高中生物 53 ATP的主要来源 细胞呼吸教案 新人教版必修11.docx
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高中生物53ATP的主要来源细胞呼吸教案新人教版必修11
5.2ATP的主要来源细胞呼吸
【考点解读】
1、线粒体的结构和功能
2、细胞呼吸的原理和应用
【教学重点和难点】
1、细胞呼吸的原理和本质
2、生物呼吸类型与方式
【自主合作探究】
一、细胞呼吸的方式及概念
1．概念：
_________在细胞内经过一系列的___________，生成________或其他产物，释放出__________并生成_________的过程。
2．方式：
可分为______________和_____________两种类型。
二、有氧呼吸
（一）主要场所：
______________________________________________
（二）过程：
1．第一阶段：
（1）场所：
______________________________
（2）过程：
在酶的催化下，1分子葡萄糖分解为________________，产生少量___________，并且释放出少量的___________。
（3）反应式：
_____________________________________________
2．第二阶段：
（1）场所：
________________________________
（2）过程：
在酶的催化下，丙酮酸和水彻底分解成_____________，并释放出少量______________。
（3）反应式：
____________________________________________
3．第三阶段：
（1）场所：
_______________________________________________
（2）过程：
在酶的催化下，前两阶段产生的[H]和氧结合，形成____，并释放出大量______________。
（3）反应式：
____________________________________________
总反应式：
_________________________________________________
分析：
元素转移方向：
H2O中的“H”来自于“_________”，“O”来自于“_________”；CO2中的“C”来自于“________”，“O”来自于“_________”
（三）概念：
细胞在_________参与下，通过___________的催化作用，把____________等有机物氧化分解，产生________________，释放____________，生成许多_________的过程。
（四）能量去向：
1mol的葡萄糖彻底氧化分解后可使1161kJ左右的能量储存在_________中，其余的能量以_________的形式散失。
（五）有氧呼吸三个阶段的比较：
项目
第一阶段
第二阶段
第三阶段
场所
线粒体基质
反应物
[H]+O2
生成物
[H]+CO2
形成ATP数量
大量
与氧的关系
无关
物质变化
能量变化
三、无氧呼吸：
1．条件：
________________条件下。
2．场所：
____________________________________
3．过程：
（1）第一阶段：
与有氧呼吸的第一个阶段完全相同。
丙酮酸
________________＋少量能量
________________＋少量能量
酶
酶
（1）C6H12O6 __________________________＋少量能量
（2）C6H12O6 __________________________＋少量能量
酶
酶
（2）第二阶段：
4．化学反应式：
5．发酵：
（1）概念：
酵母菌、乳酸菌等微生物的_____________________________
（2）类型：
①__________发酵：
发酵产物为酒精和CO2
②__________发酵：
发酵产物为乳酸。
四、有氧呼吸与无氧呼吸的比较
项目
有氧呼吸
无氧呼吸
不
同
呼吸场所
细胞质基质、
条件
需氧气、
分解产物
CO2、C2H5OH或
能量释放
大量
产生ATP数目
相
同
本质
过程
意义
五、细胞呼吸原理的应用
1．包扎伤口，选用透气消毒纱布，其目的是__________________________
2．酵母菌酿酒：
先通气，后密封。
其原理是先让酵母菌_________________
大量繁殖，再进行无氧呼吸产生__________________。
3．花盆经常松土：
促进根部_____________，有利吸收____________等。
4．稻田定期排水：
抑制__________产生酒精，防止酒精中毒，烂根死亡。
5．提倡慢跑：
防止剧烈运动，肌细胞__________产生__________。
6．破伤风杆菌感染伤口，须及时清洗伤口，以防___________呼吸。
六、影响细胞呼吸的外界因素及其在生产实践中的应用
（一）温度：
1．解读：
通过影响呼吸酶的活性来影响呼吸
呼吸强度
温度
强度，其曲线与温度影响酶活性的曲线
一致。
2．应用：
_______________________________
_____________________________________
_____________________________________
__________________________________________________________
（二）CO2浓度：
1.解读__________________________________________________________
__________________________________________________________
2．应用：
_____________________________________________________
__________________________________________________________
（三）水分:
1．解读：
：
在一定范围内，呼吸作用的强度随含水量的增加而
2．应用：
_____________________________________________________
（四）O2浓度
1.解读：
①有氧呼吸：
在一定范围内，
______________________________
______________________________
______________________________
②无氧呼吸____________________
______________________________
_______________________________
_______________________________
________________________________
2．应用：
_____________________________________________________
___________________________________________________________
[拓展•延伸]
七、根据CO2释放量和O2消耗量判断细胞呼吸状况
葡萄糖为呼吸底物的情况下，CO2释放量和O2消耗量是判断细胞呼吸类型的重要依据，总结如下：
1．无CO2释放时，细胞只进行产生__________________，此种情况下，容器内的气体体积_____________，如马铃薯块茎的无氧呼吸。
2．不消耗O2，但产生CO2，细胞只进行产生_____________________，
此种情况下，容器内气体体积___________。
如酵母菌的无氧呼吸。
3．当CO2释放量等于O2消耗量时，细胞只进行有氧呼吸，此种情况下，容器内气体体积________，但若将CO2吸收，可引起气体体积_______。
4．当CO2释放量大于O2消耗量时，细胞同时进行有氧呼吸和无氧呼吸两种方式。
如酵母菌在不同的O2浓度下的细胞呼吸。
此种情况下，判断哪种呼吸方式占优势，可做如下分析：
（1）若 ：
＝4：
3，有氧呼吸和无氧呼吸消耗葡萄糖的速率。
（2）若 ：
＞4：
3，无氧呼吸消耗葡萄糖的速率有氧呼吸。
（3）若 ：
＜4：
3，有氧呼吸消耗葡萄糖的速率无氧呼吸。
八、有关细胞呼吸计算的规律总结：
1．消耗等量的葡萄糖时，无氧呼吸与有氧呼吸产生的CO2物质的量比为
2．消耗等量的葡萄糖时，有氧呼吸消耗的O2与有氧呼吸和无氧呼吸产生的CO2物质的量之和的比为
3．产生等量的CO2时，无氧呼吸与有氧呼吸消耗的葡萄糖物质的量比为
4．产生等量的CO2时，无氧呼吸与有氧呼吸产生的ATP物质的量之比为
5．消耗等量的葡萄糖时，无氧呼吸与有氧呼吸产生的ATP物质的量之比为
6．在进行有氧呼吸和无氧呼吸的气体变化计算及酶促反应速率比较时，应使用“C6H12O6＋6H2O＋6O2 6CO2＋12H2O＋能量”和
“C6H12O6 2CO2＋2C2H5OH＋能量”这两个反应式，并结合化学课上所学的，根据化学反应方程式计算的规律和方法进行解答。
7．如果在题干中没有给出所要计算的具体数值，只有体积比，则可将比值当成实际体积（或物质的量）进行计算，最后求解。
九、实验：
探究酵母菌细胞呼吸的方式
（一）原理：
①在有氧条件下，酵母菌进行有氧呼吸，可以将葡萄糖氧化分解形成二氧化碳和水，并释放能量。
在无氧条件下，酵母菌进行无氧呼吸，能将葡萄糖转变成酒精和二氧化碳。
②____________________________________________________
③______________________________________________________
（二）实验变量：
自变量：
__________________________________________________
因变量：
__________________________________________________
（三）材料用具：
20g新鲜的食用酵母菌、质量分数为5%的葡萄糖溶液，澄清石灰水、溴麝香草酚蓝试剂、体积分数为95%－97%的含一定浓度的重铬酸钾的浓硫酸溶液、锥形瓶5个、洁净的试管、小气泵。
（四）实验装置：
思考：
B瓶应封口放置一段时间后，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶，为什么______________________________________________________________________________________________________________
（五）实验现象：
__________________________________________________________________________________________
（六）结论：
__________________________________________________________________________________________
（七）注意事项：
1．实验温度应控制在_____________________________；
2．选用的酵母菌应用新鲜的酵母菌，原因是：
____________________
__________________________________________________________
3.往试管中滴加浓硫酸时要____________________________________。
【师生合作探究】
1、无氧呼吸产生的乳酸或酒精对细胞有害吗？
例如，用酵母菌使葡萄汁发酵产生葡萄酒，当酒精含量达到12%~16%时，发酵酒停止了，为什么？
还有其他例子吗？
2、能不能说细胞呼吸是ATP的全部来源？
为什么？
3、人（还有鸟类和哺乳类）能保持体温的相对稳定吗。
体温的维持与细胞呼吸是怎样的关系？
是否也需要ATP水解供能？
【随堂练习】
1．同一株植物的不同部位的呼吸强度可以不同，下列叙述中错误的是：
（）
A、幼叶的比老叶的高 B、萌发种子胚的比胚乳的高
C、枝条尖端的比基部的高 D、老根部分的比根尖的高
2．将酵母菌放含有培养液的的密闭的锥形瓶中，测得CO2的释放量比O2的吸收量大一倍，则有氧呼吸与无氧呼吸消耗葡萄糖的比为：
（）
A、1/6B、1/3C、1/2D、1
3.（09全国卷Ⅱ）下列关于细胞呼吸的叙述，错误的是
A．细胞呼吸必须在酶的催化下进行
B．人体硬骨组织细胞也进行呼吸
C．酵母菌可以进行有氧呼吸和无氧呼吸
D．叶肉细胞在光照下进行光合作用，不进行呼吸作用
【课时训练】
A级
1.（09天津卷）按下表设计进行实验，分组后，在相同的适宜条件下培养8～10小时，并对实验结果进行分析。
实验材料
取样
处理
分组
培养液
供氧情况
适宜浓度
酵母菌液
50mL
破碎细胞
（细胞不完整）
甲
25mL
75mL
无氧
乙
25mL
75mL
遇氧
50mL
未处理
丙
25mL
75mL
无氧
丁
25mL
75mL
通氧
下列叙述正确的是
A.甲组不产生CO2而乙组产生B.甲组的酒精产量与丙组相同
C.丁组能量转换率与丙组相同D.丁组的氧气消耗量大于乙组
2.（09浙江卷）破伤风梭状芽孢杆菌侵入了人体深部的组织细胞并大量繁殖，下列关于该菌的细胞呼吸类型和消灭该菌首先要通过的免疫途径的叙述，正确的是
A．无氧呼吸和体液免疫B．无氧呼吸和细胞免疫
C．有氧呼吸和体液免疫D．有氧呼吸和细胞免疫
3.（09广东理基）在密闭容器内，酵母菌利用葡萄糖产生酒精，此过程不生成
A．ATPB．乳酸C．三碳化合物D．CO2
4.（09广东卷）利用地窖贮藏种子、果蔬在我国历史悠久。
地窖中的CO2浓度较高，有利于
A．降低呼吸强度B．降低水分吸收C．促进果实成熟D．促进光合作用
5.（09上海卷）在a、b、c、d条件下，测得某植物种子萌发时CO2和O2体积变化的相对值如右表。
若底物是葡萄糖，则下弄叙述中正确的是
A.a条件下，呼吸产物除CO2外还有酒精和乳酸
B.b条件下，有氧呼吸消耗的葡萄糖比无氧呼吸多
C.c条件下，无氧呼吸最弱
D.d条件下，产生的CO2全部来自线粒体
CO2释放量
O2吸收量
a
10
0
b
8
3
c
6
4
d
7
7
6.右图是某种绿色植物的绿色器官在不同氧气浓度下，O2吸收量和CO2释放量的变化坐标图。
氧气浓度为10%时，该器官进行的呼吸作用为（D）
A．有氧呼吸大于无氧呼吸
B．有氧呼吸小于无氧呼吸
C．有氧呼吸等于无氧呼吸
D．只进行有氧呼吸
7.（06－江苏14）香蕉成熟过程中。
随着贮藏物质强烈
水解并转化为还原糖，香蕉逐渐变甜，其呼吸速率变化如图
中曲线a所示。
图中符合香蕉内还原糖含量变化趋势的曲线
是（）
A、曲线1；B、曲线2；C、曲线3；D、曲线4。
8.用下图装置测定种子萌发时进行的呼吸作用类型，同时关闭活塞，在25℃下经过20min
再观察红色液滴移动情况，下列对实验结果分析不符合实际的是
A．若装置l的红色液滴左移，装置2的红色液滴不移动，则说明萌发的种子既进行
有氧呼吸也进行无氧呼吸
B．装置l的红色液滴向左移动的体积是呼吸作用消耗O2的体积，装置2的红色液滴向右移动的体积是呼吸作用释放C02和消耗O2的体积之差
C．若装置l红色液滴左移，装置2的红色液滴不移动，则说明萌发的种子只进行有氧呼吸
D．若装置1红色液滴不移动，装置2的红色液滴右移，则说明萌发的种子只进行无氧呼吸
9.取适量干重相等的４份种子进行不同处理：
（甲）风干，（乙）消毒后浸水萌发，（丙）浸水后萌发，（丁）浸水萌发后煮熟冷却，消毒。
然后分别放入4个保温瓶中，一段时间
后，种子堆内温度最高的是：
（）
A．甲B．乙C．丙D．丁
10.有氧呼吸全过程的物质变化可分为下列三个阶段，与此相关的叙述中正确的是：
（）
①C6H12O6→丙酮酸②丙酮酸+H2O→CO2+[H]③[H]+O2→H2O
A．第③阶段反应极易进行，无需酶的催化
B．第①②阶段能为其他化合物的合成提供原料
C．第②阶段无ATP生成，第③阶段形成较多的ATP
D．第①阶段与无氧呼吸的第①阶段不同
11．自然条件下有关植物呼吸作用的叙述中，正确的是：
（）
A．有氧呼吸过程中，中间产物丙酮酸必须进入线粒体
B．高等植物只能进行有氧呼吸，不能进行无氧呼吸
C．有氧呼吸产生二氧化碳，无氧呼吸不产生二氧化碳
D．有氧呼吸的强度晚上比白天强
12.如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吸收量的变化。
下列相关叙述正确的是：
（ ）
A．氧浓度为a时，最适于贮藏该植物器官
B．氧浓度为b时，无氧呼吸消耗葡萄糖的量是有氧呼吸的5倍
C．氧浓度为c时，无氧呼吸最弱
D．氧浓度为d时，有氧呼吸强度与无氧呼吸强度相等
13.（多选）较长时间的无氧呼吸，陆生植物就会受伤死亡的原因是（ABD）
A．产物酒精使蛋白质变性，细胞死亡B．释放能量少，进而加速有机物的消耗
C．无氧呼吸放出的大量热量导致酶变性失活D．缺少某些中间产物，阻碍某些物质的合成
14.（多选）条件适宜的情况下，下列有关曲线表示正确的是（AC）
B级
15.在科学研究中常用呼吸商（RQ=释放的CO2体积/消耗的氧气体积）表示生物用于有氧呼吸的能源物质不同。
测定发芽种子的呼吸商的装置如下图。
关闭活塞，在25℃下经20分钟读出刻度管内着色液移动的距离。
设装置1和装置2的着色液分别向左移动x和y（mm）。
x和y值反映了容器内气体体积的减少。
请回答：
（1）装置的小瓶内加入NaOH溶液的目的是。
（2）x代表值；y代表值。
（3）若测得x=200（mm），y=30（mm），则该发芽种子的呼吸商是。
（4）若要测定已长出一片真叶幼苗的PQ值，则应将该装置放于何种条件下进行，为什么？
。
（5）为使测得的x和y值更精确，还应再设计一对照装置。
对照装置的容器和小瓶内应分别放入。
设对照的目的是
。
16.下图是测量种子萌发时锥形瓶中气体体积变化的实验装置。
锥形瓶中放的种子事先用水浸泡过并在稀释的消毒剂中清洗过（不影响种子生命力）。
实验开始时管Y与管X液面相平，每隔半小时利用标尺量出X管内的液面高度变化，实验结果记录于下表。
回答下列问题：
时间（h）
0
0．5
1．0
1．5
2．0
2．5
3．0
3．5
4．0
标尺读数（cm）
2．3
3．1
3．9
4．8
5．6
6．4
7．0
7．3
7．3
体积变化
（相对单位）
0
-0．8
-1．6
-2．5
-3．3
-4．1
-4．7
-5．0
-5．0
（1）管X中液面是怎样移动的。
（2）解释0～3．5小时内气体体积变化原因。
估计3．5小时～4小时内种子的异化作用方式为。
（3）此实验的实验目的是。
（4）简述如何设置此实验的对照实验。
（5）如果对照实验中气体体积变化在1．75小时是+0．2个单位，解释可能的原因是
；同等条件下萌发的种子中的实际呼吸速率是单位／小时。
（6）种子为什么要在稀释的消毒剂中清洗。
C级
17.（06－江苏40）为了调查太湖某一水层是否有自养生物存在，及其产氧量能否维持本层水体生物呼吸耗氧所需，可用黑自瓶法测定该水层生物昼夜平均代谢率来判定。
白瓶为透明玻璃瓶，其水体溶解O2的昼夜变化值为水中生物光合作用产生的O2与呼吸消耗的O2的差值（以WDO表示）；黑瓶为黑布罩住的玻璃瓶，瓶中水体溶解O2的昼夜变化值为水中生物呼吸消耗的O2（以BDO表示）。
请完成下列实验。
（1）实验步骤：
①用采水器取该层水样，分别注满500ml黑、白瓶并密封，剩余水样用于测 ；
②将黑、白瓶；
③。
（2）设计记录所测数据的表格。
（表格请设计在答题卡上）
（3）预测实验结果并分析。
1.D2.B3.D4.D5.B6.B7.A8.D9.D10.C
11.A12.C13.B14.A15.B16.ABD17.AC
18.[
（1）吸收呼吸作用产生的CO2
（2）消耗氧的体积；消耗氧和释放二氧化碳的体积之差（3）0．85（4）黑暗；避免因为幼苗进行光合作用，干扰呼吸作用的气体量变化（5）死的发芽种子和蒸馏水；用于校正装置1和蔼内因物理因素（或非生物因素）引起的容积变化]
19.[（10分）
（1）向上移动
（2）种子进行有氧呼吸吸收氧气，放出二氧化碳被氢氧化钾吸收，锥形瓶中气体体积缩小无氧呼吸（3）测定种子萌发时吸收氧气的速率（4）用等量消毒液杀菌过的死种子代替实验组中的活种子，其他装置同于实验组（5）外界温度、压强的改变导致气体体积膨胀（2。
9+0。
2）／1．75=1。
77单位/小时（6）杀死种子上的微生物，防止微生物的呼吸作用干扰实验结果]
20.
（1）溶解氧浓度挂回原水层24h后取出黑、白瓶测溶解氧浓度
（2）黑、白瓶溶氧变化记录表（mg／L）
编号
白瓶
黑瓶
项目
l
2
3
平均
1
2
3
平均
24后溶氧量
原初溶氧量
（3）若WDO-BDO>0，则有自养生物；
若WDO-BDO=0，则无自养生物；
若Wm≥0．则该水层产氧量能维持生物耗氧量所需。
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