2021-2022新教材浙科版生物學(xué)必修1學(xué)案：3.4第1課時需氧呼吸與厭氧呼吸的過程Word版含答案

第四節(jié)細(xì)胞呼吸為細(xì)胞生活提供能量第1課時需氧呼吸與厭氧呼吸的過程考試內(nèi)容核心素養(yǎng)細(xì)胞呼吸的本質(zhì)是糖等有機(jī)物的氧化分解1.生命觀念——具備物質(zhì)與能量觀，明確細(xì)胞呼吸是細(xì)胞獲得能量的主要途徑2．科學(xué)思維——運(yùn)用歸納與概括、模型與建模，分析比較需氧呼吸及厭氧呼吸的過程知識點eq\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(,,,,))需氧呼吸與厭氧呼吸的過程1．細(xì)胞呼吸的概念及分類(1)概念：指細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行的將糖類等有機(jī)物分解成無機(jī)物或者小分子有機(jī)物，并且釋放出能量的過程。(2)分類：根據(jù)是否有氧參與，分為需氧呼吸和厭氧呼吸。2．需氧呼吸(1)條件：必須有氧參加，把糖分子氧化成二氧化碳和水。(2)反應(yīng)場所：細(xì)胞溶膠和線粒體。(3)反應(yīng)過程階段項目第一階段第二階段第三階段名稱糖酵解檸檬酸循環(huán)電子傳遞鏈場所細(xì)胞溶膠線粒體基質(zhì)線粒體內(nèi)膜物質(zhì)變化1分子葡萄糖→2個三碳化合物(丙酮酸)和少量[H]丙酮酸被徹底氧化分解形成二氧化碳，產(chǎn)生[H]前兩個階段產(chǎn)生的[H]與氧結(jié)合生成水能量變化釋放少量能量，形成少量ATP釋放少量能量，形成少量ATP釋放大量能量，形成大量ATP需氧呼吸總反應(yīng)式3．厭氧呼吸(1)概念：細(xì)胞在無氧條件下，將糖分子分解成乳酸或乙醇和CO2，并釋放少量能量的過程。(2)場所：細(xì)胞溶膠。(3)類型項目乳酸發(fā)酵乙醇發(fā)酵發(fā)酵過程第一階段糖酵解：1分子葡萄糖→2個三碳化合物(丙酮酸)和少量[H]第二階段總反應(yīng)式生物類型動物細(xì)胞、某些植物細(xì)胞、乳酸細(xì)菌等某些植物細(xì)胞、酵母菌等(4)意義對于某些生物而言，在無氧或缺氧條件下，細(xì)胞通過厭氧呼吸可以快速利用葡萄糖產(chǎn)生ATP，以維持生命。1．判斷題(1)細(xì)胞呼吸是細(xì)胞吸收O2，釋放CO2的一種氣體交換過程(×)(2)需氧呼吸釋放的能量多數(shù)儲存在ATP中(×)(3)細(xì)胞呼吸是一系列的化學(xué)反應(yīng)過程，能為生命活動提供能量(√)(4)厭氧呼吸過程中無[H]的產(chǎn)生與消耗(×)(5)需氧呼吸是氧化還原反應(yīng)，每個階段都需要氧氣參與(×)(6)需氧呼吸的三個階段均能產(chǎn)生和消耗[H](×)(7)骨骼肌細(xì)胞的線粒體能利用葡萄糖進(jìn)行需氧呼吸，產(chǎn)生二氧化碳和水(×)(8)需氧型細(xì)菌需氧呼吸的主要場所是線粒體(×)(9)厭氧呼吸的兩個階段都能產(chǎn)生ATP(×)(10)厭氧呼吸的全過程都在細(xì)胞溶膠中進(jìn)行(√)2．下列關(guān)于細(xì)胞呼吸的理解，正確的是()A．細(xì)胞呼吸都需要氧氣B．同一個體的細(xì)胞呼吸方式必定相同C．有的需氧呼吸型生物的細(xì)胞也能進(jìn)行厭氧呼吸D．細(xì)胞呼吸的本質(zhì)是徹底氧化分解有機(jī)物并釋放能量解析：選C細(xì)胞呼吸中需氧呼吸需要氧氣，而厭氧呼吸不需要氧氣，A錯誤；同一個體的細(xì)胞呼吸方式不一定相同，如人體劇烈運(yùn)動時，有的細(xì)胞進(jìn)行需氧呼吸，有的細(xì)胞進(jìn)行厭氧呼吸，B錯誤；有的需氧呼吸型生物的細(xì)胞在缺氧時也能進(jìn)行厭氧呼吸，C正確；細(xì)胞呼吸的本質(zhì)是氧化分解有機(jī)物并釋放能量，需氧呼吸可徹底氧化分解有機(jī)物，而厭氧呼吸不能徹底氧化分解有機(jī)物，D錯誤。3．在需氧呼吸的三個階段中，能產(chǎn)生ATP的是()A．只有第一階段 B．只有第二階段C．只有第三階段 D．三個階段均能解析：選D需氧呼吸的三個階段中，均能產(chǎn)生ATP。4.如圖為線粒體的結(jié)構(gòu)示意圖，其中不可能發(fā)生的反應(yīng)是()A．②處發(fā)生CO2的生成B．①處產(chǎn)生ATPC．②處產(chǎn)生[H]D．③處發(fā)生[H]與O2的結(jié)合解析：選B②處為線粒體基質(zhì)，是需氧呼吸第二階段進(jìn)行的場所，發(fā)生CO2的生成，A正確；①處線粒體外膜，此處不含細(xì)胞呼吸相關(guān)的酶，不產(chǎn)生ATP，B錯誤；②處進(jìn)行有氧呼吸第二階段，丙酮酸分解產(chǎn)生CO2和[H]，C正確；③處為線粒體內(nèi)膜，是有氧呼吸第三階段發(fā)生的場所，發(fā)生[H]與O2的結(jié)合生成H2O，D正確。1．無土栽培是近幾年迅速發(fā)展起來的一項栽培技術(shù)，是利用溶液培養(yǎng)法的原理，把植物生長發(fā)育所需要的各種礦質(zhì)元素按一定比例配制成營養(yǎng)液，植物從培養(yǎng)液中吸收營養(yǎng)。但是這樣往往會發(fā)生爛根現(xiàn)象。試分析：(1)爛根現(xiàn)象發(fā)生的原因是什么？提示：培養(yǎng)液中的溶氧量很少，很快就會被植物消耗完，根細(xì)胞進(jìn)行厭氧呼吸產(chǎn)生乙醇，乙醇積累過多會使根細(xì)胞死亡，導(dǎo)致爛根。(2)如何解決這一問題？提示：定時向培養(yǎng)液中通入空氣。2．需氧呼吸是生物體內(nèi)高效的產(chǎn)能方式，某同學(xué)學(xué)習(xí)了需氧呼吸的基本內(nèi)容之后，繪制的需氧呼吸概念圖如下。請分析該同學(xué)的繪制的概念圖，思考并回答以下問題。(1)需氧呼吸主要發(fā)生在線粒體中，思考線粒體有哪些結(jié)構(gòu)特點與其功能相適應(yīng)？提示：①內(nèi)膜向內(nèi)折疊形成嵴，使內(nèi)膜表面積大大增加；②內(nèi)膜和基質(zhì)中含有與需氧呼吸有關(guān)的酶。(2)該同學(xué)繪制的概念圖中，a、b、c分別表示什么過程？提示：a表示糖酵解過程，b表示檸檬酸循環(huán)過程，c表示電子傳遞鏈過程。(3)針對需氧呼吸的具體過程，分析以下內(nèi)容。①需氧呼吸中，[H]產(chǎn)生和消耗分別發(fā)生在哪些階段？提示：[H]產(chǎn)生的階段：第一、二階段；[H]消耗的階段：第三階段。②需氧呼吸中，CO2在哪個階段產(chǎn)生？提示：CO2是在第二階段產(chǎn)生，是由丙酮酸和水反應(yīng)生成的，場所是線粒體基質(zhì)。③需氧呼吸中，H2O消耗和產(chǎn)生分別發(fā)生在哪些階段？提示：在第二階段H2O與丙酮酸反應(yīng)；第三階段[H]和O2結(jié)合生成H2O。④需氧呼吸中，O2參與反應(yīng)發(fā)生在哪個階段？此階段的產(chǎn)物是什么？提示：在第三階段O2與[H]反應(yīng)生成H2O。3．厭氧呼吸有兩種類型，其物質(zhì)轉(zhuǎn)化過程如下：(1)所有生物厭氧呼吸的產(chǎn)物相同嗎？________說明理由___________________________________________________________________________________________________，并將下面生物按照厭氧呼吸類型進(jìn)行分類：①甜菜塊根②玉米的根毛細(xì)胞③馬鈴薯塊莖④人體劇烈運(yùn)動時的部分肌肉細(xì)胞⑤酵母菌⑥乳酸菌⑦玉米的胚⑧蘋果⑨玉米的根(水淹)產(chǎn)乙醇、二氧化碳的是________；產(chǎn)乳酸的是________。提示：不同。因為不同生物細(xì)胞所具有的酶不同，導(dǎo)致反應(yīng)途徑不同，產(chǎn)物也不同。故答案為：②⑤⑧⑨；①③④⑥⑦。(2)厭氧呼吸只在第一階段產(chǎn)生少量ATP，厭氧呼吸為什么產(chǎn)生的能量是少量的？提示：因為厭氧呼吸生成的乳酸或乙醇中儲存大部分能量。(3)劇烈運(yùn)動過后的肌肉酸疼是怎樣造成的？提示：劇烈運(yùn)動，氧氣供應(yīng)不足，肌肉細(xì)胞厭氧呼吸產(chǎn)生了乳酸。(4)如果酵母菌需氧呼吸和厭氧呼吸分別同時消耗1mol葡萄糖，則產(chǎn)生的二氧化碳之比為多少？提示：消耗1mol葡萄糖時需氧呼吸產(chǎn)生6molCO2，厭氧呼吸產(chǎn)生2molCO2，所以產(chǎn)生的二氧化碳之比為3∶1。(5)酵母菌既能進(jìn)行需氧呼吸，又能進(jìn)行厭氧呼吸，若酵母菌進(jìn)行細(xì)胞呼吸時，釋放的CO2比吸收的O2多。分析出現(xiàn)上述現(xiàn)象的原因。提示：由需氧呼吸和厭氧呼吸反應(yīng)方程式可知，如果酵母菌只進(jìn)行需氧呼吸，釋放的CO2與吸收的O2一樣多，故此時酵母菌既進(jìn)行需氧呼吸又進(jìn)行厭氧呼吸。1．細(xì)胞呼吸本質(zhì)的認(rèn)識(1)細(xì)胞呼吸的內(nèi)涵：不是氣體交換，是細(xì)胞內(nèi)有機(jī)物的氧化分解過程。(2)分解的底物：既可是糖類，也可是油脂等其他有機(jī)物。(3)分解的結(jié)果：若是需氧呼吸，則是一種徹底的氧化還原反應(yīng)，產(chǎn)物為無機(jī)物，徹底釋放能量；若是厭氧呼吸，則是一種不徹底的物質(zhì)分解過程，產(chǎn)物為小分子有機(jī)物，只有少部分能量被釋放出來，大部分能量仍然留在有機(jī)物中。(4)細(xì)胞呼吸的意義：為生命活動提供能量。2．需氧呼吸過程中[H]和氧元素的來源與去路(1)細(xì)胞呼吸中[H]和ATP的來源和去路來源去路[H]需氧呼吸：C6H12O6和H2O需氧呼吸：與O2結(jié)合生成水ATP需氧呼吸：三個階段都產(chǎn)生用于各項生命活動(2)需氧呼吸中氧元素的來源和去路3．需氧呼吸與厭氧呼吸過程分析的易錯點(1)需氧呼吸三個階段都能產(chǎn)生能量(大量能量在第三階段產(chǎn)生)，但大部分以熱能形式散失，僅有一小部分能量轉(zhuǎn)移到ATP中(厭氧呼吸大部分能量仍儲存在乙醇或乳酸中)。(2)真核生物細(xì)胞并非都能進(jìn)行需氧呼吸，如蛔蟲細(xì)胞、哺乳動物成熟的紅細(xì)胞只能進(jìn)行厭氧呼吸。(3)原核生物無線粒體，但有些原核生物可進(jìn)行需氧呼吸，如藍(lán)細(xì)菌、硝化細(xì)菌等，因為其細(xì)胞中含有與需氧呼吸有關(guān)的酶。(4)需氧呼吸第三階段需要氧氣的直接參與，但是另外兩個階段需要有氧氣的環(huán)境。(5)厭氧呼吸過程中[H]還原的對象不同，若是乳酸發(fā)酵，[H]還原的對象為丙酮酸，若是乙醇發(fā)酵，則還原的對象為乙醛。4．需氧呼吸和厭氧呼吸過程圖解5．細(xì)胞需氧呼吸與厭氧呼吸方式的判斷1．下列關(guān)于細(xì)胞呼吸的敘述，正確的是()A．細(xì)胞呼吸就是在細(xì)胞內(nèi)將糖類等有機(jī)物分解成無機(jī)物，并釋放能量的過程B．細(xì)胞呼吸產(chǎn)生CO2的場所是線粒體基質(zhì)C．檢測是否釋放CO2，可以判斷酵母菌的呼吸方式D．人的肌肉細(xì)胞進(jìn)行厭氧呼吸，為爭取時間而消耗了較多能量解析：選D細(xì)胞呼吸中的厭氧呼吸的產(chǎn)物中存在有機(jī)物，A錯誤；厭氧呼吸產(chǎn)生CO2的場所是細(xì)胞溶膠，需氧呼吸產(chǎn)生CO2的場所是線粒體基質(zhì)，B錯誤；酵母菌需氧呼吸和厭氧呼吸都產(chǎn)生CO2，C錯誤；厭氧呼吸能釋放少量能量，是細(xì)胞為爭取時間而消耗較多能量的辦法，D正確。2．細(xì)胞內(nèi)糖分解代謝過程如圖，下列敘述錯誤的是()A．植物細(xì)胞能進(jìn)行過程①和③或過程①和④B．真核細(xì)胞的細(xì)胞溶膠中能進(jìn)行過程①和②C．動物細(xì)胞內(nèi)，過程②比過程①釋放的能量多D．乳酸菌細(xì)胞內(nèi)，過程①產(chǎn)生[H]，過程③消耗[H]解析：選B大多數(shù)植物厭氧呼吸能夠產(chǎn)生酒精，少數(shù)植物器官如馬鈴薯塊莖和甜菜塊根厭氧呼吸的產(chǎn)物是乳酸，A正確；①表示需氧呼吸第一階段，②表示需氧呼吸第二、三兩個階段，細(xì)胞溶膠中只能發(fā)生過程①，過程②發(fā)生在線粒體中，B錯誤；過程①是需氧呼吸第一階段，過程②表示需氧呼吸二、三兩個階段，需氧呼吸第三階段產(chǎn)生能量最多，C正確；乳酸菌厭氧呼吸第一階段進(jìn)行糖酵解產(chǎn)生丙酮酸和[H]，第二階段又將丙酮酸在乳酸脫氫酶催化下被[H]還原為乳酸，D正確。3．在細(xì)胞呼吸過程中，若有CO2產(chǎn)生，則下列敘述正確的是()A．不一定在生物膜上進(jìn)行，但一定有乙醇產(chǎn)生B．不一定發(fā)生需氧呼吸，但一定有水產(chǎn)生C．不一定在線粒體中進(jìn)行，但一定有葡萄糖的消耗D．不一定發(fā)生厭氧呼吸，但一定有能量釋放解析：選D細(xì)胞需氧呼吸過程中，CO2產(chǎn)生于第二階段，發(fā)生在線粒體基質(zhì)中，不是在生物膜上進(jìn)行，也沒有乙醇產(chǎn)生，A錯誤；有水產(chǎn)生的呼吸方式一定是需氧呼吸，B錯誤；細(xì)胞呼吸的底物一般是葡萄糖，但也可以是脂肪或蛋白質(zhì)，C錯誤；細(xì)胞需氧呼吸過程中也有CO2產(chǎn)生，且一定有能量釋放，D正確。4．下圖為人體細(xì)胞內(nèi)葡萄糖代謝過程簡圖，①～③是生化反應(yīng)過程，甲～丁代表相關(guān)物質(zhì)。下列敘述錯誤的是()A．①②③過程釋放的能量只有少部分貯存在ATP中B．②③過程的正常進(jìn)行需要有氧氣的存在C．甲、乙、丙、丁表示的物質(zhì)各不同D．圖示生理過程也能發(fā)生在某些原核細(xì)胞中解析：選C①②③過程分別是需氧呼吸的三個階段，都有能量釋放，但釋放的能量大部分以熱能形式散失，只有少部分儲存在ATP中，A正確；②③過程分別是需氧呼吸的第二、三階段，其正常進(jìn)行需要有氧氣的存在，B正確；甲、乙、丙、丁表示的物質(zhì)分別是丙酮酸、[H]、水、水，C錯誤；原核生物缺乏線粒體，但醋酸菌、藍(lán)細(xì)菌等原核生物也能進(jìn)行圖示的需氧呼吸過程，D正確。1．下列關(guān)于人體骨骼肌細(xì)胞呼吸的敘述，正確的是()A．若需氧呼吸和厭氧呼吸消耗的葡萄糖量之比為1∶3，則該組織消耗的氧氣量與產(chǎn)生的二氧化碳量之比為1∶2B．在缺氧條件下，細(xì)胞主要進(jìn)行厭氧呼吸，快速地利用葡萄糖產(chǎn)生ATPC．糖酵解產(chǎn)生的丙酮酸，缺氧條件下可被乳酸脫氫酶還原為乳酸D．呼吸過程中釋放的大部分能量用來維持體溫解析：選D骨骼肌細(xì)胞厭氧呼吸不消耗氧氣也不產(chǎn)生二氧化碳，所以需氧呼吸和厭氧呼吸消耗的葡萄糖量之比為1∶3時，該組織消耗的氧氣量與產(chǎn)生的二氧化碳量之比為1∶1，A錯誤；在缺氧條件下，短時間內(nèi)細(xì)胞可以進(jìn)行厭氧呼吸，快速地利用葡萄糖產(chǎn)生ATP，但仍以有氧呼吸為主，B錯誤；糖酵解產(chǎn)生的丙酮酸，缺氧條件下可在乳酸脫氫酶的催化下被[H]還原為乳酸，C錯誤；呼吸過程中釋放的能量大部分以熱能形式散失，用來維持體溫，D正確。2．下圖表示萌發(fā)的小麥種子中可能發(fā)生的相關(guān)生理過程，a～e表示物質(zhì)，①～④表示過程。下列有關(guān)敘述正確的是()A．催化反應(yīng)②和④的酶都存在于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中B．圖中物質(zhì)c為[H]，它只在需氧呼吸過程中產(chǎn)生C．圖中①②過程主要發(fā)生在小麥種子萌發(fā)的早期，其中e為ATPD．①④③過程為需氧呼吸的三個階段，其中物質(zhì)a、d分別是丙酮酸和O2解析：選D題圖為細(xì)胞呼吸的全過程，①②過程為厭氧呼吸，①④③過程為需氧呼吸，a、b、c、d、e分別表示丙酮酸、CO2、[H]、O2、乙醇；催化反應(yīng)②和④的酶分別存在于細(xì)胞溶膠和線粒體基質(zhì)中；厭氧呼吸的第一階段也產(chǎn)生[H]。3．如圖表示需氧呼吸過程，下列有關(guān)說法正確的是()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程D．原核生物能完成圖示全過程解析：選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、三階段的場所分別是細(xì)胞溶膠、線粒體基質(zhì)和線粒體內(nèi)膜；原核生物也可以進(jìn)行需氧呼吸。4．正常情況下線粒體內(nèi)膜上[H]的氧化與ATP的合成偶聯(lián)，即在[H]氧化的同時合成ATP。某藥物可阻斷該過程中ATP的合成，研究人員利用離體培養(yǎng)的線粒體進(jìn)行