2024-2025学年新教材高中生物第5章细胞的能量供应和利用3细胞呼吸的原理和应用学案1新人教版必修1

PAGE12-第3节细胞呼吸的原理和应用学习目标1.理解细胞呼吸的基本过程与场所,说明有氧呼吸和无氧呼吸的异同。2.理解细胞呼吸的原理,并探讨其在生产和生活中的应用。3.进行酵母菌细胞呼吸方式的探究。课堂探究导入新课运动员进行体育竞赛时,呼吸快慢在发生改变。由此设问:人体运动过程中所需能量从何而来?进入人体的氧气到哪儿去了,有何作用?自主合作探究探究一、细胞呼吸的概念及类型【自主学习1】阅读课本P90文本,总结细胞呼吸的概念和类型。细胞呼吸是指细胞内的有机物,并释放的过程。细胞呼吸分为呼吸和呼吸两种类型。

探究二、有氧呼吸【自主学习2】阅读课本P92~93文本,查看“图5-9有氧呼吸过程的图解”,分析并回答下列问题。(1)真核细胞中,有氧呼吸的基本过程可分为几个阶段,分别发生在什么场所?(2)有氧呼吸过程中,水是第几阶段的反应物,又是哪一阶段的产物?(3)有氧呼吸过程中,CO2产生于第几阶段,O2在第几阶段参加反应?(4)有氧呼吸过程中,哪个阶段产生的还原氢最多,还原氢在什么场所被利用?(5)有氧呼吸生成的水和CO2中的氧原子分别来自什么物质?【例1】图示为真核细胞内葡萄糖彻底氧化分解的基本过程,其中A、B、C等代表物质或能量,①②③④表示过程或场所。请据图作答:(1)图中的A是,C是,D是,E是。

(2)过程④发生在,过程③发生在;能产生[H]的过程是(填序号),[H]被利用的过程是(填序号),能合成大量ATP的过程是(填序号),能合成ATP的过程是(填序号)。

(3)过程②中,物质D需穿过层磷脂双分子层,运输方式可能是。若①③④表示场所,CO2浓度最高的部位是(填序号)。

(4)产物水中的氢来自(填物质);若给细胞供应18O2,一段时间后,含有18O的物质是(填序号)。

[自主总结1](1)有氧呼吸的基本过程第1阶段第2阶段第3阶段场所条件反应物产物释放能量多少合成ATP多少(2)写出有氧呼吸总反应式,并标出产物中各原子的来源(以葡萄糖为例)。(3)有氧呼吸的定义是什么?探究三、无氧呼吸[合作探究1]阅读课本P94~96文本,总结并回答下列问题。(1)真核细胞中,无氧呼吸的过程可分为几个阶段,分别发生在什么场所?(2)无氧呼吸在第几阶段有能量释放和ATP的合成,未释放的能量储存在什么物质中?(3)哪些生物的无氧呼吸生成酒精,哪些生物的无氧呼吸生成乳酸?[自主总结2](1)无氧呼吸的基本过程第1阶段第2阶段场所条件反应物产物释放能量多少合成ATP多少(2)无氧呼吸产生酒精的生物有,无氧呼吸能产生乳酸的生物有。

(3)无氧呼吸的总反应式(以葡萄糖为例):、。

(4)无氧呼吸的定义是什么?【例2】民间利用大米酿造米酒:将蒸熟的大米趁热装入缸瓮中,并插上很多孔洞,盖上木制盖子。待冷却至室温后,在米饭上撒入酒曲(酵母菌),在室温条件下进行发酵,发觉米饭渐渐变稀,产生泡沫,过一段时间后才出现酒味。发酵结束后进行过滤,收集滤液。请分析作答:(1)将大米蒸熟并趁热装入容器,其目的是。待米饭降至室温后接种酵母菌,缘由是。

(2)发酵的早期阶段,米饭渐渐变稀是的结果,后来出现酒味是的结果。

(3)如何检测有无CO2与酒精的产生,方法依次为、。

(4)整个酿酒过程中,酵母菌细胞呼吸的反应式为。

探究四、有氧呼吸与无氧呼吸的比较(以真核细胞中葡萄糖的氧化分解为例)[合作探究2]有氧呼吸与无氧呼吸的比较(填表,以葡萄糖的氧化分解为例)有氧呼吸无氧呼吸场所条件反应物终产物[H]的产生[H]作用与利用释放能量多少合成ATP多少共同点探究五、探究酵母菌细胞呼吸的方式【自主学习3】阅读课本P90~91“探究酵母菌细胞呼吸的方式”,总结并回答下列问题。(1)试验原理酵母菌在和条件下均能进行细胞呼吸,属于兼性厌氧菌。在有氧的条件下,酵母菌通过细胞呼吸产生大量的和水。在的条件下,酵母菌通过细胞呼吸产生和少量的。

(2)CO2的检测方法CO2可使澄清石灰水变,也可使溶液由变再变。依据石灰水浑浊程度或溴麝香草酚蓝溶液变成黄色时间的长短,可以检测酵母菌培育液中CO2状况。

(3)酒精的检测方法橙色的溶液,在性条件下与酒精发生化学反应,变成。

探究六、影响细胞呼吸的环境因素【合作探究3】(1)温度:通过影响而影响细胞呼吸。在肯定范围内,细胞呼吸的速率随温度的上升而明显加快,但超过肯定的温度后,细胞呼吸反而会减弱,甚至停止。

(2)O2浓度:(下图为O2浓度对细胞呼吸的影响,据图作答)①O2浓度=0时进行;0<O2浓度<10%进行;O2浓度≥10%时进行。

②细胞呼吸产生CO2最慢的是点。

③葡萄糖的氧化分解过程中,线段AB=BC,此表明有氧呼吸和无氧呼吸释放的CO2量。

(3)CO2浓度:对细胞呼吸具有作用。

(4)含水量:在肯定范围内,细胞呼吸强度随含水量增加而。

探究七、细胞呼吸原理在生产和生活上的应用【自主学习4】阅读课本P95资料分析“细胞呼吸原理的应用”,总结细胞呼吸原理的应用。下列实例中,应用了有氧呼吸原理的是,应用了无氧呼吸原理的是,应用了有氧呼吸和无氧呼吸原理的是。

①包扎伤口时选用透气消毒纱布②酵母菌酿酒时先通气,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粮油种子的贮藏降低含水量、降低温度⑦在保鲜果实和蔬菜时降低温度、降低O2浓度、增加CO2浓度核心素养专练1.下列关于细胞内葡萄糖分解成丙酮酸的叙述,正确的是()A.发生在线粒体中B.需在有氧条件下进行C.不产生CO2 D.反应速率不受温度影响2.有氧呼吸中,CO2产生于()A.[H]与O2的结合过程B.水作为反应物被利用的过程C.丙酮酸的产生过程D.[H]与ATP的生成过程3.在有氧呼吸中,进入细胞内的氧气()A.将丙酮酸氧化成CO2B.参加ATP的形成C.将葡萄糖分解成丙酮酸D.与氢反应生成水4.有氧呼吸与无氧呼吸的相同点是()①都在线粒体中进行②都须要酶③都需O2④都产生ATP⑤都经过生成丙酮酸的反应A.②④⑤B.②③⑤C.②③④ D.①②⑤5.右图表示细胞呼吸过程中葡萄糖分解的两个途径。酶1、酶2和酶3依次分别存在于()A.线粒体、线粒体和细胞质基质B.线粒体、细胞质基质和线粒体C.细胞质基质、线粒体和细胞质基质D.细胞质基质、细胞质基质和线粒体6.在细胞质基质和线粒体内均能完成的是()A.葡萄糖→丙酮酸 B.丙酮酸→酒精C.ADP+Pi+能量→ATP D.[H]+O2→H2O7.下列关于植物细胞呼吸的叙述,正确的是()A.中间产物丙酮酸可以通过线粒体双层膜B.是否产生CO2是两种细胞呼吸方式的主要区分C.高等植物进行有氧呼吸,不能进行无氧呼吸D.与高等动物相比独有的细胞呼吸产物是乳酸8.(不定项选择题)下列与微生物呼吸有关的叙述,错误的是()A.肺炎双球菌无线粒体,但能进行有氧呼吸B.乳酸菌在无氧呼吸的各反应阶段均能生成少量的ATPC.破伤风芽孢杆菌相宜生活在有氧的环境中D.有氧和无氧时,酵母菌呼吸作用产物不同9.(不定项选择题)下图表示某植物的非绿色器官在氧浓度为a、b、c、d时,CO2释放量和O2汲取量的改变。下列相关叙述错误的是(双选)()A.氧浓度为a时,有氧呼吸最弱B.氧浓度为b时,有氧呼吸消耗葡萄糖的量是无氧呼吸的1/3C.氧浓度为c时,最适于贮藏该植物器官D.氧浓度为d时,有氧呼吸强度与无氧呼吸强度相等10.(不定项选择题)将等量且足量的苹果果肉分别放在O2浓度不同的密闭容器中,1h后测定O2的汲取量和CO2的释放量,如下表:O2浓度改变量01%2%3%5%7%10%15%20%25%O2吸收量/mol00.10.20.30.40.50.60.70.80.8CO2释放量/mol10.80.60.50.40.50.60.70.80.8下列有关叙述错误的是()A.苹果果肉细胞在O2浓度为0%~3%和5%~25%时,分别进行无氧呼吸和有氧呼吸B.贮藏苹果时,应选择O2浓度为5%的相宜环境条件C.O2浓度越高,苹果果肉细胞有氧呼吸越旺盛,产生ATP越多D.苹果果肉细胞进行无氧呼吸时,产生乳酸和二氧化碳11.(不定项选择题)下图所示为不同距离的跑步过程中,有氧呼吸和无氧呼吸供能的百分比。下列说法正确的是()A.跑步距离越长,无氧呼吸供能所占比例越大B.1500米跑时,有氧呼吸与无氧呼吸消耗的葡萄糖的量相当C.100米跑时,所需ATP主要由无氧呼吸产生D.马拉松跑时,肌肉细胞呼吸释放的CO2量与汲取的O2量之比为1∶112.下图为某生物体内的细胞呼吸,其中序号①~④代表过程,字母A~D代表细胞呼吸产生的物质。请据图回答下列问题:(1)图示中,物质A为,物质B为,物质C为。

(2)在人体内进行的有氧呼吸过程包括(填序号),可发生在人体细胞中的过程是(填序号),发生在神经元细胞质基质中的过程是(填序号)。

(3)水作为反应物利用的过程是(填序号),合成大量ATP的过程是(填序号),在酵母菌细胞内进行的过程是(填序号),有CO2产生的过程是(填序号)。

(4)产物水中的氢原子来自物质、氧原子来自物质;反应物水中的氧原子进入物质、氢原子进入物质中。若将葡萄糖中的氧原子标记为18O,则经动物细胞呼吸后,含18O的物质是。

参考答案自主合作探究探究一【自主学习1】氧化分解能量有氧无氧探究二【自主学习2】(1)有氧呼吸包括第一、其次、第三,共三个阶段,依次发生在细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜上。(2)其次阶段第三阶段(3)其次阶段第三阶段(4)其次阶段线粒体内膜(5)O2葡萄糖和水【例1】(1)丙酮酸CO2O2能量(2)线粒体内膜线粒体基质①③④④①③④(3)2自由扩散③(4)葡萄糖和水C、F[自主总结1](1)第1阶段第2阶段第3阶段场所细胞质基质线粒体基质线粒体内膜条件酶酶O2、酶反应物C6H12O6丙酮酸、H2O[H]、O2产物丙酮酸、[H]CO2、[H]H2O释放能量多少少少多合成ATP多少少少多(2)(3)是指细胞在氧的参加下,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CO2和水,同时释放能量,生成大量ATP的过程。探究三[合作探究1](1)两个阶段细胞质基质(2)第一阶段酒精或乳酸(3)植物和酵母菌等生物。高等动物、马铃薯的块茎、甜菜块根、玉米胚等细胞及乳酸菌等。[自主总结2](1)第1阶段第2阶段场所细胞质基质细胞质基质条件无氧、酶无氧、酶续表第1阶段第2阶段反应物葡萄糖丙酮酸、[H]产物丙酮酸、[H]乳酸或酒精和CO2释放能量多少少无合成ATP多少少无(2)酵母菌、多数植物乳酸菌、动物、马铃薯的块茎、甜菜的块根和玉米的胚等。(3)C6H12O62C3H6O3+少量能量C6H12O62C2H5OH+2CO2+少量能量(4)细胞在无氧条件下,通过多种酶的催化作用,把葡萄糖等有机物不彻底的氧化分解,产生酒精和CO2或乳酸,释放少量能量,生成少量ATP的过程。【例2】(1)汲取足够的水分并灭菌防止高温杀死酵母菌(2)有氧呼吸产生水无氧呼吸产生酒精(3)通入澄清石灰水,看其是否变浑浊(或通入溴麝香草酚蓝溶液,看其是否由蓝变绿再变黄)运用酸性重铬酸钾,看是否由橙色变为灰绿色(4)略探究四[合作探究2]有氧呼吸无氧呼吸场所细胞质基质、线粒体细胞质基质条件O2、酶无O2、酶反应物C6H12O6、O2和H2OC6H12O6终产物CO2和H2O酒精和二氧化碳或乳酸[H]的产生有氧呼吸第一和其次阶段无氧呼吸第一阶段[H]作用与利用与O2结合成水与丙酮酸反应释放能量多少多少合成ATP多少多少共同点(过程)第一阶段完全相同;(条件)都须要多种酶的催化;(本质)都是氧化分解有机物,释放