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1、 第3節(jié)　ATP的主要來源——細胞呼吸 學習目標 核心素養(yǎng) 1．探究酵母菌細胞呼吸的方式，認識有氧呼吸和無氧呼吸的條件和產(chǎn)物。 2．比較有氧呼吸和無氧呼吸的過程，掌握兩過程的相同點和不同點。(重難點) 3．理解細胞呼吸原理的應(yīng)用。(重點) 1．通過對細胞呼吸過程的學習，形成物質(zhì)與能量的生命觀念。 2．通過對有氧呼吸和無氧呼吸的場所和過程的學習，養(yǎng)成分類與比較的科學思維方式。 3．通過實驗探究酵母菌細胞呼吸方式，提高實驗設(shè)計和實驗結(jié)果分析的科學探究能力。 一、細胞呼吸 1．概念 (1)物質(zhì)變化：有機物氧化分解，生成二氧化碳或其他產(chǎn)物。 (2)能量變化：釋放出能量并生

2、成ATP。 2．兩種類型 (1)分類依據(jù)：有機物是否徹底氧化分解。 (2)類型：有氧呼吸和無氧呼吸。 3．探究酵母菌細胞呼吸的方式 (1)酵母菌細胞呼吸的方式 (2)呼吸產(chǎn)物的檢測 檢測產(chǎn)物 試劑 現(xiàn)象 CO2 澄清石灰水 石灰水變混濁 溴麝香草酚藍水溶液 由藍變綠再變黃 酒精 酸性條件下的重鉻酸鉀溶液 橙色變灰綠色 (3)實驗結(jié)論 ①酵母菌在有氧和無氧條件下都能進行細胞呼吸。 ②產(chǎn)物 二、有氧呼吸 1．概念 (1)場所：細胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體。 (2)條件：有氧參與、多種酶催化。 (3)物質(zhì)變化 ①反應(yīng)物：葡萄糖等有機物。 ②產(chǎn)物：二氧化

3、碳和水。 (4)能量變化：釋放能量并生成大量ATP。 2．過程 3．總反應(yīng)式 C6H12O6＋6H2O＋6O212H2O＋6CO2＋能量。 三、無氧呼吸 1．場所：細胞質(zhì)基質(zhì)。 2．類型和過程 類型 酒精發(fā)酵 乳酸發(fā)酵 第一階段 葡萄糖→丙酮酸＋[H]＋少量能量 第二階段 丙酮酸→酒精＋CO2 丙酮酸→乳酸 反應(yīng)式 C6H12O62C2H5OH＋2CO2＋少量能量 C6H12O62C3H6O3＋少量能量 實例 某些植物、酵母菌等 高等動物、馬鈴薯塊莖、甜菜根、玉米胚、乳酸菌等 四、細胞呼吸原理的應(yīng)用 1．有氧呼吸原理的應(yīng)用 (1)利用淀粉、醋

4、酸桿菌或谷氨酸棒狀桿菌可以生產(chǎn)食醋或味精。 (2)提倡慢跑等有氧運動使細胞進行有氧呼吸，避免肌細胞產(chǎn)生大量乳酸。 (3)及時松土有利于根系生長。 (4)稻田定期排水有利于根系有氧呼吸，防止幼根變黑、腐爛。 2．無氧呼吸原理的應(yīng)用 (1)利用糧食通過酵母菌發(fā)酵可以生產(chǎn)各種酒。 (2)包扎傷口應(yīng)選用透氣的敷料。 (3)破傷風芽孢桿菌可通過無氧呼吸進行大量繁殖，皮膚破損較深時，需清理傷口、注射破傷風抗毒血清等。 1．細胞呼吸的產(chǎn)物都是CO2和水。 (　　) 2．有氧呼吸每個階段都產(chǎn)生ATP，但是產(chǎn)生的量不同。 (　　) 3．無氧呼吸的兩個階段都釋放了少量的能量。 (　　)

5、4．不同生物無氧呼吸所需要的酶都是相同的。 (　　) 5．儲存蔬菜水果時應(yīng)隔絕O2，以減弱細胞呼吸。 (　　) 提示：1．×　CO2和水是有氧呼吸的產(chǎn)物。 2．√ 3．×　無氧呼吸第二階段不釋放能量。 4．×　不同生物無氧呼吸的產(chǎn)物不同，酶也不同。 5．×　隔絕O2時，無氧呼吸加強，應(yīng)低氧儲存。 探究酵母菌細胞的呼吸方式 [問題探究] 1．教材P92的裝置圖中A裝置中用氣泵間歇性地通入空氣的目的是什么？質(zhì)量分數(shù)為10%的NaOH溶液的作用是什么？ 提示：用氣泵間歇性地通入空氣的目的是保證酵母菌有充足的氧氣，以進行有氧呼吸。NaOH溶液的作用是除去空氣中的CO2，

6、以保證第三個錐形瓶中澄清石灰水變混濁是由于酵母菌有氧呼吸產(chǎn)生的CO2所致。 2．B裝置中，為什么要將B瓶封口放置一段時間后再連通盛有澄清石灰水的錐形瓶？ 提示：B瓶剛封口后，錐形瓶中有氧，酵母菌進行有氧呼吸，兩瓶產(chǎn)生CO2的速度和量基本相等，所以需將開始產(chǎn)生的CO2排掉；一段時間后，B瓶中的氧消耗完，再連通盛有澄清石灰水的錐形瓶，可確保是無氧呼吸產(chǎn)生的CO2通入澄清的石灰水，否則會出現(xiàn)兩組澄清石灰水混濁程度差不多的情況。 3．若實驗檢測時發(fā)現(xiàn)A瓶的酵母菌培養(yǎng)液中滴加0.5 mL溶有0.1 g重鉻酸鉀的濃硫酸溶液后也產(chǎn)生了灰綠色，請思考原因是什么？ 提示：通氣不足。 4．只通過檢測產(chǎn)物

7、中是否含有CO2可確定酵母菌細胞呼吸的方式嗎？ 提示：不能確定。酵母菌進行有氧呼吸和無氧呼吸都產(chǎn)生CO2。 [歸納總結(jié)]　 1．實驗裝置的分析(裝置見教材P92) (1)第一組裝置中的第一個錐形瓶中盛放的試劑是NaOH溶液，其目的是：使進入A中的空氣先經(jīng)NaOH處理后，排除空氣中CO2對實驗結(jié)果的干擾。 (2)第二組裝置中B瓶放置一段時間后，才能與裝有澄清石灰水的錐形瓶連接，其目的是讓酵母菌將B瓶中的氧氣消耗掉，確保產(chǎn)物CO2均來自于無氧呼吸。 2．實驗中注意事項 (1)配

8、制酵母菌培養(yǎng)液時，必須將煮沸的葡萄糖溶液冷卻到常溫，才可加入新鮮食用酵母菌。 (2)有氧條件裝置必須持續(xù)通入空氣，保證氧氣的充足。 1．下列關(guān)于“探究酵母菌細胞呼吸的方式”說法不正確的是(　　) A．酵母菌常被用作研究細胞呼吸的實驗材料，其主要原因是酵母菌屬于兼性厭氧生物 B．在有氧呼吸的裝置中，可將空氣直接通入酵母菌的培養(yǎng)液 C．酵母菌呼吸產(chǎn)生的CO2可使溴麝香草酚藍水溶液由藍變綠再變黃 D．酵母菌呼吸產(chǎn)生的酒精在酸性條件下能與橙色的重鉻酸鉀溶液反應(yīng)變成灰綠色 B　[酵母菌作為實驗材料是因為它在有氧和無氧的條件下均能正常生存。酵母菌不論有氧還是無氧條件下均能產(chǎn)生CO2，

9、為了防止空氣中原有CO2的干擾，所以將空氣先通入盛有NaOH溶液的錐形瓶中，然后再通入酵母菌溶液中。] 2．酵母菌是一種單細胞真菌，在有氧和無氧的條件下都能生存，為了探究酵母菌的呼吸作用類型，某同學將實驗材料和用具按下圖安裝好。以下關(guān)于該實驗說法錯誤的是(　　) 甲組　　　　　乙組 A．加入質(zhì)量分數(shù)為10%的NaOH溶液是為了吸收空氣中的CO2 B．兩個裝置均需要黑暗條件下進行實驗 C．甲、乙兩組中澄清的石灰水都變渾濁，甲組渾濁程度更大 D．乙組B瓶應(yīng)封口放置一段時間后，再連通盛有澄清石灰水的錐形瓶 B　[光對酵母菌的細胞呼吸方式?jīng)]有影響，該實驗在光下和黑暗處都能進行。]

10、 有氧呼吸和無氧呼吸 [問題探究] 1．分析糖類(葡萄糖)為什么必須分解成丙酮酸后才能進行有氧呼吸的第二、三階段？ 提示：因為線粒體膜上不含有運輸葡萄糖的載體蛋白，葡萄糖不能進入線粒體(或線粒體內(nèi)沒有催化葡萄糖分解的酶)。 2．細胞呼吸過程中能量發(fā)生了怎樣的變化？無氧呼吸為什么產(chǎn)生的能量是少量的？ 提示：細胞呼吸過程中儲存在有機物中的穩(wěn)定化學能，轉(zhuǎn)變成儲存在ATP的高能磷酸鍵中活躍化學能和熱能。無氧呼吸產(chǎn)生的能量少是因為無氧呼吸生成的乳酸或酒精中儲存大部分能量。 3．在通風條件不好的環(huán)境中儲藏的蘋果會有酒味散發(fā)，而馬鈴薯儲藏久了卻不會有酒味產(chǎn)生，請分析其中的原因？為什么會產(chǎn)生

11、這種差異？ 提示：蘋果無氧呼吸的產(chǎn)物是酒精和CO2，馬鈴薯無氧呼吸的產(chǎn)物是乳酸。因為不同生物細胞所具有的酶不同，導(dǎo)致反應(yīng)途徑不同，產(chǎn)物也不同。 [歸納總結(jié)]　 1．有氧呼吸和無氧呼吸的過程(如圖) 其中①、④為無氧呼吸的第一、二階段；①、②、③分別為有氧呼吸的第一、二、三階段。 2．有氧呼吸過程中各元素的來源和去路 (1)CO2是在第二階段產(chǎn)生的，是由丙酮酸和水反應(yīng)生成的，場所是線粒體基質(zhì)。 (2)O2參與了第三階段，[H]和O2結(jié)合生成水，所以細胞呼吸產(chǎn)生的水中的

12、氧來自于O2，場所是線粒體內(nèi)膜。 (3)有氧呼吸過程中的反應(yīng)物和生成物中都有水，反應(yīng)物中的水用于第二階段和丙酮酸反應(yīng)，生成物中的水是有氧呼吸第三階段[H]和O2結(jié)合生成的。 3．有氧呼吸和無氧呼吸的比較 項目 有氧呼吸 無氧呼吸 不同點 條件 需氧 不需氧 場所 細胞質(zhì)基質(zhì)(第一階段)、線粒體(第二、三階段) 細胞質(zhì)基質(zhì) 分解程度 葡萄糖被徹底分解 葡萄糖分解不徹底 產(chǎn)物 CO2、H2O 乳酸或酒精和CO2 能量釋放 大量能量 少量能量 相同點 反應(yīng)條件 需酶和適宜溫度 本質(zhì) 氧化分解有機物，釋放能量，生成ATP 過程 第一階段從葡萄

13、糖到丙酮酸完全相同 意義 為生物體的各項生命活動提供能量 易錯提醒：有關(guān)細胞呼吸過程的五點提醒 (1)產(chǎn)生CO2的不只是有氧呼吸，無氧呼吸產(chǎn)生酒精的過程中也有CO2的產(chǎn)生。 (2)有氧呼吸過程中生成的水和反應(yīng)物中的水其來源和去向不同，所以不是同一分子。 (3)無氧呼吸只有第一階段釋放少量能量，第二階段不釋放能量。 (4)呼吸作用釋放的能量不全轉(zhuǎn)化成ATP中的能量，大部分以熱能的形式散失。 (5)不是所有植物的無氧呼吸產(chǎn)物都是酒精和二氧化碳，玉米胚、甜菜根等植物組織的無氧呼吸產(chǎn)物為乳酸。 1．細胞內(nèi)葡萄糖分解代謝過程如圖所示，下列敘述正確的是(　　) A．酵母菌細

14、胞質(zhì)基質(zhì)中可進行①和②過程 B．劇烈運動時骨骼肌細胞中進行①和④過程 C．乳酸菌細胞進行①和③過程中均產(chǎn)生[H] D．①過程是各類細胞分解葡萄糖共同途徑 D　[②過程在線粒體中進行，A項錯誤；劇烈運動時有氧呼吸和無氧呼吸同時進行，B項錯誤；乳酸菌細胞進行③過程不產(chǎn)生[H]，C項錯誤；各類細胞的有氧呼吸和無氧呼吸共同進行①過程，D項正確。] 　(1)三類細胞能夠進行的分別是哪些過程？ 提示：酵母菌：①②④；骨骼肌細胞：①②③；乳酸菌：①③。 (2)能釋放能量產(chǎn)生ATP的過程有哪些？ 提示：①②過程。 2．將酵母菌研磨成勻漿，離心后得上清液(細胞質(zhì)基質(zhì))和沉淀物(含線粒體)，把等

15、量的上清液、沉淀物和未曾離心的勻漿分別放入甲、乙、丙三個試管中，各加入等量葡萄糖溶液，然后置于隔絕空氣的條件下。下列敘述正確的是(　　) A．甲試管中最終產(chǎn)物為CO2和H2O B．乙試管中不發(fā)生反應(yīng) C．丙試管中有大量的ATP產(chǎn)生 D．丙試管中無CO2產(chǎn)生 B　[根據(jù)題目中對酵母菌的處理，甲試管中裝入的是細胞質(zhì)基質(zhì)，乙試管中裝入的是線粒體，丙試管中裝入的是未曾離心的酵母菌勻漿。三只試管中都裝入葡萄糖，在無氧條件下，甲試管能夠完成無氧呼吸的整個過程，產(chǎn)生酒精和CO2，釋放出少量的能量；乙試管不發(fā)生反應(yīng)；丙試管中能夠完成整個的無氧呼吸過程。] 細胞呼吸的影響因素及原理應(yīng)用 [問題

16、探究] 1．請從無機鹽離子的吸收方面分析，為什么農(nóng)作物要及時松土？稻田長期不排水幼根為什么會變黑、腐爛？ 提示：(1)松土可增大土壤透氣量，促進根有氧呼吸，為吸收無機鹽離子提供能量。 (2)水淹會使植物根部細胞進行無氧呼吸，產(chǎn)生的酒精會毒害細胞。 2．為什么水果、地瓜在密封的地窖中貯存很長時間而不變質(zhì)？剛打開的密封的地窖不能進，這是為什么？ 提示：密封的地窖氧氣被消耗，CO2濃度很高，高濃度的CO2抑制了水果、地瓜的細胞呼吸。剛打開的地窖由于缺少O2不能進。 [歸納總結(jié)]　

17、 影響細胞呼吸的主要外界因素及應(yīng)用 1．溫度 (1)影響(如圖)：細胞呼吸是一系列酶促反應(yīng)，溫度通過影響酶的活性而影響細胞呼吸速率。細胞呼吸的最適溫度一般在25～35 ℃之間。 (2)應(yīng)用 2．氧氣 (1)影響(如圖)：O2是有氧呼吸所必需的，且O2對無氧呼吸過程有抑制作用。 ①O2濃度＝0時，只進行無氧呼吸。 ②0

18、胞呼吸的進行。如圖： (2)應(yīng)用：適當增加CO2濃度，有利于水果和蔬菜的保鮮。 1．(2018·全國Ⅱ卷)有些作物的種子入庫前需要經(jīng)過風干處理。與風干前相比，下列說法錯誤的是(　　) A．風干種子中有機物的消耗減慢 B．風干種子上微生物不易生長繁殖 C．風干種子中細胞呼吸作用的強度高 D．風干種子中結(jié)合水與自由水的比值大 C　[風干種子中自由水含量減少，細胞呼吸強度降低，有機物消耗減慢，A項正確、C項錯誤；風干種子中自由水含量減少，其上微生物不易生長繁殖，B項正確；風干種子中自由水含量減少，其結(jié)合水與自由水的比值較風干前大，D項正確。] 2．如圖表示某種植物的非綠色

19、器官在不同氧濃度下CO2的釋放量與O2的吸收量的變化，請據(jù)圖回答以下問題： (1)O2濃度為0時，該器官的呼吸類型是__________。 (2)在O2濃度為b%以下時(不包括0點)，該器官的呼吸類型是________________，因為____________________。 (3)該器官CO2釋放與O2吸收兩條曲線在Q點重合，其呼吸類型為____________________，因為____________________________。 (4)由該曲線提示的原理，我們在進行果實和種子貯藏時，應(yīng)取約a/2氧氣濃度值，理由是 _______________________

20、_______________________________ ______________________________________________________。 (5)圖中陰影部分的面積代表______________________。 [解析]　CO2的釋放量大于O2的吸收量，細胞進行無氧呼吸和有氧呼吸。CO2的釋放量等于O2的吸收量，細胞只進行有氧呼吸。只釋放CO2，不吸收O2，細胞只進行無氧呼吸。由曲線分析可知，CO2的釋放量為總呼吸強度，a/2氧氣濃度值時呼吸強度最低，消耗有機物最少。 [答案]　(1)無氧呼吸 (2)無氧呼吸和有氧呼吸　CO2的釋放量大于O2的

21、吸收量 (3)有氧呼吸　CO2的釋放量等于O2的吸收量 (4)細胞呼吸最弱，有機物消耗少 (5)無氧呼吸中CO2的釋放量 規(guī)律方法：細胞呼吸方式的判斷方法 (1)依據(jù)O2的消耗量和CO2的產(chǎn)生量判斷。 ①O2的消耗量＝CO2的產(chǎn)生量：細胞只進行有氧呼吸。 ②O2的消耗量

22、 知識網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建 核心語句背誦 1．有氧呼吸的反應(yīng)式：C6H12O6＋6O2＋6H2O6CO2＋12H2O＋能量。 2．有氧呼吸的三個階段發(fā)生的場所依次是細胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體基質(zhì)和線粒體內(nèi)膜。 3．無氧呼吸的兩種反應(yīng)類型 (1)C6H12O62C3H6O3(乳酸)＋少量能量。 (2)C6H12O62C2H5OH(酒精)＋2CO2＋少量能量。 4．真核生物有氧呼吸的場所是細胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體，而無氧呼吸的場所只有細胞質(zhì)基質(zhì)。 5．CO2可使溴麝香草酚藍水溶液由藍變綠再變黃。 6．在酸性條件下，橙色的重鉻酸鉀溶液與酒精反應(yīng)變成灰綠色。 1．下圖表示細胞內(nèi)葡萄糖分解的反應(yīng)式。

23、 C6H12O6 2CH3COCOOH＋4[H]＋能量 (葡萄糖) 　 　 　(丙酮酸) 下列關(guān)于該過程的說法正確的是(　　) A．只發(fā)生在細胞有氧時　 B．只發(fā)生在細胞缺氧時 C．只發(fā)生在線粒體內(nèi) D．只發(fā)生在細胞質(zhì)基質(zhì)內(nèi) D　[圖中表示的細胞內(nèi)葡萄糖分解的反應(yīng)式為呼吸作用的第一階段，無論有氧呼吸還是無氧呼吸，都是在細胞質(zhì)基質(zhì)中進行。] 2．下圖為酵母菌細胞有氧呼吸的部分示意圖，下列有關(guān)敘述正確的是(　　) 葡萄糖丙酮酸二氧化碳 A．①過程進行的場所在線粒體 B．②過程的產(chǎn)物除了二氧化碳，還有H2O C．①、②過程一定都有能量釋放 D．與②相比，①過程產(chǎn)生的[H]較多

24、 C　[①過程的場所是細胞質(zhì)基質(zhì)；②過程消耗H2O，不產(chǎn)生水；②過程比①過程產(chǎn)生的[H]多。] 3．下列關(guān)于人體細胞呼吸的敘述，正確的是(　　) A．有氧呼吸只在線粒體中進行 B．還原氫只在有氧呼吸過程中產(chǎn)生 C．無氧呼吸只在環(huán)境中無氧時進行 D．二氧化碳只在有氧呼吸中產(chǎn)生 D　[有氧呼吸的第一階段在細胞質(zhì)基質(zhì)中進行，第二、三階段在線粒體中進行，A項錯誤。有氧呼吸與無氧呼吸過程中均可產(chǎn)生還原氫，B項錯誤。人體組織細胞在體內(nèi)氧氣供應(yīng)不足時可以進行無氧呼吸，C項錯誤。人體細胞無氧呼吸的產(chǎn)物是乳酸，有氧呼吸的產(chǎn)物是二氧化碳和水，D項正確。] 4．雨水過多時，農(nóng)作物發(fā)生爛根現(xiàn)象的原因是(

25、　　) A．土壤中有毒物質(zhì)溶解到水中，使根遭到毒害 B．土壤中水分充足，微生物繁殖而引起爛根 C．土壤中缺乏氧氣，根進行無氧呼吸產(chǎn)生酒精，對根細胞有毒害作用 D．土壤因水澇溫度低，使根受到低溫損害 C　[土壤長期被水淹，導(dǎo)致土壤中缺少氧氣，根進行無氧呼吸，由于根的無氧呼吸會產(chǎn)生酒精，對細胞有毒害作用而導(dǎo)致爛根，C正確。] 5．生物體內(nèi)葡萄糖分解代謝過程如下圖所示，請據(jù)圖回答下列問題： (1)圖中A是__________，其產(chǎn)生的部位是__________。 (2)反應(yīng)①②③④中，必須在有氧條件下進行的是__________，可在人體細胞中進行的是__________。 (3)蘋果貯藏久了會有酒味，其原因是發(fā)生了圖中__________過程；而馬鈴薯塊莖貯藏久了，卻沒有酒味，原因是馬鈴薯塊莖在無氧條件下進行了圖中__________過程。 (4)糧食貯藏過程中有時會發(fā)生糧堆濕度增大現(xiàn)象，這是因為______________________________________________________。 [答案]　(1)丙酮酸　細胞質(zhì)基質(zhì)　(2)②?、佗冖堋?3)①③　①④ (4)種子在有氧呼吸過程中產(chǎn)生了水