生物必修一导学案ATP的主要能源细胞呼吸.docx
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生物必修一导学案ATP的主要能源细胞呼吸
生物必修一导学案：
ATP的主要能源——细胞呼吸
第五章第三节ATP的主要能源——细胞呼吸
一、教材多维研读
【学习目标】1．说出线粒体的结构与功能
2．说明有氧呼吸与无氧呼吸的异同
3．说明细胞呼吸的原理，并探讨其在生产和生活中的应用
4．进行酵母菌细胞的呼吸方式的探究
【学习重点】有氧呼吸的过程及原理
【学习难点】1.细胞呼吸的原理和本质
2.探究酵母菌细胞的呼吸方式
【学法指导】学案导学法、比较法
【易错易混知识点】
二、课前预习
（一）：
细胞呼吸的概念
细胞呼吸是指__________在细胞内经过一系列的____________，生成_______________，
释放出能量并生成__________的过程
（二）：
探究酵母菌细胞的方式
【实验原理】
①酵母菌是一种______________，在有氧和无氧条件下都能生存，属于____________菌；
酵母菌进行有氧呼吸能产生大量_________，在进行无氧呼吸时能产生_____________
②CO2的检测：
CO2可以使变；
可以使___________由蓝变绿再变____；
③酒精的检测：
橙色的________溶液，在______条件下与酒精发生化学反应，变成______
【实验步骤】
⑴酵母菌培养液的配制：
取20g新鲜的食用酵母菌，分成两等份，分别放入锥形瓶A和B中，
分别向瓶中注入240ml质量分数为5%的葡萄糖溶液
『思考』为什么要用新鲜的酵母菌？
为什么要向酵母菌溶液中加入葡萄糖溶液？
⑵检测CO2:
装置图如下图
『思考』
①装置A首先将空气通入NaOH溶液的目的___________________________________
②装置D中的酵母菌培养液封口放置一段时间后，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶的目的_________________________________________________________________
⑶检测酒精
在B和D中各取2ml酵母菌培养液的滤液，分别注入1号和2号试管，向试管中分别
滴加等量的_________________溶液，振荡后观察试管中溶液的颜色变化
【实验结果】
①装置A、D中澄清石灰水，且装置A比装置D_________
②1号试管颜色__________，2号试管颜色_________
『思考』如果将澄清石灰水换成溴麝香草酚蓝水溶液，结果会如何？
【实验结论】酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸，在有氧条件下，通过有氧呼吸
产生大量____________，在无氧条件下，通过无氧呼吸产生__________________________
『思考』在利用酵母菌酿酒时应该怎样控制氧气条件？
『思考』重铬酸钾可以检测有无酒精存在。
想一想，这一原理在日常生活中可以有什么用处？
（三）：
有氧呼吸
【浅读】
1.有氧呼吸概念：
有氧呼吸是指细胞在_____的参与下，通过______的催化作用，把葡萄糖等有机物_____氧化分解，产生__________________，释放能量，生成大量_________的过程。
2.有氧呼吸的主要场所是____________
3.有氧呼吸的反应式______________________________
4.有氧呼吸第一阶段场所：
______________；原料________________产物
第二阶段场所：
______________；原料________________产物
第三阶段场所：
______________；原料________________产物
5.能量释放：
1mol葡萄糖彻底氧化分解可以释放的能量，其中的能量转移到ATP分子中。
【深思】1.为什么说有氧呼吸的主要场所是线粒体呢？
2.有氧呼吸与有机物在生物体外燃烧有什么不同？
3.请你计算一下，有氧呼吸的能量转化率大约是多少？
这些能量大约产生多少molATP?
（四）：
无氧呼吸
【浅读】
1.无氧呼吸的场所____________；无氧呼吸常利用的物质____________________________
2.无氧呼吸反应式：
进行无氧呼吸的生物：
进行无氧呼吸的生物：
3.无氧呼吸过程：
第一阶段与有氧呼吸第一阶段；
第二阶段是丙酮酸在___的催化作用下，分解成____________，或者转化成____________
4.能量释放：
1mol葡萄糖分解成乳酸可以释放的能量
5.酵母菌、乳酸菌等微生物的无氧呼吸也叫做发酵。
【深思】1.请根据有氧呼吸的概念，总结无氧呼吸的概念
2.请你计算一下，无氧呼吸产物是乳酸时的能量转化率大约是多少？
3.无氧呼吸与有氧呼吸有哪些异同？
有氧呼吸
无氧呼吸
不
同
点
场所
条件
能量
产物
联系
（五）：
细胞呼吸原理的应用
实例
原理
包扎伤口需要选择透气的消毒纱布或松软的“创可贴”等敷料
透气性好，能抑制病菌的繁殖
发酵产业：
控制通气，利用麦芽、葡萄、粮食和酵母菌，可生产各种酒；利用淀粉、醋酸杆菌或谷氨酸棒状杆菌，可生产食醋或者味精
利用各种菌的呼吸类型和发酵各生产阶段对的需求控制通气的情况，生产各种产品
作物栽培中要及时松土透气
保证根系细胞呼吸对的需求
稻田定期排水
保证水稻根系细胞呼吸对氧的需求，避免进行无氧呼吸
产生等对细胞的毒害作用
皮肤破损较深后，破伤风芽孢杆菌容易大量繁殖
破伤风芽孢杆菌只能进行呼吸，在深部缺氧的情况下，破伤风芽孢杆菌易大量繁殖
慢跑是有氧运动之一，可以避免剧烈运动导致氧的不足，导致的肌细胞因无氧呼吸呼吸产生乳酸，乳酸大量积累而肌肉酸胀
避免剧烈运动时以无氧呼吸为主，会产生大量，积累在骨骼肌处使人感到酸胀乏力；若进行慢跑，以有氧呼吸供能为主，此时产生的是CO2和水，不会产生酸胀乏力的感觉
三、规律方法导航
知识点一：
比较有氧呼吸和无氧呼吸
知识点二：
影响呼吸作用的因素
（一）内部因素
1.不同的植物种类，呼吸速率各有不同，如阴生植物________阳生植物
2.同一植物的不同器官或组织，呼吸速率也有明显的差异，如生殖器官大于营养器官
3.同一植物在不同的生长发育时期细胞呼吸速率不同，如幼苗期细胞______成熟期细胞
（二）外部因素
1.温度：
温度通过影响__________而影响呼吸作用
2.氧气浓度：
⑴曲线：
⑵描述曲线：
氧气浓度为零时：
无氧呼吸最强，有氧呼吸为零；在一定浓度范围内，随氧气浓度增多，有氧呼吸增强，无氧呼吸减弱；当氧气浓度到达一定值后无氧呼吸消失，只进行有氧呼吸。
⑶曲线分析：
①阴影部分表示各种氧浓度下无氧呼吸释放CO2相对值。
②当外界氧浓度为5%时，该器官CO2的释放量相对值为0.6，而O2的吸收量相对值为0.4.此时，无氧呼吸消耗葡萄糖的相对制约相当于有氧呼吸的倍。
③果蔬保存的最佳氧气浓度：
5%的氧浓度。
3.CO2浓度：
增加CO2浓度，对细胞呼吸有明显的________（促进/抑制）作用
4.含水量：
在一定范围内，细胞呼吸强度随含水量增加而_________________
【思考讨论】保存水果蔬菜应该需要控制哪些条件？
保存种子应该控制哪些条件？
四、典型题例剖析
1.动物有氧呼吸过程中释放的CO2，其中的氧（）
A．全部来自O2B．全部来自H2O
C．全部来自C6H12O6D．部分来自C6H12O6
解析：
生物体在有氧呼吸过程中所释放的CO2，其中的氧部分来自C6H12O6，部分来自参加反应的H2O，题干中正确的说法应该是选项D。
答案：
D
2.在适宜的温度条件下，在下列装置中都放入干酵母（内有活酵母菌）其中适于产生酒精的装置是（）
解析：
酵母菌是兼性厌氧型生物，在有氧气存在时进行有氧呼吸，氧化分解葡萄糖，产物是二氧化碳和水，在无氧条件下进行无氧呼吸，产物是酒精和二氧化碳。
C选项中无葡萄糖，不能进行无氧呼吸。
因为氧气抑制无氧呼吸，氧气越少，越利于无氧呼吸，故选A。
答案：
A
3.下列有关有氧呼吸与无氧呼吸的叙述中，不正确的是（）
A．都从葡萄糖开始，产生丙酮酸B．都产生CO2和H2O
C．都是有机物的分解D．都有能量释放，并产生ATP
解析：
呼吸作用是指有机物的氧化分解，无论动物或植物，其有氧呼吸都是把有机物彻底氧化分解成二氧化碳和水，释放能量；而无氧呼吸在高等植物体内的主要产物是酒精、二氧化碳和能量，在高等动物体内的产物是乳酸和能量。
有氧呼吸可分为三个阶段，无氧呼吸可分为两个阶段，无论有氧呼吸还是无氧呼吸第一个阶段都是相同的。
答案：
B
4.酵母菌无氧呼吸产生a摩尔的CO2，人在正常情况下消耗同样量的葡萄糖，可形成CO2（）
A．2
a摩尔B.
a摩尔C．6a摩尔D．3a摩尔
解析：
酵母菌无氧呼吸的反应式是：
C6H12O6
2C2H5OH（酒精）＋2CO2＋能量。
即每消耗1摩尔葡萄糖，产生2摩尔二氧化碳。
人在正常情况下进行有氧呼吸的反应式为：
C6H12O6＋6O2＋6H2O
6CO2＋12H2O能量。
即人体内每消耗1摩尔葡萄糖，产生6摩尔二氧化碳。
所以消耗同样的葡萄糖，人体产生的二氧化碳的量是酵母菌的3倍。
答案：
D
5.．如图表示某种植物的非绿色器官在不同氧浓度下CO2的释放量和O2吸收量的变化，请据图回答：
（注：
实线表示O2吸收量；虚线表示CO2释放量）
（1）在外界氧浓度为10%以下时，该器官的呼吸作用方式是__________。
（2）说明无氧呼吸强度与O2含量之间的关系__________________。
（3）实线和虚线相交于C点，对于B、C点，以下叙述正确的有__________。
A．C点时，植物既进行无氧呼吸，又进行有氧呼吸
B．C点时，植物只进行有氧呼吸，此时无氧呼吸被完全抑制
C．B点时，植物无氧呼吸强度最弱
D．B点时，植物呼吸作用最弱
（4）AB段表示CO2释放量减少，其原因是__________。
（5）图中阴影部分的面积代表____________________。
（6）当外界氧含量为4%～5%时，该器官CO2的释放量相对值为0.6，而O2的吸收量相对值为0.4。
此时，无氧呼吸消耗葡萄糖的相对值约相当于有氧呼吸的__________倍。
（7）由此可见保存水果、蔬菜应注意（）
A．控制空气流通，使氧含量保持在10%B．控制空气流通，使氧含量保持在5%
C．不让空气流通，抑制有氧呼吸D．保持通风良好，抑制无氧呼吸
解析：
该植物既可进行有氧呼吸，又可进行无氧呼吸，用方程式表示如下：
C6H12O6＋6O2＋6H2O
6CO2＋12H2O＋能量，C6H12O6
2C2H5OH＋2CO2＋能量。
由此可知，有氧呼吸中，氧气的吸收量等于CO2的释放量；无氧呼吸只释放CO2，而不吸收O2，酵母菌在不同氧浓度含量下，CO2的总释放量为无氧呼吸和有氧呼吸中CO2释放量之和，而有氧呼吸中CO2的释放量等于O2的吸收量，所以无氧呼吸中CO2的释放量等于总CO2的释放量与O2的吸收量之差。
（1）氧含量为10%以下时，CO2的释放量曲线高于O2的吸收量曲线，说明无氧呼吸、有氧呼吸两种方式同时存在，如果只有有氧呼吸，则CO2的释放量与O2的吸收量相等，两曲线应重合。
（3）B点时，该器官释放CO2的量最少，说明有机物分解得最少，即呼吸作用最弱。
C点时，CO2释放量等于氧气的吸收量，说明此时只进行有氧呼吸，此时的无氧呼吸强度为0，即无氧呼吸被完全抑制。
因此将B点理解为无氧呼吸最弱是不对的，B点表示无氧呼吸与有氧呼吸之和最弱，即呼吸强度最弱。
（5）图中阴影部分的面积表示CO2总释放量与O2吸收量的差值，即无氧呼吸释放CO2量，因而可代表无氧呼吸的强度。
（6）当外界氧气浓度4%～5%时，该器官O2的吸收量相对值为0.4，所以有氧呼吸过程中CO2的释放量相对值也为0.4，则无氧呼吸过程中CO2的释放量相对值为0.6－0.4＝0.2。
C6H12O6
2C2H5OH＋2CO2＋能量C6H12O6＋6O2＋6H2O
6CO2＋12H2O＋能量
1216
x0.2y0.4
由下式可分别求出无氧呼吸和有氧呼吸过程中消耗葡萄糖的相对值：
x＝0.1，y＝
，
＝1.5。
答案：
（1）无氧呼吸和有氧呼吸
（2）无氧呼吸强度随O2含量的升高而逐渐减弱（3）B、D
（4）氧气含量逐渐升高到5%时，无氧呼吸逐渐被抑制，而有氧呼吸仍十分微弱
（5）不同氧浓度下的无氧呼吸强度（6）1.5（7）B
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