2課時 無氧呼吸、細(xì)胞呼吸原理的應(yīng)課標(biāo)內(nèi)容要求核心素養(yǎng)對接說明生物通過細(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。1.生命觀念——分析與綜合:分析有氧呼吸與無氧呼吸的過程,區(qū)別二者的異同。2社會責(zé)任——依據(jù)細(xì)胞呼吸原理指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn),解決實際問題。一、無氧呼吸1場所細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)。2類型和過程類型酒精發(fā)酵乳酸發(fā)酵第一階段葡萄糖丙酮酸[H]+少量能量第二階段丙酮酸酒精CO2丙酮酸乳酸反應(yīng)式C6H12O62C2H5OH2CO2+少量能量C6H12O62C3H6O3少量能量實例某些植物、酵母菌等高等動物、馬鈴薯塊莖、甜菜塊根、玉米胚、乳酸菌等3.概念(1)物質(zhì)變化:有機(jī)物氧化分,生成二氧化碳或其他產(chǎn)物。(2)能量變化:釋放出能量并生成少量ATP。二、細(xì)胞呼吸原理的應(yīng)用1有氧呼吸原理的應(yīng)用(1)利用淀粉、醋酸桿菌或谷氨酸棒狀桿菌可以生產(chǎn)食醋或味精。(2)提倡慢跑等有氧運動使細(xì)胞進(jìn)行有氧呼吸,避免肌細(xì)胞產(chǎn)生大量乳酸。(3)及時松土有利于根系生長(4)稻田定期排水有利于根系有氧呼吸,防止幼根變黑、腐爛。2無氧呼吸原理的應(yīng)用(1)利用糧食通過酵母菌發(fā)酵可以生產(chǎn)各種酒。(2)包扎傷口應(yīng)選用透氣的敷料。(3)破傷風(fēng)芽孢桿菌可通過無氧呼吸進(jìn)行大量繁殖,皮膚破損較深時,需清理傷口并注射破傷風(fēng)抗毒血清等。判斷對錯(正確的打“√”,錯誤的打“×”)1.無氧呼吸發(fā)生的場所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)。 (  )2不同生物無氧呼吸的產(chǎn)物相同。 (  )3無氧呼吸兩個階段都可以產(chǎn)生ATP。 (  )4無氧呼吸產(chǎn)物中只有酒精或乳酸。 (  )5葡萄糖經(jīng)無氧呼吸后釋放的能量大部分以熱能的形式散失。 (  )6儲存蔬菜、水果時應(yīng)隔絕O2,以減弱細(xì)胞呼吸。 (  )提示1.2× 不同生物無氧呼吸的產(chǎn)物不一定相同,如酵母菌無氧呼吸的產(chǎn)物為酒精和二氧化碳乳酸菌無氧呼吸的產(chǎn)物是乳酸。3× 無氧呼吸只在第一階段產(chǎn)生ATP。4× 無氧呼吸的產(chǎn)物是乳酸或酒精和二氧化碳。56× 若隔絕O2,細(xì)胞無氧呼吸會加強(qiáng),不利于蔬菜、水果的儲存,而應(yīng)低氧儲存。 無氧呼吸1無氧呼吸過程第一階段(與有氧呼吸第一階段相同)葡萄糖丙酮酸、[H]和少量能量第二階段酒精發(fā)酵丙酮酸酒精+CO2大多數(shù)植物、酵母菌等乳酸發(fā)酵丙酮酸乳酸高等動物、乳酸菌和少數(shù)植物器官(馬鈴薯塊莖、甜菜塊根、玉米胚等)2.無氧呼吸過程的能量轉(zhuǎn)化(1)無氧呼吸過程中1 mol葡萄糖在分解成乳酸時,只釋放出196.65 kJ的能量,其中只有61.08 kJ的能量儲存在ATP(2 mol),69%的能量都以熱能的形式散失了。(2)無氧呼吸過程中1 mol葡萄糖分解成酒精和CO2,只釋放出225.94 kJ的能量其中同樣只有61.08 kJ的能量儲存在ATP(2 mol),73%的能量都以熱能的形式散失了。 3有氧呼吸與無氧呼吸的比較 有氧呼吸無氧呼吸反應(yīng)條件需要O2、相關(guān)酶等不需要O2、需要相關(guān)酶等反應(yīng)場所第一階段發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)第二階段發(fā)生在線粒體基質(zhì),第三階段發(fā)生在線粒體內(nèi)膜第一、二階段均發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)產(chǎn)物CO2、H2O酒精和CO2或乳酸能量轉(zhuǎn)化有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能ATP中活躍的化學(xué)能和熱能有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能ATP中活躍的化學(xué)能、熱能、不完全氧化分解的產(chǎn)物酒精或乳酸中的化學(xué)能特點有機(jī)物徹底氧化分解,釋放大量能量有機(jī)物不完全氧化分解,釋放少量能量實質(zhì)有機(jī)物氧化分解,釋放能量,合成ATP的過程意義細(xì)胞呼吸為生物體的生命活動提供能量來源;產(chǎn)生中間代謝產(chǎn)物為體內(nèi)其他化合物的合成提供原料;維持恒溫動物的體溫聯(lián)系有氧呼吸和無氧呼吸的第一階段完全相同深化探究:1.細(xì)胞呼吸過程中能量發(fā)生了怎樣的變化?為什么無氧呼吸產(chǎn)生的能量是少量的?提示:細(xì)胞呼吸過程中儲存在有機(jī)物中的穩(wěn)定化學(xué)能轉(zhuǎn)變成儲存在ATP中特殊的化學(xué)鍵的活躍化學(xué)能和熱能。無氧呼吸產(chǎn)生的能量少是因為無氧呼吸生成的乳酸或酒精中儲存大部分能量。2在通風(fēng)條件不好的環(huán)境中儲藏的蘋果會有酒味散發(fā),而馬鈴薯儲藏久了卻不會有酒味產(chǎn)生請分析其中的原因。為什么會產(chǎn)生這種差異?提示:蘋果無氧呼吸的產(chǎn)物是酒精和CO2馬鈴薯無氧呼吸的產(chǎn)物是乳酸。因為不同生物細(xì)胞所具有的酶不同導(dǎo)致反應(yīng)途徑不同,產(chǎn)物也不同。1如圖表示細(xì)胞呼吸過程中葡萄糖分解的三個途徑,有關(guān)說法正確的是(  )A催化過程②③④的酶均分布于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)B過程①②③④中均有ATP生成C過程①②③均能發(fā)生在酵母細(xì)胞中D過程中的二氧化碳產(chǎn)生于線粒體內(nèi)膜上C [為有氧呼吸的第二、三階段,發(fā)生于線粒體中,催化過程的酶分布于線粒體基質(zhì)和線粒體內(nèi)膜上,A選項錯誤;有氧呼吸和無氧呼吸的第一階段,有氧呼吸的第二、三階段都會產(chǎn)生ATP,無氧呼吸第二階段沒有ATP的生成故過程①③中均有ATP生成,過程②④中沒有ATP生成,B選項錯誤;酵母菌為兼性厭氧菌,既能進(jìn)行有氧呼吸,也能進(jìn)行酒精發(fā)酵故過程①②③均能發(fā)生在酵母細(xì)胞中,C選項正確;過程中的CO2是有氧呼吸第二階段的產(chǎn)物,產(chǎn)生于線粒體基質(zhì)中,D選項錯誤。]2(2019·山東淄博部分學(xué)校高一上期末)在混有酵母菌的葡萄糖溶液內(nèi)分別通入不同濃度的氧氣時,其產(chǎn)生的C2H5OHCO2的量如下表所示,分析表中數(shù)據(jù)相關(guān)敘述正確的是(  )氧濃度(%)abcd產(chǎn)生CO2的量9 mol12.5 mol15 mol30 mol產(chǎn)生酒精的量9 mol6.5 mol6 mol0 molA.a濃度時,酵母菌有氧呼吸速率等于無氧呼吸速率Bb濃度時,單位時間內(nèi)酵母菌有氧呼吸消耗的葡萄糖比無氧呼吸消耗的多Cc濃度時,單位時間內(nèi)有50%的葡萄糖用于酵母菌的酒精發(fā)酵Dd濃度時,酵母菌只進(jìn)行有氧呼吸不進(jìn)行無氧呼吸D [a濃度時酵母菌只進(jìn)行無氧呼吸,A錯誤;b濃度時,6.5 mol CO2由無氧呼吸產(chǎn)生,6 mol CO2由有氧呼吸產(chǎn)生,故有3.25 mol葡萄糖用于無氧呼吸,1 mol葡萄糖用于有氧呼吸,可見單位時間內(nèi)酵母菌有氧呼吸消耗的葡萄糖少于無氧呼吸,B錯誤;c濃度時,6 mol CO2由無氧呼吸產(chǎn)生,9 mol CO2由有氧呼吸產(chǎn)生,故有3 mol葡萄糖用于無氧呼吸1.5 mol葡萄糖用于有氧呼吸,所以用于酒精發(fā)酵的葡萄糖占,C錯誤;d濃度時沒有酒精產(chǎn)生,說明酵母菌只進(jìn)行有氧呼吸D正確。] 細(xì)胞呼吸原理的應(yīng)用1影響細(xì)胞呼吸的內(nèi)因——遺傳因素遺傳物質(zhì)的不同決定酶的種類和數(shù)量不同進(jìn)而影響細(xì)胞呼吸的類型、速率等。(1)生物的細(xì)胞呼吸類型需氧型生物——需在氧氣充足的條件下才能正常生活,如人、絕大多數(shù)動植物。厭氧型生物——需在無氧條件下才能正常生活,有氧時呼吸作用會受到抑制,甚至不能生長,如乳酸菌、破傷風(fēng)桿菌。兼性厭氧型生物——在有氧條件下進(jìn)行有氧呼吸,在無氧條件下進(jìn)行無氧呼吸如酵母菌。(2)不同種、不同生長發(fā)育時期或不同組織器官,細(xì)胞呼吸速率有差異(以植物為例)不同種類植物的細(xì)胞呼吸速率不同,一般旱生植物小于水生植物,陽生植物大于陰生植物。同一植物在不同生長發(fā)育時期呼吸速率不同,如幼苗期、開花期呼吸速率升高,成熟期呼吸速率下降。同一植物的不同組織器官呼吸速率不同,一般生殖器官大于營養(yǎng)器官。2影響細(xì)胞呼吸的外因——環(huán)境因素(1)溫度影響(如圖):細(xì)胞呼吸是一系列酶促反應(yīng),溫度通過影響酶的活性而影響細(xì)胞呼吸速率。細(xì)胞呼吸的最適溫度一般在2535 之間。應(yīng)用(2)氧氣影響(如圖)O2是有氧呼吸所必需的,O2對無氧呼吸過程有抑制作用。aO2濃度=0,只進(jìn)行無氧呼吸。b0<O2濃度<10%,同時進(jìn)行有氧呼吸和無氧呼吸。cO2濃度10%只進(jìn)行有氧呼吸。dO2濃度=5%,有機(jī)物消耗最少。應(yīng)用(3)水分影響應(yīng)用(4)CO2影響:CO2是細(xì)胞呼吸的最終產(chǎn)物,積累過多會抑制細(xì)胞呼吸的進(jìn)行如圖所示。應(yīng)用:適當(dāng)增加CO2濃度,有利于水果和蔬菜的保鮮。實踐應(yīng)用:農(nóng)業(yè)上有一句關(guān)于鋤地(中耕松土)的諺語鋤頭下面有肥請結(jié)合所學(xué)知識分析該諺語的合理性。提示:松土可增加土壤中的氧氣濃度,促進(jìn)農(nóng)作物的有氧呼吸強(qiáng)度進(jìn)而增強(qiáng)礦質(zhì)元素的吸收。1如圖表示光照、儲藏溫度對番茄果實呼吸強(qiáng)度變化的影響。下列有關(guān)敘述中不正確的是    (  )A番茄果實細(xì)胞產(chǎn)生CO2的場所是線粒體和細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)B光照對番茄果實呼吸的抑制作用8 時比15 時更強(qiáng)C.低溫、黑暗條件下更有利于儲存番茄果實D儲藏溫度下降時果實呼吸減弱,可能與細(xì)胞內(nèi)酶活性降低有關(guān)C [番茄果實細(xì)胞有氧呼吸和無氧呼吸均可產(chǎn)生CO2有氧呼吸第二階段在線粒體中產(chǎn)CO2,無氧呼吸在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中產(chǎn)生CO2A項正確;由題圖可看出,8 時黑暗條件下與光照條件下呼吸強(qiáng)度差值比15 時大即光照對番茄果實呼吸的抑制作用8 時比15 時更強(qiáng),B項正確;圖示信息表明光照條件下細(xì)胞呼吸比黑暗條件下細(xì)胞呼吸弱,所以光照條件更有利于番茄果實的儲存,C項錯誤;溫度降低會使與呼吸作用有關(guān)的酶的活性降低,細(xì)胞呼吸減弱,D項正確。]2下列現(xiàn)象中不能體現(xiàn)細(xì)胞呼吸原理應(yīng)用的是    (  )A稻田要定期排澇B包扎傷口時,要用透氣的消毒紗布C溫室大棚內(nèi)懸掛發(fā)紅色光的燈管D控制通氣,可利用醋酸桿菌制醋C [稻田要及時排水,防止植物的根細(xì)胞因缺氧而進(jìn)行無氧呼吸,產(chǎn)生酒精對根系造成毒害作用,A不符合題意;在傷口中可能有破傷風(fēng)桿菌,氧氣能抑制其無氧呼吸所以要用透氣的消毒紗布包扎傷口,B不符合題意;溫室大棚內(nèi)懸掛發(fā)紅色光的燈管,有利于植物的光合作用,沒有體現(xiàn)細(xì)胞呼吸原理C符合題意;醋酸桿菌的代謝類型屬于異養(yǎng)需氧型所以控制通氣,可利用醋酸桿菌制醋,D不符合題意。][課堂小結(jié)]知 識 網(wǎng) 絡(luò) 構(gòu) 建核 心 語 句 歸 納1.產(chǎn)生CO2的不只是有氧呼吸,無氧呼吸產(chǎn)生酒精的過程中也有CO2的產(chǎn)生。2.不是所有植物的無氧呼吸產(chǎn)物都是酒精和二氧化碳,玉米胚、甜菜塊根、馬鈴薯塊莖等植物組織的無氧呼吸產(chǎn)物為乳酸。3.無氧呼吸的兩種反應(yīng)類型(1)C6H12O62C3H6O3(乳酸)少量能量。(2)C6H12O62C2H5OH(酒精)2CO2少量能量。4.真核生物有氧呼吸的場所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體,而無氧呼吸的場所只有細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)。1細(xì)胞內(nèi)葡萄糖分解代謝過程如圖所示下列敘述正確的是(  )A酵母菌細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中可進(jìn)行過程B劇烈運動時骨骼肌細(xì)胞中進(jìn)行過程C乳酸菌細(xì)胞進(jìn)行過程中均產(chǎn)生[H]D過程是各類細(xì)胞分解葡萄糖的共同途徑D [過程在線粒體中進(jìn)行,A項錯誤;劇烈運動時骨骼肌細(xì)胞中有氧呼吸(①②)和無氧呼吸(①③)同時進(jìn)行,進(jìn)行①②③,B項錯誤;乳酸菌細(xì)胞進(jìn)行過程不產(chǎn)生[H],C項錯誤;各類細(xì)胞的有氧呼吸和無氧呼吸共同進(jìn)行過程,D項正確。]2將酵母菌研磨成勻漿,離心后得上清液(細(xì)胞質(zhì)基質(zhì))和沉淀物(含線粒體),把等量的上清液、沉淀物和未曾離心的勻漿分別放入甲、乙、丙三支試管中,各加入等量葡萄糖溶液,然后置于隔絕空氣的條件下。下列敘述正確的是(  )A甲試管中的最終產(chǎn)物為CO2H2OB乙試管中不發(fā)生反應(yīng)C丙試管中有大量的ATP產(chǎn)生D丙試管中無CO2產(chǎn)生B [根據(jù)題目中對酵母菌的處理,甲試管中裝入的是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì),乙試管中裝入的是線粒體,丙試管中裝入的是未曾離心的酵母菌勻漿。三支試管中都裝入葡萄糖,在無氧條件下,甲試管能夠完成無氧呼吸的整個過程,產(chǎn)生酒精和CO2,釋放出少量的能量;乙試管不發(fā)生反應(yīng);丙試管中能夠完成整個無氧呼吸過程。]3(2018·全國卷)有些作物的種子入庫前需要經(jīng)過風(fēng)干處理。與風(fēng)干前相比,下列說法錯誤的是(  )A風(fēng)干種子中有機(jī)物的消耗減慢B風(fēng)干種子上微生物不易生長繁殖C.風(fēng)干種子中細(xì)胞呼吸作用的強(qiáng)度高D風(fēng)干種子中結(jié)合水與自由水的比值大C [風(fēng)干種子中自由水含量減少,細(xì)胞呼吸強(qiáng)度降低有機(jī)物消耗減慢,A項正確、C項錯誤;風(fēng)干種子中自由水含量減少其上微生物不易生長繁殖B項正確;風(fēng)干種子中自由水含量減少結(jié)合水與自由水的比值較風(fēng)干前大,D項正確。]4雨水過多時,農(nóng)作物發(fā)生爛根現(xiàn)象的原因是(  )A土壤中有毒物質(zhì)溶解到水中使根遭到毒害B土壤中水分充足,微生物繁殖而引起爛根C土壤中缺乏氧氣,根進(jìn)行無氧呼吸產(chǎn)生酒精對根細(xì)胞有毒害作用D土壤因水澇溫度低,使根受到低溫?fù)p害C [土壤長期被水淹,導(dǎo)致土壤中缺少氧氣,根進(jìn)行無氧呼吸由于根的無氧呼吸會產(chǎn)生酒精,對細(xì)胞有毒害作用而導(dǎo)致爛根,C正確。]5生物體內(nèi)葡萄糖分解代謝過程如下圖所示,請據(jù)圖回答下列問題:(1)圖中A__________,其產(chǎn)生的部位是__________(2)反應(yīng)①②③④,必須在有氧條件下進(jìn)行的是__________可在人體細(xì)胞中進(jìn)行的是__________。(3)蘋果貯藏久了會有酒味,其原因是發(fā)生了圖中__________過程;而馬鈴薯塊莖貯藏久了,卻沒有酒味,原因是馬鈴薯塊莖在無氧條件下進(jìn)行了圖中__________過程。(4)糧食貯藏過程中有時會發(fā)生糧堆濕度增大現(xiàn)象這是因為___________。[答案] (1)丙酮酸和[H] 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) (2) ①②④ (3)①③ ①④ (4)種子在有氧呼吸過程中產(chǎn)生了水

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高中生物人教版 (2019)必修1《分子與細(xì)胞》電子課本

第3節(jié) 細(xì)胞呼吸的原理和應(yīng)用

版本: 人教版 (2019)

年級: 必修1《分子與細(xì)胞》

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