DSE 生物｜细胞呼吸备课指引（导师用）｜由一分子葡萄糖算出 30 个 ATP

2026-11-03

学生背得出“糖解在细胞质、克雷布斯在粒线体”，但一问“30 个 ATP 从哪里来”就静了。这一堂只做三件事：把三个阶段画成一条输送带、守死每阶段的位置与产物、用能量账目解释为何缺氧只剩 2 个 ATP。

本堂目标　学生能够：① 讲出糖解在细胞质、克雷布斯循环与氧化磷酸化在粒线体；② 由一分子葡萄糖计出 6 个 CO₂、6 个 O₂、约 30 个 ATP；③ 用 2870 kJ 与每 ATP 30.5 kJ 算出有氧呼吸效率 31.9 %、缺氧只有 2.1 %；④ 解释发酵为何仍要进行，并写出酵母与肌肉两种产物。

01　先备知识（开课前 3 分钟快检）

以下任何一项未过关，本堂就会卡住，先补该项：

技能	快检题	过关标准
酶的作用	温度升到 60 °C，呼吸酶活性会怎样？	变性，反应几乎停止
扩散与气体交换	CO₂ 由粒线体去哪个方向移动？	由高浓度向低浓度扩散出细胞
能量单位	ATP 水解成 ADP 时发生什么？	放出能量，供细胞活动用
细胞构造	哪个胞器是需氧呼吸的主要场所？	粒线体

02　课堂流程（60 分钟）

时间	环节	导师做什么	学生做什么
0–8 分	开场对比	问：跑 100 米与坐着一小时，哪个呼吸快？	讲出呼吸速率与能量需求的关系
8–20 分	糖解	在细胞质把葡萄糖切成两份丙酮酸	自己写出位置、产物、ATP 数
20–32 分	克雷布斯循环	丙酮酸入粒线体，放出 CO₂	自己标出 CO₂ 在哪一步产生
32–44 分	氧化磷酸化	电子传递链接氧，大量 ATP	讲出氧的最终角色
44–52 分	能量账目与发酵	2870 kJ 对 30 个 ATP	自己算效率并比较缺氧
52–60 分	独立练习	三题限时 8 分钟	做完对答案并标错因

03　讲解脚本（照着说就可以）

第一幕：三个阶段是一条输送带，不是三个独立故事

糖解在细胞质，葡萄糖切成两份丙酮酸，净得 2 个 ATP，不需要氧。丙酮酸进入粒线体，克雷布斯循环把它彻底拆开，放出 6 个 CO₂，并把电子交给载体。氧化磷酸化把电子沿链传落，最后由氧接收，这一步贡献二十多个 ATP。要学生用一句话串起：细胞质开刀、粒线体拆解、膜上收钱。三个位置讲错，后面所有题目都会跟着错，所以这一节宁愿慢，也要学生自己画一次流程。

要学生不看笔记，把三个阶段的位置、原料、产物各讲一次。

第二幕：氧不是原料，是最终电子接收者

很多学生写“氧和葡萄糖结合生成二氧化碳”，这句是错的：CO₂ 的氧来自葡萄糖和水，不是来自吸入的氧。氧在电子传递链末端接收电子与氢，生成水。所以缺氧时链停、ATP 停、乳酸或乙醇开始积。课堂要示范一次“如果氧只负责收电子，那 CO₂ 的氧从哪里来”，让学生自己发现矛盾。

要学生答：呼吸产生的 CO₂ 中，氧原子来自哪里？

第三幕：能量账目令 2 与 30 的差距变得可见

一莫耳葡萄糖完全氧化放出 2870 kJ，一个 ATP 水解释放 30.5 kJ。30 个 ATP 共 915 kJ，效率 31.9 %，其余以热散失。缺氧只有 2 个 ATP，即 61 kJ，效率 2.1 %。学生做完这个除法就会明白为何高强度运动不能持久：不是没有燃料，而是拿得太少。这一步同时预备了“为何运动后要继续喘气”的追问题。

要学生算出 30 个 ATP 占 2870 kJ 的百分比，并讲出其余能量去了哪里。

04　必教题型与步骤

题型	例子	步骤	答案
阶段定位题	糖解、克雷布斯、氧化磷酸化分别在哪里进行？	① 糖解对细胞质 ② 克雷布斯对粒线体基质 ③ 氧化磷酸化对内膜	细胞质／基质／内膜
产物计算题	一分子葡萄糖完全氧化，CO₂ 与水各多少？	① 写方程式 ② 系数平衡 ③ 读系数	6 CO₂、6 H₂O、耗 6 O₂
能量效率题	30 个 ATP 对 2870 kJ，效率多少？	① 30 × 30.5 ② 除 2870 ③ 转百分比	915 kJ、31.9 %
缺氧与发酵题	短跑时肌肉为何积乳酸？	① 氧供应不足 ② 电子传递链停 ③ 丙酮酸转乳酸以再生 NAD	乳酸发酵，只得 2 ATP

合理性检查（一定要教）：数量级检查：ATP 一定要在 2 与 38 之间，答 300 就是漏了小数点；有氧 ATP 一定远多于缺氧，若两者差不多，就一定把阶段搞乱。系数检查：6 CO₂ 对 6 O₂，呼吸商 1.0；若学生答产生 12 个 CO₂，就是忘记葡萄糖只有 6 个碳。效率 31.9 % 对生物体属合理，答 90 % 以上等于否定了散热。

05　独立练习三题

题目	答案	想观察什么
一分子葡萄糖缺氧发酵，净得多少个 ATP？	2 个	有无把克雷布斯也算进去
180 g 葡萄糖完全氧化，CO₂ 多少莫耳？	6 莫耳	有无先把质量转莫耳
有氧呼吸效率以 30 个 ATP 计	31.9 %	有无乘 ATP 数才除总能量

06　学生常见错误与纠正句

错误	学生通常这样写	导师这样说
氧被当成原料生成 CO₂	“葡萄糖加氧就变二氧化碳同水”	“你写的方程式两边氧原子数目对不上：CO₂ 的氧来自葡萄糖和水，吸入的氧在链末端接收电子变成水。”
ATP 数目乱记	“有氧呼吸得 2 个 ATP”	“2 个是糖解那一步的净收益，后面粒线体还未计；你把第一步当成全部。”
发酵当成有氧流程	“缺氧时粒线体照样做氧化磷酸化”	“没有氧做最终电子接收者，电子链就堵住；堵塞的链不可能继续造 ATP。”
位置混淆	“克雷布斯循环在细胞质进行”	“糖解才在细胞质；克雷布斯在粒线体基质，画图时把两格分开。”

07　家课建议（直接指到练习卷题号）

生物科章节索引　先重温“酶与代谢”，再做卷内第 1、2 题
细胞周期与有丝分裂　第 3 题要比较分裂与呼吸的能量需求
酶与影响因素　只做温度与 pH 两题，为呼吸速率实验铺路

08　离场检查（最后 5 分钟）

题目	答案	判定
糖解进行的位置	细胞质	错：写成粒线体
一分子葡萄糖有氧呼吸的 CO₂ 数	6 个	错：写成 12 个
30 个 ATP 占 2870 kJ 的百分比	31.9 %	错：忘记乘 ATP 数
缺氧时肌肉的产物	乳酸	错：写成乙醇

09　导师常问

为何有氧呼吸只得 30 个 ATP 而不是全部能量？

部分能量以热形式散失，部分在电子传递过程中损耗；生物体以效率换取可控性，所以细胞靠大量葡萄糖维持供应。

酵母与肌肉的发酵有何不同？

酵母把丙酮酸转成乙醇与 CO₂，肌肉转成乳酸；两者都只为再生 NAD，好让糖解继续，ATP 同样只有 2 个。

呼吸商有什么用？

呼吸商是放出 CO₂ 与耗用 O₂ 的比值；碳水化合物约 1.0，脂肪约 0.7，所以可由比值推测正在燃烧哪类燃料。

立即免费找导师导师登记 →

本页为 TutorZone 导师备课指引，内容由 TutorZone 团队编写；题目与流程为原创，并非任何学校或出版社的教材。