人教版必修1第5章第3節(jié)第2課時無氧呼吸及細胞呼吸原理的應(yīng)用學(xué)案

第2課時無氧呼吸及細胞呼吸原理的應(yīng)用學(xué)習(xí)目標(biāo)素養(yǎng)定位.理解無氧呼吸的過程,并與有氧呼吸進行比較,掌握有氧呼吸和無氧呼吸的區(qū)別與聯(lián)系。.構(gòu)建溫度、氧氣濃度等對細胞呼吸強度影響的曲線模型。.應(yīng)用細胞呼吸原理,解決生產(chǎn)和生活中的問題.運用物質(zhì)與能量觀，闡明無氧呼吸的概念,說出無氧呼吸的發(fā)生條件和生成產(chǎn)物。（生命觀念、科學(xué)思維）.運用物質(zhì)和能量觀,闡明有氧呼吸和無氧呼吸的異同。（生命觀念、科學(xué)思維）.基于實驗數(shù)據(jù)，構(gòu)建溫度、氧氣濃度等對細胞呼吸強度影響的曲線模型。（科學(xué)思維、科學(xué)探究）.基于細胞呼吸原理,解決生產(chǎn)和生活中的問題。（社會責(zé)任）一、無氧呼吸.無氧呼吸概念在沒有氧氣參與的情況下,葡萄糖等有機物經(jīng)過不完全分解,釋放少量能量的過程。.兩種無氧呼吸類型的化學(xué)反應(yīng)式（1）酒精發(fā)酵:C6H1206鳥2c2H5OH+2c。2+少量能量。⑵乳酸發(fā)酵:C6乩2。6旦2c3H6。3+少量能量。.無氧呼吸的過程和場所⑴過程探究：（1）用小麥和大麥在生產(chǎn)啤酒的過程中，小麥和大麥中的葡萄糖所含能量的去向有哪些？提示:生產(chǎn)啤酒的酒精發(fā)酵過程中，葡萄糖的能量大部分留在酒精中，釋放的能量中少部分用于生成ATP,大部分以熱能形式散失。⑵在發(fā)酵階段應(yīng)如何控制發(fā)酵罐的通氣情況？提示:應(yīng)先通氣,讓酵母菌進行有氧呼吸大量繁殖,然后密封,讓酵母菌進行無氧呼吸產(chǎn)生酒精。課堂小結(jié)隨堂檢測.下列關(guān)于肌肉細胞無氧呼吸的敘述，正確的是（A）A.在馬拉松長跑時,人體骨骼肌細胞無氧呼吸可以產(chǎn)生乳酸B.肌肉無氧呼吸釋放的能量大多數(shù)用于合成ATPC.在高強度運動下,人體肌肉細胞中二氧化碳的產(chǎn)生量大于氧氣的消耗量D.人體肌肉細胞無氧呼吸產(chǎn)生的乳酸轉(zhuǎn)變成葡萄糖不需要消耗能量解析:人體骨骼肌細胞無氧呼吸可以產(chǎn)生乳酸;肌肉無氧呼吸釋放的能量大多數(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?少數(shù)用于合成ATP,沒有釋放的能量儲存在不徹底的氧化分解產(chǎn)物乳酸中;肌肉細胞無氧呼吸的產(chǎn)物是乳酸,不產(chǎn)生C02,而且人體細胞有氧呼吸消耗氧氣的量與產(chǎn)生二氧化碳的量相等，因此高強度運動下,人體肌肉細胞中二氧化碳的產(chǎn)生量等于氧氣的消耗量;人體細胞無氧呼吸的產(chǎn)物是乳酸,乳酸經(jīng)過細胞代謝再合成葡萄糖的過程是耗能過程。.如圖表示細胞呼吸的主要過程，下列說法正確的是（B）A.破傷風(fēng)芽抱桿菌和大腸桿菌能進行過程①②B.過程①②③④都能在植物細胞中發(fā)生C.人體中進行過程②的場所是線粒體內(nèi)膜D.過程①②只能在有氧條件下進行解析:過程①②表示有氧呼吸,破傷風(fēng)芽泡桿菌和大腸桿菌都是原核生物,且破傷風(fēng)芽抱桿菌為厭氧菌,不能進行有氧呼吸;過程③為無氧呼吸（酒精發(fā)酵）的第二階段,絕大多數(shù)植物細胞中可以發(fā)生,過程④是乳酸發(fā)酵的第二階段,在馬鈴薯塊莖和甜菜的塊根中可以進行，因此過程①②③④都能在植物細胞中發(fā)生;過程②是有氧呼吸的第二、第三階段,發(fā)生場所是線粒體基質(zhì)和內(nèi)膜；過程①可在無氧條件下進行。3.某興趣小組在室溫下進行了酵母菌無氧呼吸的探究實驗（如圖），下列分析不正確的是（D）A.滴管中冒出的氣泡是反應(yīng)產(chǎn)生C02的結(jié)果B.試管中加水的主要目的是制造無氧環(huán)境C.若試管中的水換成冷水,氣泡產(chǎn)生速率下降D.被分解的葡萄糖中的能量一部分轉(zhuǎn)移至ATP,其余的存留在酒精中解析:被分解的葡萄糖中的能量，一部分釋放出來，另一部分存留在酒精中,釋放的能量大部分以熱能的形式散失,少部分轉(zhuǎn)移到ATP中。4.如圖表示某種植物非綠色器官在不同氧濃度下C02釋放量和02吸收量的變化,請據(jù)圖回答下面的問題。⑴當(dāng)外界氧濃度在10%以下時，該器官的細胞呼吸方式是。實線和虛線相交于c點,C點的細胞呼吸方式是。⑵無氧呼吸強度與氧濃度之間的關(guān)系是在一定范圍之內(nèi)隨著氧濃度增加，無氧呼吸強度。（3）AB段表示CO?釋放量減少,其原因是。⑷從圖中分析外界氧氣濃度應(yīng)保持在時，是貯存蘋果較好條件。解析：（1）圖中A點沒有氧氣，只進行無氧呼吸;C點及之后氧氣充足，只進行有氧呼吸;AC之間同時進行有氧呼吸和無氧呼吸。所以當(dāng)外界氧濃度在10%以下時,該器官的細胞呼吸方式是有氧呼吸和無氧呼吸,C點的細胞呼吸方式是有氧呼吸。⑵氧氣抑制無氧呼吸,隨著氧濃度增加無氧呼吸強度減弱。⑶AB段表示C02釋放量減少,其原因是氧氣不足,有氧呼吸強度較弱，無氧呼吸被抑制。（4）B點對應(yīng)的氧濃度在5%左右時，總呼吸作用最弱,消耗有機物最少,是貯存蘋果的適宜條件。答案：（1）有氧呼吸和無氧呼吸有氧呼吸（2）減弱（3）有氧呼吸弱，無氧呼吸被抑制（或細胞呼吸減弱）（4）5%左右①第一個階段:與有氧呼吸的第一個階段完全相同。②第二個階段:丙酮酸在酶的催化作用下,分解成酒精和C02,或轉(zhuǎn)化成乳酸。⑵場所:無氧呼吸的場所自始至終都在細胞質(zhì)基質(zhì)。4.無論哪種類型,無氧呼吸都只在第一階段釋放出少量的能量,生成少量ATP。葡萄糖分子中的大部分能量則存留在酒精或乳酸中。二、細胞呼吸原理的應(yīng)用.包扎傷口時,需要選用透氣的消毒紗布。.釀酒時要先通氣后密封,通氣的目的是讓酵母菌進行有氧呼吸并大量繁殖,密封的目的是讓酵母菌在無氧條件下進行酒精發(fā)酵。.花盆里的土壤需要經(jīng)常進行松土透氣。.在儲藏水果、蔬菜時，往往需要通過降低溫度、降低氧氣含量等措施來減弱果蔬的呼吸作用，以減少有機物的消耗。.破傷風(fēng)芽抱桿菌可通過無氧呼吸進行大量繁殖,皮膚破損較深時，需清理傷口并注射破傷風(fēng)抗毒血清等。.提倡慢跑等有氧運動使細胞進行有氧呼吸,避免肌細胞產(chǎn)生大量乳醛。判斷正誤⑴有氧呼吸的產(chǎn)物有C02和上0,無氧呼吸的產(chǎn)物沒有C02。(X)提示:無氧呼吸的產(chǎn)物為酒精和C02或乳酸。⑵在一定范圍內(nèi)，有氧呼吸速率隨著。2濃度的增大而增大,而無氧呼吸速率隨著濃度的增大而減小。(V)⑶及時排澇,可以防止豌豆根細胞受酒精毒害。（V）⑷儲藏水果時為減少有機物的消耗,應(yīng)將水果放在完全無氧的環(huán)境中。（X）提示:水果放在完全無氧的環(huán)境中，無氧呼吸作用強，消耗的有機物較多,且產(chǎn)生的酒精對細胞有毒害作用，容易使水果腐敗變質(zhì)。⑸濃度為零時，細胞呼吸強度也為零。（X）提示：。2濃度為零時，細胞可以進行無氧呼吸。探究一無氧呼吸.閱讀教材P94內(nèi)容，思考、討論、回答下列問題。⑴無氧呼吸第一階段和有氧呼吸完全相同，也有［H］的產(chǎn)生,這部分［H］去了哪里？提示:參與第二階段乳酸或酒精的生成。（2）細胞呼吸過程中能量發(fā)生了怎樣的變化?為什么無氧呼吸產(chǎn)生的能量是少量的？提示:細胞呼吸過程中儲存在有機物中的穩(wěn)定化學(xué)能,轉(zhuǎn)化成儲存在ATP特殊的化學(xué)鍵中的活躍化學(xué)能和熱能。無氧呼吸產(chǎn)生的能量少是因為無氧呼吸生成的乳酸或酒精中儲存著大部分能量。⑶在通風(fēng)條件不好的環(huán)境中儲藏的梨會有酒味散發(fā),而馬鈴薯儲藏久了卻不會有酒味產(chǎn)生,請分析其中的原因。為什么會產(chǎn)生這種差異？提示:梨無氧呼吸的產(chǎn)物是酒精和C02,馬鈴薯無氧呼吸的產(chǎn)物是乳酸。因為不同生物細胞所具有的酶不同，導(dǎo)致反應(yīng)途徑不同,產(chǎn)物也不同。.據(jù)圖分析有氧呼吸和無氧呼吸過程。⑷反應(yīng)①②③④中，可在人體細胞中進行的有哪些？提示:①②④。⑸糧食儲藏過程中有時會發(fā)生糧堆濕度增大的現(xiàn)象,其原因是什么？提示:種子在有氧呼吸過程中產(chǎn)生了水。⑹根系缺氧會導(dǎo)致根細胞無氧呼吸增強,實驗過程中能否改用C02作為檢測有氧呼吸速率的指標(biāo)?為什么？提示:不能。因為植物根細胞無氧呼吸也可能會產(chǎn)生C02o比較有氧呼吸與無氧呼吸的異同項目有氧呼吸無氧呼吸場所細胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體細胞質(zhì)基質(zhì)條件需。2、需酶不需。2、需酶產(chǎn)物CO2、H2O酒精和CO?或乳酸能量大量少量特點有機物徹底氧化分解,能量完全釋放有機物沒有徹底氧化分解,能量沒有完全釋放聯(lián)系葡萄糖分解為丙酮酸的階段完全相同實質(zhì)分解有機物,釋放能量,合成ATP意義為生物體的各項生命活動提供能量有氧呼吸和無氧呼吸（產(chǎn)生酒精）的有關(guān)計算（以葡萄糖為呼吸底物）⑴消耗等量的葡萄糖時產(chǎn)生的C02物質(zhì)的量:無氧呼吸：有氧呼吸=1：3o⑵消耗等量的葡萄糖時需要的氧氣和產(chǎn)生的C02物質(zhì)的量：有氧呼吸需要的氧氣：有氧呼吸和無氧呼吸產(chǎn)生的C02之和二3：4o⑶產(chǎn)生等量的CO2時消耗的葡萄糖物質(zhì)的量：無氧呼吸:有氧呼吸二3：lo1.如圖表示的是細胞呼吸的相關(guān)過程，下列敘述不正確的是（A）A.劇烈運動時人體細胞產(chǎn)生的C02大于消耗量B.缺氧條件下馬鈴薯塊莖發(fā)生①③過程C.乳酸菌無線粒體,不具有與②有關(guān)的酶D.④酒精和二氧化碳是由丙酮酸在細胞質(zhì)基質(zhì)中轉(zhuǎn)化形成的解析:人體細胞無氧呼吸產(chǎn)生乳酸,無C02產(chǎn)生，因此人體細胞產(chǎn)生的C02僅來源于有氧呼吸,所以不管是否劇烈運動,人體細胞產(chǎn)生的C02量總是等于消耗量;馬鈴薯塊莖無氧呼吸產(chǎn)生乳酸，即①③過程;乳酸菌只能進行產(chǎn)生乳酸的無氧呼吸,細胞中只具有與①③過程有關(guān)的酶,沒有與②有關(guān)的酶;④為酒精發(fā)酵的過程,丙酮酸在細胞質(zhì)基質(zhì)中被［H］還原為酒精和二氧化碳。2.下列關(guān)于呼吸作用的敘述，正確的是（B）A.細胞供糖不足時,無氧呼吸可將脂肪氧化為乳酸或酒精B.有氧呼吸產(chǎn)生的［用在線粒體內(nèi)膜上與氧氣結(jié)合生成水C.無氧呼吸不需要02,導(dǎo)致該過程最終有［H］的積累D.質(zhì)量相同時,糖原比脂肪有氧時氧化釋放的能量多解析:細胞中供氧不足,才會進行無氧呼吸；有氧呼吸第三階段是前兩階段產(chǎn)生的［H］在線粒體內(nèi)膜與氧氣結(jié)合生成水;無氧呼吸第一階段雖然產(chǎn)生［H］，但是［H］并沒有積累，而是在細胞質(zhì)基質(zhì)中參與無氧呼吸的第二階段,轉(zhuǎn)化為酒精或乳酸;與糖原相比,相同質(zhì)量的脂肪中H含量高，細胞呼吸時產(chǎn)生的［田就多，有氧呼吸第三階段［H］和氧氣結(jié)合生成水就多,釋放的能量也多。探究二影響細胞呼吸的因素及細胞呼吸原理的應(yīng)用.細胞呼吸的原理在生產(chǎn)和生活中有多種應(yīng)用：作物栽培時人們需要適時中耕松土、適當(dāng)灌溉;成熟的地瓜儲藏在地下窖穴中；早春的蔬菜一般用地膜覆蓋……請思考、回答下列問題。⑴細胞呼吸中酶的活性主要受哪些因素的影響？提示:溫度和pHo⑵說出外界環(huán)境中各種因素影響細胞呼吸作用的原理并畫出曲線。提示:①溫度I.原理:細胞呼吸是一系列酶促反應(yīng),溫度通過影響酶的活性進而影響細胞呼吸速率。.曲線模型：②。2濃度.原理：。2是有氧呼吸所必需的,且對無氧呼吸過程有抑制作用。.曲線模型：③CO2濃度I.原理:C02是細胞呼吸的最終產(chǎn)物,積累過多會抑制細胞呼吸的進行。II.曲線模型:④含水量I.原理:水作為有氧呼吸的原料和環(huán)境因素影響細胞呼吸的速率。II.曲線模型：⑶結(jié)合氧氣濃度對細胞呼吸強度的影響曲線圖，解釋圖中Q、P、R點及QP段表示的生物學(xué)意義。提示:Q點不消耗02,產(chǎn)生CO2n只進行無氧呼吸；P點消耗。2量二產(chǎn)生0)2量=只進行有氧呼吸；QP段(不包含Q、P點)產(chǎn)生CO?量大于消耗。2量=同時進行有氧呼吸和無氧呼吸；R點產(chǎn)生CO?量最少=組織細胞呼吸作用最弱。(4)在濃度為0時儲藏水果、蔬菜是否更好？提示：。2濃度為0時,細胞進行無氧呼吸,此時細胞呼吸總強度并不是最低,應(yīng)在細胞呼吸總強度最低時對應(yīng)的濃度下進行儲藏。.利用液滴移動法判斷呼吸類型及測定呼吸速率,裝置如圖，圖中NaOH溶液的作用是吸收C02o(以葡萄糖為底物,無氧呼吸產(chǎn)物只有酒精)⑸如何根據(jù)液滴移動判斷細胞呼吸的類型?分析并說明。提示:①若甲紅墨水滴左移，乙紅墨水滴不動，則只進行有氧呼吸。②若甲紅墨水滴不動，乙紅墨水滴右移,則只進行無氧呼吸。③若甲紅墨水滴左移，乙紅墨水滴右移,則既進行有氧呼吸,又進行無氧呼吸。(6)如何進行物理誤差的校正？提示:設(shè)置丙裝置,除將裝置中生物材料換為殺死的等量同種生物材料外，其余均與乙裝置相同。⑺利用圖甲測定植物組織呼吸速率時，需要注意哪些問題？提示:①若所放生物材料為綠色組織,整個裝置必須遮光處理,否則生物材料的光合作用會干擾呼吸速率的測定。②為防止微生物呼吸對實驗結(jié)果的干擾,應(yīng)將裝置及所測材料進行消毒處理。③為防止氣壓、溫度等物理因素引起誤差,應(yīng)設(shè)置對照實驗,除將所測定的生物材料滅活（將種子煮熟）外,其他條件均不變。細胞呼吸方式和類型的判斷.某生物興趣小組用如圖所示實驗裝置在一定條件下測定萌發(fā)的小麥種子（已消毒）的呼吸速率（僅考慮氧化糖類）。下列有關(guān)說法錯誤的是（B）A.若X為無菌水，向試管充入岫可測定小麥種子的無氧呼吸速率B.若X為NaOH溶液,且毛細管中的液滴向左移動,表明種子只進行有氧呼吸C.若X為無菌水,且毛細管中的液滴向右移動,表明種子進行了無氧呼吸D.為了減小誤差,可增設(shè)放有等量同種死亡種子且其他條件不變的對昭組解析:試管充入岫可以測定小麥種子無氧呼吸速率，因為其進行無氧呼吸產(chǎn)生酒精和二氧化碳,液滴可以移動,故能測定;NaOH溶液的作用是吸收萌發(fā)種子呼吸產(chǎn)生的二氧化碳，液滴向左移動,是因為廣口瓶中氧氣減少，說明一定存在有氧呼吸，但不能說明不存在無氧呼吸;若X為無菌水，該裝置測定的是氧氣的消耗量和二氧化碳產(chǎn)生量的差值,有氧呼吸中氧氣的消耗量等于二氧化碳產(chǎn)生量,毛細管中的液滴向右移動，說明一定存在無氧呼吸，但不能說明不存在有氧呼吸;為了減小誤塞增加實驗說服九可增加等量同種死亡種子且其他條件不變的對照組，可以排除溫度、氣壓等物理因素的干擾。4,很多生活實例中都蘊含著生物學(xué)原理。下列實例和生物學(xué)原理對應(yīng)錯誤的是（C）A.醋浸泡制成的臘八蒜不易腐敗一一pH過低抑制雜菌生長