高中生物必修1第5章细胞的能量供应和利用第3节ATP的主要能源——细胞呼吸

课题第5章细胞的能量供应和利用
第3节 ATP的主要能源——细胞呼吸
【学习目标】
1.说出线粒体的结构和功能。

2.说明有氧呼吸和无氧呼吸的异同。

3.说明细胞呼吸的原理，并探讨其在生产和生活中的应用。

4.进行酵母菌细胞呼吸方式的探究。

预习案
【使用说明及学法指导】
1.阅读课本第91—96页，独立完成基础知识梳理和预习自测，用时20～25分钟；
2.不会的或有疑问的地方用双色笔标出，留到课堂解决；
3.正课结束后及时整理导学案，进行纠错反思。

Ⅰ.教材助读：基础知识梳理
一．细胞呼吸
有机物在内经过一系列的氧化分解,生成___________或其他产物,释放出能量并生成ATP的过程,叫。

ATP分子的中能量的主要来源是细胞呼吸。

二．细胞呼吸的方式
1.酵母菌在有氧和无氧的条件下都能进行细胞呼吸。

在有氧条件下,细胞呼吸产生大量的；在无氧条件下,酵母菌通过细胞呼吸产生,还能产生少量的。

2.科学家通过大量的实验证实,细胞呼吸可分为___________和____________两种类型。

三．有氧呼吸
1.概念:有氧呼吸是细胞呼吸的主要形式,是指细胞在氧的参与下,通过多种酶的催化作用,把葡萄糖等有机物彻底氧化分解,产生,释放能量,生成许多的过程。

2.主要场所：是,其基本结构包括外膜、内膜、嵴、基质,_____________中含有许多种与有氧呼吸有关的_______。

3.过程:有氧呼吸的过程可概括地分为三个阶段。

第一阶段：葡萄糖分解形成_________,产生少量的[H],并且释放______的能量，在中进行；第二阶段：彻底分解形成和[H],并且释放________的能量，在中进行；
第三阶段：第一、二阶段产生的_____与氧结合生成H2O,并且释放______的能量，在上进行。

每个阶段的反应都有相应的______催化。

4.总反应式：_______________________________________________________。

四．无氧呼吸
1.概念:是指细胞在无氧条件下,通过多种酶的催化作用,把糖类等有机物分解成为的氧化产物,同时释放出能量，生成少量_______的过程。

2.过程及场所:无氧呼吸过程可概括地分为两个阶段,这两个阶段需要__________催化,都在中进行。

第一个阶段与有氧呼吸的第一个阶段完全相同；第二个阶段是丙酮酸在___________的作用下,分解成酒精和二氧化碳,或者转化成。

3．总反应式：____________________________________或_____________________________________。

我的疑问请将预习中不能解决的问题写下来，供课堂解决。

探究案
Ⅰ.课内探究和知识拓展：
探究点一探究酵母菌细胞呼吸的方式
【问题1】探究酵母菌细胞呼吸的方式的实验原理是什么? 提示：
①酵母菌是单细胞真菌，在有氧和无氧的条件下都能生存，属于兼性厌氧菌。

因此便于用来研究细胞呼吸的不同方式，通过定性测定酵母菌在有氧和无氧的条件下细胞呼吸的产物来确定酵母菌细胞呼吸的方式。

②CO2可使澄清石灰水变混浊，也可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄。

根据石灰水混浊程度或溴麝香草酚蓝水溶液变成黄色的时间长短，可以检测酵母菌培养液中CO2的产生情况。

③橙色重铬酸钾溶液在酸性条件下与乙醇(俗称酒精)发生化学反应，变成灰绿色，从而检测酒精的产生。

【问题2】在配制酵母菌培养液时为什么要用新鲜的食用酵母菌?能否用蒸馏水代替葡萄糖溶液?
提示：新鲜酵母菌生命力强、代谢旺盛、细胞分裂快,实验效果明显；不能用蒸馏水代替葡萄糖溶液，因为葡萄糖是酵母菌进行细胞呼吸的能源物质。

【问题3】以下甲、乙两装置可用来分别探究酵母菌的何种呼吸方式?A瓶中的NaOH溶液和C、
E瓶中的澄清的石灰水的用途分别是什么?
【问题4】如何保证上题图乙中进入石灰水的CO2全部来自酵母菌的无氧呼吸?
提示：实验开始时，应将D瓶密封后放置一段时间，以消耗完瓶中的氧气，然后再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶，确保通入石灰水的CO2是由酵母菌无氧呼吸产生的。

探究点二细胞呼吸过程及影响因素
【问题1】细胞呼吸有哪两种方式?其分类依据是什么?请叙述细胞呼吸的实质和意义。

【问题2】请尝试设计表格,比较有氧呼吸的三个阶段。

【问题3】请尝试设计表格,比较有氧呼吸和无氧呼吸。

【问题4】影响呼吸速率的因素有哪些?提示：
⑴内因――遗传因素(决定呼吸酶的种类和数量)
不同的植物呼吸速率不同；同一植物不同发育时期呼吸速率不同；同植物不同器官呼吸速率不同，阴生植物大于阳生植物，幼苗期大于成熟期，生殖器官大于营养器官。

⑵外因――环境因素：主要包括温度、氧气浓度、二氧化碳浓度及细胞中的含水量
①温度：温度通过影响与细胞呼吸相关的酶的活性而影响细胞呼吸，细胞呼吸的适宜温度范围一般在25℃~35℃之间。

实践应用：低温下，贮存蔬菜水果；大棚蔬菜的栽培，夜间适当降温，降低呼吸速率，减少有机物的消耗，提高产量。

②氧气浓度：氧气是有氧呼吸所必需的，氧气对无氧呼吸有抑制作用。

在一定范围内，有氧呼吸的强度随着氧气浓度的升高而增大，而在低氧条件下，有氧呼吸与无氧呼吸都能进行。

实践应用：降低氧浓度抑制呼吸速率，减少有机物的消耗，用于水果蔬菜的保鲜盒种子的贮藏。

一般氧浓度在5%到10%适宜于果蔬保鲜盒种子贮存
③二氧化碳浓度：二氧化碳是细胞呼吸的最终产物，从化学平衡的角度分析，二氧化碳浓度增大时，呼吸速率会减慢
④水分（自由水含量）：在一定范围内，细胞呼吸强度随含水量的增加而加强，随含水量的减少而减弱。

实践应用：在储藏作物种子时，将种子风干，以减少呼吸作用，减少有机物的消耗；干种子萌发前浸泡，含水量增高，呼吸速率提高。

【问题5】如何根据CO2释放量与O2消耗量判定细胞的呼吸方式?
Ⅱ.我的知识网络图
Ⅲ.当堂检测
1.检验酵母菌细胞呼吸产物时，常用到一些特殊的颜色反应，有关的描述不正确的是（）
A.CO2可使澄清的石灰水变浑浊
B.CO2可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄
C.乙醇在碱性条件下能与灰绿色的重铬酸钾溶液反应变成橙色
D.乙醇在酸性条件下能与橙色的重铬酸钾溶液反应变成灰绿色
2.在植物体的细胞中，葡萄糖分解为丙酮酸的反应（）
A.既可以在线粒体中进行，也可以在细胞质基质中进行
B.既可以在叶肉细胞中进行，也可以在根细胞中进行
C.只能在有氧条件下进行，不能在无氧条件下进行
D.只能在有光条件下进行，不能在无光条件下进行
3.用18O标记氧气，经有氧呼吸后，下列物质中可能有18O的是（）
A.H2O
B.CO2
C.H2O和CO2
D.以上答案都不对
4.在有氧呼吸过程中，分解水和合成水分别发生在（）
A.第一阶段和第二阶段
B.第二阶段和第三阶段
C.第三阶段和第一阶段
D.第三阶段和第二阶段
5.人体进行有氧呼吸的场所是（）
A.肺泡
B.细胞质基质
C.线粒体
D.细胞质基质和线粒体
6.下列关于植物细胞呼吸的叙述中，正确的是（）
A.细胞呼吸的中间产物丙酮酸可以通过线粒体双层膜
B.是否产生二氧化碳是有氧呼吸和无氧呼吸的主要区别
C.高等植物进行有氧呼吸，不能进行无氧呼吸
D.种子库中储存的风干种子不进行细胞呼吸
Ⅳ. 课堂小结请同学们根据本节所学的内容进行总结
训练案
【课后练习】
1.下列有关试剂使用不正确的是（）
A.用溴麝香草酚蓝鉴定CO2
B.用班氏糖定性试剂鉴定可溶性还原糖
C.用双缩脲试剂鉴定DNA
D.用橙色的重铬酸钾鉴定酒精
2.生物体吸收的O2用于（）
A.在线粒体内合成CO2
B. 在细胞质基质中与 [H] 结合生成水
C.部分形成 CO2，部分与 [H] 结合生成水 D．在线粒体内与 [H] 结合生成水.
3.为了尽量延长新鲜水果的贮藏时间，贮藏条件最好是（）
A.低O2、适当的湿度、零上低温
B.低O2、适当的湿度、零下低温
C.无O2、保持干燥、零上低温
D.无CO2、保持干燥、零下低温
4.用含18O 的葡萄糖跟踪有氧呼吸过程中的氧原子，18O 转移的途径是（）
A.葡萄糖——丙酮酸——氧
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
5.在营养丰富、水分充足、气温适宜、黑暗密闭的环境中，分别培养下列生物，一段时间后，仍能生存的是（）
A.乳酸菌
B. 蘑菇
C.白菜
D.蚯蚓
6.马铃薯块茎进行无氧呼吸只能释放少量能量，其他能量（）
A.贮藏在葡萄糖中
B.存留于酒精中
C. 存留于乳酸中
D.以热能形式散失
7.关于有氧呼吸的特点(与无氧呼吸相比),下列表述中不正确
．．．的是( )
A.需要多种酶参与
B. 消耗氧气
C. 生成大量ATP
D.分解有机物不彻底
8.种在湖边的玉米,长期被水淹,生长不好，其原因是 ( )
A.根细胞吸收水分多
B.营养缺乏
C.光合作用的强度不够
D.细胞有氧呼吸受阻
9.下图是探究酵母菌进行呼吸方式类型的装置，下列叙述错误的是 ( )
A.假设装置1中的液滴左移，装置2中的液滴不动，说明酵母菌只进行有氧呼吸
B.假设装置1中的液滴不移动，装置2中的液滴右移，说明酵母菌只进行无氧呼吸
C.假设装置1中的液滴左移，装置2中的液滴右移，说明酵母菌既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸
D.假设装置1、2中的液滴均不移动，说明酵母菌只进行有氧呼吸或只进行无氧呼吸
10.在呼吸作用过程中，若有CO2放出，则可以判断此过程（）
A．一定是有氧呼吸 B．一定不是产生乳酸的无氧呼吸
C．一定是无氧呼吸 D．一定不是产生酒精的无氧呼吸
11.一罐用葡萄糖溶液培养的酵母菌，由于混入氧气，酵母菌就可进行两种细胞呼吸，假使全部酵母菌都在分解葡萄糖，且两种呼吸消耗葡萄糖的速度相等。

当罐内产生的CO2与酒精的mol 数之比为2∶1时，有多少酵母菌在进行有氧呼吸( )
A．1/2 B．1/3 C．1/4 D．1/5
12.一运动员正在进行长跑锻炼，从他的大腿肌细胞中检测到3种化学物质，其浓度变化如左下图所示，图中P、Q、R三条曲线依次代表（）
A.O2、CO2、乳酸
B.乳酸、CO2、O2
C.CO2、O2、乳酸
D.CO2、乳酸、O2
13.右上图表示生物体内呼吸作用的过程，图中a～d表示某种物质，①～⑤表示相关生理过程，据图回答:
⑴①～⑤过程,能在人体细胞中进行的是__；在线粒体中进行的是；在细胞质基质中进行的是；释放能量最多的是。

⑵图中a物质表示_____,b表示,c表示____。

14.酿酒就是采用一种酿酒酵母对大米或其他谷类作物进行酒精发酵,一般采用的方法，开始几天在酒缸中装入大米,水分和酒曲(含酵母菌),敞开容器盖,目的是使酵母菌进行呼吸,获得足够的能量进行大量,从而获得足够数量的酵母菌。

几天后,将容器盖密封起来,此时在容器中发生的生理作用的反应式是,酵母菌进行的细胞呼吸方式是。

15.下图表示某种植物非绿色器官在不同氧气浓度下CO2释放量和O2吸收量的变化，请根据图回答下面的问题：
⑴在外界氧浓度10％以下时，该器官的细胞呼吸方式是_____________。

⑵无氧呼吸强度与氧气浓度之间的关系是________________________。

⑶实线和虚线相交于C点，对于B、C点，以下叙述正确的是（）。

A.B点无氧呼吸强度最弱
B.B点植物呼吸作用最弱
C.C点植物既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸
D.C点植物只进行有氧呼吸，无氧呼吸被完全抑制
⑷ B段表示CO2释放量减少，其原因是_________________________。

⑸图中阴影部分的面积代表_________________________。

⑹当外界氧浓度为4％～5％时，该器官CO2的释放量相对值为0.6，而O2的吸收量相对值为
0.4。

此时无氧呼吸消耗葡萄糖的相对值约相当于有氧呼吸的 ____________倍。

16.下面表示的是有氧呼吸反应式，能否将反应物6个水分子省略掉，生成物12个水分子改写成6个水分子？
【课后作业】课本第96页一、二，学生练习册相对应习题。

课题第5章细胞的能量供应和利用
第3节 ATP的主要能源——细胞呼吸
当堂检测
1.C
2.B
3.A
4.B
5.D
6.A
【课后练习】
1.C
2.D
3.A
4.D
5.A
6.C
7.D
8.D
9.D 10.B 11.C 12.B
13.⑴①②③⑤②③①④⑤③⑵丙酮酸 H2O H2O
酶
14.有氧繁殖 C6H12O6 —→2C2H5OH＋CO2＋能量（少）兼性厌氧型
15.⑴既进行有氧呼吸又无氧呼吸
⑵随氧气浓度增大，无氧呼吸减弱
⑶B、D
⑷氧气浓度增大，无氧呼吸受到抑制
⑸无氧呼吸产生的二氧化碳的量⑹1.5
16.不能。