人教版必修1第5章第3节第2课时无氧呼吸及细胞呼吸原理的应用学案

第2课时无氧呼吸及细胞呼吸原理的应用学习目标素养定位.理解无氧呼吸的过程,并与有氧呼吸进行比较,掌握有氧呼吸和无氧呼吸的区别与联系。.构建温度、氧气浓度等对细胞呼吸强度影响的曲线模型。.应用细胞呼吸原理,解决生产和生活中的问题.运用物质与能量观，阐明无氧呼吸的概念,说出无氧呼吸的发生条件和生成产物。（生命观念、科学思维）.运用物质和能量观,阐明有氧呼吸和无氧呼吸的异同。（生命观念、科学思维）.基于实验数据，构建温度、氧气浓度等对细胞呼吸强度影响的曲线模型。（科学思维、科学探究）.基于细胞呼吸原理,解决生产和生活中的问题。（社会责任）一、无氧呼吸.无氧呼吸概念在没有氧气参与的情况下,葡萄糖等有机物经过不完全分解,释放少量能量的过程。.两种无氧呼吸类型的化学反应式（1）酒精发酵:C6H1206鸟2c2H5OH+2c。2+少量能量。⑵乳酸发酵:C6乩2。6旦2c3H6。3+少量能量。.无氧呼吸的过程和场所⑴过程探究：（1）用小麦和大麦在生产啤酒的过程中，小麦和大麦中的葡萄糖所含能量的去向有哪些？提示:生产啤酒的酒精发酵过程中，葡萄糖的能量大部分留在酒精中，释放的能量中少部分用于生成ATP,大部分以热能形式散失。⑵在发酵阶段应如何控制发酵罐的通气情况？提示:应先通气,让酵母菌进行有氧呼吸大量繁殖,然后密封,让酵母菌进行无氧呼吸产生酒精。课堂小结随堂检测.下列关于肌肉细胞无氧呼吸的叙述，正确的是（A）A.在马拉松长跑时,人体骨骼肌细胞无氧呼吸可以产生乳酸B.肌肉无氧呼吸释放的能量大多数用于合成ATPC.在高强度运动下,人体肌肉细胞中二氧化碳的产生量大于氧气的消耗量D.人体肌肉细胞无氧呼吸产生的乳酸转变成葡萄糖不需要消耗能量解析:人体骨骼肌细胞无氧呼吸可以产生乳酸;肌肉无氧呼吸释放的能量大多数转变为热能,少数用于合成ATP,没有释放的能量储存在不彻底的氧化分解产物乳酸中;肌肉细胞无氧呼吸的产物是乳酸,不产生C02,而且人体细胞有氧呼吸消耗氧气的量与产生二氧化碳的量相等，因此高强度运动下,人体肌肉细胞中二氧化碳的产生量等于氧气的消耗量;人体细胞无氧呼吸的产物是乳酸,乳酸经过细胞代谢再合成葡萄糖的过程是耗能过程。.如图表示细胞呼吸的主要过程，下列说法正确的是（B）A.破伤风芽抱杆菌和大肠杆菌能进行过程①②B.过程①②③④都能在植物细胞中发生C.人体中进行过程②的场所是线粒体内膜D.过程①②只能在有氧条件下进行解析:过程①②表示有氧呼吸,破伤风芽泡杆菌和大肠杆菌都是原核生物,且破伤风芽抱杆菌为厌氧菌,不能进行有氧呼吸;过程③为无氧呼吸（酒精发酵）的第二阶段,绝大多数植物细胞中可以发生,过程④是乳酸发酵的第二阶段,在马铃薯块茎和甜菜的块根中可以进行，因此过程①②③④都能在植物细胞中发生;过程②是有氧呼吸的第二、第三阶段,发生场所是线粒体基质和内膜；过程①可在无氧条件下进行。3.某兴趣小组在室温下进行了酵母菌无氧呼吸的探究实验（如图），下列分析不正确的是（D）A.滴管中冒出的气泡是反应产生C02的结果B.试管中加水的主要目的是制造无氧环境C.若试管中的水换成冷水,气泡产生速率下降D.被分解的葡萄糖中的能量一部分转移至ATP,其余的存留在酒精中解析:被分解的葡萄糖中的能量，一部分释放出来，另一部分存留在酒精中,释放的能量大部分以热能的形式散失,少部分转移到ATP中。4.如图表示某种植物非绿色器官在不同氧浓度下C02释放量和02吸收量的变化,请据图回答下面的问题。⑴当外界氧浓度在10%以下时，该器官的细胞呼吸方式是。实线和虚线相交于c点,C点的细胞呼吸方式是。⑵无氧呼吸强度与氧浓度之间的关系是在一定范围之内随着氧浓度增加，无氧呼吸强度。（3）AB段表示CO?释放量减少,其原因是。⑷从图中分析外界氧气浓度应保持在时，是贮存苹果较好条件。解析：（1）图中A点没有氧气，只进行无氧呼吸;C点及之后氧气充足，只进行有氧呼吸;AC之间同时进行有氧呼吸和无氧呼吸。所以当外界氧浓度在10%以下时,该器官的细胞呼吸方式是有氧呼吸和无氧呼吸,C点的细胞呼吸方式是有氧呼吸。⑵氧气抑制无氧呼吸,随着氧浓度增加无氧呼吸强度减弱。⑶AB段表示C02释放量减少,其原因是氧气不足,有氧呼吸强度较弱，无氧呼吸被抑制。（4）B点对应的氧浓度在5%左右时，总呼吸作用最弱,消耗有机物最少,是贮存苹果的适宜条件。答案：（1）有氧呼吸和无氧呼吸有氧呼吸（2）减弱（3）有氧呼吸弱，无氧呼吸被抑制（或细胞呼吸减弱）（4）5%左右①第一个阶段:与有氧呼吸的第一个阶段完全相同。②第二个阶段:丙酮酸在酶的催化作用下,分解成酒精和C02,或转化成乳酸。⑵场所:无氧呼吸的场所自始至终都在细胞质基质。4.无论哪种类型,无氧呼吸都只在第一阶段释放出少量的能量,生成少量ATP。葡萄糖分子中的大部分能量则存留在酒精或乳酸中。二、细胞呼吸原理的应用.包扎伤口时,需要选用透气的消毒纱布。.酿酒时要先通气后密封,通气的目的是让酵母菌进行有氧呼吸并大量繁殖,密封的目的是让酵母菌在无氧条件下进行酒精发酵。.花盆里的土壤需要经常进行松土透气。.在储藏水果、蔬菜时，往往需要通过降低温度、降低氧气含量等措施来减弱果蔬的呼吸作用，以减少有机物的消耗。.破伤风芽抱杆菌可通过无氧呼吸进行大量繁殖,皮肤破损较深时，需清理伤口并注射破伤风抗毒血清等。.提倡慢跑等有氧运动使细胞进行有氧呼吸,避免肌细胞产生大量乳醛。判断正误⑴有氧呼吸的产物有C02和上0,无氧呼吸的产物没有C02。(X)提示:无氧呼吸的产物为酒精和C02或乳酸。⑵在一定范围内，有氧呼吸速率随着。2浓度的增大而增大,而无氧呼吸速率随着浓度的增大而减小。(V)⑶及时排涝,可以防止豌豆根细胞受酒精毒害。（V）⑷储藏水果时为减少有机物的消耗,应将水果放在完全无氧的环境中。（X）提示:水果放在完全无氧的环境中，无氧呼吸作用强，消耗的有机物较多,且产生的酒精对细胞有毒害作用，容易使水果腐败变质。⑸浓度为零时，细胞呼吸强度也为零。（X）提示：。2浓度为零时，细胞可以进行无氧呼吸。探究一无氧呼吸.阅读教材P94内容，思考、讨论、回答下列问题。⑴无氧呼吸第一阶段和有氧呼吸完全相同，也有［H］的产生,这部分［H］去了哪里？提示:参与第二阶段乳酸或酒精的生成。（2）细胞呼吸过程中能量发生了怎样的变化?为什么无氧呼吸产生的能量是少量的？提示:细胞呼吸过程中储存在有机物中的稳定化学能,转化成储存在ATP特殊的化学键中的活跃化学能和热能。无氧呼吸产生的能量少是因为无氧呼吸生成的乳酸或酒精中储存着大部分能量。⑶在通风条件不好的环境中储藏的梨会有酒味散发,而马铃薯储藏久了却不会有酒味产生,请分析其中的原因。为什么会产生这种差异？提示:梨无氧呼吸的产物是酒精和C02,马铃薯无氧呼吸的产物是乳酸。因为不同生物细胞所具有的酶不同，导致反应途径不同,产物也不同。.据图分析有氧呼吸和无氧呼吸过程。⑷反应①②③④中，可在人体细胞中进行的有哪些？提示:①②④。⑸粮食储藏过程中有时会发生粮堆湿度增大的现象,其原因是什么？提示:种子在有氧呼吸过程中产生了水。⑹根系缺氧会导致根细胞无氧呼吸增强,实验过程中能否改用C02作为检测有氧呼吸速率的指标?为什么？提示:不能。因为植物根细胞无氧呼吸也可能会产生C02o比较有氧呼吸与无氧呼吸的异同项目有氧呼吸无氧呼吸场所细胞质基质和线粒体细胞质基质条件需。2、需酶不需。2、需酶产物CO2、H2O酒精和CO?或乳酸能量大量少量特点有机物彻底氧化分解,能量完全释放有机物没有彻底氧化分解,能量没有完全释放联系葡萄糖分解为丙酮酸的阶段完全相同实质分解有机物,释放能量,合成ATP意义为生物体的各项生命活动提供能量有氧呼吸和无氧呼吸（产生酒精）的有关计算（以葡萄糖为呼吸底物）⑴消耗等量的葡萄糖时产生的C02物质的量:无氧呼吸：有氧呼吸=1：3o⑵消耗等量的葡萄糖时需要的氧气和产生的C02物质的量：有氧呼吸需要的氧气：有氧呼吸和无氧呼吸产生的C02之和二3：4o⑶产生等量的CO2时消耗的葡萄糖物质的量：无氧呼吸:有氧呼吸二3：lo1.如图表示的是细胞呼吸的相关过程，下列叙述不正确的是（A）A.剧烈运动时人体细胞产生的C02大于消耗量B.缺氧条件下马铃薯块茎发生①③过程C.乳酸菌无线粒体,不具有与②有关的酶D.④酒精和二氧化碳是由丙酮酸在细胞质基质中转化形成的解析:人体细胞无氧呼吸产生乳酸,无C02产生，因此人体细胞产生的C02仅来源于有氧呼吸,所以不管是否剧烈运动,人体细胞产生的C02量总是等于消耗量;马铃薯块茎无氧呼吸产生乳酸，即①③过程;乳酸菌只能进行产生乳酸的无氧呼吸,细胞中只具有与①③过程有关的酶,没有与②有关的酶;④为酒精发酵的过程,丙酮酸在细胞质基质中被［H］还原为酒精和二氧化碳。2.下列关于呼吸作用的叙述，正确的是（B）A.细胞供糖不足时,无氧呼吸可将脂肪氧化为乳酸或酒精B.有氧呼吸产生的［用在线粒体内膜上与氧气结合生成水C.无氧呼吸不需要02,导致该过程最终有［H］的积累D.质量相同时,糖原比脂肪有氧时氧化释放的能量多解析:细胞中供氧不足,才会进行无氧呼吸；有氧呼吸第三阶段是前两阶段产生的［H］在线粒体内膜与氧气结合生成水;无氧呼吸第一阶段虽然产生［H］，但是［H］并没有积累，而是在细胞质基质中参与无氧呼吸的第二阶段,转化为酒精或乳酸;与糖原相比,相同质量的脂肪中H含量高，细胞呼吸时产生的［田就多，有氧呼吸第三阶段［H］和氧气结合生成水就多,释放的能量也多。探究二影响细胞呼吸的因素及细胞呼吸原理的应用.细胞呼吸的原理在生产和生活中有多种应用：作物栽培时人们需要适时中耕松土、适当灌溉;成熟的地瓜储藏在地下窖穴中；早春的蔬菜一般用地膜覆盖……请思考、回答下列问题。⑴细胞呼吸中酶的活性主要受哪些因素的影响？提示:温度和pHo⑵说出外界环境中各种因素影响细胞呼吸作用的原理并画出曲线。提示:①温度I.原理:细胞呼吸是一系列酶促反应,温度通过影响酶的活性进而影响细胞呼吸速率。.曲线模型：②。2浓度.原理：。2是有氧呼吸所必需的,且对无氧呼吸过程有抑制作用。.曲线模型：③CO2浓度I.原理:C02是细胞呼吸的最终产物,积累过多会抑制细胞呼吸的进行。II.曲线模型:④含水量I.原理:水作为有氧呼吸的原料和环境因素影响细胞呼吸的速率。II.曲线模型：⑶结合氧气浓度对细胞呼吸强度的影响曲线图，解释图中Q、P、R点及QP段表示的生物学意义。提示:Q点不消耗02,产生CO2n只进行无氧呼吸；P点消耗。2量二产生0)2量=只进行有氧呼吸；QP段(不包含Q、P点)产生CO?量大于消耗。2量=同时进行有氧呼吸和无氧呼吸；R点产生CO?量最少=组织细胞呼吸作用最弱。(4)在浓度为0时储藏水果、蔬菜是否更好？提示：。2浓度为0时,细胞进行无氧呼吸,此时细胞呼吸总强度并不是最低,应在细胞呼吸总强度最低时对应的浓度下进行储藏。.利用液滴移动法判断呼吸类型及测定呼吸速率,装置如图，图中NaOH溶液的作用是吸收C02o(以葡萄糖为底物,无氧呼吸产物只有酒精)⑸如何根据液滴移动判断细胞呼吸的类型?分析并说明。提示:①若甲红墨水滴左移，乙红墨水滴不动，则只进行有氧呼吸。②若甲红墨水滴不动，乙红墨水滴右移,则只进行无氧呼吸。③若甲红墨水滴左移，乙红墨水滴右移,则既进行有氧呼吸,又进行无氧呼吸。(6)如何进行物理误差的校正？提示:设置丙装置,除将装置中生物材料换为杀死的等量同种生物材料外，其余均与乙装置相同。⑺利用图甲测定植物组织呼吸速率时，需要注意哪些问题？提示:①若所放生物材料为绿色组织,整个装置必须遮光处理,否则生物材料的光合作用会干扰呼吸速率的测定。②为防止微生物呼吸对实验结果的干扰,应将装置及所测材料进行消毒处理。③为防止气压、温度等物理因素引起误差,应设置对照实验,除将所测定的生物材料灭活（将种子煮熟）外,其他条件均不变。细胞呼吸方式和类型的判断.某生物兴趣小组用如图所示实验装置在一定条件下测定萌发的小麦种子（已消毒）的呼吸速率（仅考虑氧化糖类）。下列有关说法错误的是（B）A.若X为无菌水，向试管充入岫可测定小麦种子的无氧呼吸速率B.若X为NaOH溶液,且毛细管中的液滴向左移动,表明种子只进行有氧呼吸C.若X为无菌水,且毛细管中的液滴向右移动,表明种子进行了无氧呼吸D.为了减小误差,可增设放有等量同种死亡种子且其他条件不变的对昭组解析:试管充入岫可以测定小麦种子无氧呼吸速率，因为其进行无氧呼吸产生酒精和二氧化碳,液滴可以移动,故能测定;NaOH溶液的作用是吸收萌发种子呼吸产生的二氧化碳，液滴向左移动,是因为广口瓶中氧气减少，说明一定存在有氧呼吸，但不能说明不存在无氧呼吸;若X为无菌水，该装置测定的是氧气的消耗量和二氧化碳产生量的差值,有氧呼吸中氧气的消耗量等于二氧化碳产生量,毛细管中的液滴向右移动，说明一定存在无氧呼吸，但不能说明不存在有氧呼吸;为了减小误塞增加实验说服九可增加等量同种死亡种子且其他条件不变的对照组，可以排除温度、气压等物理因素的干扰。4,很多生活实例中都蕴含着生物学原理。下列实例和生物学原理对应错误的是（C）A.醋浸泡制成的腊八蒜不易腐败一一pH过低抑制杂菌生长