高中生物人教版 (2019)必修1《分子與細(xì)胞》第3節(jié) 細(xì)胞呼吸的原理和應(yīng)用第1課時導(dǎo)學(xué)案

這是一份高中生物人教版 (2019)必修1《分子與細(xì)胞》第3節(jié) 細(xì)胞呼吸的原理和應(yīng)用第1課時導(dǎo)學(xué)案，共9頁。學(xué)案主要包含了細(xì)胞呼吸的方式，有氧呼吸等內(nèi)容，歡迎下載使用。
第3節(jié) 細(xì)胞呼吸的原理和應(yīng)用


第1課時 細(xì)胞呼吸的方式及有氧呼吸





一、細(xì)胞呼吸的方式


1．呼吸作用的實(shí)質(zhì)：細(xì)胞內(nèi)的有機(jī)物氧化分解，并釋放能量。呼吸作用也叫細(xì)胞呼吸。


2．探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式


(1)酵母菌細(xì)胞呼吸的方式





(2)呼吸產(chǎn)物的檢測


(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)論


①酵母菌在有氧和無氧條件下都能進(jìn)行細(xì)胞呼吸。


②產(chǎn)物 eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(有氧條件：大量的二氧化碳和水,無氧條件：產(chǎn)生酒精，還產(chǎn)生少量的二氧化碳))


3．細(xì)胞呼吸的類型


有氧呼吸和無氧呼吸。


二、有氧呼吸


1．總反應(yīng)式


C6H12O6＋6H2O＋6O2 eq \(――→,\s\up9(酶))6CO2＋12H2O＋能量。


2．過程





(1)寫出圖中①②③代表有氧呼吸的對應(yīng)階段：


①：第一階段；②：第二階段；③：第三階段。


(2)寫出a、b、c代表的物質(zhì)：


a：丙酮酸；b：[H]；c：O2。


(3)三個階段均釋放出能量，釋放能量最多的階段是③(填圖中序號)。


(4)寫出圖中①②③所處場所：


①：細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)；②：線粒體基質(zhì)；③：線粒體內(nèi)膜。


3．概念


(1)場所：細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體。


(2)條件：有氧參與、多種酶催化。


(3)物質(zhì)變化


①反應(yīng)物：葡萄糖等有機(jī)物。


②產(chǎn)物：二氧化碳和水。


(4)能量變化：釋放能量并生成大量ATP。


4．有氧呼吸與有機(jī)物在體外燃燒的不同特點(diǎn)


(1)有氧呼吸過程溫和。


(2)有氧呼吸進(jìn)行時有機(jī)物中的能量經(jīng)過一系列的化學(xué)反應(yīng)逐步釋放。


(3)有氧呼吸釋放的能量有相當(dāng)一部分儲存在ATP中。





判斷對錯(正確的打“√”，錯誤的打“×”)


1．只檢測有無CO2產(chǎn)生即可確定酵母菌細(xì)胞呼吸的方式。( )


2．根據(jù)石灰水變混濁的程度可以確定CO2產(chǎn)生量的多少。( )


3．酒精在中性或酸性條件下與重鉻酸鉀溶液反應(yīng)產(chǎn)生灰綠色。( )


4．有氧呼吸全部在線粒體中進(jìn)行。( )


5．有氧呼吸的三個階段均可產(chǎn)生ATP，但第三階段產(chǎn)生的最多。( )


6．氧氣作為反應(yīng)物參與有氧呼吸的第二、三階段。( )


7．有氧呼吸的第三階段既消耗水又產(chǎn)生水。( )


提示：1.× 酵母菌細(xì)胞有氧呼吸和無氧呼吸均產(chǎn)生CO2。


2．√


3．× 酒精在酸性條件下與重鉻酸鉀溶液反應(yīng)產(chǎn)生灰綠色。


4．× 有氧呼吸第一階段在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中進(jìn)行。


5．√


6．× 氧氣參與有氧呼吸的第三階段。


7．× 有氧呼吸的第二階段消耗水，第三階段產(chǎn)生水。





探究酵母菌細(xì)胞的呼吸方式


1．實(shí)驗(yàn)分析


(1)材料分析：酵母菌必須是新鮮的，防止酵母菌因存放時間過長而死亡，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果不明顯。


(2)裝置分析


①有氧呼吸裝置必須持續(xù)通入空氣，保證氧氣充足。


②通入甲中A瓶的空氣需先通過NaOH溶液的目的是保證進(jìn)入A瓶的氣體中不含有CO2，保證使第三個錐形瓶中的澄清石灰水變混濁的CO2完全是由酵母菌有氧呼吸產(chǎn)生的。


③乙中B瓶應(yīng)封口放置一段時間，待酵母菌將B瓶中的氧氣消耗完后，再連通盛有澄清石灰水的錐形瓶，確保通入澄清石灰水中的CO2完全是由酵母菌無氧呼吸產(chǎn)生的。


2．實(shí)驗(yàn)拓展


(1)若探究種子的呼吸狀況則不必遮光，但需“死種子”作對照。


(2)若探究“植株或幼苗”的呼吸狀況，應(yīng)進(jìn)行遮光處理，以防止光合作用的干擾，同時可設(shè)置同種狀況但殺死的植株或幼苗作對照。





深化探究：1.配制酵母菌培養(yǎng)液時，將葡萄糖溶液先煮沸再冷卻后加入錐形瓶。


(1)先煮沸的原因是什么？


(2)為什么要冷卻后再加入錐形瓶？


提示：(1)煮沸是為了除去其他雜菌，防止其他雜菌的干擾。


(2)冷卻后再加入錐形瓶是防止高溫將酵母菌殺死。


2．B裝置中，為什么要將B瓶封口放置一段時間后再連通盛有澄清石灰水的錐形瓶？


提示：B瓶剛封口后，錐形瓶中有氧，酵母菌進(jìn)行有氧呼吸，兩瓶產(chǎn)生CO2的速度和量基本相等，所以需將開始產(chǎn)生的CO2排掉；一段時間后，B瓶中的氧消耗完，再連通盛有澄清石灰水的錐形瓶，可確保是無氧呼吸產(chǎn)生的CO2通入澄清的石灰水，否則會出現(xiàn)兩組澄清石灰水混濁程度差不多的情況。





1．下列關(guān)于“探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式”的說法，不正確的是( )


A．酵母菌常被用作研究細(xì)胞呼吸的實(shí)驗(yàn)材料，其主要原因是酵母菌屬于兼性厭氧生物


B．在有氧呼吸的裝置中，可將空氣直接通入酵母菌的培養(yǎng)液


C．酵母菌呼吸產(chǎn)生的CO2可使溴麝香草酚藍(lán)溶液由藍(lán)變綠再變黃


D．酵母菌呼吸產(chǎn)生的酒精在酸性條件下能與橙色的重鉻酸鉀溶液反應(yīng)變成灰綠色


B [酵母菌作為實(shí)驗(yàn)材料是因?yàn)樗谟醒鹾蜔o氧的條件下均能正常生存。酵母菌不論有氧還是無氧條件下均能產(chǎn)生CO2，為了防止空氣中原有CO2的干擾，要將空氣先通入盛有NaOH溶液的錐形瓶中，再通入酵母菌溶液中。]


2．為了探究酵母菌的呼吸作用類型，某同學(xué)將實(shí)驗(yàn)材料和用具按如圖安裝好。以下關(guān)于該實(shí)驗(yàn)的說法錯誤的是( )





甲組 乙組


A．加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的NaOH溶液是為了吸收空氣中的CO2


B．兩組裝置均需要黑暗條件下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)


C．甲、乙兩組裝置中澄清的石灰水都變混濁，且甲組的混濁程度更大


D.乙組B瓶應(yīng)封口放置一段時間后，再連通盛有澄清石灰水的錐形瓶


B [光對酵母菌的細(xì)胞呼吸方式?jīng)]有影響，該實(shí)驗(yàn)在光下和黑暗處都能進(jìn)行。]


有氧呼吸


1．有氧呼吸的主要場所——線粒體


(1)線粒體結(jié)構(gòu)示意圖





(2)線粒體結(jié)構(gòu)的理解


①外膜：外膜光滑，是位于線粒體最外層的單位膜結(jié)構(gòu)，有較高的通透性。


②內(nèi)膜：含有多種與有氧呼吸相關(guān)的酶，是包裹線粒體基質(zhì)的單位膜結(jié)構(gòu)，通透性較低。


③嵴：內(nèi)膜的某些部分向內(nèi)腔折疊而成，使內(nèi)膜的表面積大大增加，含有許多種與有氧呼吸有關(guān)的酶。


④基質(zhì)：通常呈液態(tài)，含有多種與有氧呼吸相關(guān)的酶。


2．有氧呼吸過程分析





3．化學(xué)反應(yīng)式


C6H12O6＋6O2＋6H2O eq \(――→,\s\up9(酶))6CO2＋12H2O＋能量


反應(yīng)物中的水用于有氧呼吸第二階段和丙酮酸在相關(guān)酶的作用下反應(yīng)生成CO2和[H]，并釋放少量能量，產(chǎn)物中的水是有氧呼吸第三階段[H]和O2在相關(guān)酶的作用下反應(yīng)生成的，并且釋放大量能量，在書寫反應(yīng)式的時候一定不能將其約掉。





深化探究：線粒體是有氧呼吸的主要場所，試從結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的角度，說明線粒體與有氧呼吸相適應(yīng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：


(1)從線粒體內(nèi)膜結(jié)構(gòu)上分析：__________________________


____________________________________________________。


(2)從有氧呼吸所需酶的附著上分析：____________________


____________________________________________________。


提示：(1)線粒體的內(nèi)膜向內(nèi)折疊形成嵴，大大增加了線粒體的內(nèi)膜表面積


(2)線粒體的內(nèi)膜上和基質(zhì)中含有與有氧呼吸有關(guān)的酶





1．(2019·山東新泰一中高一上質(zhì)檢)下列關(guān)于線粒體的敘述，正確的是 ( )


A．線粒體外膜上的蛋白質(zhì)含量比內(nèi)膜的高


B．葡萄糖分解為丙酮酸的過程發(fā)生在線粒體基質(zhì)中


C．成人心肌細(xì)胞中的線粒體數(shù)量比腹肌細(xì)胞多


D．生命活動所需ATP均由線粒體提供


C [線粒體的內(nèi)膜向內(nèi)折疊，上面有多種與有氧呼吸有關(guān)的酶，故內(nèi)膜上的蛋白質(zhì)含量比外膜的高，A錯誤。葡萄糖分解為丙酮酸是細(xì)胞呼吸的第一階段，場所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，B錯誤。線粒體是細(xì)胞呼吸的主要場所，為生命活動提供能量，心肌細(xì)胞需要能量多，故線粒體較多，C正確。ATP的主要來源是細(xì)胞呼吸，細(xì)胞呼吸的場所包括細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體，另外光合作用過程中也會產(chǎn)生ATP，D錯誤。]


2．下列有關(guān)有氧呼吸的敘述正確的是( )


A．線粒體是有氧呼吸的主要場所，沒有線粒體的細(xì)胞只能進(jìn)行無氧呼吸


B．第一階段是葡萄糖分解成丙酮酸，產(chǎn)生大量的[H]和能量


C．第二階段是丙酮酸分解成CO2和H2O，產(chǎn)生少量的[H]和能量


D．第三階段是[H]和氧結(jié)合產(chǎn)生H2O，同時生成大量的能量


D [原核細(xì)胞沒有線粒體，但是需氧原核生物能進(jìn)行有氧呼吸，A選項(xiàng)錯誤；有氧呼吸第一階段是葡萄糖分解過程，產(chǎn)生的[H]和能量較少，B選項(xiàng)錯誤；第二階段是丙酮酸分解成CO2和[H]，產(chǎn)生少量的能量，但是[H]的產(chǎn)生量較多，C選項(xiàng)錯誤；[H]和氧結(jié)合產(chǎn)生H2O，同時釋放大量的能量的階段是有氧呼吸的第三階段，D選項(xiàng)正確。]


有氧呼吸過程中ATP的來源


有氧呼吸過程中各個階段反應(yīng)式和總反應(yīng)式的能量都不能寫成ATP，因?yàn)锳TP并不是有氧呼吸的直接產(chǎn)物，只是糖類等有機(jī)物氧化分解時釋放的能量部分可以用于合成ATP。


[課堂小結(jié)]





1．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)生丙酮酸的分解


B．①處產(chǎn)生ATP


C．②處產(chǎn)生CO2


D．③處發(fā)生[H]與O2的結(jié)合反應(yīng)


B [①②③分別表示線粒體內(nèi)外膜間隙、線粒體基質(zhì)、嵴。丙酮酸分解產(chǎn)生CO2發(fā)生在②線粒體基質(zhì)中；[H]與O2的結(jié)合反應(yīng)在嵴上完成；物質(zhì)氧化分解過程不能在①處進(jìn)行，①處也不能產(chǎn)生ATP。]


2．下圖為酵母菌細(xì)胞有氧呼吸的部分示意圖，下列有關(guān)敘述正確的是( )


葡萄糖 eq \(――→,\s\up9(①))丙酮酸 eq \(――→,\s\up9(②))二氧化碳


A．①過程進(jìn)行的場所在線粒體


B．②過程的產(chǎn)物除了二氧化碳，還有H2O


C．①②過程一定都有能量釋放


D．與②相比，①過程產(chǎn)生的[H]較多


C [①過程的場所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)；②過程消耗H2O，不產(chǎn)生H2O；②過程比①過程產(chǎn)生的[H]多。]


3．下圖表示的是有氧呼吸過程。下列有關(guān)說法正確的是( )





A．①②③中數(shù)值最大的是①


B．產(chǎn)生①②的場所是線粒體


C．④代表的物質(zhì)是氧氣


D．乳酸菌能完成圖示全過程


C [有氧呼吸第三階段釋放的能量最多，故①②③中數(shù)值最大的是③，A錯誤；產(chǎn)生①的場所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，B錯誤；④代表的物質(zhì)是氧氣，C正確；乳酸菌為厭氧菌，不能完成圖示全過程，D錯誤。]


4．下列有關(guān)“探究酵母菌的呼吸方式”實(shí)驗(yàn)的敘述錯誤的是( )


A．實(shí)驗(yàn)中將葡萄糖溶液煮沸的目的是滅菌和去除溶液中的O2


B．在探究有氧呼吸的實(shí)驗(yàn)過程中，泵入的空氣應(yīng)去除CO2


C．實(shí)驗(yàn)中需控制的無關(guān)變量有溫度、pH、培養(yǎng)液濃度等


D．可通過觀察澄清石灰水是否變混濁來判斷酵母菌的呼吸方式


D [由于酵母菌有氧呼吸和無氧呼吸均可產(chǎn)生CO2，但有氧呼吸產(chǎn)生CO2速率快，可通過觀察澄清石灰水變混濁程度來判斷酵母菌的呼吸方式，而不是通過觀察石灰水是否變混濁。所以D項(xiàng)錯誤。]


5．下圖是測定植物細(xì)胞呼吸的裝置。請據(jù)圖回答問題：





(1)A瓶內(nèi)NaOH的作用是____________________________；


B瓶內(nèi)石灰水的作用是______________________________；


D瓶內(nèi)石灰水的作用是______________________________。


(2)為什么要用不透光的玻璃罩罩住植物？_______________


___________________________________________________。


(3)如果將植物換成萌發(fā)的種子，實(shí)驗(yàn)結(jié)果會怎樣？


___________________________________________________。


[答案] (1)吸收空氣中的CO2 檢驗(yàn)CO2是否被完全吸收 檢驗(yàn)細(xì)胞呼吸是否產(chǎn)生CO2 (2)防止植物進(jìn)行光合作用干擾實(shí)驗(yàn)結(jié)果 (3)實(shí)驗(yàn)結(jié)果與綠色植物相同課標(biāo)內(nèi)容要求
核心素養(yǎng)對接
1.說明生物通過細(xì)胞呼吸將儲存在有機(jī)分子中的能量轉(zhuǎn)化為生命活動可以利用的能量。


2．實(shí)驗(yàn)：探究酵母菌的呼吸方式。
1.生命觀念——結(jié)構(gòu)與功能觀：線粒體結(jié)構(gòu)與細(xì)胞呼吸的關(guān)系。


2．科學(xué)思維——分析與綜合：分析有氧呼吸的三個階段，理解細(xì)胞呼吸的實(shí)質(zhì)。


3．科學(xué)探究——根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，設(shè)計(jì)探究酵母菌細(xì)胞呼吸方式的實(shí)驗(yàn)裝置，實(shí)施方案，觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得出正確結(jié)論。
eq \O(\A\AL(酵,母,菌))
eq \(――――→,\s\up9(代謝類型))兼性厭氧型
eq \(――――――→,\s\up9(細(xì)胞呼吸方式))有氧呼吸和無氧呼吸
檢測產(chǎn)物
試劑
現(xiàn)象
CO2
澄清石灰水
石灰水變混濁
溴麝香草酚藍(lán)溶液
由藍(lán)變綠再變黃
酒精
酸性條件下的重鉻酸鉀溶液
橙色變灰綠色
知 識 網(wǎng) 絡(luò) 構(gòu) 建
核 心 語 句 歸 納
1.酵母菌是單細(xì)胞真菌，代謝類型為兼性厭氧型。


2.CO2可使溴麝香草酚藍(lán)溶液由藍(lán)變綠再變黃。


3.在酸性條件下，橙色的重鉻酸鉀溶液與酒精反應(yīng)變成灰綠色。


4.有氧呼吸的反應(yīng)式：C6H12O6＋6O2＋6H2O eq \(――→,\s\up9(酶))6CO2＋12H2O＋能量。


5.有氧呼吸的三個階段發(fā)生的場所依次是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體基質(zhì)和線粒體內(nèi)膜。