【苏教版必修1学案】4.3 细胞呼吸

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第四章 光合作用和细胞呼吸
第三节 细胞呼吸
班级 姓名
［教学目标］
1、知识目标
①阐明有氧呼吸和无氧呼吸过程；
②比较有氧呼吸和无氧呼吸的异同，学会运用对比的方法理解相关的生物学知识；
③阐明呼吸作用的本质，了解细胞呼吸与细胞供能的关系；
2、能力目标
①；通过探讨酵母菌细胞的呼吸方式实验培养学生的实验能力；
3、德育目标
①说明细胞呼吸的原理和意义，了解其在生产和生活中的应用；
[重点、难点分析]：
重点：细胞呼吸的本质和过程；比较无氧呼吸和有氧呼吸的异同点；细胞呼吸原理的应用。
难点：呼吸作用过程的理解。
[教学安排]：3课时
1、 细胞呼吸产生能量：
1、 细胞呼吸概念：
（1）、原料：
（2）、场所：
（3）、产物：
[交流·研讨]：细胞呼吸和呼吸是一回事吗？有机物的氧化分解，一定有氧气参加吗？
2、 细胞呼吸的特点：（与体外燃烧比较）
是研究细胞呼吸最常用的生理指标。
比较项目 体外燃烧 体内氧化
相同 反应式
实质
不同 条件 点燃
释能 快速连续释放
结果 有发光发热现象 多数以热能形式释放，部分转移到ATP中
3、呼吸的分类：根据是否需要 分为 和 两类。
2、 细胞呼吸的过程：
1、 有氧呼吸：（细胞呼吸的主要类型）
（1）、概念：
（2）、过程：（以葡萄糖为底物为例）
第一阶段：1mol葡萄糖分解成2mol ，同时产生少量的
和少量的 。 场所：
第二阶段：丙酮酸分解成 ，同时产生少量的 和 。
场所：
第三阶段：[H]和氧气结合，产生 的同时，释放出大量的能量并储存在 中。 场所：
（3）、有氧呼吸过程中三个阶段的比较：
项目 第一阶段 第二阶段 第三阶段
场所
反应物
生成物
产生能量
是否需氧
（4）、总反应式：（以葡萄糖为底物时）
（5）、能量的释放和利用率：
通过有氧呼吸，1mol葡萄糖在彻底氧化分解后，共释放约 kJ的能量，其中约有 kJ储存在 中，其余主要以 形式散失掉。
[考与总结]
（1）水的分解和合成分别发生在 和 阶段；
（2）产生二氧化碳的阶段是 ，场所为 ；、
（3）吸进的氧气在 （场所）被消耗，参加 阶段的反应。其作用是 。
（4）产生ATP的阶段是 ，产生ATP最多的阶段是 ；有氧呼吸的主要场所是 。
[领悟·整合]：
①分析产物CO2中C、O元素的来源？
②生成物水中的H、O是否来源于反应物中的水？
2、无氧呼吸;
(1)、场所：
（2）、产物：
（3）、过程：
第一阶段：与有氧呼吸第一阶段 。
第二阶段：前一阶段产生的 在不同种类的酶的催化作用下，分解成
或 等。
（4）、反应式：（以葡萄糖为底物为例）
产酒精：
产乳酸：
（5）、能量的释放与转化：
思考：为什么无氧呼吸只释放出少量的能量？
（6）、无氧呼吸的生理意义：
高等植物在 情况下，可以进行短暂的无氧呼吸，将葡萄糖分解为
，释放出能量以适应缺氧的环境条件。人在 时，需要在相对较短的时间内消耗 ，肌肉细胞则以产生 的无氧呼吸方式供给能量。但是，无氧呼吸时间过长会使细胞 。
[启发·引申]：
1）、产物为酒精和二氧化碳方式的无氧呼吸：大多数植物、酵母菌。
2）、产物为乳酸方式的无氧呼吸：高等动物和人、乳酸菌；少数高等植物的某些器官，如马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚等。
3）有氧呼吸与无氧呼吸的区别与联系：
联系：①第一阶段完全相同： 。
②实质相同： 。
③进化：无氧呼吸→有氧呼吸
3、 细胞呼吸原理的应用：
1、 影响细胞呼吸的因素有哪些？
2、细胞呼吸的意义和应用：
1)、意义：
①为 提供能量。<主要>
②产生的丙酮酸等中间产物为体内其它化合物的合成提供原料。
[放眼社会]：了解发酵技术。
2）、应用：
①在作物栽培中：措施：中耕松土； 露田、晒田。
目的：
②在果实和蔬菜的保鲜中：措施：通过控制储藏室内的 的浓度等来降低呼吸速率。
③在粮油种子的储存中：措施：降低 ，以使呼吸作用降至最低。
④在温室栽培作物时：措施：白天适当 室温，夜晚适当 室温。
⑤在农业生产中：（目的：为了使有机物向着人们需要的器官积累）
措施：去掉下部变黄、已失去光合能力的部分叶片。
例1、下图表示某种植物的非绿色器官在不同的氧浓度下O2吸收量和CO2生成量的变化，请据图回答：
（1）图中曲线QR区段CO2生成量急剧减少的主要原因是
。
（2） 点的生物学含义是无氧呼吸消失点，由纵轴、CO2生成量和O2吸收量共同围成的面积所代表的生物学含义是 。
（3）在原图中绘出无氧呼吸产生的CO2随氧气浓度变化而变化的曲线。
（4）若图中的AB段与BC段的距离等长，说明此时有氧呼吸释放的CO2与无氧呼吸释放的CO2相比 （填“一样多”或“更多”或“更少”），有氧呼吸消耗的葡萄糖量是无氧呼吸的 倍。
（5）在长途运输新鲜蔬菜时，常常向塑料袋中充入氮气，目的是 。你认为氧浓度应调节到 点的对应浓度时，更有利于蔬菜的运输，试说明理由： 。
答案 （1）氧气浓度增加，无氧呼吸受抑制
（2）P 氧浓度逐渐增大的过程中，无氧呼吸生成的CO2总量
（3）所绘曲线应能表现下降趋势，并经过Q、B以及P点在X轴上的投影点。如图（虚线）所示：
（4）一样多 1/3
（5）降低呼吸强度，减少有机物的消耗 R 此时有氧呼吸强度较低，同时又抑制了无氧呼吸，蔬菜中的有机物消耗较少
例2、绿色植物的光合作用与细胞呼吸之间有着密切的联系。下面物质代谢简图表示了两者之间的关系，请根据图示分析回答：
（1）①是在 上进行的，所需要的外界条件是 ，发生的能量变化是 。
（2）③、④、⑤表示 过程。在这一过程中，所需要的外部条件主要有 和 。
（3）上述①~⑤过程中，能产生ATP的过程是 （写代号）。
（4）请分析下列实验，并在横线处填写代号。
将一盆在阳光下正常生长的植物迅速移入暗室，立刻停止的过程是 ，稍后， 过程也随着停止。一段时间后，将这一盆植物迅速移到阳光下，上述两个过程先开始进行的是 。而在这一实验中，始终不会停止的过程是 。
（5）根据实验测定，黄豆种子在萌发时放出的CO2量比消耗的O2量高出4倍，对这一现象的解释是： 。
答案 （1）叶绿体的类囊体薄膜 一定强度的光照 光能转变为（活跃的）化学能 （2）有氧呼吸 氧气 适宜的温度 （3）①③④⑤ （4）① ② ① ③④⑤
（5）黄豆种子在萌发时，除了进行有氧呼吸外，还进行旺盛的无氧呼吸，在无氧呼吸过程中放出大量CO2
例3、课题小组同学利用下列装置探究微生物的细胞呼吸方式。
（1）取甲、乙两套密闭装置设计实验，请补充下表有关的内容：
装置 反应瓶中加入的材料 小杯内加入的材料 测定项目
甲 一定浓度的葡萄糖溶液、微生物悬浮液各1mL ① 细胞呼吸氧气的消耗量
乙 ② 等量的蒸馏水 ③
（2）将甲、乙装置均置于28℃恒温的条件下，分别在不同的氧气浓度下进行实验（实验过程中微生物保持活性，前三组实验所用微生物都是酵母菌，第四组实验的微生物是乳酸菌），60分钟后读数。请补充下表有关的内容。
预期实验结果 微生物的细胞呼吸方式
级别 甲 乙
第一组 液滴向左移动 液滴不变 ④
第二组 液滴向左移动 液滴向右移动 ⑤
第三组 液滴不变 液滴向右移动 ⑥
第四组 ⑦ ⑧ 只进行产生乳酸的无氧呼吸
（3）除了可以测定细胞呼吸方式外，你认为用上述密闭装置和选用下列材料用具还可以开展哪些生物学的探究，请写出一个课题题目。
材料用具：小麦种子、玉米幼苗、小麦幼苗、一定浓度的KOH溶液和NaHCO3溶液、蒸馏水、一定浓度的葡萄糖溶液、恒温装置、暗箱。
课题题目： 。
Ⅱ.（1）①适量（一定浓度）KOH或NaOH溶液 ②（一定浓度）葡萄糖溶液、微生物悬浮液各1 mL ③细胞呼吸时二氧化碳释放量与氧气消耗量的差值
（2）④只进行有氧呼吸 ⑤同时进行有氧呼吸和无氧呼吸 ⑥只进行无氧呼吸 ⑦不变 ⑧不变
（3）①测定小麦种子的呼吸速率 ②测定玉米幼苗的光合作用强度 ③探究小麦幼苗、玉米幼苗光合作用强度的差异（任答一项，其他答案合理也给分）
[校本作业]：
1.经测定：蚕豆种子在发芽的早期，CO2的释放量比氧气的吸收量大3～4倍，这说明此时的蚕豆是 （ ）
A.只进行有氧呼吸 B.无氧呼吸比有氧呼吸占优势
C.只进行无氧呼吸 D.有氧呼吸比无氧呼吸占优势
2.陆生植物不能长期忍受无氧呼吸，这是因为 （ ）
①产生的酒精对细胞有毒害作用；②产生的乳酸对细胞有毒害作用；③没有专门的无氧呼吸结构；④产生的能量太少
A.①② B.②③ C.③④ D.①④
4.在自然条件下，有关植物呼吸作用的叙述中，正确的是 （ ）
A.有氧呼吸过程中，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.水中生活的植物不能进行有氧呼吸
5.在水稻叶肉细胞的细胞质基质、线粒体基质和叶绿体基质中产生的主要代谢产物分别是
A.丙酮酸、CO2、葡萄糖 B.丙酮酸、葡萄糖、CO2
C.CO2、丙酮酸、葡萄糖 D.葡萄糖、丙酮酸、CO2
6.下列细胞中不进行有氧呼吸的是 （ ）
A.神经细胞 B.心肌细胞 C.红细胞 D.小肠上皮细胞
7.下图表示某绿色植物在生长阶段体内物质的转变情况，①和④过程中的[H]产生的场所依次是 （ ）
A.叶绿体、细胞质基质、线粒体 B.细胞质基质、线粒体、叶绿体
C.细胞质基质、叶绿体、线粒体 D.线粒体、叶绿体、细胞质基质
8.现有一瓶葡萄糖液，内置有适量酵母菌，经测定瓶中放出CO2的体积与吸收O2的体积比为5：4，这是因为（假设两种呼吸作用的速率相等） （ ）
A.有1/5的酵母菌在进行有氧呼吸 B.有4/7的酵母菌在进行有氧呼吸
C.有4/5的酵母菌在进行有氧呼吸 D.有3/7的酵母菌在进行有氧呼吸
9.植物体内形成ATP的过程有 （ ）
①光反应 ②暗反应 ③有氧呼吸的过程 ④无氧呼吸产生乳酸的过程 ⑤无氧呼吸产生酒精的过程 ⑥无氧呼吸产生丙酮酸的过程
A.①③⑥ B.②④⑥ C.④⑤⑥ D.②③④⑥
10.如果一定重量的黄豆全部萌发生成黄豆芽，黄豆芽中的有机物总量、有机物种类分别比黄豆中的 （ ）
A.多、多 B.少、多 C.多、少 D.少、少
11.（8分）下图是光合作用和细胞呼吸过程简图，请根据图分析回答：
（1）写出图中①、②所示生理过程的名称：
① ； ② 。
（2）图中①、②生理过程在细胞内进行的场所是：
① ；② 和 。
（3）图中③和④所示的生理过程都是 。如果消耗等量的葡萄糖，则③或④过程所释放的能量与②过程相比数量 。
（4）如果用（CH20）表示糖类，则图中①过程的化学反应式可以概括为： 。
12.（12分）下图表示一个高等植物细胞中的几个生理过程，请据图分析回答：
（1）Ⅰ过程发生在叶绿体的 上；过程V产生的CO2从产生部位直接到达该细胞Ⅱ过程的部分被利用需要通过 层生物膜。
（2）在Ⅱ过程中，如果用含有14C的CO2来追踪光合作用中的碳原子，其转移途径是 （ ）
A.14CO2→[H] →（14CH2O） B.14CO2→14C3→（14CH2O）
C.14CO2→叶绿素→（14CH2O） D.14CO2→叶绿体→（14CH2O）
（3）据图分析可知影响光合作用的主要环境因素有光照强度、CO2浓度和温度，则干旱初期导致作物光合作用速率下降的主要影响因素是 ；温室大棚中的作物如遇阴雨天，为避免减产，常适当降低 。（2分）
（4）在Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ几个过程中，能够产生ATP的过程有 ；能够为植物体的各项生命活动提供能量的过程有 ，其中提供能量最多的过程是 。
（5）在①～⑦过程中，各种生物体（病毒除外）都能进行的过程是 。
（6）假如该生物是酵母菌，过程④～⑦中能够在体内发生的是 。如果有24mol的O2全部用于⑤过程，则产生等量CO2的⑦过程至少需要分解 mol的C6H12O6。
附: 探究酵母菌细胞呼吸的方式
1. 原理: 酵母菌在有氧条件下进行有氧呼吸,产生二氧化碳和水：
C6H12O6 ＋ 6H2O ＋6O2 6CO2 ＋ 12H2O ＋ 能量
在无氧条件下进行无氧呼吸,产生酒精和少量二氧化碳：
C6H12O6 2C2H5OH ＋ 2CO2 ＋ 少量能量
2. 装置：下图为“探究酵母菌细胞呼吸的方式”的实验装置图
A B C D E
分析：A瓶加入的试剂是NaOH，其目的是：使进入B瓶的空气先经过NaOH处理，排除空气中CO2对实验结果的干扰。
C瓶和E瓶加入的试剂是澄清石灰水（或溴麝香草酚蓝水溶液），其作用是：检测CO2的产生
D瓶应封口放置一段时间后，再连通E瓶，其原因是：D瓶应封口放置一段时间后，酵母菌会将瓶中的氧气消耗完。再连通E瓶，就可以确保通入澄清石灰水（或溴麝香草酚蓝水溶液）的CO2是酵母菌的无氧呼吸所产生的
3. 检测：
（1）检测CO2的产生：使澄清石灰水变浑浊，或使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄。
（2）检测酒精的产生：橙色的重铬酸钾溶液，在酸性条件下与酒精发生反应，变成灰绿色。
校本作业答案
1、B 2、D 3、 4、A 5、A 6、C 7、A 8、B
9、A 10、B
11.（1）光合作用 有氧呼吸 （2）叶绿体 细胞质基质 线粒体 （3）无氧呼吸 较少
（4）
12.（1）囊状结构的薄膜 4 （2）B
（3）CO2浓度 阴雨天光照强度减弱，适当降温不会影响光合作用速率，但会降低呼吸作用速率，从而减少有机物的损失（2分，类似答案也可给分）
（4）Ⅰ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ Ⅴ （5）④ （6）④⑤⑦ 12
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