2018年秋高中生物第五章细胞的能量供应和利用第3节ATP的主要来源——细胞呼吸学案新人教版必修1

第3节ATP的主要来源——细胞呼吸学习目标1．说出线粒体的结构和功能。

(重点)2．说明有氧呼吸和无氧呼吸的异同。

(重点)3．说明细胞呼吸的原理，并探讨其在生产和生活中的应用。

(难点)4．进行酶母菌细胞呼吸方式的探究。

(难点)核心概念细胞呼吸有氧呼吸无氧呼吸酒精发酵乳酸发酵一、细胞呼吸1．概念：细胞呼吸是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他产物，释放出能量并生成 ATP 的过程。

2．实质：氧化分解有机物，释放能量。

二、探究酶母菌细胞呼吸的方式三、细胞呼吸的方式1．有氧呼吸2．无氧呼吸(1)发酵的概念酵母菌、乳酸菌等微生物的无氧呼吸也叫发酵，根据产物不同可分为酒精发酵和乳酸发酵。

(2)两种方式四、细胞呼吸原理的应用(连线) ①包扎伤口用透气消毒纱布或松软创可贴②用酵母菌酿酒③用醋酸杆菌生产食醋④用谷氨酸棒状杆菌生产味精⑤松土⑥稻田排水⑦慢跑a.促进无氧呼吸b.抑制无氧呼吸c.促进有氧呼吸①—b ②－a ③－c ④－c ⑤－c ⑥－b ⑦－c ？思考1．线粒体是进行有氧呼吸的必需条件吗？若不是请举例说明。

提示：不是，蓝藻无线粒体也可进行有氧呼吸，具有有氧呼吸酶是进行有氧呼吸的必需条件。

2．北方人做馒头时，利用酵母菌发面，发好的面团柔软而且表面水汪汪的。

你知道为什么吗？提示：酵母菌有氧呼吸产生CO 2，使面团充气而变软，有氧呼吸产生的水使面团表面有水。

H 活学巧练uo xue qiao lian判断题1．探究酵母菌的呼吸方式时，不能用澄清的石灰水来检测CO 2的产生，但可以用重铬酸钾来检测乙醇。

( × )2．检测酵母菌培养过程中是否产生CO 2，可判断其呼吸方式。

( × ) 3．线粒体将葡萄糖氧化分解成CO 2和H 2O 。

( × ) 4．无氧呼吸能产生ATP 、但没有[H]的生成过程。

( × ) 5．有氧呼吸第二、三阶段都能产生大量ATP 。

( × )6．细胞内葡萄糖分解成丙酮酸和[H]的反应，只发生在细胞有氧时。

( × ) 7．呼吸作用产生的能量均以热能释放。

( × ) 8．破伤风杆菌适宜生活在有氧的环境中。

( × ) 9．及时排涝，能防止根细胞受酒精毒害。

( √ ) 10．无氧和零下低温环境有利于水果保鲜。

( × )知识点1 探究酵母菌的呼吸方式Z 重难拓展hong nan tuo zhan1．实验原理(1)酵母菌是兼性厌氧菌，在有氧和无氧条件下均能生存，有氧呼吸产生H 2O 和CO 2，无氧呼吸产生酒精和CO 2。

(2)呼吸产物——CO 2和酒精的检测①澄清石灰水――→＋CO 2变混浊，且混浊程度与CO 2产量有关；②蓝色的溴麝香草酚蓝水溶液――→＋CO 2变绿再变黄，且变黄时间长短与CO 2产量有关； ③橙色重铬酸钾溶液――→＋酒精酸性变灰绿色。

2．探究过程提出问题：酵母菌使葡萄糖发酵产生酒精是在有氧还是无氧条件下；酵母菌在有氧和无氧条件下细胞呼吸的产物是什么？作出假设：针对上述问题，根据已有的知识和生活经验(如酵母菌可用于酿酒、发面等)作出合理的假设设计并进行实验⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎪⎧(1)配制酵母菌培养液(2)检测CO 2的产生，装置如图所示：(3)检测酒精的产生：自A 、B 中各取2 mL 滤液分别注入编号为1、2的两支试管中→分别滴加0.5 mL 溶有0.1 g 重铬酸钾的浓硫酸溶液→振荡并观察溶液的颜色变化实验现象3．实验分析及拓展 (1)实验分析①通入甲中A 瓶的空气需先通过NaOH 溶液的目的是保证进入A 瓶的气体中不含有CO 2，保证使第三个锥形瓶中的澄清石灰水变混浊的CO 2完全是由酵母菌有氧呼吸产生的。

②乙中B 瓶应封口放置一段时间，待酵母菌将B 瓶中的氧气消耗完后，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶，确保通入澄清石灰水中的CO 2完全是由酵母菌无氧呼吸产生的。

(2)不同材料呼吸实验的设计①若探究种子呼吸状况则不必遮光，但需“死种子”作对照。

②若探究“植株或幼苗”呼吸状况，应进行遮光处理，以防止光合作用的干扰，同时可设置同种状况但杀死的植株或幼苗作对照。

知识贴士酵母菌是兼性厌氧生物，是因为它既能进行有氧呼吸也能进行无氧呼吸，而人体中的某些细胞既能进行有氧呼吸也能短暂的进行无氧呼吸，但人只能是需氧型生物，所以生物异化作用类型的区分，不是以能否进行有氧、无氧呼吸为依据的，而是以在有氧或无氧的条件下能否正常生存为依据的。

D 典例评析ian li ping xi典例 1 如图是探究酵母菌细胞呼吸方式的实验装置。

以下说法中正确的是( C )A ．两个装置均需要在黑暗条件下进行B ．装置乙在Ⅲ处可检测到有酒精生成C ．装置乙中应让Ⅱ先放置一会再与Ⅲ连接D ．装置甲中NaOH 溶液的作用是吸收Ⅰ处的CO 2[解析] 黑暗或光照对酵母菌的细胞呼吸没有明显的影响，A 错误；装置乙中酵母菌产生的CO 2可通过导管进入Ⅲ中，但酵母菌产生的酒精保留在Ⅱ中，B 错误；装置甲中NaOH 溶液的作用是使进入B 瓶的空气先经过NaOH 溶液的作用，排除空气中CO 2对实验结果的干扰，D 错误。

〔变式训练1〕 有关“探究酵母菌的呼吸方式”实验的叙述，错误的是( D ) A ．实验中将葡萄糖溶液煮沸的目的是灭菌和去除溶液中的O 2 B ．在探究有氧呼吸的实验过程中，泵入的空气应去除CO 2 C ．实验中需控制的无关变量有温度、pH 、培养液浓度等 D ．可通过观察澄清石灰水是否变浑浊来判断酵母菌的呼吸方式[解析] 酵母菌进行有氧呼吸和无氧呼吸产物中都有CO 2，都能使澄清石灰水变浑浊，因此不能通过此指标判断酵母菌的呼吸方式。

知识点2 有氧呼吸和无氧呼吸过程的比较Z 重难拓展hong nan tuo zhan1．有氧呼吸和无氧呼吸过程图解2．有氧呼吸和无氧呼吸的比较Y 易错提醒i cuo ti xing有关细胞呼吸过程的五点提醒(1)产生CO 2的不只是有氧呼吸，无氧呼吸产生酒精的过程中也有CO 2的产生。

(2)有氧呼吸过程中生成的水和反应物中的水其来源和去向不同，所以不是同一分子。

(3)无氧呼吸只有第一阶段释放少量能量，第二阶段不释放能量。

(4)呼吸作用释放的能量不全转化成ATP 中的能量，大部分以热能的形式散失。

(5)不是所有植物的无氧呼吸产物都是酒精和二氧化碳，玉米胚、甜菜根等植物组织的无氧呼吸产物为乳酸。

3．与无氧呼吸有关的几个易错点(1)不同生物无氧呼吸产物不同是由于催化反应的酶的种类不同，根本原因在于控制酶合成的基因不同。

(2)大多数植物、酵母菌无氧呼吸的产物为酒精和CO 2；有些高等植物的某些器官如玉米胚、马铃薯块茎、甜菜块根等进行无氧呼吸时产生乳酸；高等动物、人及乳酸菌的无氧呼吸只产生乳酸。

(3)无氧呼吸第一阶段产生的[H]用于还原丙酮酸。

(4)无氧呼吸只在第一阶段释放能量。

4．与细胞呼吸有关的计算C 6H 12O 6＋6H 2O ＋6O 2――→酶12H 2O ＋6CO 2＋能量 C 6H 12O 6――→酶2C 2H 5OH(酒精)＋2CO 2＋少量能量(1)消耗等量葡萄糖时，无氧呼吸与有氧呼吸产生的CO 2的物质的量之比为。

(2)产生等量的CO 2时，无氧呼吸与有氧呼吸消耗的葡萄糖的物质的量之比为。

(3)无氧呼吸产生的酒精和CO 2的物质的量相等；有氧呼吸消耗O 2和产生CO 2的物质的量相等。

D 典例评析ian li ping xi典例2 (2018·黄冈高一检测)在植物体的细胞中，葡萄糖分解为丙酮酸的反应( B )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[解析] 葡萄糖分解为丙酮酸的反应只能在细胞质基质中进行，A 错误；不论是叶肉细胞还是根细胞，都能进行细胞呼吸，都有葡萄糖分解为丙酮酸的过程，B 正确；葡萄糖分解为丙酮酸是有氧呼吸和无氧呼吸的共同点，有氧、无氧都可以发生，C 错误；不论有光还是无光，都能进行细胞呼吸，都有葡萄糖分解为丙酮酸的过程，D 错误。

特别提醒：(1)有氧呼吸和无氧呼吸总反应式中的能量不能写成ATP ，因为大部分能量以热能形式散失。

(2)1 mol 葡萄糖彻底氧化分解后，释放出2870 kJ 的能量，其中1161 kJ 的能量储存在ATP 中，其余的以热能形式散失。

(3)1 mol 葡萄糖生成酒精释放的能量为225.94 kJ ，生成乳酸释放的能量为196.65 kJ ，其中都有61.08 kJ 的能量转移到ATP(生成2 mol ATP)中，其余部分以热能的形式散失。

(4)无氧呼吸只有第一阶段释放能量，第二阶段没有能量释放。

而有氧呼吸三个阶段均释放能量。

〔变式训练2〕(2018·江苏常州高三模拟)如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( D )A ．跑步距离越长，无氧呼吸供能所占比例越大B ．1 500 m 跑时，有氧呼吸与无氧呼吸消耗的葡萄糖的量相当C ．100 m 跑时，所需ATP 主要由有氧呼吸提供D ．马拉松跑时，肌肉细胞呼吸释放的CO 2量与吸收的O 2量之比为[解析] 分析题图可知，跑步距离越长，无氧呼吸供能所占比例越小，A 项错误。

1500 m 跑时，有氧呼吸与无氧呼吸供能的百分比相同，在供能相同的情况下，无氧呼吸消耗的葡萄糖量要多于有氧呼吸，B 项错误。

100 m 跑时，所需ATP 主要由无氧呼吸提供，C 项错误。

马拉松跑时，主要进行有氧呼吸，但仍有部分细胞进行无氧呼吸。

人体肌肉细胞进行无氧呼吸时不消耗O 2，也不产生CO 2，故肌肉细胞呼吸释放的CO 2与吸收的O 2之比为，D 项正确。

知识点3 影响细胞呼吸的因素及其应用Z 重难拓展hong nan tuo zhan一、影响细胞呼吸速率的内因二、影响细胞呼吸的外因1．温度：通过影响呼吸酶的活性来影响呼吸强度。

与温度影响酶催化效率的曲线特征一致。

生产上常利用这一原理在低温下储存蔬菜、水果，在大棚蔬菜的栽培过程中夜间适当降温，来降低细胞呼吸，减少有机物的消耗。

2．氧气浓度(1)对于无氧呼吸：随氧气浓度增加而受抑制，氧气浓度越高，抑制作用越强，氧气浓度达到一定值时，被完全抑制。

如图乙所示。

(2)对于有氧呼吸：氧气是有氧呼吸的原料之一，在一定范围内，随着氧气浓度的增加，有氧呼吸速率增强，但当氧气浓度增加到一定值时，有氧呼吸速率不再增加。

如图丙所示。

(3)绝大多数植物的非绿色器官或酵母菌的呼吸速率受氧气浓度的影响。