2019年秋高中生物第五章细胞的能量供应和利用第3节ATP的主要来源__细胞呼吸学案新人教版必修.doc
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1、第3节ATP的主要来源细胞呼吸学习目标1说出线粒体的结构和功能。(重点)2说明有氧呼吸和无氧呼吸的异同。(重点)3说明细胞呼吸的原理,并探讨其在生产和生活中的应用。(难点)4进行酶母菌细胞呼吸方式的探究。(难点)核心概念细胞呼吸有氧呼吸无氧呼吸酒精发酵乳酸发酵一、细胞呼吸1概念: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。2实质:氧化分解 有机物 ,释放能量。二、探究酶母菌细胞呼吸的方式三、细胞呼吸的方式1有氧呼吸2无氧呼吸(1)发酵的概念酵母菌、乳酸菌等微生物的 无氧呼吸 也叫发酵,根据产物不同可分为 酒精发酵 和 乳酸发
2、酵 。(2)两种方式 类型项目酒精发酵乳酸发酵场所 细胞质基质 过程第一阶段葡萄糖 H丙酮酸 少量能量第二阶段丙酮酸H 酒精CO2 丙酮酸H 乳酸 化学反应式C6H12O6 2C2H5OH2CO2 少量能量C6H12O6 2C3H6O3 少量能量能量转化只在 第一阶段 释放出少量的能量,生成 少量ATP ,葡萄糖分子中的大部分能量则存留在 酒精或乳酸 中四、细胞呼吸原理的应用(连线) b a c c c b c ?思考1线粒体是进行有氧呼吸的必需条件吗?若不是请举例说明。提示:不是,蓝藻无线粒体也可进行有氧呼吸,具有有氧呼吸酶是进行有氧呼吸的必需条件。2北方人做馒头时,利用酵母菌发面,发好的面
3、团柔软而且表面水汪汪的。你知道为什么吗?提示:酵母菌有氧呼吸产生CO2,使面团充气而变软,有氧呼吸产生的水使面团表面有水。H判断题1探究酵母菌的呼吸方式时,不能用澄清的石灰水来检测CO2的产生,但可以用重铬酸钾来检测乙醇。()2检测酵母菌培养过程中是否产生CO2,可判断其呼吸方式。()3线粒体将葡萄糖氧化分解成CO2和H2O。()4无氧呼吸能产生ATP、但没有H的生成过程。()5有氧呼吸第二、三阶段都能产生大量ATP。()6细胞内葡萄糖分解成丙酮酸和H的反应,只发生在细胞有氧时。()7呼吸作用产生的能量均以热能释放。()8破伤风杆菌适宜生活在有氧的环境中。()9及时排涝,能防止根细胞受酒精毒害
4、。()10无氧和零下低温环境有利于水果保鲜。()知识点1探究酵母菌的呼吸方式Z1实验原理(1)酵母菌是兼性厌氧菌,在有氧和无氧条件下均能生存,有氧呼吸产生H2O和CO2,无氧呼吸产生酒精和CO2。(2)呼吸产物CO2和酒精的检测澄清石灰水变混浊,且混浊程度与CO2产量有关;蓝色的溴麝香草酚蓝水溶液变绿再变黄,且变黄时间长短与CO2产量有关;橙色重铬酸钾溶液变灰绿色。2探究过程提出问题: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?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)作出合理的假设实验现象3实验分析及拓展
5、(1)实验分析通入甲中A瓶的空气需先通过NaOH溶液的目的是保证进入A瓶的气体中不含有CO2,保证使第三个锥形瓶中的澄清石灰水变混浊的CO2完全是由酵母菌有氧呼吸产生的。乙中B瓶应封口放置一段时间,待酵母菌将B瓶中的氧气消耗完后,再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶,确保通入澄清石灰水中的CO2完全是由酵母菌无氧呼吸产生的。(2)不同材料呼吸实验的设计若探究种子呼吸状况则不必遮光,但需“死种子”作对照。若探究“植株或幼苗”呼吸状况,应进行遮光处理,以防止光合作用的干扰,同时可设置同种状况但杀死的植株或幼苗作对照。知识贴士酵母菌是兼性厌氧生物,是因为它既能进行有氧呼吸也能进行无氧呼吸,而人体中的某些细胞
6、既能进行有氧呼吸也能短暂的进行无氧呼吸,但人只能是需氧型生物,所以生物异化作用类型的区分,不是以能否进行有氧、无氧呼吸为依据的,而是以在有氧或无氧的条件下能否正常生存为依据的。D典例1如图是探究酵母菌细胞呼吸方式的实验装置。以下说法中正确的是(C)A两个装置均需要在黑暗条件下进行B装置乙在处可检测到有酒精生成C装置乙中应让先放置一会再与连接D装置甲中NaOH溶液的作用是吸收处的CO2解析黑暗或光照对酵母菌的细胞呼吸没有明显的影响,A错误;装置乙中酵母菌产生的CO2可通过导管进入中,但酵母菌产生的酒精保留在中,B错误;装置甲中NaOH溶液的作用是使进入B瓶的空气先经过NaOH溶液的作用,排除空气
7、中CO2对实验结果的干扰,D错误。变式训练1有关“探究酵母菌的呼吸方式”实验的叙述,错误的是(D)A实验中将葡萄糖溶液煮沸的目的是灭菌和去除溶液中的O2B在探究有氧呼吸的实验过程中,泵入的空气应去除CO2C实验中需控制的无关变量有温度、pH、培养液浓度等D可通过观察澄清石灰水是否变浑浊来判断酵母菌的呼吸方式解析酵母菌进行有氧呼吸和无氧呼吸产物中都有CO2,都能使澄清石灰水变浑浊,因此不能通过此指标判断酵母菌的呼吸方式。知识点2有氧呼吸和无氧呼吸过程的比较Z1有氧呼吸和无氧呼吸过程图解2有氧呼吸和无氧呼吸的比较项目有氧呼吸无氧呼吸不同点条件需氧不需氧场所细胞质基质(第一阶段)线粒体(第二、三阶段
8、)细胞质基质分解程度葡萄糖被彻底分解葡萄糖分解不彻底产物CO2、H2O乳酸或酒精和CO2能量释放大量能量少量能量相同点反应条件需酶和适宜温度本质氧化分解有机物,释放能量,生成ATP过程第一阶段从葡萄糖到丙酮酸完全相同Y有关细胞呼吸过程的五点提醒(1)产生CO2的不只是有氧呼吸,无氧呼吸产生酒精的过程中也有CO2的产生。(2)有氧呼吸过程中生成的水和反应物中的水其来源和去向不同,所以不是同一分子。(3)无氧呼吸只有第一阶段释放少量能量,第二阶段不释放能量。(4)呼吸作用释放的能量不全转化成ATP中的能量,大部分以热能的形式散失。(5)不是所有植物的无氧呼吸产物都是酒精和二氧化碳,玉米胚、甜菜根等
9、植物组织的无氧呼吸产物为乳酸。3与无氧呼吸有关的几个易错点(1)不同生物无氧呼吸产物不同是由于催化反应的酶的种类不同,根本原因在于控制酶合成的基因不同。(2)大多数植物、酵母菌无氧呼吸的产物为酒精和CO2;有些高等植物的某些器官如玉米胚、马铃薯块茎、甜菜块根等进行无氧呼吸时产生乳酸;高等动物、人及乳酸菌的无氧呼吸只产生乳酸。(3)无氧呼吸第一阶段产生的H用于还原丙酮酸。(4)无氧呼吸只在第一阶段释放能量。4与细胞呼吸有关的计算C6H12O66H2O6O212H2O6CO2能量C6H12O62C2H5OH(酒精)2CO2少量能量(1)消耗等量葡萄糖时,无氧呼吸与有氧呼吸产生的CO2的物质的量之比
10、为13。(2)产生等量的CO2时,无氧呼吸与有氧呼吸消耗的葡萄糖的物质的量之比为31。(3)无氧呼吸产生的酒精和CO2的物质的量相等;有氧呼吸消耗O2和产生CO2的物质的量相等。D典例2(2018黄冈高一检测)在植物体的细胞中,葡萄糖分解为丙酮酸的反应(B)A既可以在线粒体中进行,也可以在细胞质基质中进行B既可以在叶肉细胞中进行,也可以在根细胞中进行C只能在有氧条件下进行,不能在无氧条件下进行D只能在有光条件下进行,不能在无光条件下进行解析葡萄糖分解为丙酮酸的反应只能在细胞质基质中进行,A错误;不论是叶肉细胞还是根细胞,都能进行细胞呼吸,都有葡萄糖分解为丙酮酸的过程,B正确;葡萄糖分解为丙酮酸
11、是有氧呼吸和无氧呼吸的共同点,有氧、无氧都可以发生,C错误;不论有光还是无光,都能进行细胞呼吸,都有葡萄糖分解为丙酮酸的过程,D错误。特别提醒:(1)有氧呼吸和无氧呼吸总反应式中的能量不能写成ATP,因为大部分能量以热能形式散失。(2)1 mol葡萄糖彻底氧化分解后,释放出2870 kJ的能量,其中1161 kJ的能量储存在ATP中,其余的以热能形式散失。(3)1 mol葡萄糖生成酒精释放的能量为225.94 kJ,生成乳酸释放的能量为196.65 kJ,其中都有61.08 kJ的能量转移到ATP(生成2 mol ATP)中,其余部分以热能的形式散失。(4)无氧呼吸只有第一阶段释放能量,第二阶
12、段没有能量释放。而有氧呼吸三个阶段均释放能量。变式训练2(2018江苏常州高三模拟)如图所示为不同距离的跑步过程中,有氧呼吸和无氧呼吸供能的百分比。下列说法正确的是(D)A跑步距离越长,无氧呼吸供能所占比例越大B1 500 m跑时,有氧呼吸与无氧呼吸消耗的葡萄糖的量相当C100 m跑时,所需ATP主要由有氧呼吸提供D马拉松跑时,肌肉细胞呼吸释放的CO2量与吸收的O2量之比为11解析分析题图可知,跑步距离越长,无氧呼吸供能所占比例越小,A项错误。1500 m跑时,有氧呼吸与无氧呼吸供能的百分比相同,在供能相同的情况下,无氧呼吸消耗的葡萄糖量要多于有氧呼吸,B项错误。100 m跑时,所需ATP主要
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