高中生物 必修一 3.4 细胞呼吸 学案
文档属性
| 名称 | 高中生物 必修一 3.4 细胞呼吸 学案 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 82.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 浙科版 | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2015-09-28 22:14:55 | ||
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文档简介
细胞呼吸
【课标要求】细胞呼吸。
【学习目的】综合考查光合作用和细胞呼吸各阶段的物质变化及其相互联系。
【知识梳理】
一、细胞呼吸的方式
（一）细胞呼吸：是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他产物，释放出能量并生成ATP的过程。
（二）有氧呼吸
1、反应式：C6H12O6＋6H2O＋6O2 6CO2＋12H2O＋能量。
2、过程
第一阶段 第二阶段 第三阶段
场所 细胞质基质 线粒体 线粒体
反应物 葡萄糖 丙酮酸和水 [H]和氧气
生成物 丙酮酸、[H]、ATP CO2、[H]、ATP H2O、ATP
能量 少量 少量 大量
（三）无氧呼吸
1、反应式：
（1）转化成乳酸的反应式：C6H12O6 2C3H6O3＋能量。
（2）分解成酒精的反应式：C6H12O6 2C2H5OH＋2CO2＋能量。
2、过程：第一阶段与有氧呼吸第一阶段相同。第二阶段的产物是酒精和二氧化碳或乳酸。其全过程都在细胞质基质中进行。
二、“探究酵母菌细胞呼吸的方式”的实验分析
（一）实验探究过程
1、提出问题：酵母菌使葡萄糖发酵产生酒精是在有氧还是无氧条件下；酵母菌在有氧和无氧条件下细胞呼吸的产物是什么。
2、作出假设：针对上述问题，根据已有的知识和生活经验（如酵母菌可用于酿酒、发面等）作出合理的假设。
3、设计并进行实验
（1）配制酵母菌培养液。
（2）检测CO2的产生，装置如图所示。
（3）检测酒精的产生：自A、B中各取2m ( http: / / www.21cnjy.com )L滤液分别注入编号为1、2的两支试管中→分别滴加0.5mL溶有0.1g重铬酸钾的浓硫酸溶液→振荡并观察溶液中的颜色变化。
4、实验现象
甲、乙两装置中石灰水都变浑浊，但甲中浑浊程度高且速度快。
2号试管中溶液由橙色变成灰绿色，1号试管不变色。
5、实验结论
酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸。 ( http: / / www.21cnjy.com )在有氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生大量的二氧化碳和水；在无氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生酒精，还产生少量的二氧化碳。
（二）实验中的关键步骤
1、将装置（甲）连通橡皮球，让空气间断而持 ( http: / / www.21cnjy.com )续地依次通过3个锥形瓶，既保证O2的充分供应，又使进入A瓶的空气先经过NaOH的锥形瓶，洗除空气中的CO2，保证第三个锥形瓶的澄清石灰水变浑浊是由酵母菌有氧呼吸产生的CO2所致。
2、B瓶应封口放置一段时间，待酵母菌将B瓶中的氧消耗完，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶，确保是无氧呼吸产生的CO2通入澄清的石灰水。
【思考感悟】参与有氧呼吸的酶分布场所有哪些？
细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜。
【基础训练】
1、有一瓶混有酵母菌和葡萄 ( http: / / www.21cnjy.com )糖的培养液，当通入不同浓度的氧气时，其产生酒精和CO2的量如图所示（两种细胞呼吸速率相等），在氧浓度为a时（ B ）
A、酵母菌只进行无氧呼吸
B、2/3的葡萄糖用于无氧呼吸
C、1/3的葡萄糖用于无氧呼吸
D、酵母菌停止发酵
2、让一只白鼠吸入含有放射性的18O2，该白鼠体内最先出现含18O的化合物是（ B ）
A、CO2 B、H2O
C、丙酮酸 D、乳酸
3、生物体内葡萄糖分解代谢过程的图解如下：
据图回答下列问题：
（1）图中A是丙酮酸，其产生的部位是细胞质基质。
（2）反应①②③④中，必须在有氧条件下进行的是②，可在人体细胞中进行的是①②④。
（3）苹果贮藏久了，会有酒味产生，其原 ( http: / / www.21cnjy.com )因是发生了图中①③过程；而马铃薯块茎贮藏久了却没有酒味产生，其原因是马铃薯块茎在无氧条件下进行了图中①④过程。
（4）粮食贮藏过程中有时会发生粮堆湿度增大现象，这是因为种子在有氧呼吸过程中产生了水。
（5）如果有氧呼吸和无氧呼吸产生等量的CO2，所消耗的葡萄糖之比为1∶3。
【练习】
1.下列过程存在无氧呼吸的是（ D ）
A、植物叶片在光下放出O2 B、动物细胞内的糖分解为H2O和CO2
C、酵母细胞不产酒精的呼吸过程 D、苹果贮藏期间果肉积累酒精
2. 1个葡萄糖分子有氧呼吸释放能 ( http: / / www.21cnjy.com )量为m，其中40%用于ADP转化为ATP，若1个高能磷酸键所含能量为n，则1个葡萄糖分子在有氧呼吸中产生ATP分子数为（ B ）
A、2n/5m B、2m/5n C、n/5m D、m/5n
3.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
答案：D
解析：细胞呼吸是活细胞都进行的一项 ( http: / / www.21cnjy.com )生命活动，必须在酶的催化作用下进行；酵母菌在有氧的条件下，把葡萄糖分解成二氧化碳和水，无氧的条件下把葡萄糖分解成酒精和二氧化碳。因此D错误。
4.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 50 mL 破碎细胞（细胞不完整） 甲 25 mL 75 mL 无氧
乙 25 mL 75 mL 遇氧
50 mL 未处理 丙 25 mL 75 mL 无氧
丁 25 mL 75 mL 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
答案：D
解析：酵母菌在有氧的条件下能将葡萄糖分解成C ( http: / / www.21cnjy.com )O2和水，无氧的条件下将葡萄糖分解成CO2和酒精。依题意，甲组、丙组进行无氧呼吸，乙组、丁组进行有氧呼吸。甲组、乙组两组都产生CO2，由于甲组细胞不完整，甲组的酒精产量较丙组少，丁组能量转换率较丙组高，丁组的氧气消耗量大于乙组。故D正确。
5.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
答案：B
解析：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，可见该菌的细胞呼吸类型是无氧呼吸，消灭该菌首先要通过细胞免疫的途径。故选B。
6.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．ATP B．乳酸
C．三碳化合物 D．
答案：B
解析：酵母菌利用葡萄糖产生 ( http: / / www.21cnjy.com )酒精是无氧呼吸，第一阶段产生丙酮酸（三碳化合物）和2个ATP，第二阶段是丙酮酸在酶的作用下产生酒精和CO2，所以不生成乳酸。
7.利用地窖贮藏种子、果蔬在我国历史悠久。地窖中的浓度较高，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
答案：A
解析：储藏种子和果蔬，主要是防止有机物呼吸消耗，是呼吸作用的产物，产物浓度高，使反应速度下降，降低呼吸强度。
8.在a、b、c、d条件下，测得某植物种子萌发时和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
释放量 吸收量
a 10 0
b 8 3
c 6 4
d 7 7
A. a条件下，呼吸产物除 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，产生的全部来自线粒体
答案：D
解析：种子有氧呼吸吸收O ( http: / / www.21cnjy.com )2与放出CO2相等，无氧呼吸时不吸收O2但是放出CO2，有氧呼吸与无氧呼吸同时存在时吸收O2小于放出CO2，可知a条件下只进行无氧呼吸，植物无氧呼吸产物是酒精，很少产生乳酸；b条件和c条件下既有有氧呼吸；d条件下只进行有氧呼吸。
9. Ⅰ．（3分）现有等量的A、B两个品种的小麦种子，将它们
分别置于两个容积相同、密封的棕色广口瓶内，各加入适量（等
量）的水。在25℃条件下，瓶内O2含量变化如图所示。请回答：（1）在t1～t2期间，瓶内O2含量的降低主要是由种子的
引起的，A种子比B种子的呼吸速率 ，
A、B种子释放CO2量的变化趋势是 。
（2）在0～t1期间，广口瓶内的CO2有少量增加，主要原因可能是 。
答案：
Ⅰ.（1）有氧呼吸 快 先递增后递减
（2）种子的无氧呼吸产生了CO2
解析：
Ⅰ本题考查细胞呼吸的有关知识。（1）在 ( http: / / www.21cnjy.com )t1～t2期间，瓶内O2含量的降低主要是由种子进行有氧呼吸引起的，A种子比B种子消耗氧气的速率，所以A种子比B种子呼吸速率快。因为每消耗1 mol氧气，就产生1mol CO2，所以从图可以看出A、B种子释放CO2量的变化趋势都是先递增后递减。
（2）在0～t1期间，广口瓶内的CO2有少量增加，主要原因可能是种子的无氧呼吸产生了CO2。
【课标要求】细胞呼吸。
【学习目的】综合考查光合作用和细胞呼吸各阶段的物质变化及其相互联系。
【知识梳理】
一、细胞呼吸的方式
（一）细胞呼吸：是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他产物，释放出能量并生成ATP的过程。
（二）有氧呼吸
1、反应式：C6H12O6＋6H2O＋6O2 6CO2＋12H2O＋能量。
2、过程
第一阶段 第二阶段 第三阶段
场所 细胞质基质 线粒体 线粒体
反应物 葡萄糖 丙酮酸和水 [H]和氧气
生成物 丙酮酸、[H]、ATP CO2、[H]、ATP H2O、ATP
能量 少量 少量 大量
（三）无氧呼吸
1、反应式：
（1）转化成乳酸的反应式：C6H12O6 2C3H6O3＋能量。
（2）分解成酒精的反应式：C6H12O6 2C2H5OH＋2CO2＋能量。
2、过程：第一阶段与有氧呼吸第一阶段相同。第二阶段的产物是酒精和二氧化碳或乳酸。其全过程都在细胞质基质中进行。
二、“探究酵母菌细胞呼吸的方式”的实验分析
（一）实验探究过程
1、提出问题：酵母菌使葡萄糖发酵产生酒精是在有氧还是无氧条件下；酵母菌在有氧和无氧条件下细胞呼吸的产物是什么。
2、作出假设：针对上述问题，根据已有的知识和生活经验（如酵母菌可用于酿酒、发面等）作出合理的假设。
3、设计并进行实验
（1）配制酵母菌培养液。
（2）检测CO2的产生，装置如图所示。
（3）检测酒精的产生：自A、B中各取2m ( http: / / www.21cnjy.com )L滤液分别注入编号为1、2的两支试管中→分别滴加0.5mL溶有0.1g重铬酸钾的浓硫酸溶液→振荡并观察溶液中的颜色变化。
4、实验现象
甲、乙两装置中石灰水都变浑浊，但甲中浑浊程度高且速度快。
2号试管中溶液由橙色变成灰绿色，1号试管不变色。
5、实验结论
酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸。 ( http: / / www.21cnjy.com )在有氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生大量的二氧化碳和水；在无氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生酒精，还产生少量的二氧化碳。
（二）实验中的关键步骤
1、将装置（甲）连通橡皮球，让空气间断而持 ( http: / / www.21cnjy.com )续地依次通过3个锥形瓶，既保证O2的充分供应，又使进入A瓶的空气先经过NaOH的锥形瓶，洗除空气中的CO2，保证第三个锥形瓶的澄清石灰水变浑浊是由酵母菌有氧呼吸产生的CO2所致。
2、B瓶应封口放置一段时间，待酵母菌将B瓶中的氧消耗完，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶，确保是无氧呼吸产生的CO2通入澄清的石灰水。
【思考感悟】参与有氧呼吸的酶分布场所有哪些？
细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜。
【基础训练】
1、有一瓶混有酵母菌和葡萄 ( http: / / www.21cnjy.com )糖的培养液，当通入不同浓度的氧气时，其产生酒精和CO2的量如图所示（两种细胞呼吸速率相等），在氧浓度为a时（ B ）
A、酵母菌只进行无氧呼吸
B、2/3的葡萄糖用于无氧呼吸
C、1/3的葡萄糖用于无氧呼吸
D、酵母菌停止发酵
2、让一只白鼠吸入含有放射性的18O2，该白鼠体内最先出现含18O的化合物是（ B ）
A、CO2 B、H2O
C、丙酮酸 D、乳酸
3、生物体内葡萄糖分解代谢过程的图解如下：
据图回答下列问题：
（1）图中A是丙酮酸，其产生的部位是细胞质基质。
（2）反应①②③④中，必须在有氧条件下进行的是②，可在人体细胞中进行的是①②④。
（3）苹果贮藏久了，会有酒味产生，其原 ( http: / / www.21cnjy.com )因是发生了图中①③过程；而马铃薯块茎贮藏久了却没有酒味产生，其原因是马铃薯块茎在无氧条件下进行了图中①④过程。
（4）粮食贮藏过程中有时会发生粮堆湿度增大现象，这是因为种子在有氧呼吸过程中产生了水。
（5）如果有氧呼吸和无氧呼吸产生等量的CO2，所消耗的葡萄糖之比为1∶3。
【练习】
1.下列过程存在无氧呼吸的是（ D ）
A、植物叶片在光下放出O2 B、动物细胞内的糖分解为H2O和CO2
C、酵母细胞不产酒精的呼吸过程 D、苹果贮藏期间果肉积累酒精
2. 1个葡萄糖分子有氧呼吸释放能 ( http: / / www.21cnjy.com )量为m，其中40%用于ADP转化为ATP，若1个高能磷酸键所含能量为n，则1个葡萄糖分子在有氧呼吸中产生ATP分子数为（ B ）
A、2n/5m B、2m/5n C、n/5m D、m/5n
3.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
答案：D
解析：细胞呼吸是活细胞都进行的一项 ( http: / / www.21cnjy.com )生命活动，必须在酶的催化作用下进行；酵母菌在有氧的条件下，把葡萄糖分解成二氧化碳和水，无氧的条件下把葡萄糖分解成酒精和二氧化碳。因此D错误。
4.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 50 mL 破碎细胞（细胞不完整） 甲 25 mL 75 mL 无氧
乙 25 mL 75 mL 遇氧
50 mL 未处理 丙 25 mL 75 mL 无氧
丁 25 mL 75 mL 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
答案：D
解析：酵母菌在有氧的条件下能将葡萄糖分解成C ( http: / / www.21cnjy.com )O2和水，无氧的条件下将葡萄糖分解成CO2和酒精。依题意，甲组、丙组进行无氧呼吸，乙组、丁组进行有氧呼吸。甲组、乙组两组都产生CO2，由于甲组细胞不完整，甲组的酒精产量较丙组少，丁组能量转换率较丙组高，丁组的氧气消耗量大于乙组。故D正确。
5.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
答案：B
解析：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，可见该菌的细胞呼吸类型是无氧呼吸，消灭该菌首先要通过细胞免疫的途径。故选B。
6.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．ATP B．乳酸
C．三碳化合物 D．
答案：B
解析：酵母菌利用葡萄糖产生 ( http: / / www.21cnjy.com )酒精是无氧呼吸，第一阶段产生丙酮酸（三碳化合物）和2个ATP，第二阶段是丙酮酸在酶的作用下产生酒精和CO2，所以不生成乳酸。
7.利用地窖贮藏种子、果蔬在我国历史悠久。地窖中的浓度较高，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
答案：A
解析：储藏种子和果蔬，主要是防止有机物呼吸消耗，是呼吸作用的产物，产物浓度高，使反应速度下降，降低呼吸强度。
8.在a、b、c、d条件下，测得某植物种子萌发时和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
释放量 吸收量
a 10 0
b 8 3
c 6 4
d 7 7
A. a条件下，呼吸产物除 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，产生的全部来自线粒体
答案：D
解析：种子有氧呼吸吸收O ( http: / / www.21cnjy.com )2与放出CO2相等，无氧呼吸时不吸收O2但是放出CO2，有氧呼吸与无氧呼吸同时存在时吸收O2小于放出CO2，可知a条件下只进行无氧呼吸，植物无氧呼吸产物是酒精，很少产生乳酸；b条件和c条件下既有有氧呼吸；d条件下只进行有氧呼吸。
9. Ⅰ．（3分）现有等量的A、B两个品种的小麦种子，将它们
分别置于两个容积相同、密封的棕色广口瓶内，各加入适量（等
量）的水。在25℃条件下，瓶内O2含量变化如图所示。请回答：（1）在t1～t2期间，瓶内O2含量的降低主要是由种子的
引起的，A种子比B种子的呼吸速率 ，
A、B种子释放CO2量的变化趋势是 。
（2）在0～t1期间，广口瓶内的CO2有少量增加，主要原因可能是 。
答案：
Ⅰ.（1）有氧呼吸 快 先递增后递减
（2）种子的无氧呼吸产生了CO2
解析：
Ⅰ本题考查细胞呼吸的有关知识。（1）在 ( http: / / www.21cnjy.com )t1～t2期间，瓶内O2含量的降低主要是由种子进行有氧呼吸引起的，A种子比B种子消耗氧气的速率，所以A种子比B种子呼吸速率快。因为每消耗1 mol氧气，就产生1mol CO2，所以从图可以看出A、B种子释放CO2量的变化趋势都是先递增后递减。
（2）在0～t1期间，广口瓶内的CO2有少量增加，主要原因可能是种子的无氧呼吸产生了CO2。