
第3節(jié) 細(xì)胞呼吸的原理和應(yīng)用
第1課時(shí) 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(cè)
(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)論
①酵母菌在有氧和無(wú)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(wú)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(lèi)型
有氧呼吸和無(wú)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(guò)程
(1)寫(xiě)出圖中①②③代表有氧呼吸的對(duì)應(yīng)階段:
①:第一階段;②:第二階段;③:第三階段。
(2)寫(xiě)出a、b、c代表的物質(zhì):
a:丙酮酸;b:[H];c:O2。
(3)三個(gè)階段均釋放出能量,釋放能量最多的階段是③(填圖中序號(hào))。
(4)寫(xiě)出圖中①②③所處場(chǎng)所:
①:細(xì)胞質(zhì)基質(zhì);②:線(xiàn)粒體基質(zhì);③:線(xiàn)粒體內(nèi)膜。
3.概念
(1)場(chǎng)所:細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線(xiàn)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(guò)程溫和。
(2)有氧呼吸進(jìn)行時(shí)有機(jī)物中的能量經(jīng)過(guò)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(chǔ)存在ATP中。
判斷對(duì)錯(cuò)(正確的打“√”,錯(cuò)誤的打“×”)
1.只檢測(cè)有無(wú)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(xiàn)粒體中進(jìn)行。( )
5.有氧呼吸的三個(gè)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(wú)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(shí)間過(guò)長(zhǎng)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(guò)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(gè)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(shí)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(wú)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(duì)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(shí)可設(shè)置同種狀況但殺死的植株或幼苗作對(duì)照。
深化探究:1.配制酵母菌培養(yǎng)液時(shí),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(shí)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(kāi)始產(chǎn)生的CO2排掉;一段時(shí)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(wú)氧呼吸產(chǎn)生的CO2通入澄清的石灰水,否則會(huì)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(shuō)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(wú)氧的條件下均能正常生存。酵母菌不論有氧還是無(wú)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(lèi)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(shuō)法錯(cuò)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(shí)間后,再連通盛有澄清石灰水的錐形瓶
B [光對(duì)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(chǎng)所——線(xiàn)粒體
(1)線(xiàn)粒體結(jié)構(gòu)示意圖
(2)線(xiàn)粒體結(jié)構(gòu)的理解
①外膜:外膜光滑,是位于線(xiàn)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(xiàn)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(guò)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(shū)寫(xiě)反應(yīng)式的時(shí)候一定不能將其約掉。
深化探究:線(xiàn)粒體是有氧呼吸的主要場(chǎng)所,試從結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的角度,說(shuō)明線(xiàn)粒體與有氧呼吸相適應(yīng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn):
(1)從線(xiàn)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(xiàn)粒體的內(nèi)膜向內(nèi)折疊形成嵴,大大增加了線(xiàn)粒體的內(nèi)膜表面積
(2)線(xiàn)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(xiàn)粒體的敘述,正確的是 ( )
A.線(xiàn)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(guò)程發(fā)生在線(xiàn)粒體基質(zhì)中
C.成人心肌細(xì)胞中的線(xiàn)粒體數(shù)量比腹肌細(xì)胞多
D.生命活動(dòng)所需ATP均由線(xiàn)粒體提供
C [線(xiàn)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(cuò)誤。葡萄糖分解為丙酮酸是細(xì)胞呼吸的第一階段,場(chǎng)所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì),B錯(cuò)誤。線(xiàn)粒體是細(xì)胞呼吸的主要場(chǎng)所,為生命活動(dòng)提供能量,心肌細(xì)胞需要能量多,故線(xiàn)粒體較多,C正確。ATP的主要來(lái)源是細(xì)胞呼吸,細(xì)胞呼吸的場(chǎng)所包括細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線(xiàn)粒體,另外光合作用過(guò)程中也會(huì)產(chǎn)生ATP,D錯(cuò)誤。]
2.下列有關(guān)有氧呼吸的敘述正確的是( )
A.線(xiàn)粒體是有氧呼吸的主要場(chǎng)所,沒(méi)有線(xiàn)粒體的細(xì)胞只能進(jìn)行無(wú)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(shí)生成大量的能量
D [原核細(xì)胞沒(méi)有線(xiàn)粒體,但是需氧原核生物能進(jìn)行有氧呼吸,A選項(xiàng)錯(cuò)誤;有氧呼吸第一階段是葡萄糖分解過(guò)程,產(chǎn)生的[H]和能量較少,B選項(xiàng)錯(cuò)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(cuò)誤;[H]和氧結(jié)合產(chǎn)生H2O,同時(shí)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(guò)程中ATP的來(lái)源
有氧呼吸過(guò)程中各個(gè)階段反應(yīng)式和總反應(yīng)式的能量都不能寫(xiě)成ATP,因?yàn)锳TP并不是有氧呼吸的直接產(chǎn)物,只是糖類(lèi)等有機(jī)物氧化分解時(shí)釋放的能量部分可以用于合成ATP。
[課堂小結(jié)]
1.如圖為線(xiàn)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(xiàn)粒體內(nèi)外膜間隙、線(xiàn)粒體基質(zhì)、嵴。丙酮酸分解產(chǎn)生CO2發(fā)生在②線(xiàn)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(guò)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(guò)程進(jìn)行的場(chǎng)所在線(xiàn)粒體
B.②過(guò)程的產(chǎn)物除了二氧化碳,還有H2O
C.①②過(guò)程一定都有能量釋放
D.與②相比,①過(guò)程產(chǎn)生的[H]較多
C [①過(guò)程的場(chǎng)所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì);②過(guò)程消耗H2O,不產(chǎn)生H2O;②過(guò)程比①過(guò)程產(chǎn)生的[H]多。]
3.下圖表示的是有氧呼吸過(guò)程。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是( )
A.①②③中數(shù)值最大的是①
B.產(chǎn)生①②的場(chǎng)所是線(xiàn)粒體
C.④代表的物質(zhì)是氧氣
D.乳酸菌能完成圖示全過(guò)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(cuò)誤;產(chǎn)生①的場(chǎng)所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì),B錯(cuò)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(guò)程,D錯(cuò)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(cuò)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(guò)程中,泵入的空氣應(yīng)去除CO2
C.實(shí)驗(yàn)中需控制的無(wú)關(guān)變量有溫度、pH、培養(yǎng)液濃度等
D.可通過(guò)觀(guān)察澄清石灰水是否變混濁來(lái)判斷酵母菌的呼吸方式
D [由于酵母菌有氧呼吸和無(wú)氧呼吸均可產(chǎn)生CO2,但有氧呼吸產(chǎn)生CO2速率快,可通過(guò)觀(guān)察澄清石灰水變混濁程度來(lái)判斷酵母菌的呼吸方式,而不是通過(guò)觀(guān)察石灰水是否變混濁。所以D項(xiàng)錯(cuò)誤。]
5.下圖是測(cè)定植物細(xì)胞呼吸的裝置。請(qǐng)據(jù)圖回答問(wèn)題:
(1)A瓶?jī)?nèi)NaOH的作用是____________________________;
B瓶?jī)?nèi)石灰水的作用是______________________________;
D瓶?jī)?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(huì)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(duì)接
1.說(shuō)明生物通過(guò)細(xì)胞呼吸將儲(chǔ)存在有機(jī)分子中的能量轉(zhuǎn)化為生命活動(dòng)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(guān)念——結(jié)構(gòu)與功能觀(guān):線(xiàn)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(gè)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)康模O(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(guān)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(lèi)型))兼性厭氧型
eq \(――――――→,\s\up9(細(xì)胞呼吸方式))有氧呼吸和無(wú)氧呼吸
檢測(cè)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(shí) 網(wǎng) 絡(luò) 構(gòu) 建
核 心 語(yǔ) 句 歸 納
1.酵母菌是單細(xì)胞真菌,代謝類(lèi)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(gè)階段發(fā)生的場(chǎng)所依次是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線(xiàn)粒體基質(zhì)和線(xiàn)粒體內(nèi)膜。
這是一份2020-2021學(xué)年第3節(jié) 細(xì)胞呼吸的原理和應(yīng)用第2課時(shí)導(dǎo)學(xué)案,共12頁(yè)。學(xué)案主要包含了無(wú)氧呼吸,細(xì)胞呼吸原理的應(yīng)用等內(nèi)容,歡迎下載使用。
這是一份生物人教版 (2019)第5章 細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用第3節(jié) 細(xì)胞呼吸的原理和應(yīng)用第1課時(shí)導(dǎo)學(xué)案,共14頁(yè)。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。
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(shí)學(xué)案,共18頁(yè)。
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(shí)學(xué)案
高中生物人教版 (2019)必修1《分子與細(xì)胞》第5章 細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用綜合與測(cè)試導(dǎo)學(xué)案
高中生物人教版 (2019)必修1《分子與細(xì)胞》第3章 細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)第3節(jié) 細(xì)胞核的結(jié)構(gòu)和功能第2課時(shí)學(xué)案設(shè)計(jì)
人教版 (2019)必修1《分子與細(xì)胞》第5章 細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用綜合與測(cè)試學(xué)案
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