2024-2025學(xué)年新教材高中生物第5章細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用3細(xì)胞呼吸的原理和應(yīng)用學(xué)案1新人教版必修1

PAGE12-第3節(jié)細(xì)胞呼吸的原理和應(yīng)用學(xué)習(xí)目標(biāo)1.理解細(xì)胞呼吸的基本過程與場所,說明有氧呼吸和無氧呼吸的異同。2.理解細(xì)胞呼吸的原理,并探討其在生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用。3.進(jìn)行酵母菌細(xì)胞呼吸方式的探究。課堂探究導(dǎo)入新課運動員進(jìn)行體育競賽時,呼吸快慢在發(fā)生改變。由此設(shè)問:人體運動過程中所需能量從何而來?進(jìn)入人體的氧氣到哪兒去了,有何作用?自主合作探究探究一、細(xì)胞呼吸的概念及類型【自主學(xué)習(xí)1】閱讀課本P90文本,總結(jié)細(xì)胞呼吸的概念和類型。細(xì)胞呼吸是指細(xì)胞內(nèi)的有機(jī)物,并釋放的過程。細(xì)胞呼吸分為呼吸和呼吸兩種類型。

探究二、有氧呼吸【自主學(xué)習(xí)2】閱讀課本P92~93文本,查看“圖5-9有氧呼吸過程的圖解”,分析并回答下列問題。(1)真核細(xì)胞中,有氧呼吸的基本過程可分為幾個階段,分別發(fā)生在什么場所?(2)有氧呼吸過程中,水是第幾階段的反應(yīng)物,又是哪一階段的產(chǎn)物?(3)有氧呼吸過程中,CO2產(chǎn)生于第幾階段,O2在第幾階段參加反應(yīng)?(4)有氧呼吸過程中,哪個階段產(chǎn)生的還原氫最多,還原氫在什么場所被利用?(5)有氧呼吸生成的水和CO2中的氧原子分別來自什么物質(zhì)?【例1】圖示為真核細(xì)胞內(nèi)葡萄糖徹底氧化分解的基本過程,其中A、B、C等代表物質(zhì)或能量,①②③④表示過程或場所。請據(jù)圖作答:(1)圖中的A是,C是,D是,E是。

(2)過程④發(fā)生在,過程③發(fā)生在;能產(chǎn)生[H]的過程是(填序號),[H]被利用的過程是(填序號),能合成大量ATP的過程是(填序號),能合成ATP的過程是(填序號)。

(3)過程②中,物質(zhì)D需穿過層磷脂雙分子層,運輸方式可能是。若①③④表示場所,CO2濃度最高的部位是(填序號)。

(4)產(chǎn)物水中的氫來自(填物質(zhì));若給細(xì)胞供應(yīng)18O2,一段時間后,含有18O的物質(zhì)是(填序號)。

[自主總結(jié)1](1)有氧呼吸的基本過程第1階段第2階段第3階段場所條件反應(yīng)物產(chǎn)物釋放能量多少合成ATP多少(2)寫出有氧呼吸總反應(yīng)式,并標(biāo)出產(chǎn)物中各原子的來源(以葡萄糖為例)。(3)有氧呼吸的定義是什么?探究三、無氧呼吸[合作探究1]閱讀課本P94~96文本,總結(jié)并回答下列問題。(1)真核細(xì)胞中,無氧呼吸的過程可分為幾個階段,分別發(fā)生在什么場所?(2)無氧呼吸在第幾階段有能量釋放和ATP的合成,未釋放的能量儲存在什么物質(zhì)中?(3)哪些生物的無氧呼吸生成酒精,哪些生物的無氧呼吸生成乳酸?[自主總結(jié)2](1)無氧呼吸的基本過程第1階段第2階段場所條件反應(yīng)物產(chǎn)物釋放能量多少合成ATP多少(2)無氧呼吸產(chǎn)生酒精的生物有,無氧呼吸能產(chǎn)生乳酸的生物有。

(3)無氧呼吸的總反應(yīng)式(以葡萄糖為例):、。

(4)無氧呼吸的定義是什么?【例2】民間利用大米釀造米酒:將蒸熟的大米趁熱裝入缸甕中,并插上很多孔洞,蓋上木制蓋子。待冷卻至室溫后,在米飯上撒入酒曲(酵母菌),在室溫條件下進(jìn)行發(fā)酵,發(fā)覺米飯漸漸變稀,產(chǎn)生泡沫,過一段時間后才出現(xiàn)酒味。發(fā)酵結(jié)束后進(jìn)行過濾,收集濾液。請分析作答:(1)將大米蒸熟并趁熱裝入容器,其目的是。待米飯降至室溫后接種酵母菌,緣由是。

(2)發(fā)酵的早期階段,米飯漸漸變稀是的結(jié)果,后來出現(xiàn)酒味是的結(jié)果。

(3)如何檢測有無CO2與酒精的產(chǎn)生,方法依次為、。

(4)整個釀酒過程中,酵母菌細(xì)胞呼吸的反應(yīng)式為。

探究四、有氧呼吸與無氧呼吸的比較(以真核細(xì)胞中葡萄糖的氧化分解為例)[合作探究2]有氧呼吸與無氧呼吸的比較(填表,以葡萄糖的氧化分解為例)有氧呼吸無氧呼吸場所條件反應(yīng)物終產(chǎn)物[H]的產(chǎn)生[H]作用與利用釋放能量多少合成ATP多少共同點探究五、探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式【自主學(xué)習(xí)3】閱讀課本P90~91“探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式”,總結(jié)并回答下列問題。(1)試驗原理酵母菌在和條件下均能進(jìn)行細(xì)胞呼吸,屬于兼性厭氧菌。在有氧的條件下,酵母菌通過細(xì)胞呼吸產(chǎn)生大量的和水。在的條件下,酵母菌通過細(xì)胞呼吸產(chǎn)生和少量的。

(2)CO2的檢測方法CO2可使澄清石灰水變,也可使溶液由變再變。依據(jù)石灰水渾濁程度或溴麝香草酚藍(lán)溶液變成黃色時間的長短,可以檢測酵母菌培育液中CO2狀況。

(3)酒精的檢測方法橙色的溶液,在性條件下與酒精發(fā)生化學(xué)反應(yīng),變成。

探究六、影響細(xì)胞呼吸的環(huán)境因素【合作探究3】(1)溫度:通過影響而影響細(xì)胞呼吸。在肯定范圍內(nèi),細(xì)胞呼吸的速率隨溫度的上升而明顯加快,但超過肯定的溫度后,細(xì)胞呼吸反而會減弱,甚至停止。

(2)O2濃度:(下圖為O2濃度對細(xì)胞呼吸的影響,據(jù)圖作答)①O2濃度=0時進(jìn)行;0<O2濃度<10%進(jìn)行;O2濃度≥10%時進(jìn)行。

②細(xì)胞呼吸產(chǎn)生CO2最慢的是點。

③葡萄糖的氧化分解過程中,線段AB=BC,此表明有氧呼吸和無氧呼吸釋放的CO2量。

(3)CO2濃度:對細(xì)胞呼吸具有作用。

(4)含水量:在肯定范圍內(nèi),細(xì)胞呼吸強(qiáng)度隨含水量增加而。

探究七、細(xì)胞呼吸原理在生產(chǎn)和生活上的應(yīng)用【自主學(xué)習(xí)4】閱讀課本P95資料分析“細(xì)胞呼吸原理的應(yīng)用”,總結(jié)細(xì)胞呼吸原理的應(yīng)用。下列實例中,應(yīng)用了有氧呼吸原理的是,應(yīng)用了無氧呼吸原理的是,應(yīng)用了有氧呼吸和無氧呼吸原理的是。

①包扎傷口時選用透氣消毒紗布②酵母菌釀酒時先通氣,后密封③花盆常常松土和作物栽培中中耕松土④稻田定期排水⑤提倡慢跑⑥糧油種子的貯藏降低含水量、降低溫度⑦在保鮮果實和蔬菜時降低溫度、降低O2濃度、增加CO2濃度核心素養(yǎng)專練1.下列關(guān)于細(xì)胞內(nèi)葡萄糖分解成丙酮酸的敘述,正確的是()A.發(fā)生在線粒體中B.需在有氧條件下進(jìn)行C.不產(chǎn)生CO2 D.反應(yīng)速率不受溫度影響2.有氧呼吸中,CO2產(chǎn)生于()A.[H]與O2的結(jié)合過程B.水作為反應(yīng)物被利用的過程C.丙酮酸的產(chǎn)生過程D.[H]與ATP的生成過程3.在有氧呼吸中,進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)的氧氣()A.將丙酮酸氧化成CO2B.參加ATP的形成C.將葡萄糖分解成丙酮酸D.與氫反應(yīng)生成水4.有氧呼吸與無氧呼吸的相同點是()①都在線粒體中進(jìn)行②都須要酶③都需O2④都產(chǎn)生ATP⑤都經(jīng)過生成丙酮酸的反應(yīng)A.②④⑤B.②③⑤C.②③④ D.①②⑤5.右圖表示細(xì)胞呼吸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6.在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體內(nèi)均能完成的是()A.葡萄糖→丙酮酸 B.丙酮酸→酒精C.ADP+Pi+能量→ATP D.[H]+O2→H2O7.下列關(guān)于植物細(xì)胞呼吸的敘述,正確的是()A.中間產(chǎn)物丙酮酸可以通過線粒體雙層膜B.是否產(chǎn)生CO2是兩種細(xì)胞呼吸方式的主要區(qū)分C.高等植物進(jìn)行有氧呼吸,不能進(jìn)行無氧呼吸D.與高等動物相比獨有的細(xì)胞呼吸產(chǎn)物是乳酸8.(不定項選擇題)下列與微生物呼吸有關(guān)的敘述,錯誤的是()A.肺炎雙球菌無線粒體,但能進(jìn)行有氧呼吸B.乳酸菌在無氧呼吸的各反應(yīng)階段均能生成少量的ATPC.破傷風(fēng)芽孢桿菌相宜生活在有氧的環(huán)境中D.有氧和無氧時,酵母菌呼吸作用產(chǎn)物不同9.(不定項選擇題)下圖表示某植物的非綠色器官在氧濃度為a、b、c、d時,CO2釋放量和O2汲取量的改變。下列相關(guān)敘述錯誤的是(雙選)()A.氧濃度為a時,有氧呼吸最弱B.氧濃度為b時,有氧呼吸消耗葡萄糖的量是無氧呼吸的1/3C.氧濃度為c時,最適于貯藏該植物器官D.氧濃度為d時,有氧呼吸強(qiáng)度與無氧呼吸強(qiáng)度相等10.(不定項選擇題)將等量且足量的蘋果果肉分別放在O2濃度不同的密閉容器中,1h后測定O2的汲取量和CO2的釋放量,如下表:O2濃度改變量01%2%3%5%7%10%15%20%25%O2吸收量/mol00.10.20.30.40.50.60.70.80.8CO2釋放量/mol10.80.60.50.40.50.60.70.80.8下列有關(guān)敘述錯誤的是()A.蘋果果肉細(xì)胞在O2濃度為0%~3%和5%~25%時,分別進(jìn)行無氧呼吸和有氧呼吸B.貯藏蘋果時,應(yīng)選擇O2濃度為5%的相宜環(huán)境條件C.O2濃度越高,蘋果果肉細(xì)胞有氧呼吸越旺盛,產(chǎn)生ATP越多D.蘋果果肉細(xì)胞進(jìn)行無氧呼吸時,產(chǎn)生乳酸和二氧化碳11.(不定項選擇題)下圖所示為不同距離的跑步過程中,有氧呼吸和無氧呼吸供能的百分比。下列說法正確的是()A.跑步距離越長,無氧呼吸供能所占比例越大B.1500米跑時,有氧呼吸與無氧呼吸消耗的葡萄糖的量相當(dāng)C.100米跑時,所需ATP主要由無氧呼吸產(chǎn)生D.馬拉松跑時,肌肉細(xì)胞呼吸釋放的CO2量與汲取的O2量之比為1∶112.下圖為某生物體內(nèi)的細(xì)胞呼吸,其中序號①~④代表過程,字母A~D代表細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的物質(zhì)。請據(jù)圖回答下列問題:(1)圖示中,物質(zhì)A為,物質(zhì)B為,物質(zhì)C為。

(2)在人體內(nèi)進(jìn)行的有氧呼吸過程包括(填序號),可發(fā)生在人體細(xì)胞中的過程是(填序號),發(fā)生在神經(jīng)元細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中的過程是(填序號)。

(3)水作為反應(yīng)物利用的過程是(填序號),合成大量ATP的過程是(填序號),在酵母菌細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行的過程是(填序號),有CO2產(chǎn)生的過程是(填序號)。

(4)產(chǎn)物水中的氫原子來自物質(zhì)、氧原子來自物質(zhì);反應(yīng)物水中的氧原子進(jìn)入物質(zhì)、氫原子進(jìn)入物質(zhì)中。若將葡萄糖中的氧原子標(biāo)記為18O,則經(jīng)動物細(xì)胞呼吸后,含18O的物質(zhì)是。

參考答案自主合作探究探究一【自主學(xué)習(xí)1】氧化分解能量有氧無氧探究二【自主學(xué)習(xí)2】(1)有氧呼吸包括第一、其次、第三,共三個階段,依次發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體基質(zhì)和線粒體內(nèi)膜上。(2)其次階段第三階段(3)其次階段第三階段(4)其次階段線粒體內(nèi)膜(5)O2葡萄糖和水【例1】(1)丙酮酸CO2O2能量(2)線粒體內(nèi)膜線粒體基質(zhì)①③④④①③④(3)2自由擴(kuò)散③(4)葡萄糖和水C、F[自主總結(jié)1](1)第1階段第2階段第3階段場所細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)線粒體基質(zhì)線粒體內(nèi)膜條件酶酶O2、酶反應(yīng)物C6H12O6丙酮酸、H2O[H]、O2產(chǎn)物丙酮酸、[H]CO2、[H]H2O釋放能量多少少少多合成ATP多少少少多(2)(3)是指細(xì)胞在氧的參加下,通過多種酶的催化作用,把葡萄糖等有機(jī)物徹底氧化分解,產(chǎn)生CO2和水,同時釋放能量,生成大量ATP的過程。探究三[合作探究1](1)兩個階段細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)(2)第一階段酒精或乳酸(3)植物和酵母菌等生物。高等動物、馬鈴薯的塊莖、甜菜塊根、玉米胚等細(xì)胞及乳酸菌等。[自主總結(jié)2](1)第1階段第2階段場所細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)條件無氧、酶無氧、酶續(xù)表第1階段第2階段反應(yīng)物葡萄糖丙酮酸、[H]產(chǎn)物丙酮酸、[H]乳酸或酒精和CO2釋放能量多少少無合成ATP多少少無(2)酵母菌、多數(shù)植物乳酸菌、動物、馬鈴薯的塊莖、甜菜的塊根和玉米的胚等。(3)C6H12O62C3H6O3+少量能量C6H12O62C2H5OH+2CO2+少量能量(4)細(xì)胞在無氧條件下,通過多種酶的催化作用,把葡萄糖等有機(jī)物不徹底的氧化分解,產(chǎn)生酒精和CO2或乳酸,釋放少量能量,生成少量ATP的過程?！纠?】(1)汲取足夠的水分并滅菌防止高溫殺死酵母菌(2)有氧呼吸產(chǎn)生水無氧呼吸產(chǎn)生酒精(3)通入澄清石灰水,看其是否變渾濁(或通入溴麝香草酚藍(lán)溶液,看其是否由藍(lán)變綠再變黃)運用酸性重鉻酸鉀,看是否由橙色變?yōu)榛揖G色(4)略探究四[合作探究2]有氧呼吸無氧呼吸場所細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)條件O2、酶無O2、酶反應(yīng)物C6H12O6、O2和H2OC6H12O6終產(chǎn)物CO2和H2O酒精和二氧化碳或乳酸[H]的產(chǎn)生有氧呼吸第一和其次階段無氧呼吸第一階段[H]作用與利用與O2結(jié)合成水與丙酮酸反應(yīng)釋放能量多少多少合成ATP多少多少共同點(過程)第一階段完全相同;(條件)都須要多種酶的催化;(本質(zhì))都是氧化分解有機(jī)物,釋放