山西省陽(yáng)泉市第十七中學(xué)人教版高一生物必修1導(dǎo)學(xué)案：5.3ATP的主要來(lái)源-細(xì)胞呼吸

PAGE高一生物必修一分子與細(xì)胞導(dǎo)學(xué)案（編號(hào)：GZSWRJBXY№18）班級(jí)，小組名：，姓名課題細(xì)胞的能量供應(yīng)和應(yīng)用ATP的主要來(lái)源細(xì)胞呼吸主編制人編制時(shí)間使用時(shí)間導(dǎo)語(yǔ)導(dǎo)入新課：體育課上進(jìn)行了100米短跑，課后部分女同學(xué)感覺(jué)腿酸痛，這是什么原因呢？激起學(xué)生的興趣后引入新課。學(xué)習(xí)目標(biāo)1說(shuō)出線粒體的結(jié)構(gòu)和功能。2.說(shuō)明有氧呼吸和無(wú)氧呼吸的異同。3.說(shuō)明細(xì)胞呼吸的原理，并探討其在生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用。4.進(jìn)行酵母菌細(xì)胞呼吸方式的探究。學(xué)習(xí)任務(wù)細(xì)胞呼吸：指在細(xì)胞內(nèi)經(jīng)過(guò)一系列氧化分解，生成或其他產(chǎn)物，釋放并且生成的過(guò)程。一、探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式近年來(lái)生物高考有關(guān)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容越來(lái)越多，考查的內(nèi)容呈多樣化，多數(shù)考生的答題和標(biāo)準(zhǔn)答案的要求還有相當(dāng)?shù)木嚯x，特別表現(xiàn)在對(duì)實(shí)驗(yàn)基本操作的表述上。答題存在問(wèn)題有:對(duì)照不明確、指代不明確、觀察指標(biāo)不明確、混淆實(shí)驗(yàn)結(jié)果和實(shí)驗(yàn)結(jié)論等，問(wèn)題的關(guān)鍵是我們沒(méi)有從整體上把握實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的方法，我們可以分六步完成實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：提出問(wèn)題探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式作出假設(shè)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)原則123進(jìn)行實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象條件澄清石灰水/出現(xiàn)的時(shí)間重鉻酸鉀--濃硫酸溶液有氧無(wú)氧結(jié)論1．酵母菌是一種單細(xì)胞真菌,在有氧和無(wú)氧的條件下都可以生存,屬于。2．CO2的檢測(cè)方法（1）CO2使澄清石灰水變渾濁（2）CO2使由變?cè)僮儭?．酒精的檢測(cè)橙色的溶液在條件下與酒精發(fā)生反應(yīng)，變成。二、有氧呼吸1．概念：細(xì)胞在的參與下，通過(guò)多種的催化作用，把等有機(jī)物徹底氧化分解，產(chǎn)生出和，釋放出，生成許多的過(guò)程。有氧呼吸是高等動(dòng)物和植物細(xì)胞呼吸的主要形式。也是通常所指的呼吸形式。2．線粒體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：①雙層膜結(jié)構(gòu)，內(nèi)有基質(zhì)；②內(nèi)膜向內(nèi)折疊成，增大了內(nèi)膜面積；③內(nèi)膜和基質(zhì)中含有許多與有氧呼吸有關(guān)的。3．有氧呼吸的過(guò)程項(xiàng)目階段場(chǎng)所反應(yīng)物生成物釋放能量（ATP）第一階段第二階段第三階段4．有氧呼吸的總反應(yīng)式：總結(jié)：有氧呼吸的主要場(chǎng)所是，為什么？1mol葡萄糖徹底氧化分解釋放KJ能量，其中有KJ儲(chǔ)存于ATP中，可生成molATP。三、無(wú)氧呼吸1．概念：一般是指細(xì)胞在條件下，通過(guò)的催化作用，把等有機(jī)物分解成為，同時(shí)釋放出少量的過(guò)程。2．兩種方式的比較:場(chǎng)所反應(yīng)物生成物釋放能量（ATP）舉例乳酸四、細(xì)胞呼吸的意義1．為生物體的生命活動(dòng)提供。2．呼吸過(guò)程能為體內(nèi)其他化合物的合成提供。五、細(xì)胞呼吸原理的應(yīng)用1．發(fā)酵技術(shù)，2．農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，3．糧食儲(chǔ)藏和果蔬保鮮依據(jù)氣體變化情況，判斷呼吸方式：著色液移動(dòng)方向呼吸方式裝置1著色液移，裝置2著色液移。裝置1著色液移，裝置2著色液移。裝置1著色液移，裝置2著色液移。課堂訓(xùn)練知識(shí)點(diǎn)一有氧呼吸1．如圖表示有氧呼吸過(guò)程，下列有關(guān)說(shuō)法正確的是()A．①②④中數(shù)值最大的是①B．③代表的物質(zhì)名稱是氧氣C．線粒體能完成圖示全過(guò)程D．原核生物能完成圖示全過(guò)程2．有氧呼吸全過(guò)程的物質(zhì)變化可分為三個(gè)階段：①C6H12O6―→丙酮酸＋[H]；②丙酮酸＋H2O―→CO2＋[H]；③[H]＋O2―→H2O。下列與此相關(guān)的敘述中正確的是()A．第③階段反應(yīng)極易進(jìn)行，無(wú)需酶的催化B．第②階段無(wú)ATP生成，第③階段生成較多的ATPC．第①②階段能為其他化合物的合成提供原料D．第①階段與無(wú)氧呼吸的第①階段不同知識(shí)點(diǎn)二無(wú)氧呼吸3．在a、b、c、d條件下，測(cè)得某小麥種子萌發(fā)時(shí)CO2和O2體積變化的相對(duì)值如表，若底物是葡萄糖，則下列敘述中錯(cuò)誤的是()條件CO2釋放量O2吸收量a100b83c64d77A.a條件下，呼吸產(chǎn)物除CO2外還有酒精B．b條件下，有氧呼吸消耗的葡萄糖比無(wú)氧呼吸少C．c條件下，無(wú)氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸消耗的3倍D．d條件下，產(chǎn)生的CO2全部來(lái)自線粒體4．下列關(guān)于呼吸作用的敘述，正確的是()A．無(wú)氧呼吸的終產(chǎn)物是丙酮酸B．有氧呼吸產(chǎn)生的[H]在線粒體基質(zhì)中與氧結(jié)合生成水C．無(wú)氧呼吸不需要O2的參與，該過(guò)程最終有[H]的積累D．質(zhì)量相同時(shí)，脂肪比糖原有氧氧化釋放的能量多知識(shí)點(diǎn)三細(xì)胞呼吸原理的應(yīng)用5．貯藏蘋(píng)果時(shí)既要保持其口感又要減少水分的消耗，下列最適宜的貯藏條件是()A．高CO2濃度、低氧濃度和零下低溫B．低CO2濃度、高氧濃度和零下低溫C．低氧濃度、高CO2濃度和零上低溫D．完全無(wú)氧、高CO2濃度和零上低溫6．下列各項(xiàng)利用了細(xì)胞呼吸原理的是()①真空包裝的水果可延長(zhǎng)保存期②糧食曬干后儲(chǔ)存③利用葡萄、糧食和酵母菌制酒④溫室大棚適當(dāng)增加CO2濃度、肥料以提高光合作用效率A．②③④ B．①②③C．①③ D．①③④知識(shí)建構(gòu)與反思5.3.1有氧呼吸

5.3.2無(wú)氧呼吸要求1.按照思維導(dǎo)圖梳理知識(shí)，加深理解2.完成學(xué)案相互交流找出共性問(wèn)題填寫(xiě)問(wèn)題卡并自主評(píng)價(jià)小組評(píng)價(jià)教師評(píng)價(jià)課堂訓(xùn)練參考答案1．D[圖中①②④分別是有氧呼吸第一、二、三階段產(chǎn)生的ATP，其中第三階段產(chǎn)生的ATP最多；第二階段是丙酮酸和H2O反應(yīng)生成CO2和[H]，因此③是H2O；第一、二、三階段的場(chǎng)所分別是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體基質(zhì)和線粒體內(nèi)膜；原核生物也可以進(jìn)行有氧呼吸。]思路導(dǎo)引分析時(shí)應(yīng)從以下幾方面入手：(1)知道有氧呼吸過(guò)程中物質(zhì)和能量的變化。(2)明確有氧呼吸發(fā)生的條件及場(chǎng)所。(3)知道哪些生物會(huì)發(fā)生有氧呼吸，及決定其發(fā)生的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。2．C[有氧呼吸的中間產(chǎn)物丙酮酸等能為其他化合物的合成提供原料。]思路導(dǎo)引由題目獲取的主要信息有：有氧呼吸全過(guò)程的物質(zhì)變化。解決此問(wèn)題要求掌握有氧呼吸的每個(gè)階段所需要的條件、產(chǎn)物及與無(wú)氧呼吸過(guò)程的聯(lián)系。3．C[本題考查了有氧呼吸和無(wú)氧呼吸的判斷方法，解析如下：(1)a條件下無(wú)O2吸收只進(jìn)行無(wú)氧呼吸，產(chǎn)生酒精和CO2。(2)b條件下O2吸收為3mol，CO2釋放為8mol有氧呼吸消耗葡萄糖eq\f(1,2)mol；無(wú)氧呼吸釋放CO2為8mol－3mol＝5mol，無(wú)氧呼吸消耗葡萄糖eq\f(5,2)mol，則無(wú)氧呼吸消耗的葡萄糖比有氧呼吸多。(3)c條件下O2吸收為4mol，CO2釋放為6mol無(wú)氧呼吸釋放CO2為6mol－4mol＝2mol，則相對(duì)來(lái)說(shuō)有氧呼吸消耗eq\f(4,6)mol葡萄糖而無(wú)氧呼吸消耗1mol葡萄糖。(4)d條件下，O2吸收量＝CO2釋放量只進(jìn)行有氧呼吸。]方法點(diǎn)撥根據(jù)細(xì)胞呼吸物質(zhì)變化的數(shù)量關(guān)系來(lái)判斷細(xì)胞呼吸方式(1)依據(jù)O2吸收量和CO2釋放量判斷①不消耗O2，釋放CO2―→只進(jìn)行無(wú)氧呼吸；②O2吸收量＝CO2釋放量―→只進(jìn)行有氧呼吸；③O2吸收量<CO2釋放量―→兩種呼吸方式同時(shí)進(jìn)行，且多余CO2來(lái)自無(wú)氧呼吸。(2)依據(jù)酒精和CO2生成量判斷①酒精量＝CO2量―→只進(jìn)行無(wú)氧呼吸；②酒精量<CO2量―→兩種呼吸方式同時(shí)進(jìn)行，且多余CO2來(lái)自有氧呼吸。4．D[無(wú)氧呼吸的最終產(chǎn)物是乳酸或酒精和CO2，有氧呼吸前兩個(gè)階段產(chǎn)生的[H]在線粒體內(nèi)膜上與氧結(jié)合生成水。無(wú)氧呼吸不需要O2的參與，該過(guò)程并沒(méi)有[H]的積累，[H]只在細(xì)胞基質(zhì)中參與反應(yīng)，產(chǎn)生無(wú)氧呼吸的產(chǎn)物。質(zhì)量相同的脂肪和糖原，脂肪儲(chǔ)存的能量更多，因此有氧氧化釋放的能量多。]知識(shí)鏈接有氧呼吸與無(wú)氧呼吸的區(qū)別與聯(lián)系5.C[影響細(xì)胞呼吸的因素主要有水分、氧氣和溫度。題干中要求減少水分的消耗，所以只能從氧濃度和溫度兩方面考慮。酶活性在一定溫度范圍內(nèi)，隨溫度的升高而增強(qiáng)，故低溫是貯藏行之有效的方法之一，但零下低溫會(huì)引起凍傷而失去蘋(píng)果的口感。氧氣是有氧呼吸的原料，二氧化碳是細(xì)胞呼吸的產(chǎn)物，降低反應(yīng)物濃度或增加產(chǎn)物濃度都會(huì)降低細(xì)胞呼吸的速率。完全無(wú)氧條件下，細(xì)胞可進(jìn)行無(wú)氧呼吸，而氧氣的存在可以起到抑制無(wú)氧呼吸的作用，因此氧氣應(yīng)調(diào)節(jié)到一個(gè)合適的濃度，在這個(gè)濃度下，氧氣對(duì)無(wú)氧呼吸起抑制作用，而有氧呼吸又很弱，有機(jī)物的消耗達(dá)到最低。]思路導(dǎo)引本題為實(shí)踐應(yīng)用題。解答此題應(yīng)理解影響細(xì)胞呼吸的因素及原理，然后綜合分析得出正確答案。方法點(diǎn)撥水果、蔬菜、糧食的儲(chǔ)存條件糧食的貯藏條件為：低溫、低氧、干燥，以降低細(xì)胞呼吸對(duì)有機(jī)物的消耗，還要定期通風(fēng)，排熱排濕；水果蔬菜的儲(chǔ)存要考慮保鮮，其儲(chǔ)存條件為：低溫、低氧、適宜的濕度。6．B[真空包裝可降低袋內(nèi)含氧量，抑制霉菌、好氧細(xì)菌的細(xì)胞呼吸，防止蔬菜水果變質(zhì)，達(dá)到保鮮、保質(zhì)的目的；糧食曬干過(guò)程中降低了細(xì)胞的含水量，降低了細(xì)胞呼吸強(qiáng)度；用糧食制酒利用的是酵母菌在無(wú)氧條件下發(fā)酵(無(wú)氧呼吸)產(chǎn)生酒精；溫室大棚適當(dāng)增加CO2濃度、肥料能提高光合作用效率，與細(xì)胞呼吸無(wú)關(guān)。]知識(shí)鏈接影響呼吸作用的因素有溫度、氧氣濃度、二氧化碳濃度、水等。溫度是通過(guò)影響酶的活性來(lái)影響呼吸作用的。生物呼吸作用的主要方式是有氧呼吸，在一定的范圍內(nèi)，有氧呼吸的強(qiáng)度隨氧氣濃度的升高而增強(qiáng)，在有氧的情況下，無(wú)氧呼吸受到抑制。二氧化碳對(duì)有氧呼吸有抑制作用。生物含水量的多少影響呼吸作用，在一定的范圍內(nèi)，呼吸作用強(qiáng)度隨含水量的增加而增強(qiáng)。教材問(wèn)題參考答案第3節(jié)ATP的主要來(lái)源──細(xì)胞呼吸（一）問(wèn)題探討1.兩者的共同點(diǎn)是：都是物質(zhì)的氧化分解過(guò)程；都能產(chǎn)生二氧化碳等產(chǎn)物，并且都釋放出能量。2.不能。否則，組成細(xì)胞的化合物會(huì)迅速而徹底地氧化分解，能量會(huì)迅速地全部釋放出來(lái)，細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)也就會(huì)遭到徹底的破壞。3.在無(wú)氧條件下，細(xì)胞能夠通過(guò)無(wú)氧呼吸來(lái)釋放能量。但是，無(wú)氧呼吸比有氧呼吸釋放的能量要少許多。（二）探究提示：重鉻酸鉀可以檢測(cè)有無(wú)酒精存在。這一原理可以用來(lái)檢測(cè)汽車司機(jī)是否喝了酒。具體做法是：讓司機(jī)呼出的氣體直接接觸到載有用硫酸處理過(guò)的重鉻酸鉀或三氧化鉻的硅膠（兩者均為橙色），如果呼出的氣體中含有酒精，重鉻酸鉀或三氧化鉻就會(huì)變成灰綠色的硫酸鉻。（三）小字部分的問(wèn)題有氧呼吸的能量轉(zhuǎn)換效率大約是40%。這些能量大約可以使2.3×1025個(gè)ATP轉(zhuǎn)化為ADP。（四）旁欄思考題提示：一般來(lái)說(shuō)，如果無(wú)氧呼吸產(chǎn)生的乳酸或酒精過(guò)多，會(huì)對(duì)細(xì)胞產(chǎn)生毒害。酵母菌在無(wú)氧以及其他條件適合的情況下，隨著發(fā)酵產(chǎn)物（如酒精）的增多，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的減少以及pH發(fā)生變化等的影響，它的繁殖速率逐漸下降，死亡率逐漸上升，酒精發(fā)酵最終就會(huì)停止。其他的例子如用乳酸桿菌使牛奶發(fā)酵形成酸牛奶，最終情況也是這樣。（五）資料分析2.提示：胖人通過(guò)適量的運(yùn)動(dòng)，細(xì)胞呼吸的速率會(huì)加快，細(xì)胞內(nèi)有機(jī)物的分解會(huì)增加，體重就會(huì)下降。應(yīng)當(dāng)將蔬菜和瓜果放入冰箱或地窖等冷涼的地方儲(chǔ)藏，這樣能夠降低細(xì)胞呼吸的速率，減少細(xì)胞內(nèi)有機(jī)物的損耗。（六）練習(xí)基礎(chǔ)題1.C。

2.B。3.提示：有氧呼吸與無(wú)氧呼吸的第一個(gè)階段完全相同：都不需要氧；都與線粒體無(wú)關(guān)。聯(lián)想到地球的早期以及原核細(xì)胞的結(jié)構(gòu)，可以作出這樣的推測(cè)：在生物進(jìn)化史上先出現(xiàn)無(wú)氧呼吸而后才出現(xiàn)有氧呼吸，即有氧呼吸是由無(wú)氧呼吸發(fā)展變化而形成的。先出現(xiàn)原核細(xì)胞而后出現(xiàn)真核細(xì)胞，即真核細(xì)胞是由原核細(xì)胞進(jìn)化而來(lái)的。4.不能。因?yàn)榫G色植物在光合作用中也能形成ATP。拓展題提示：人與鳥(niǎo)類和哺乳類維持體溫的能量來(lái)源都是細(xì)胞呼吸。在這些生物的細(xì)胞呼吸過(guò)程中，葡萄糖等分子中穩(wěn)定的化學(xué)能釋放出來(lái)：除一部分儲(chǔ)存在ATP中外，其余的則轉(zhuǎn)化成熱能，可以直接用于提升體溫；ATP水解釋放出的能量，除了維持各項(xiàng)生命活動(dòng)外，有一部分也能轉(zhuǎn)化成熱能，用于提升體溫。而維持體溫的相對(duì)穩(wěn)定，還需復(fù)雜的調(diào)節(jié)機(jī)制。細(xì)胞呼吸原理的應(yīng)用選用“創(chuàng)可貼”等敷料包扎傷口，既為傷口敷上了藥物，又為傷口創(chuàng)造了疏松透氣的環(huán)境、避免厭氧病原菌的繁殖，從而有利于傷口的痊愈。對(duì)于板結(jié)的土壤及時(shí)進(jìn)行松土透氣，可以使根細(xì)胞進(jìn)行充分的有氧呼吸，從而有利于根系的生長(zhǎng)和對(duì)無(wú)機(jī)鹽的吸收。此外