
线粒体的内膜为什么向内折叠形成嵴
新知讲解
有氧呼吸
C6H12O6(葡萄糖)
酶
[H]
丙酮酸
少量能量
散失
ATP
少量能量
散失
ATP
CO2
H2O
酶
[H]
O2
H2O
酶
散失
ATP
大量能量
2.有氧呼吸的过程
细胞质基质
线粒体基质
线粒体内膜
新知讲解
有氧呼吸
2.有氧呼吸的过程
问题1：有氧呼吸全过程可概括地分为几个阶段进行？写出第一个
阶段的反应式，说明能量的去向和反应的场所。
问题2：写出第二个阶段的反应式，说明能量的去向和反应的场所。
问题3：写出第三个阶段的反应式，说明能量的去向和反应的场所。
问题4：写出有氧呼吸的总反应式。标明氧元素的来源和去路。
新知讲解
有氧呼吸
C6H12O6 + 6H2O +6O2
酶
6 CO2
+ 12H2O
+能量
有氧呼吸总反应式：
热能
ATP
结合有氧呼吸的三个阶段，追踪氧原子的来源与去向
找一找：
新知讲解
有氧呼吸
条件：细胞在氧气的参与下，通过多种酶的催化作用
原料：葡萄糖等有机物彻底氧化分解
产物：二氧化碳和水，
能量：有机物中的化学能转化为热能和ATP的能量。
概念：
原核生物能否进行有氧呼吸？
课堂总结
一、探究酵母菌的呼吸方式
实验组（有氧条件）
实验组（无氧条件）
二、有氧呼吸过程
第一阶段
第二阶段
第三阶段
课堂板书
探究酵母菌的呼吸方式和有氧呼吸
酵母菌的呼吸方式
实验目的：分析有氧和无氧条件下酵母菌呼吸方式
实验原理：酵母菌兼性厌氧呼吸
有氧呼吸
场所：细胞质基质、线粒体
过程：三个阶段
实验结论：酵母菌有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸
反应式：C6H12O6+6O2+6H2O 6CO2+12H2O+能量
概念
酶
课堂练习
1. 如图是探究酵母菌细胞呼吸方式的实验装置。以下说法中正确的是（ ）
A.两个装置均需要在黑暗的条件下进行
B.装置乙在e处可检测到有酒精的生成
C.装置乙中应让d先放置一段时间，再与e连接
D.装置甲中NaOH溶液的作用是吸收b处的CO2
C
课堂练习
2. 下列关于“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验的叙述，错误的是（ ）
A.CO2可使溴麝香草酚蓝水溶液的颜色发生改变
B.酒精与酸性重铬酸钾反应会使溶液出现灰绿色
C.无氧呼吸的装置中，培养瓶先封口放置一段时间是为了消耗瓶中的CO2
D.酒精的产生说明培养液中的酵母菌进行无氧呼吸
C
课堂练习
3. 下列关于有氧呼吸过程的叙述中，错误的是（ ）
A.CO2产生于第二阶段 B.H2O产生于第三阶段
C.[H]产生于第一、二、三阶段 D.ATP产生于第一、二、三阶段
4. 有氧呼吸分解葡萄糖时产生H2O的场所和阶段是（ ）
A.细胞质基质、第二阶段 B.线粒体基质、第二阶段
C.线粒体内膜、第三阶段 D.细胞质基质、第一阶段
C
C
谢谢
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第1课时教学设计
课题 细胞呼吸的原理与应用
课型 新授课 章/单元复习课□ 专题复习课□ 习题/试卷讲评课□ 学科实践活动课□ 其他□
教学内容分析 本节选自人教版必修一第5章第3节，内容包括：实验“探究酵母菌细胞呼吸的方式”和“有氧呼吸”两部分。通过酵母菌细胞呼吸的方式探究，学生认识到有氧呼吸和无氧呼吸的条件和生成的产物，这样就为后面学习有氧呼吸和无氧呼吸打下了基础。然后从酵母菌转向其他生物，为学生介绍，有氧呼吸和无氧呼吸普遍存在于生物体中。细胞呼吸是生物体进行生命活动的一项重要生命活动，其中，有氧呼吸是其主要形式。 通过本节有氧呼吸的学习，让学生了解细胞呼吸的本质是通过有机物的氧化分解，为生命活动提供能量，维持细胞的正常生活。呼吸作用释放能量（ATP)用于各项生命活动，与蛋白质合成、后面章节的细胞分裂等知识相联系，呼吸作用与生态系统的物质循环、能量流动等知识相联系。因此本节内容在整个高中生物学教材中具有重要的地位和作用。
学习者分析 从学生的知识基础看，学生初中已经学习了有关细胞呼吸的知识，在本教材第三章也了解了线粒体的结构和功能，这对学习有氧呼吸将大有帮助。但细胞呼吸毕竟是一个微观的化学反应，学习起来会有一定的难度，可借助多媒体等手段将有氧呼吸的动态过程直观地、形象地播放出来，帮助学生理解。 从学生的能力基础看，学生具有总结归纳和合作探究的能力，也具有一定的设计实验的能力，但缺乏一定的实践能力，可通过操作探究酵母菌细胞呼吸的方式实验以增强学生的实践能力。
学习目标确定 根据普通高中生物学课程标准的内容要求，学生在学完本节课后，能“说明生物通过细胞呼吸将储存在有机分子中的能量转化为生命动可以用的能量”。让学生从物质和能量的视角分析呼吸作用的过程，既加深对细胞结构的理解。本节内容有一定抽象性且具体过程比较复杂学生需要克服对微结构认识的困难，结合化学和物理学相关知识，完成各种观察、实验等探究性学习活动。结合课标要求、教材内容和学生情况，确定如下教学目标： 1.通过设计和实施应用控制变量法探究母菌呼吸方式的实验，总结细胞吸的类型 2.通过对有氧呼吸相关实验的资料分析，明有氧呼吸过程中物质与能量的变化
学习重点难点 重点： 掌握有氧呼吸的过程、场所、条件和产物。 难点： 1.有氧呼吸的过程和原理。 2.探究酵母菌的细胞呼吸方式。
学习评价设计 检查学生对线粒体和酵母菌相关知识的掌握，课堂讨论及成果的展示详情程度、课堂对有氧呼吸的过程原料与产物的掌握程度。课堂同学的反应、习题的正确性等几方面进行
6.学习活动设计 教师活动学生活动环节一：新知导入教师活动： 展示由酵母菌发酵产生的馒头、面包、葡萄酒的图片及酵母菌图片。 师：这些都是利用酵母菌的呼吸作用。 出示酵母菌的结构图： 提问： （1）酵母菌的营养方式为？ （2）酵母菌是兼性厌氧微生物吗？ 由此导入新课——细胞呼吸的原理与应用。学生活动1 学生活动：观察酵母菌生活图片，对酵母菌的细胞呼吸方式产生困惑。 活动意图说明：联系生活实际，引发学生困惑，激发学生的探究兴趣。环节二：探究酵母菌的呼吸方式教师活动1 1.提出问题 教师活动：结合导入图片酵母菌在日常生活中应用的实例资料，引导学生思考想探究的问题。最后确定要探究的问题是 （1）酵母菌在有氧条件下的产物是什么？无氧条件下呢？ （2）酵母菌在有氧条件下还是无氧条件下产生CO2 如果都能产生，两种条件下产生的CO2是否一样多？ （3）酵母菌能使葡萄汁发酵产生酒精，这一过程是在有氧还是无氧条件下进行的？ 2.作出假设： 教师活动：根据筛选出的值得探究的问题，引导学生如何作出假设。 3.设计实验 教师活动：引导学生思考如何设计实验检验假设。 出示实验原理： CO2的检测： （1）澄清的石灰水 （2）溴麝香草酚蓝溶液: 酒精的检测： 教师活动：引导学生思考在设计实验时需要考虑哪些细节？可通过设置一系列问题引导学生思考。 问题1：本实验的自变量和因变量分别是什么？ 问题2：怎样设置有氧和无氧的条件？ 问题3：怎样鉴定有无酒精产生？怎样鉴定有无二氧化碳产生？如何比较二氧化碳产生的多少？ 问题4：怎样保证酵母菌在整个实验过程中能正常生活？ 问题5：还需要哪些材料和用具？ 问题6：绘出酵母菌在有氧条件和无氧条件下细胞呼吸的装置图。 出示实验装置图： 4.进行实验，记录结果 教师活动：播放《探究酵母菌细胞呼吸的方式》的实验视频，让学生观看视频，引领学生完成实验结果记录。 5.分析结果，得出结论 教师活动：引导学生分析为什么会出现相应结果，（为便于学生掌握，实验结果以图片形式展示）由此可得出什么结论。学生活动1： 学生活动：阅读以上资料，提出想探究的问题。组内成员交流并讨论哪些问题是值得探究的问题。 学生活动2 作出假设： 酵母菌有氧条件下产生CO2，无氧条件下产生酒精和CO2 ，有氧呼吸产生的CO2多。 学生活动：根据老师设置的问题，先自主学习教材P91相关段落，然后小组成员合作研究如何设计实验。 学生活动：结合实验装置，尝试解决下列问题： 有氧呼吸装置中，空气先通过10%的NaOH溶液的目的是什么？ 无氧呼吸装置中，B瓶先封口一段时间后，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶。这是为什么 学生活动：观看实验视频，作好实验结果的记录。 学生活动：在教师的引导下对自己记录的结果进行分析，得出结论并填写在表格中。 活动意图说明：通过图片及问题的设置，使学生在讨论交流中掌握酵母菌两种呼吸方式的差异。环节三：有氧呼吸过程教师活动1 展示线粒体结构图片。引领学生观察线粒体的结构，并讨论线粒体内膜向内折叠形成嵴的原因。 2.播放有氧呼吸过程的动画。让学生先完整观看一遍有氧呼吸的全过程。然后按照教师设置的问题逐步完成探究过程。教师设置的一系列问题: 问题1：有氧呼吸全过程可概括地分为几个阶段进行？写出第一个阶段的反应式，说明能量的去向和反应的场所。 问题2：写出第二个阶段的反应式，说明能量的去向和反应的场所。 问题3：写出第三个阶段的反应式，说明能量的去向和反应的场所。 问题4：写出有氧呼吸的总反应式。标明氧元素的来源和去路。 教师活动：对学生的发言进行点评，给予鼓励。师生归纳总结。 教师活动：依据有氧呼吸的总反应式引领学生说出有氧呼吸的概念。 教师活动：以上有氧呼吸的过程都是以真核细胞为例的，由此提出问题，原核生物没有线粒体，能否进行有氧呼吸？ 学生活动：学生思考，在教师的引导下，思考并说出答案。 教师小结学生活动1 回顾第三章内容，讨论线粒体内膜内折的目的。 学生活动：带着问题观看动画。递进完成教师提出的问题。组内交流，代表发言。 学生活动：试着说出有氧呼吸的概念。 条件：细胞在氧气的参与下，通过多种酶的催化作用 原料：葡萄糖等有机物彻底氧化分解 产物：二氧化碳和水， 能量：有机物中的化学能转化为热能和ATP的能量。 活动意图说明：引导学生思考讨论、交流，使学生的语言表达能力得到进一步的提高，培养学生用模型构建来诠释原理的能力。
7.板书设计
8.作业与拓展学习设计 1.下列有关“探究酵母菌的呼吸方式”实验的叙述，错误的是（ ） A.在探究无氧呼吸的实验中，可用石蜡层隔绝O2 B.在探究有氧呼吸的实验中，可用NaOH溶液除去泵入空气中的CO2 C.实验中需控制的无关变量如温度、pH等要相同且适宜 D.可通过观察溴麝香草酚蓝水溶液是否变色来判断酵母菌的呼吸方式 2.细胞色素C是一种含有铁卟啉辅基的复合蛋白，分布在线粒体内膜上，起传递电子和[H]的作用。细胞色素C是在有氧呼吸哪一阶段起作用（ ） A.第一阶段 B.第二阶段 C.第三阶段 D.每一阶段 3.提取鼠肝细胞的线粒体为实验材料，向盛有线粒体的试管中注入丙酮酸时，测得氧的消耗量很大；当注入葡萄糖时，测得氧的消耗量几乎为零；同时注入细胞质基质和葡萄糖时，氧消耗量又较大。下列叙述中与实验结果不符合的是（ ） A.有氧呼吸中，线粒体内进行的是第二、三阶段 B.线粒体内能分解丙酮酸，但不能分解葡萄糖 C.丙酮酸能够进入线粒体 D.水是在细胞质基质中生成的 4.用含18O的葡萄糖跟踪有氧呼吸过程中的氧原子，18O转移的途径是（ ） A.葡萄糖→丙酮酸→水 B.葡萄糖→丙酮酸→O2 C.葡萄糖→O2→水 D.葡萄糖→丙酮酸→CO2 5.如图是有氧呼吸过程图解，请据图回答： （1）图中①、②、③所代表的物质分别是：_______、_______、_______。 （2）图中⑤和⑥所表示的能量是⑥_______（填“小于”或“大于”）⑤，这些能量有相当一部分储存在_______中。 （3）葡萄糖被分解为①的场所是_______。 【答案】 1.D 2.C 3.D 4.D 5.（1）丙酮酸；水；二氧化碳；（2）大于；ATP（3）细胞质基质
9.特色学习资源分析、技术手段应用说明 演示动画、多媒体投影、PPT制作课件
10.教学反思与改进 通过问题设计引导学生去思考、讨论，让学生之间通过讨论掌握基础知识，教师讲授整节课不超过20分钟，通过问题设计引导学生突破重难点。本节课需记忆的知识相对较多，需要学生拿出一定的时间理解、记忆，对于有氧呼吸的过程中的物质与能量的变化，需要学生通过训练进一步强化。
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