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1、2022年高中生物 第5章 第2節(jié) ATP的主要來源-細(xì)胞呼吸導(dǎo)學(xué)案 新人教版必修1
1.說出細(xì)胞呼吸的概念,了解細(xì)胞呼吸與細(xì)胞供能的關(guān)系。
2.探究酵母菌細(xì)胞的呼吸方式。
3.闡明有氧呼吸和無氧呼吸的過程。
4.說明細(xì)胞呼吸的原理和意義。
5.探討細(xì)胞呼吸在生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用。
一、細(xì)胞呼吸
有機物在①內(nèi)經(jīng)過一系列的氧化分解,生成二氧化碳或其他產(chǎn)物,釋放出能量并生成ATP的過程,叫②。ATP分子的③中能量的主要來源是細(xì)胞呼吸。?
二、細(xì)胞呼吸的方式
1.酵母菌在有氧和無氧的條件下都能進(jìn)行細(xì)胞呼吸。在有氧條件下,細(xì)胞呼吸產(chǎn)生大量的④;在無氧條件下,酵母菌通
2、過細(xì)胞呼吸產(chǎn)生⑤,還能產(chǎn)生少量的⑥。?
2.科學(xué)家通過大量的實驗證實,細(xì)胞呼吸可分為有氧呼吸和無氧呼吸兩種類型。
三、有氧呼吸
1.概念:有氧呼吸是細(xì)胞呼吸的主要形式,是指細(xì)胞在氧的參與下,通過多種酶的催化作用,把葡萄糖等有機物徹底氧化分解,產(chǎn)生⑦,釋放能量,生成許多⑧的過程。?
2.有氧呼吸的主要場所是⑨,線粒體的基本結(jié)構(gòu)包括外膜、內(nèi)膜、嵴、基質(zhì),內(nèi)膜上和基質(zhì)中含有許多種與有氧呼吸有關(guān)的酶。?
3.過程:有氧呼吸的過程可概括地分為三個階段。第一階段是葡萄糖分解形成丙酮酸,產(chǎn)生少量的[H],并且釋放少量的能量;第二階段是⑩徹底分解形成和[H],并且釋放少量的能量;第三階段是第一、二階
3、段產(chǎn)生的[H]與氧結(jié)合生成H2O,并且釋放大量的能量。第一階段在中進(jìn)行,第二階段在中進(jìn)行。第三階段在上進(jìn)行。每個階段的反應(yīng)都有相應(yīng)的酶催化。?
四、無氧呼吸
1.概念:是指細(xì)胞在無氧條件下,通過多種酶的催化作用,把糖類等有機物分解成為的氧化產(chǎn)物,同時釋放出能量的過程。?
2.過程及場所:無氧呼吸過程可概括地分為兩個階段,這兩個階段需要不同的酶催化,都在中進(jìn)行。第一個階段與有氧呼吸的第一個階段完全相同;第二個階段是丙酮酸在不同酶的作用下,分解成酒精和二氧化碳,或者轉(zhuǎn)化成。?
1.細(xì)胞呼吸的實質(zhì)是什么?
2.線粒體是有氧呼吸的主要場所,線粒體中發(fā)生的生命活動是否能用下面的反應(yīng)
4、式表示?為什么?
C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量
3.有氧呼吸過程中哪幾個階段有[H]及ATP產(chǎn)生? ATP產(chǎn)生最多的是哪一個階段?
4.細(xì)胞呼吸的原理在生產(chǎn)實踐中有廣泛的應(yīng)用,試列舉幾項。
知識點一:探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式
1.在配制酵母菌培養(yǎng)液時為什么要用新鮮的食用酵母菌?能否用蒸餾水代替葡萄糖溶液?
2.以下甲、乙兩裝置可用來分別探究酵母菌的何種呼吸方式?A瓶中的NaOH溶液和C、E瓶中的澄清的石灰水的用途分別是什么?
3.如何保證上題圖乙中進(jìn)入石灰水的CO2全部來自酵母菌的無
5、氧呼吸?
4.請敘述探究酵母菌細(xì)胞呼吸方式的實驗原理。
知識點二:細(xì)胞呼吸過程及影響因素
1.細(xì)胞呼吸有哪兩種方式?其分類依據(jù)是什么?請敘述細(xì)胞呼吸的實質(zhì)和意義。
2.請嘗試設(shè)計表格,比較有氧呼吸的三個階段。
3.請敘述有氧呼吸和無氧呼吸在發(fā)生場所和產(chǎn)物兩方面的區(qū)別。
4.影響呼吸速率的因素有哪些?
例1 釀酒就是采用一種釀酒酵母對大米或其他谷類作物進(jìn)行酒精發(fā)酵,一般采用的方法:開始幾天在酒缸中裝入大米,水分和酒曲(含酵母菌),敞開容器蓋,目的是使酵母菌進(jìn)行 呼吸,獲得足夠的能量進(jìn)行大量 ,從而獲
6、得足夠數(shù)量的酵母菌。幾天后,將容器蓋密封起來,此時在容器中發(fā)生的生理作用的反應(yīng)式是 ,酵母菌進(jìn)行的細(xì)胞呼吸方式是 。?
例2 下圖表示生物體內(nèi)呼吸作用的過程,圖中a~d表示某種物質(zhì),①~⑤表示相關(guān)生理過程,據(jù)圖回答:
(1)①~⑤過程,能在人體細(xì)胞中進(jìn)行的是 ;在線粒體中進(jìn)行的是 ;在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中進(jìn)行的是 ;釋放能量最多的是 。?
(2)圖中a物質(zhì)表示 ,b表示 ,c表示 。?
1.關(guān)于有氧呼吸的特點(與無氧呼吸相比),下列表述中不正確的是( )。
A.需要多種酶參與
7、 B.分解有機物不徹底
C.釋放二氧化碳 D.生成大量ATP
2.若在酵母菌酒精發(fā)酵后期通入氧氣,與不通氧氣相比,酒精的產(chǎn)生量會( )。
A.增加 B.減少 C.不變 D.先增加后減少
3.用含18O葡萄糖跟蹤有氧呼吸過程中的氧原子,18O的轉(zhuǎn)移途徑是( )。
A.葡萄糖→丙酮酸→水 B.葡萄糖→丙酮酸→氧
C.葡萄糖→氧→水 D.葡萄糖→丙酮酸→CO2
4.種在湖邊的玉米,長期被水淹,生長不好。其原因是( )。
A.根細(xì)胞吸收水分多 B.營養(yǎng)缺乏
C.光合作用的強度不夠 D.細(xì)胞有氧呼吸受阻
5.下圖是關(guān)于探究酵母菌細(xì)胞呼吸方式的
8、兩組實驗裝置,請據(jù)圖回答問題:
(1)酵母菌應(yīng)加到 瓶中;澄清的石灰水應(yīng)加到 瓶中;A瓶中所加液體的作用是 。?
(2)一段時間后在 中取少量培養(yǎng)液,滴加 溶液檢測酒精的存在,顏色變化為 。?
(3)右圖表示大氣中氧氣的濃度對酵母菌產(chǎn)生CO2的影響,據(jù)圖回答:
①從A到B,產(chǎn)生的CO2越來越少是因為 。?
②由B到C,酵母菌釋放的CO2又逐漸增加出現(xiàn)高峰,其原因是 。?
9、 ?
第4課時 ATP的主要來源——細(xì)胞呼吸
知識體系梳理
①細(xì)胞?、诩?xì)胞呼吸 ③高能磷酸鍵?、蹸O2和H2O ⑤酒精?、轈O2?、逤O2和H2O?、郃TP?、峋€粒體 ⑩丙酮酸和水 CO2 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) 線粒體基質(zhì) 線粒體內(nèi)膜 不徹底 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) 乳酸
基礎(chǔ)學(xué)習(xí)交流
1.分解有機物,釋放能量。
2.不能,因為該反應(yīng)式是有氧呼吸的總反應(yīng)式,有氧呼吸包括三個階
10、段,其中第一階段發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中,第二階段發(fā)生在線粒體基質(zhì)中,第三階段發(fā)生在線粒體內(nèi)膜上。所以線粒體中發(fā)生的生命活動不能用該反應(yīng)式表示。
3.有氧呼吸過程中第一和第二階段都產(chǎn)生[H],第一階段產(chǎn)生少,第二階段產(chǎn)生多。有氧呼吸的三個階段都產(chǎn)生ATP,第三個階段產(chǎn)生最多。
4.①促進(jìn)呼吸,如疏松土壤、稻田定期排水、提倡慢跑等;②抑制呼吸,如干燥、低溫、低氧條件下貯藏種子,提高大棚蔬菜晝夜溫差,透氣消毒紗布包扎傷口,抑制細(xì)菌無氧呼吸等;③酵母菌釀酒,先通氣,后密封。先讓酵母菌有氧呼吸,大量繁殖,再無氧呼吸產(chǎn)生酒精。
重點難點探究
知識點一:探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式
1.新鮮酵母菌生命力強
11、、代謝旺盛、細(xì)胞分裂快,實驗效果明顯;不能用蒸餾水代替葡萄糖溶液,因為葡萄糖是酵母菌進(jìn)行細(xì)胞呼吸的能源物質(zhì)。
2.甲裝置用來探究酵母菌的有氧呼吸,乙裝置用來探究酵母菌的無氧呼吸。NaOH溶液可用來洗除空氣中的CO2,排除空氣中的CO2對實驗的干擾。澄清的石灰水用來檢驗呼吸作用的產(chǎn)物CO2的存在,CO2能使澄清的石灰水變混濁。
3.實驗開始時,應(yīng)將D瓶密封后放置一段時間,以消耗完瓶中的氧氣,然后再連通盛有澄清石灰水的錐形瓶,確保通入石灰水的CO2是由酵母菌無氧呼吸產(chǎn)生的。
4.①酵母菌是單細(xì)胞真菌,在有氧和無氧的條件下都能生存,屬于兼性厭氧菌。因此便于用來研究細(xì)胞呼吸的不同方式;②CO2可
12、使澄清石灰水變混濁,也可使溴麝香草酚藍(lán)水溶液由藍(lán)變綠再變黃。根據(jù)石灰水混濁程度或溴麝香草酚藍(lán)水溶液變成黃色的時間長短,可以檢測酵母菌培養(yǎng)液中CO2的產(chǎn)生情況;③橙色重鉻酸鉀溶液在酸性條件下與乙醇(俗稱酒精)發(fā)生化學(xué)反應(yīng),變成灰綠色,從而檢測酒精的產(chǎn)生。
知識點二:細(xì)胞呼吸過程及影響因素
1.根據(jù)是否有O2參與,可將細(xì)胞呼吸分為有氧呼吸和無氧呼吸兩種類型。實質(zhì)是分解有機物,釋放能量,生成ATP供生命活動所需。意義是為生命活動提供能量,為物質(zhì)轉(zhuǎn)化提供原料。
2.
階段項目
第一階段
第二階段
第三階段
場所
細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)
線粒體基質(zhì)
線粒體內(nèi)膜
反應(yīng)物
葡萄糖
(C6
13、H12O6)
丙酮酸+水
(C3H4O3)+H2O
[H]+O2
生成物
丙酮酸+[H]
CO2+[H]
H2O
產(chǎn)生能量的多少
少量
少量
大量
與氧的關(guān)系
不參與
不參與
參與
3.有氧呼吸和無氧呼吸比較,發(fā)生場所前者是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體,后者是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)。產(chǎn)物前者是CO2和H2O,后者是乳酸或CO2和酒精。
4.①內(nèi)因:就呼吸速率的大小而言,一般是陸生植物>水生植物,陰生植物<陽生植物;同一植物的幼苗期和開花期>成熟期,生殖器官>營養(yǎng)器官,幼嫩組織>衰老組織。
②外因:如溫度、CO2濃度、O2的濃度、H2O等。
思維拓展應(yīng)用
例1 有氧 繁
14、殖 C6H12O62C2H5OH(酒精)+2CO2+少量能量 無氧呼吸
【解析】酵母菌細(xì)胞有兩種呼吸方式,在有氧條件下進(jìn)行有氧呼吸,在無氧條件下進(jìn)行產(chǎn)生酒精和二氧化碳的無氧呼吸。民間釀酒的原理就是酵母菌無氧呼吸產(chǎn)生酒精。為達(dá)到一定的菌體數(shù)量,可在酵母菌無氧發(fā)酵前創(chuàng)造有氧環(huán)境,使酵母菌在有氧條件下大量繁殖。
例2 (1)①②③⑤ ②③?、佗堍荨、邸?2)丙酮酸 水 水
【解析】a~d依次為丙酮酸,水,水,CO2;①~⑤依次為有氧呼吸第一階段,有氧呼吸第二階段,有氧呼吸第三階段,無氧呼吸,無氧呼吸。
基礎(chǔ)智能檢測
1.B 2.B 3.D 4.D
全新視角拓展
5.(1)B、D C、E 吸收空氣中的二氧化碳 (2)B、D 酸性重鉻酸鉀 橙色變?yōu)榛揖G色 (3)①氧氣抑制了無氧呼吸的進(jìn)行,而有氧呼吸又很弱?、陔S氧氣的增加,有氧呼吸增強
思維導(dǎo)圖構(gòu)建
①能量?、贏TP ③有氧?、?CO2+12H2O?、?C2H5OH+2CO2?、藿湍妇?