【教学反思】有深度地讲“细胞呼吸”的几个问题

来源:仪征中学 时间:2023-12-25
 

本文导读:

①细胞呼吸的实质和过程理解不透,特别是线粒体上的两条呼吸链和能量的转化过程。

②以为细胞呼吸只能分解葡萄糖,不知道脂肪、蛋白质也能为生命活动提供能量。

③同等质量的脂肪比糖类氧化分解释放的能量多,为什么有机物碳氢比例高氧化分解放能多?

④无法利用细胞呼吸的知识和原理解释某些生物学现象。


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问题1

①细胞呼吸的实质和过程理解不透,特别是线粒体上的两条呼吸链和能量的转化过程。

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    该图表示什么结构?判断的依据是什么?线粒体内膜,还原氢和O2的消耗、ATP的生成等。

    [H]携带高能电子在线粒体内膜各组分间的传递是一系列的氧化还原反应,氧化是一个通过电子传递放能的过程。观察H+的浓度,发现高能电子在传递的过程中逐步释放出的能量泵动H+穿过线粒体内膜,造成线粒体内膜外H+浓度升高。若将线粒体内膜想象成大坝,浓度差就象高水位的水库,之后将会发生什么?

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H+通过ATP合酶内流,类似水流过坝的闸门时使涡轮机转动,用以制造ATP,由此学生就理解了磷酸化就是一个储能的过程。氧化是一个通过线粒体内膜的电子传递链放能的过程,而磷酸化是储能产生ATP的过程。

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归纳总结:

在细胞内能量转换过程的实质:电子传递是一个放能的过程,而磷酸化是储能的过程。


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问题2

②以为细胞呼吸只能分解葡萄糖,不知道脂肪、蛋白质也能为生命活动提供能量。

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    三大能源物质均能通过细胞呼吸为生命活动提供能量。若将葡萄糖彻底氧化分解供能的全过程比喻为一条高速公路,脂肪分解产物甘油和脂肪酸、蛋白质分解产物氨基酸则为从不同收费站驶入高速公路的车辆,这样学生就能理解为什么教材中要以葡萄糖的分解为例讲述细胞有氧呼吸过程,也知道蛋白质和脂肪如何为生命活动提供能量。


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问题3

③同等质量的脂肪比糖类氧化分解释放的能量多,为什么有机物碳氢比例高氧化分解放能多?

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有氧呼吸第3阶段是[H]携带高能电子传递和磷酸化的过程,氢的比例高,释放的能量就多。


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问题4

④无法利用细胞呼吸的知识和原理解释某些生物学现象。

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资料1:1962年,瑞典斯德哥尔摩大学的RolfLuft报道了一项对线粒体的研究:线粒体来自一位妇女,她患有长期疲劳和肌肉衰竭症,代谢速率和体温不断升高,正常情况下当ADP水平较低时,分离的线粒体停止氧化底物,而从患者体内分离的线粒体即使在缺乏ADP进行磷酸化的情况下也能高效地继续氧化底物,产生热而不是ATP。从最初的报道发表以来,已描述的各种病变现象都被追溯到线粒体的结构和功能异常。在这些疾病中,肌肉和神经组织受损最为严重,因为这2种组织对ATP的需求很大。

资料2:当细胞用2,4—二硝基苯酚(DNP,将葡萄糖的氧化与ADP的磷酸化解偶联)处理以后,它们能继续氧化底物但不能产生ATP。

资料3:氰化钾中毒的原因是氰化钾破坏细胞呼吸中电子传递链中的细胞色素氧化酶(一种电子传递体),使电子传递过程受阻,不能正常产生ATP。

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