走向高考2022一輪人教版ATP的主要來源細(xì)胞呼吸教學(xué)案

2022一輪人教版必修一ATP的主要來源---細(xì)胞呼吸教學(xué)案山東省五蓮縣第三中學(xué)周立波一、教學(xué)目標(biāo)與要求1．說出線粒體的結(jié)構(gòu)和功能。2．說明有氧呼吸和無氧呼吸的異同。3．說明細(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。二、教學(xué)重點有氧呼吸的過程及原理。三、教學(xué)難點1．細(xì)胞呼吸的原理和本質(zhì)。2．探究酵母菌細(xì)胞的呼吸方式。四、考情預(yù)測1.考查知識本考點是歷年高考最重要也是最熱的熱點之一，且呼吸作用常與光合作用聯(lián)系在一起考查。2.考查題型高考中所有的題型在該知識點都有出題的可能。五、自學(xué)提綱1.有機物在細(xì)胞內(nèi)氧化分解，生成或其他產(chǎn)物，并釋放出，這個過程是呼吸作用。2.有氧呼吸必須在有氧的參與下完成，進(jìn)行的主要場所是。這三個階段進(jìn)行的部位分別是：細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體和線粒體內(nèi)膜。值得注意的是：二氧化碳的生成是在階段，氧氣的參與反應(yīng)只在階段進(jìn)行，階段放出大量的能量，而前兩個階段只放出少量的能量。3.無氧呼吸全過程，可以概括的分為兩個階段，每個階段都需要酶的催化，但都在基質(zhì)中進(jìn)行。第一階段同有氧呼吸；第二階段是丙酮酸在不同酶的催化作用下，分解成和二氧化碳或者轉(zhuǎn)化成。但無氧呼吸只在第一階段放出少量的能量，生成少量的ATP，有機物中大部分的則儲存在酒精或乳酸中。參考答案1.二氧化碳能量2.線粒體基質(zhì)第二第三第三3.不同細(xì)胞質(zhì)酒精乳酸能量五、知識梳理六、重、難點突破探究點1細(xì)胞呼吸的方式定義：是指有機物在細(xì)胞內(nèi)經(jīng)過一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他產(chǎn)物，釋放出能量并生成ATP的過程。1．有氧呼吸（1）反應(yīng)式：C6H12O6＋6H2O＋6O26CO2＋12H2O＋能量。（2）過程：第一階段第二階段第三階段場所細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)線粒體線粒體反應(yīng)物葡萄糖丙酮酸和水[H]和氧氣生成物丙酮酸、[H]、ATPCO2、[H]、ATPH2O、ATP能量少量少量大量2．無氧呼吸（1）反應(yīng)式：①轉(zhuǎn)化成乳酸的反應(yīng)式：C6H12O62C3H6O3＋能量。②分解成酒精的反應(yīng)式：C6H12O62C2H5OH＋2CO2＋能量。（2）過程：第一階段與有氧呼吸第一階段相同。第二階段的產(chǎn)物是酒精和二氧化碳或乳酸。其全過程都在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中進(jìn)行。有氧呼吸和無氧呼吸的過程圖解探究點2探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式1．酵母菌在有氧和無氧條件下都能生存，屬于兼性厭氧菌。2．檢測CO2的產(chǎn)生可使澄清石灰水變渾濁，另外使用溴麝香草粉藍(lán)水溶液檢測，變化是由藍(lán)變綠再變黃。3．檢測酒精的產(chǎn)生可使用橙色的重鉻酸鉀溶液，其在酸性條件下，與酒精發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，變成灰綠色。4.實驗探究過程（1）提出問題：酵母菌使葡萄糖發(fā)酵產(chǎn)生酒精是在有氧還是無氧條件下；酵母菌在有氧和無氧條件下細(xì)胞呼吸的產(chǎn)物是什么。（2）做出假設(shè)：針對上述問題，根據(jù)已有的知識和生活經(jīng)驗（如酵母菌可用于釀酒、發(fā)面等）做出合理的假設(shè)。（3）設(shè)計并進(jìn)行實驗①配制酵母菌培養(yǎng)液。②檢測CO2的產(chǎn)生，裝置如圖所示。③檢測酒精的產(chǎn)生：自A、B中各取2mL濾液分別注入編號為1、2的兩支試管中→分別滴加溶有0.1g重鉻酸鉀的濃硫酸溶液→（4）實驗現(xiàn)象甲、乙兩裝置中石灰水都變渾濁，但甲中渾濁程度高且速度快。2號試管中溶液由橙色變成灰綠色，1號試管不變色。（5）實驗結(jié)論:酵母菌在有氧和無氧條件下都能進(jìn)行細(xì)胞呼吸。在有氧條件下，酵母菌通過細(xì)胞呼吸產(chǎn)生大量的二氧化碳和水；在無氧條件下，酵母菌通過細(xì)胞呼吸產(chǎn)生酒精，還產(chǎn)生少量的二氧化碳。2、實驗中的關(guān)鍵步驟（1）將裝置（甲）連通橡皮球，讓空氣間斷而持續(xù)地依次通過3個錐形瓶，既保證O2的充分供應(yīng)，又使進(jìn)入A瓶的空氣先經(jīng)過NaOH的錐形瓶，洗除空氣中的CO2，保證第三個錐形瓶的澄清石灰水變渾濁是由酵母菌有氧呼吸產(chǎn)生的CO2所致。（2）B瓶應(yīng)封口放置一段時間，待酵母菌將B瓶中的氧消耗完，再連通盛有澄清石灰水的錐形瓶，確保是無氧呼吸產(chǎn)生的CO2通入澄清的石灰水。探究點3有氧呼吸與無氧呼吸的比較有氧呼吸無氧呼吸不同點場所細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)條件氧氣和酶酶產(chǎn)物二氧化碳和水酒精和二氧化碳或乳酸能量大量能量少量能量相同點實質(zhì)分解有機物，釋放能量聯(lián)系第一階段的場所及轉(zhuǎn)變過程相同探究點4影響細(xì)胞呼吸的環(huán)境因素（1）呼吸速率與溫度的關(guān)系（如圖）：①溫度通過影響與細(xì)胞呼吸有關(guān)酶的活性來影響呼吸速率最適溫度時，細(xì)胞呼吸最強，超過最適溫度呼吸酶活性降低，甚至變性失活，細(xì)胞呼吸受抑制；低于最適溫度時，酶活性下降，細(xì)胞呼吸受抑制。②應(yīng)用：生產(chǎn)上常利用這一原理在低溫下貯存蔬菜、水果，在大棚蔬菜的栽培過程中夜間適當(dāng)降溫，降低細(xì)胞呼吸，減少有機物的消耗，提高產(chǎn)量。（2）呼吸速率與O2濃度的關(guān)系（如圖）：①O2濃度低時，無氧呼吸占優(yōu)勢，隨O2濃度增大，無氧呼吸逐漸被抑制，有氧呼吸不斷加強；但當(dāng)O2濃度達(dá)到一定值后，隨O2濃度增大，有氧呼吸不再加強（受呼吸酶數(shù)量等因素的影響）。②應(yīng)用：生產(chǎn)上常利用適當(dāng)降低氧氣濃度等能夠抑制細(xì)胞呼吸、減少有機物消耗的原理來延長蔬菜、水果的保鮮時間，中耕松土增加根的有氧呼吸；在醫(yī)療上選用透氣的消毒紗布或松軟的“創(chuàng)可貼”包扎傷口，可抑制厭氧病原菌的繁殖。（3）呼吸速率與含水量的關(guān)系（如圖）：在一定范圍內(nèi)，細(xì)胞呼吸速率隨含水量的增加而加快，隨含水量的減少而減慢。（2）在作物種子儲藏時，將種子風(fēng)干，以減弱細(xì)胞呼吸，減少有機物的消耗。七、典例解析例1.右圖中能正確表示動物肌細(xì)胞內(nèi)ATP產(chǎn)生量與O2供給量之間關(guān)系的曲線是（）解析：無氧呼吸也產(chǎn)生少量能量。答案：C例2.下列關(guān)于真核生物細(xì)胞呼吸作用的說法，正確是（）A．無氧呼吸過程對氧氣沒有需求，所以與氧氣無關(guān)B．水果貯藏在完全無氧的環(huán)境中，可將損失減小到最低程度C．與有氧呼吸有關(guān)的酶存在于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體內(nèi)膜、線粒體基質(zhì)D．有氧呼吸三個階段共同的產(chǎn)物有ATP、[H]解析：無氧呼吸不需要氧氣，在有氧氣存在時，會受到抑制；完全無氧時，產(chǎn)生一定量的能量反而會分解更多的有機物；有氧呼吸進(jìn)行的場所有細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體(基質(zhì)和內(nèi)膜)，所以有關(guān)的酶也會分布于此。答案：C例3.提取鼠肝細(xì)胞的線粒體為實驗材料，向盛有線粒體的試管中注入丙酮酸時，測得氧的消耗量較大；當(dāng)注入葡萄糖時，測得氧的消耗量較小，同時注入細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和葡萄糖時，氧消耗量又較大。下列敘述中與實驗結(jié)果不符合的是（）A．有氧呼吸中，線粒體內(nèi)進(jìn)行的是第二、三階段B．線粒體能分解丙酮酸，不能分解葡萄糖C．丙酮酸分解的產(chǎn)物與氧結(jié)合生成水D．水是在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中生成的解析：［H］與氧結(jié)合形成水是在呼吸作用的第三階段，在線粒體內(nèi)膜上完成的。答案：D例4.用含示蹤原子18O的葡萄糖跟蹤有氧呼吸過程中的氧原子，18O轉(zhuǎn)移的途徑是（）A.葡萄糖→丙酮酸→水B.葡萄糖→丙酮酸→氧C.葡萄糖→氧→水D.葡萄糖→丙酮酸→二氧化碳解析：有氧呼吸過程中葡萄糖中的氧經(jīng)丙酮酸進(jìn)入二氧化碳中。答案：D例5.在一個錐形瓶中，加入混有酵母菌的葡萄糖溶液并蓋緊，如下圖所示。在圖右邊的有關(guān)坐標(biāo)曲線圖中，不正確的是()A．①B．②C．③D．④解析：酵母菌為兼性厭氧型生物，在溶液中的酵母菌進(jìn)行無氧呼吸產(chǎn)生酒精，故酒精越積越多，葡萄糖被有氧呼吸和無氧呼吸消耗而逐漸減少，產(chǎn)生的CO2溶于水使pH變小，酵母菌先繁殖而增多，后因種內(nèi)斗爭及營養(yǎng)的耗盡而減少。酵母菌是試題的?？妓夭?，應(yīng)引起重視。答案：B八、貼近高考高考題1.（2022年山東卷）某小組在室溫下進(jìn)行了酵母菌無氧呼吸的探究實驗（如圖）下列分析錯誤的是A．滴管中冒出的氣泡是反應(yīng)產(chǎn)生CO2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答案：D高考題2.（2022全國新課標(biāo)）下列關(guān)于呼吸作用的敘述，正確的是A．無氧呼吸的終產(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．無氧呼吸不需要O2的參與。該過程最終有[H]的積累D．質(zhì)量相同時，脂肪比糖原有氧氧化釋放的能量多解析：無氧呼吸的最終產(chǎn)物應(yīng)該是乳酸或者酒精和二氧化碳，有氧呼吸前兩階段產(chǎn)生的[H]在線粒體內(nèi)膜上與氧結(jié)合生成水。無氧呼吸不需要O2參與，但是并沒有[H]的積累，[H]只在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中參與反應(yīng)，產(chǎn)生了無氧呼吸的產(chǎn)物。質(zhì)量相同的脂肪和糖類，脂肪所儲存的能量更多，因此脂肪是主要的儲能物質(zhì)。答案：D高考題3.（2022全國卷Ⅱ）下列關(guān)于細(xì)胞呼吸的敘述，錯誤的是A．細(xì)胞呼吸必須在酶的催化下進(jìn)行B．人體硬骨組織細(xì)胞也進(jìn)行呼吸C．酵母菌可以進(jìn)行有氧呼吸和無氧呼吸D．葉肉細(xì)胞在光照下進(jìn)行光合作用，不進(jìn)行呼吸作用解析：細(xì)胞呼吸是活細(xì)胞都進(jìn)行的一項生命活動，必須在酶的催化作用下進(jìn)行；酵母菌在有氧的條件下，把葡萄糖分解成二氧化碳和水，無氧的條件下把葡萄糖分解成酒精和二氧化碳。因此D錯誤。答案：D高考題4.（2022天津卷）按下表設(shè)計進(jìn)行實驗，分組后，在相同的適宜條件下培養(yǎng)8～10小時，并對實驗結(jié)果進(jìn)行分析。實驗材料取樣處理分組培養(yǎng)液供氧情況適宜濃度酵母菌液50mL破碎細(xì)胞（細(xì)胞不完整）甲25mL75mL無氧乙25mL75mL遇氧50mL未處理丙25mL75mL無氧丁25mL75mL通氧下列敘述正確的是A.甲組不產(chǎn)生CO2而乙組產(chǎn)生B.甲組的酒精產(chǎn)量與丙組相同C.丁組能量轉(zhuǎn)換率與丙組相同D.丁組的氧氣消耗量大于乙組解析：酵母菌在有氧的條件下能將葡萄糖分解成CO2和水，無氧的條件下將葡萄糖分解成CO2和酒精。依題意，甲組、丙組進(jìn)行無氧呼吸，乙組、丁組進(jìn)行有氧呼吸。甲組、乙組兩組都產(chǎn)生CO2，由于甲組細(xì)胞不完整，甲組的酒精產(chǎn)量較丙組少，丁組能量轉(zhuǎn)換率較丙組高，丁組的氧氣消耗量大于乙組。故D正確。答案：D高考題5.（2022浙江卷）破傷風(fēng)梭狀芽孢桿菌侵入了人體深部的組織細(xì)胞并大量繁殖，下列關(guān)于該菌的細(xì)胞呼吸類型和消滅該菌首先要通過的免疫途徑的敘述，正確的是A．無氧呼吸和體液免疫B．無氧呼吸和細(xì)胞免疫C．有氧呼吸和體液免疫D．有氧呼吸和細(xì)胞免疫解析：破傷風(fēng)梭狀芽孢桿菌侵入了人體深部的組織細(xì)胞并大量繁殖，可見該菌的細(xì)胞呼吸類型是無氧呼吸，消滅該菌首先要通過細(xì)胞免疫的途徑。故選B。答案：B高考題6.（2022廣東理基）在密閉容器內(nèi)，酵母菌利用葡萄糖產(chǎn)生酒精，此過程不生成A．ATPB．乳酸C．三碳化合物D．解析：酵母菌利用葡萄糖產(chǎn)生酒精是無氧呼吸，第一階段產(chǎn)生丙酮酸（三碳化合物）和2個ATP，第二階段是丙酮酸在酶的作用下產(chǎn)生酒精和CO2，所以不生成乳酸。答案：B高考題7.（2022廣東卷）利用地窖貯藏種子、果蔬在我國歷史悠久。地窖中的濃度較高，有利于A．降低呼吸強度B．降低水分吸收C．促進(jìn)果實成熟D．促進(jìn)光合作用解析：儲藏種子和果蔬，主要是防止有機物呼吸消耗，是呼吸作用的產(chǎn)物，產(chǎn)物濃度高，使反應(yīng)速度下降，降低呼吸強度。答案：A高考題8.（2022年江蘇卷）右圖為不同培養(yǎng)階段酵母菌種群數(shù)量、葡萄糖濃度和乙醇濃度的變化曲線，請回答下列問題：(1)曲線AB段酵母菌呼吸發(fā)生的場所是▲；曲線BC段酵母菌呼吸的方式為▲。(2)酵母菌種群數(shù)量從C點開始下降的主要原因除葡萄糖大量消耗外，還有▲、▲。(3)在T1一T2時段，單位時間內(nèi)酵母菌消耗葡萄糖量迅速增加的主要原因有▲、▲。(4)某同學(xué)在T3時取樣，統(tǒng)計的酵母菌種群數(shù)量明顯高于D對應(yīng)的數(shù)量，原因可能有▲、▲和用血球計數(shù)板計數(shù)時出現(xiàn)錯誤等。答案：(1)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體有氧呼吸和無氧呼吸(2)乙醇含量過高培養(yǎng)液的pH下降(3)酵母菌進(jìn)行無氧呼吸，產(chǎn)生的能量少酵母菌種群數(shù)量增多(4)取樣時培養(yǎng)液未搖勻，從底部取樣未染色，統(tǒng)計的菌體數(shù)包含了死亡的菌體九、過關(guān)檢測1.在a、b、c、d條件下，測得某植物種子萌發(fā)時CO2和O2體積變化的相對值如右表。若底物是葡萄糖，則下弄敘述中正確的是CO2釋放量O2吸收量a100b83c64d77A.a條件下，呼吸產(chǎn)物除外還有酒精和乳酸B.b條件下，有氧呼吸消耗的葡萄糖比無氧呼吸多C.c條件下，無氧呼吸最弱D.d條件下，產(chǎn)生的全部來自線粒體2.右圖為探究CO2是否為植物光合作用原料的實驗裝置示意圖。其中a為實驗裝置，b為對照裝置。有關(guān)用塑料袋扎緊花盆的實驗設(shè)計思路是()A．確保植株與外界空氣進(jìn)一步隔絕B．排除土壤中微生物代謝活動的干擾C．防止NaOH溶液對植物根系的影響D．避免土壤中自養(yǎng)微生物光合作用形成淀粉3.下列過程存在無氧呼吸的是A．植物葉片在光下放出O2B．動物細(xì)胞內(nèi)的糖分解為H2O和CO2C．酵母細(xì)胞不產(chǎn)酒精的呼吸過程D．蘋果貯藏期間果肉積累酒精4．若在酵母菌酒精發(fā)酵后期通入氧氣，與不通氧氣相比，酒精的產(chǎn)生量會A．增加 B．減少C．不變 D．先增加后減少5．在上海種植的新疆哈密瓜往往沒有原產(chǎn)地的甜，其主要原因是上海地區(qū)的A．空氣質(zhì)量差，光合作用強B．土壤肥力足，呼吸作用弱C．晝夜溫差小，糖分積累少D．海拔高度低，水分散失多6.每個葡萄糖分子有氧呼吸釋放能量為m，其中40%用于ADP轉(zhuǎn)化為ATP，若1個高能磷酸鍵所含能量為n，則1個葡萄糖分子在有氧呼吸中產(chǎn)生ATP分子數(shù)為A．2n/5mB．2m/5nC．n/5mD．m/5n7.下圖表示呼吸作用過程中葡萄糖分解的兩個途徑。酶1、酶2和酶3依次分別存在于A．線粒體、線粒體和細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)B．線粒體、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體C．細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體和細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)D．細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體8.關(guān)于真核細(xì)胞呼吸正確的說法是A．無氧呼吸是不需氧的呼吸，因而其底物分解不屬于氧化反應(yīng)B．水果貯藏在完全無氧的環(huán)境中，可將損失減小到最低程度C．無氧呼吸的酶存在于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體D．有氧呼吸的酶存在于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體內(nèi)膜、線粒體基質(zhì)二、非選擇題9.現(xiàn)有等量的A、B兩個品種的小麥種子，將它們分別置于兩個容積相同、密封的棕色廣口瓶內(nèi)，各加入適量（等量）的水。在25℃條件下，瓶內(nèi)O2含量變化如圖所示。請回答：（1）在t1～t2期間，瓶內(nèi)O2含量的降低主要是由種子的引起的，A種子比B種子的呼吸速率，A、B種子釋放CO2量的變化趨勢是。（2）在0～t1期間，廣口瓶內(nèi)的CO2有少量增加，主要原因可能是。。I．為了研究在大豆種子萌發(fā)和生長過程中糖類和蛋白質(zhì)的相互關(guān)系，某研究小組在25℃（１）在觀察時間內(nèi)，圖中可溶性糖含量的變化是，萌發(fā)前營養(yǎng)物質(zhì)主要儲存在大豆種子的中，其結(jié)構(gòu)是由發(fā)育而來。（２）上圖表明：糖類和蛋白質(zhì)之間的關(guān)系是，糖類在過程中產(chǎn)生一些中間產(chǎn)物，可以通過作用生成相對應(yīng)的。（３）如果在同樣條件下繼續(xù)培養(yǎng)，預(yù)測上圖曲線最終變化趨勢是，其原因是量變化的預(yù)測實驗，請?zhí)畛鋵嶒炘?，判斷實驗步驟上畫線部分是否正確，并更正錯誤之處；寫出實驗結(jié)果。II．（１）實驗原理：蛋白質(zhì)，其顏色還深淺與蛋白質(zhì)含量成正比。（２）實驗步驟：①將三份等量大豆種子分別萌發(fā)1、5、9天后取出，各加入適量蒸餾水，研碎、提取、定容后離心得到蛋白質(zhì)制備液；②取3支試管，編號1、2、3，分別加入等量的萌發(fā)、5、9天的蛋白質(zhì)制備液；③在上述試管中各加入等量的，振蕩均勻后，在顏色變化。ab（３）實驗結(jié)果是：過關(guān)檢測參考答案1.解析：種