5.3細(xì)胞呼吸的原理和應(yīng)用（教學(xué)設(shè)計(jì)）高一生物（人教版2019必修1）

第5章細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用

第3節(jié)細(xì)胞呼吸的原理和應(yīng)用年級(jí)高一年級(jí)授課時(shí)間2課時(shí)課題第3節(jié)細(xì)胞呼吸的原理和應(yīng)用教材分析本節(jié)教材的主要內(nèi)容包括:細(xì)胞呼吸的方式、有氧呼吸和無(wú)氧呼吸過(guò)程中物質(zhì)與能量的變化，以及細(xì)胞呼吸原理在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用。本節(jié)內(nèi)容需要2課時(shí)完成。第1課時(shí)探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式，第2課時(shí)學(xué)習(xí)有氧呼吸和無(wú)氧呼吸的概念，以及細(xì)胞呼吸原理的應(yīng)用和生產(chǎn)實(shí)踐中的實(shí)例。通過(guò)探究細(xì)胞呼吸方式的實(shí)驗(yàn)，滲透變量控制的方法，規(guī)范實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的思路，同時(shí)認(rèn)識(shí)到酵母菌存在兩種細(xì)胞呼吸的方式，并初步認(rèn)識(shí)有氧和無(wú)氧條件下呼吸的產(chǎn)物不同。通過(guò)本節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)不僅要知道“細(xì)胞呼吸”的含義，還要知道“有氧呼吸”“無(wú)氧呼吸”的過(guò)程、場(chǎng)所、生理意義以及它們之間的異同。本節(jié)內(nèi)容與前面所學(xué)的細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線(xiàn)粒體、物質(zhì)跨膜運(yùn)輸、酶、ATP等內(nèi)容都緊密聯(lián)系。將本節(jié)學(xué)習(xí)內(nèi)容與上述知識(shí)建立聯(lián)系，可以更深刻地理解細(xì)胞生命活動(dòng)中物質(zhì)和能最變化的內(nèi)在聯(lián)系，更深刻地理解細(xì)胞是最基本的生命系統(tǒng)。通過(guò)學(xué)習(xí)本節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)使學(xué)生更容易理解各種生命活動(dòng)及規(guī)律。學(xué)習(xí)本節(jié)內(nèi)容，還可以為后續(xù)學(xué)習(xí)光合作用等其他細(xì)胞代謝奠定基礎(chǔ)。因此本節(jié)內(nèi)容在全書(shū)中具有極為重要的作用。教學(xué)目標(biāo)1.通過(guò)探究酵母菌的細(xì)胞呼吸方式，說(shuō)出細(xì)胞呼吸的類(lèi)型。2.描述線(xiàn)粒體適于進(jìn)行有氧呼吸的結(jié)構(gòu)，說(shuō)明有氧呼吸過(guò)程中物質(zhì)與能量的變化。3.比較有氧呼吸與無(wú)氧呼吸的異同，闡明細(xì)胞呼吸的實(shí)質(zhì)。4.探討細(xì)胞呼吸原理在生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用。教學(xué)重、難點(diǎn)(1)探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式。(2)有氧呼吸過(guò)程中物質(zhì)與能量的變化。(1)探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式。(2)有氧呼吸過(guò)程中物質(zhì)與能量的變化。教學(xué)過(guò)程第1課時(shí)教學(xué)內(nèi)容教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)引入新課【情境導(dǎo)入】利用做饅頭這一學(xué)生熟悉的情境，展示發(fā)面過(guò)程面團(tuán)的變化圖片，提出問(wèn)題:發(fā)面中會(huì)有很多的小孔，保鮮膜上有水珠，而且在發(fā)面時(shí)，早期并沒(méi)有酒味，而后期會(huì)有酒味。1.發(fā)面主要與什么微生物有關(guān)?2.面團(tuán)上的小孔是怎么產(chǎn)生的呢?保鮮膜上為什么會(huì)有水珠?3.為什么早期沒(méi)有酒味而后期會(huì)有酒味呢?4.酵母菌有氧呼吸和無(wú)氧呼吸產(chǎn)生的物質(zhì)分別是什么呢?通過(guò)對(duì)問(wèn)題的探討導(dǎo)入對(duì)細(xì)胞呼吸的學(xué)習(xí)。觀(guān)察發(fā)面過(guò)程面團(tuán)的變化，思考有關(guān)問(wèn)題，進(jìn)入細(xì)胞呼吸的學(xué)習(xí)。一、細(xì)胞呼吸的方式【概念詮釋】細(xì)胞呼吸定義：是指有機(jī)物在細(xì)胞內(nèi)經(jīng)過(guò)一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他產(chǎn)物，釋放出能量并產(chǎn)生ATP的過(guò)程。細(xì)胞呼吸也叫呼吸作用。呼吸作用的實(shí)質(zhì)：是細(xì)胞內(nèi)的有機(jī)物氧化分解，并釋放能量?！咀⒁狻亢粑俸粑饔谩静贾萌蝿?wù)】任務(wù)一：探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式實(shí)驗(yàn)原理：1.CO2的檢測(cè)①通入澄清的石灰水：澄清→渾濁②使溴麝香草酚藍(lán)水溶液：藍(lán)→綠→黃2.酒精的檢測(cè)酸性重鉻酸鉀溶液：由橙色變成灰綠色按照探究實(shí)驗(yàn)的步驟進(jìn)行探究活動(dòng)。提出問(wèn)題：酵母菌有氧呼吸和無(wú)氧呼吸的產(chǎn)物分別是什么?作出假設(shè)：有氧呼吸會(huì)產(chǎn)生CO2，無(wú)氧呼吸會(huì)產(chǎn)生CO2和酒精。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)組組A：有氧呼吸組（對(duì)比實(shí)驗(yàn)）組B：無(wú)氧呼吸組對(duì)比實(shí)驗(yàn)是指設(shè)置兩個(gè)或兩個(gè)以上的實(shí)驗(yàn)組，通過(guò)對(duì)結(jié)果的比較分析，來(lái)探究某種因素對(duì)實(shí)驗(yàn)對(duì)象的影響，這樣的實(shí)驗(yàn)叫做對(duì)比實(shí)驗(yàn)，也叫相互對(duì)照實(shí)驗(yàn)。對(duì)比實(shí)驗(yàn)不設(shè)對(duì)照組，均為實(shí)驗(yàn)組，是對(duì)照實(shí)驗(yàn)的一種特殊形式。引導(dǎo)學(xué)生思考：如何控制有氧和無(wú)氧的條件？怎樣鑒定有無(wú)酒精產(chǎn)生？怎樣鑒定有無(wú)CO2產(chǎn)生？如何比較CO2產(chǎn)生的多少？布置學(xué)生思考該實(shí)驗(yàn)變量的相關(guān)問(wèn)題:(1)自變量是什么?如何設(shè)置自變量?(2)因變量是什么?如何檢測(cè)因變量?(3)無(wú)關(guān)變量有哪些?如何控制無(wú)關(guān)變量?PPT展示自變量:有氧或無(wú)氧環(huán)境——通入氧氣或密閉因變量:產(chǎn)物的區(qū)別——通過(guò)觀(guān)察相同時(shí)間內(nèi)澄清石灰水混濁的程度或者相同混濁程度所需的時(shí)間長(zhǎng)短，用滴管取出部分培養(yǎng)液加入酸性條件下的重鉻酸鉀檢測(cè)。無(wú)關(guān)變量:溫度、葡萄糖溶液濃度、酵母菌活性等。根據(jù)以上提出的變量控制方案，提供錐形瓶、玻璃管等儀器，請(qǐng)學(xué)生以小組為單位組裝實(shí)驗(yàn)裝置，并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)步驟：引導(dǎo)學(xué)生思考討論以下問(wèn)題：以上錐形瓶中的溶液在實(shí)驗(yàn)中的作用分別是什么？10%NaOH的作用是：吸收空氣中的CO2；澄清的石灰水作用是：檢測(cè)CO2的產(chǎn)生。如何說(shuō)明CO2產(chǎn)生的多少？根據(jù)石灰水的渾濁程度。B瓶應(yīng)封口放置一段時(shí)間后，在連通盛有澄清石灰水的錐形瓶，這是為什么？可以讓酵母菌消耗完瓶中原有氧氣，創(chuàng)造無(wú)氧環(huán)境。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：實(shí)驗(yàn)結(jié)論：1.酵母菌在有氧氣條件下進(jìn)行有氧呼吸，產(chǎn)生大量二氧化碳，不產(chǎn)生酒精；2.酵母菌在無(wú)氧條件下進(jìn)行無(wú)氧呼吸，產(chǎn)生了少量二氧化碳，同時(shí)也產(chǎn)生了酒精?！九c社會(huì)聯(lián)系】汽車(chē)司機(jī)酒駕檢測(cè)：飲酒駕車(chē)是指車(chē)輛駕駛?cè)藛T血液中的酒精含量大于或者等于20mg/100ml，小于80mg/100ml的駕駛行為。醉酒駕車(chē)是指車(chē)輛駕駛?cè)藛T血液中的酒精含量大于或者等于80mg/100ml的駕駛行為。閱讀教材，理解呼吸作用的定義及實(shí)質(zhì)。注意區(qū)分呼吸和呼吸作用。根據(jù)自己已有的知識(shí)和生活經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)所提出的問(wèn)題作出合理假設(shè)。思考后進(jìn)行討論，分析變量、運(yùn)用控制變量法完成探究酵母菌呼吸方式的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案。思考討論有關(guān)問(wèn)題，在表格中記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，由此得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。習(xí)題鞏固1.(2023·廣東肇慶高一期末)如圖是某同學(xué)制作的探究酵母菌細(xì)胞呼吸方式的實(shí)驗(yàn)裝置，下列敘述正確的是A.實(shí)驗(yàn)中可依據(jù)澄清石灰水是否變渾濁來(lái)判斷細(xì)胞呼吸的方式B.甲裝置中空氣先通過(guò)NaOH溶液的目的是去除空氣中的CO2C.在酸性條件下，乙醇可使溴麝香草酚藍(lán)溶液由藍(lán)變綠再變黃D.乙裝置中B瓶連接后即可連通盛有澄清的石灰水的錐形瓶進(jìn)行實(shí)驗(yàn)【答案】B【解析】A、酵母菌有氧呼吸和無(wú)氧呼吸都產(chǎn)生CO2，所以不能根據(jù)澄清石灰水是否變混濁判斷酵母菌細(xì)胞的呼吸方式，A錯(cuò)誤;B、甲裝置中添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的NaOH溶液的目的是吸收空氣中的二氧化碳，目的是排除空氣中的二氧化碳對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾，B正確;C、CO2可使溴麝香草酚藍(lán)溶液由藍(lán)變綠再變黃，C錯(cuò)誤;D、乙裝置中的B瓶應(yīng)封口放置一段時(shí)間后，再連通盛有澄清石灰水的錐形瓶，消耗掉瓶中原有的氧氣，以保證引起澄清石灰水變渾濁是由于無(wú)氧呼吸產(chǎn)生的CO2所致，D錯(cuò)誤。故選:B。2.下列關(guān)于“探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式”實(shí)驗(yàn)的敘述，錯(cuò)誤的是A.實(shí)驗(yàn)中將葡萄糖溶液煮沸的目的是滅菌和去除溶液中的O2B.可以根據(jù)石灰水的渾濁程度或溴麝香草酚藍(lán)溶液變成黃色的時(shí)間長(zhǎng)短檢測(cè)CO2產(chǎn)生情況C.葡萄糖也能與酸性重鉻酸鉀反應(yīng)發(fā)生顏色變化，所以應(yīng)該等葡萄糖充分消耗完以后再進(jìn)行酒精的檢測(cè)D.該實(shí)驗(yàn)通過(guò)設(shè)置有氧和無(wú)氧兩種條件探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式，其中有氧條件為實(shí)驗(yàn)組，無(wú)氧條件為對(duì)照組【答案】D【解析】A、將葡萄糖溶液煮沸可滅和去除溶液中的O2，A正確;B、二氧化碳濃度越高，澄清石灰水越渾濁，溴麝香草酚藍(lán)溶液變成黃色的時(shí)間越短，因此可以根據(jù)石灰水的混濁程度或溴麝香草酚藍(lán)溶液變成黃色的時(shí)間長(zhǎng)短檢測(cè)CO2產(chǎn)生情況，B正確;C、橙色的重鉻酸鉀溶液在酸性條件下與乙醇(俗稱(chēng)酒精)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，變成灰綠色;葡萄糖也能與酸性重鉻酸鉀反應(yīng)發(fā)生顏色變化，c正確;D、該實(shí)驗(yàn)通過(guò)設(shè)置有氧和無(wú)氧兩種條件探究酵母菌細(xì)胞的呼吸方式，運(yùn)用對(duì)比實(shí)驗(yàn)法，有氧條件和無(wú)氧條件都是實(shí)驗(yàn)組，D錯(cuò)誤。故選D。二、有氧呼吸【知識(shí)重現(xiàn)】根據(jù)剛才以酵母菌進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生回顧一下有關(guān)酵母菌的知識(shí)。1.酵母菌是什么生物，有線(xiàn)粒體嗎？2.有線(xiàn)粒體的功能是什么？【概念闡述】指導(dǎo)學(xué)生閱讀教材，理解有氧呼吸概念，掌握線(xiàn)粒體的結(jié)構(gòu)。1.概念：細(xì)胞在氧的參與下，通過(guò)多種酶的催化作用，把葡萄糖等有機(jī)物徹底氧化分解，產(chǎn)生二氧化碳和水，釋放能量，生成大量ATP的過(guò)程。2.反應(yīng)的主要場(chǎng)所：線(xiàn)粒體內(nèi)膜的某些部位向線(xiàn)粒體的內(nèi)腔折疊形成嵴，嵴使內(nèi)膜的表面積大大增加。線(xiàn)粒體的內(nèi)膜上和基質(zhì)中含有許多種與有氧呼吸有關(guān)的酶?！静贾萌蝿?wù)】任務(wù)二：展示資料，通過(guò)資料分析有氧呼吸的過(guò)程。1.有氧呼吸場(chǎng)所分析資料一科學(xué)家提取了新鮮的動(dòng)物肝臟組織，研磨離心后獲取了細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)(作為A組)和線(xiàn)粒體(作為B組)以及細(xì)胞勻漿(其中既有細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)又有線(xiàn)粒體，作為C組)。分別向三組材料中加入等量的葡萄糖，檢測(cè)葡萄糖含量的變化，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖。學(xué)生思考從圖中能夠得出有氧呼吸的場(chǎng)所在哪里嗎？葡萄糖可以在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中分解；葡萄糖不能在線(xiàn)粒體中直接分解；線(xiàn)粒體促進(jìn)了葡萄糖的分解。2.有氧呼吸第一階段分析(1)閱讀下列資料，回答細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)為葡萄糖的分解提供了什么物質(zhì)？資料二科學(xué)家發(fā)現(xiàn)酵母汁液(主要成分是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì))能夠發(fā)酵(分解)葡萄糖，但將酵母汁液加熱到50℃以上，便會(huì)失效。酵母汁液經(jīng)過(guò)透析(除去小分子物質(zhì))以后，也失去了發(fā)酵能力。細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)為葡萄糖的分解提供了酶和小分子物質(zhì)。(2)閱讀拓展資料：資料三細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中的一種小分子物質(zhì)——NAD＋(氧化型輔酶Ⅰ)，實(shí)際上是電子和氫離子的載體，能夠與葡萄糖氧化過(guò)程中脫下來(lái)的氫離子和電子結(jié)合，形成NADH(還原型輔酶Ⅰ)。NADH在后續(xù)的反應(yīng)中還會(huì)解離出電子和氫離子，使得電子和氫離子能夠繼續(xù)用于后續(xù)的反應(yīng)。而NAD＋則可以重新結(jié)合新的電子和氫離子。由于NADH攜帶了電子和氫離子，因此具有較強(qiáng)的還原性，通常可以把它簡(jiǎn)化為[H]請(qǐng)學(xué)生根據(jù)資料完善下面有氧呼吸第一階段圖解。3.有氧呼吸第二階段分析(1)資料四丙酮酸在線(xiàn)粒體中氧化分解生成CO2和H2O。20世紀(jì)30年代，克雷布斯等科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，向鴿子胸肌懸浮液中加入少量草酰乙酸(C4H4O5)或蘋(píng)果酸(C4H6O5)，都能大大提高丙酮酸的氧化分解速率。根據(jù)以上資料分析，草酰乙酸或蘋(píng)果酸是否是丙酮酸分解的中間產(chǎn)物？為什么？不是，因?yàn)槿绻蒗Ｒ宜峄蛱O(píng)果酸是丙酮酸分解的中間產(chǎn)物，那么外加的草酰乙酸或蘋(píng)果酸都能夠與丙酮酸分解產(chǎn)生的草酰乙酸或蘋(píng)果酸競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合相應(yīng)的酶，應(yīng)該會(huì)降低丙酮酸的分解速率，而不是大大提高丙酮酸的氧化分解速率。(2)請(qǐng)學(xué)生結(jié)合資料，完善有氧呼吸第二階段的簡(jiǎn)化圖解。資料五有氧呼吸第二階段圖解4.有氧呼吸第三階段分析有氧呼吸第三階段的特點(diǎn)有：[H]和O2參與反應(yīng)，產(chǎn)生大量ATP，場(chǎng)所為線(xiàn)粒體內(nèi)膜。(1)請(qǐng)學(xué)生結(jié)合資料六，分析O2的消耗和ATP的生成是否為同一個(gè)化學(xué)反應(yīng)。資料六線(xiàn)粒體內(nèi)膜兩側(cè)有H＋濃度差；有一種能破壞這種濃度差的藥物，可以使線(xiàn)粒體產(chǎn)生大量熱量，也消耗氧氣，但不生成ATP。上述資料說(shuō)明O2的消耗和ATP的生成是兩個(gè)過(guò)程，H＋濃度可能起到將兩個(gè)過(guò)程連接起來(lái)的作用。(2)請(qǐng)學(xué)生結(jié)合資料七，完善有氧呼吸第三階段反應(yīng)的簡(jiǎn)化圖解。資料七有氧呼吸的第三階段的反應(yīng)主要有兩方面：一方面，前兩個(gè)階段產(chǎn)生的[H]在線(xiàn)粒體基質(zhì)分離為電子和氫離子，電子在線(xiàn)粒體內(nèi)膜的蛋白復(fù)合體之間進(jìn)行傳遞，傳遞過(guò)程中將氫離子由線(xiàn)粒體基質(zhì)泵入膜間隙，使得膜間隙的氫離子濃度更高，電子失去能量后與氫離子和氧氣結(jié)合生成了水；另一方面，氫離子順著濃度梯度又由膜間隙流回到線(xiàn)粒體基質(zhì)，同時(shí)推動(dòng)ATP合成酶合成ATP。5.通過(guò)以上資料的分析，引導(dǎo)學(xué)生寫(xiě)出有氧呼吸總反應(yīng)方程式，并標(biāo)注反應(yīng)物葡萄糖、氧氣和水中的氧的去向。學(xué)生分析、總結(jié)有氧呼吸的能量利用特點(diǎn)：1mol葡萄糖徹底氧化分解，共釋放2870kJ能量，其中一部分以熱能形式散失(約65.95%)；另一部分轉(zhuǎn)移到ATP中(977.28kJ，約34.05%)儲(chǔ)存，約形成32個(gè)ATP。【核心歸納】1.圖示展示有氧呼吸的過(guò)程，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)有氧呼吸的三個(gè)階段進(jìn)行核心歸納。2.對(duì)總反應(yīng)式進(jìn)行剖析有氧呼吸反應(yīng)式中的能量與ATP的關(guān)系：有氧呼吸各個(gè)階段的反應(yīng)式和總反應(yīng)式中的能量都不能寫(xiě)成ATP，因?yàn)锳TP并不是有氧呼吸的直接產(chǎn)物，只是糖類(lèi)等有機(jī)物氧化分解時(shí)釋放的部分能量可以用于合成ATP。3.易錯(cuò)提醒(1)葡萄糖是有氧呼吸最常利用的物質(zhì)，但不是唯一的物質(zhì)。(2)葡萄糖不能進(jìn)入線(xiàn)粒體，需要在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中分解為丙酮酸和[H]后，丙酮酸才能進(jìn)入線(xiàn)粒體中進(jìn)一步分解。(3)真核細(xì)胞中哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞、蛔蟲(chóng)中無(wú)線(xiàn)粒體，只能進(jìn)行無(wú)氧呼吸。線(xiàn)粒體不是進(jìn)行有氧呼吸必需的結(jié)構(gòu)，如藍(lán)細(xì)菌(原核生物)無(wú)線(xiàn)粒體，但能進(jìn)行有氧呼吸?；仡櫧湍妇Y(jié)構(gòu)及線(xiàn)粒體的功能。閱讀教材，理解有氧呼吸概念，認(rèn)識(shí)線(xiàn)粒體內(nèi)膜、外膜、基質(zhì)等結(jié)構(gòu)。體會(huì)結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)。分析資料掌握有氧呼吸的過(guò)程。根據(jù)分步反應(yīng)式得出有氧呼吸的總反應(yīng)式，并標(biāo)注反應(yīng)物葡萄糖、氧氣和水中的氧的去向。分析、總結(jié)有氧呼吸的能量利用特點(diǎn)。對(duì)有氧呼吸的三個(gè)階段進(jìn)行核心歸納。習(xí)題鞏固3.(2023·北京順義牛欄山第一中學(xué)高一期末)如圖為線(xiàn)粒體的結(jié)構(gòu)示意圖。在相應(yīng)區(qū)域中會(huì)發(fā)生的生物過(guò)程是A.②處發(fā)生葡萄糖的分解B.①中的O2穿過(guò)內(nèi)膜耗能C.②處丙酮酸分解為CO2和H2OD.③處[H]與O2結(jié)合生成水【答案】D【解析】A、②處為線(xiàn)粒體基質(zhì),葡萄糖的分解發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，A錯(cuò)誤;B、①是膜間腔,其中的O2往線(xiàn)粒體基質(zhì)擴(kuò)散,穿過(guò)內(nèi)膜為自由擴(kuò)散,不消耗能量,B錯(cuò)誤;C、②處為線(xiàn)粒體基質(zhì)，H2O是在線(xiàn)粒體內(nèi)膜_上形成,C錯(cuò)誤;D、③處為線(xiàn)粒體內(nèi)膜，此處[]與O2結(jié)合生成水，D正確。故選D。4.線(xiàn)粒體是細(xì)胞進(jìn)行有氧呼吸的主要場(chǎng)所。研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)常運(yùn)動(dòng)的人肌細(xì)胞中線(xiàn)粒體數(shù)量通常比缺乏鍛煉的人多。下列與線(xiàn)粒體有關(guān)的說(shuō)法，正確的是A.葡萄糖在線(xiàn)粒體中分解釋放大量能量B.線(xiàn)粒體內(nèi)膜上的酶可以參與丙酮酸的分解C.肌細(xì)胞有氧呼吸形成水的[H]來(lái)源于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線(xiàn)粒體基質(zhì)D.進(jìn)行有氧運(yùn)動(dòng)時(shí)，細(xì)胞內(nèi)葡萄糖氧化分解釋放的能量大部分儲(chǔ)存在ATP中【答案】C【解析】A、葡萄糖在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中分解，A錯(cuò)誤;B、丙酮酸在線(xiàn)粒體基質(zhì)中分解，相關(guān)酶分布在線(xiàn)粒體基質(zhì)中，B錯(cuò)誤;C、有氧呼吸第三階段形成水的[H]來(lái)源于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)(有氧呼吸第一階段場(chǎng)所)和線(xiàn)粒體基質(zhì)(有氧呼吸第二階段場(chǎng)所)，C正確;D、進(jìn)行有氧運(yùn)動(dòng)時(shí)，細(xì)胞內(nèi)葡萄糖氧化分解釋放的能量大部分以熱能形式散失，D錯(cuò)誤。故選C。【補(bǔ)償訓(xùn)練】如圖甲是某綠色植物葉肉細(xì)胞在晴朗的白天有氧呼吸各階段反應(yīng)圖解(1～8表示物質(zhì)或能量),圖乙是線(xiàn)粒體簡(jiǎn)圖,下列敘述不正確的是A.所有葉肉細(xì)胞都能進(jìn)行2→3過(guò)程B.3→6過(guò)程發(fā)生在圖乙的②處C.大量能量的生成發(fā)生在圖乙的③處和8表示的物質(zhì)都為水,其來(lái)源相同【答案】D【解析】A、2→3表示細(xì)胞呼吸的第一階段，所有活細(xì)胞都能進(jìn)行該過(guò)程，A正確;B、36表示有氧呼吸第二階段，發(fā)生在線(xiàn)粒體基質(zhì)，即圖乙的②處，B正確;C、大量能量的生成發(fā)生在有氧呼吸第三階段，場(chǎng)所是線(xiàn)粒體內(nèi)膜，即圖乙的③處,C正確;D、由分析可知，4和8表示的物質(zhì)都為水，其來(lái)源不同，4來(lái)自細(xì)胞吸收的水分，而8來(lái)自有氧呼吸第三階段，D錯(cuò)誤。故選D。課堂小結(jié)板書(shū)設(shè)計(jì)第3節(jié)細(xì)胞呼吸的原理和應(yīng)用一、細(xì)胞呼吸的方式1.細(xì)胞呼吸(1)定義(2)實(shí)質(zhì)：是細(xì)胞內(nèi)的有機(jī)物氧化分解，并釋放能量。(1)CO2的檢測(cè)①通入澄清的石灰水：澄清→渾濁②使溴麝香草酚藍(lán)水溶液：藍(lán)→綠→黃(2)酒精的檢測(cè)酸性重鉻酸鉀溶液：由橙色變成灰綠色二、有氧呼吸1.概念：細(xì)胞在氧的參與下，通過(guò)多種酶的催化作用，把葡萄糖等有機(jī)物徹底氧化分解，產(chǎn)生二氧化碳和水，釋放能量，生成大量ATP的過(guò)程。2.反應(yīng)的主要場(chǎng)所：線(xiàn)粒體教學(xué)過(guò)程第2課時(shí)教學(xué)內(nèi)容教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)引入新課聯(lián)系生活，情境導(dǎo)入：人在劇烈運(yùn)動(dòng)后，肌肉會(huì)發(fā)酸；蘋(píng)果儲(chǔ)藏久了會(huì)有酒味。請(qǐng)學(xué)生思考分析出現(xiàn)上述現(xiàn)象的原因？運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解釋現(xiàn)象，加深對(duì)無(wú)氧呼吸過(guò)程的理解。一、無(wú)氧呼吸【歸納概括】結(jié)合上述情境分析，指導(dǎo)學(xué)生閱讀教材，闡述無(wú)氧呼吸概念及分析其過(guò)程。無(wú)氧呼吸的概念：細(xì)胞在沒(méi)有氧氣參與的情況下，葡萄糖等有機(jī)物經(jīng)過(guò)不完全分解，釋放少量能量，生成少量ATP的過(guò)程。圖解無(wú)氧呼吸過(guò)程：引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)每階段反應(yīng)寫(xiě)出無(wú)氧呼吸總反應(yīng)式，提醒學(xué)生，可以去掉中間產(chǎn)物，保留反應(yīng)物和最終產(chǎn)物。⑴酒精發(fā)酵：C6H12O62C2H5OH(酒精)＋2CO2＋少量能量。實(shí)例：酵母菌、大多數(shù)高等植物(2)乳酸發(fā)酵：C6H12O62C3H6O3(乳酸)＋少量能量。實(shí)例：①人和動(dòng)物細(xì)胞③乳酸菌、②某些植物的特殊器官馬鈴薯塊莖、甜菜塊根、玉米胚【布置任務(wù)】任務(wù)一：分析無(wú)氧呼吸的過(guò)程1.嘗試寫(xiě)出無(wú)氧呼吸兩個(gè)階段的反應(yīng)式2.為什么無(wú)氧呼吸第二階段不產(chǎn)生ATP，但要進(jìn)行第二階段的反應(yīng)呢？(提示信息：已知細(xì)胞中的NAD＋的含量不多；丙酮酸不能運(yùn)出細(xì)胞。)由于細(xì)胞中NAD＋的含量不多，隨著NADH的積累，NAD＋逐漸被消耗。當(dāng)NAD＋的含量很低時(shí)，細(xì)胞呼吸第一階段的過(guò)程就會(huì)停止，ATP的合成也會(huì)停止。因此為了保障通過(guò)細(xì)胞呼吸第一階段的持續(xù)以獲得ATP,NADH就要轉(zhuǎn)化成NAD＋來(lái)實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用，來(lái)自NADH中的氫就會(huì)被乙醛或丙酮酸接收。另外，丙酮酸是不能運(yùn)出細(xì)胞的，如果持續(xù)積累，也會(huì)抑制細(xì)胞呼吸第一階段的進(jìn)行。3.不同細(xì)胞無(wú)氧呼吸產(chǎn)物不同的直接原因是什么？不同細(xì)胞所具有的酶的種類(lèi)不同，導(dǎo)致反應(yīng)途徑不同，產(chǎn)物也不同。4.1mol葡萄糖徹底氧化分解能釋放出2870kJ的能量，而1mol葡萄糖在分解生成乳酸以后，只釋放出196.65kJ的能量，其中只有61.08kJ的能量?jī)?chǔ)存在ATP中。據(jù)此分析，在無(wú)氧呼吸過(guò)程中，葡萄糖中能量的主要去向和葡萄糖氧化分解釋放出的能量的主要去向分別是什么？無(wú)氧呼吸過(guò)程中，葡萄糖中的能量主要儲(chǔ)存在乳酸或酒精中，沒(méi)有釋放出來(lái)；而葡萄糖氧化分解釋放出的能量主要以熱能的形式散失。5.骨骼肌中的丙酮酸被還原成乳酸，大部分從活躍的肌細(xì)胞中擴(kuò)散到血液，然后又通過(guò)血液帶回肝，在肝中重新轉(zhuǎn)化成葡萄糖。從物質(zhì)和能量角度分析，乳酸在肝臟中重新轉(zhuǎn)化成葡萄糖的意義是什么？減少機(jī)體內(nèi)物質(zhì)和能量的浪費(fèi)，有機(jī)物和能量再次被利用。6.請(qǐng)從競(jìng)爭(zhēng)的角度思考，乳酸菌通過(guò)無(wú)氧呼吸產(chǎn)生乳酸的意義是什么？乳酸菌產(chǎn)生的乳酸排到外界環(huán)境中，會(huì)導(dǎo)致環(huán)境中pH降低，使得一些不耐酸的微生物死亡，有利于乳酸菌在競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)優(yōu)勢(shì)。任務(wù)二：列表比較有氧呼吸和無(wú)氧呼吸，請(qǐng)學(xué)生完善表格，加深對(duì)有氧呼吸和無(wú)氧呼吸的理解。細(xì)胞呼吸的意義：（1）為生物體的生命活動(dòng)提供能量。絕大多數(shù)生命活動(dòng)的所需要的能量（ATP）都是來(lái)源于細(xì)胞呼吸。因此，細(xì)胞呼吸是ATP的主要來(lái)源。（2）生物體代謝的樞紐，為生物體其他化合物的合成提供原料。細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的丙酮酸可以作為合成脂肪、非必需氨基酸的原料。非糖物質(zhì)代謝形成的某些產(chǎn)物與細(xì)胞呼吸中間產(chǎn)物相同，這些物質(zhì)可以進(jìn)一步形成葡萄糖。【知識(shí)拓展】其他能源物質(zhì)的細(xì)胞呼吸閱讀教材，獲得無(wú)氧呼吸的概念。嘗試寫(xiě)出無(wú)氧呼吸總反應(yīng)式。分析無(wú)氧呼吸過(guò)程，與有氧呼吸進(jìn)行對(duì)比。完善表格內(nèi)容，捋清有氧呼吸和無(wú)氧呼吸的不同點(diǎn)和相同點(diǎn)。理解細(xì)胞呼吸的意義。習(xí)題鞏固1.(2023·重慶永州高一期中)如圖①～④表示細(xì)胞呼吸中的物質(zhì)變化過(guò)程，下列敘述錯(cuò)誤的是A.一個(gè)細(xì)胞內(nèi)②③不能同時(shí)進(jìn)行B.酵母細(xì)胞中③④進(jìn)行的場(chǎng)所不同C.圖中過(guò)程①②③④中均能產(chǎn)生ATP和[H]D.①②、①③的產(chǎn)物不同，原因是酶的種類(lèi)不同【答案】C【解析】A、一個(gè)細(xì)胞只能進(jìn)行②或③，所以不能同時(shí)進(jìn)行②③，A正確;B、③表示產(chǎn)生酒精的無(wú)氧呼吸的第二階段,在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)進(jìn)行;④表示有氧呼吸的第二、三階段,反應(yīng)場(chǎng)所是線(xiàn)粒體，B錯(cuò)誤;C、無(wú)氧呼吸只在第一階段產(chǎn)生ATP和[H]，圖中過(guò)程②③中不能產(chǎn)生ATP和[H]，C錯(cuò)誤;D、①②、①③的產(chǎn)物不同直接原因是酶種類(lèi)不同，D正確。故選B。2.(2023·云南大理高一期末)如圖表示某同學(xué)測(cè)得不同O2濃度下，酵母菌在一段時(shí)間內(nèi)分解葡萄糖時(shí)CO2釋放量和O2吸收量。下列敘述錯(cuò)誤的是2濃度為a時(shí)，葡萄糖的氧化分解不徹底2濃度為b時(shí)，無(wú)氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸所消耗的葡萄糖的5倍2濃度為c時(shí)，有氧呼吸和無(wú)氧呼吸釋放的CO2量相等2濃度為d時(shí)，產(chǎn)生的CO2全部來(lái)自線(xiàn)粒體【答案】C【解析】[詳解]A、O2濃度為a時(shí)，酵母菌釋放二氧化碳，不吸收氧氣，說(shuō)明酵母菌只進(jìn)行無(wú)氧呼吸，無(wú)氧呼吸過(guò)程中有機(jī)物的氧化分解不徹底，產(chǎn)生酒精和二氧化碳，A正確;B、O2濃度為b時(shí)，CO2釋放量為8個(gè)單位，O2吸收量為3個(gè)單位，則有氧呼吸釋放CO23個(gè)單位，無(wú)氧呼吸釋放CO25個(gè)單位，因此無(wú)氧呼吸消耗的葡萄糖為2.5個(gè)單位，有氧呼吸所消耗的葡萄糖為0.5個(gè)單位，無(wú)氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸所消耗的葡萄糖的5倍，B正確;C、O2濃度為c時(shí)，O2吸收量為4個(gè)單位，有氧呼吸釋放的CO2量為4個(gè)單位，無(wú)氧呼吸釋放的CO2量為1個(gè)單位，C錯(cuò)誤;D、O2濃度為d時(shí)，CO2釋放量等于O2吸收量，酵母菌只進(jìn)行有氧呼吸，產(chǎn)生的CO2全部來(lái)自線(xiàn)粒體基質(zhì)，D正確。故選C。3.(2023·陜西漢中高一期末)如圖是探究酵母菌細(xì)胞呼吸方式類(lèi)型的裝置(NaOH溶液可以吸收裝置中的CO2)，下列敘述正確的是A.假設(shè)裝置1中的液滴左移，裝置2中的液滴右移，說(shuō)明酵母菌只進(jìn)行有氧呼吸B.假設(shè)裝置1中的液滴不移動(dòng)，裝置2中的液滴右移，說(shuō)明酵母菌只進(jìn)行有氧呼吸C.假設(shè)裝置1中的液滴左移，裝置2中的液滴右移，說(shuō)明酵母菌既進(jìn)行有氧呼吸又進(jìn)行無(wú)氧呼吸D.假設(shè)裝置1、2中的液滴均不移動(dòng)，說(shuō)明酵母菌只進(jìn)行有氧呼吸或只進(jìn)行無(wú)氧呼吸【答案】C【解析】A、假設(shè)裝置1中的液滴左移，說(shuō)明消耗了氧氣，裝置2中的液滴右移，說(shuō)明產(chǎn)生的二氧化碳量大于消耗的氧氣量，說(shuō)明酵母菌同時(shí)進(jìn)行有氧呼吸和無(wú)氧呼吸，A錯(cuò)誤;B、假設(shè)裝置1中的液滴不移動(dòng)，裝置2中的液滴右移，說(shuō)明沒(méi)有消耗氧氣，但產(chǎn)生了二氧化碳，酵母菌只進(jìn)行無(wú)氧呼吸，B錯(cuò)誤;C、假設(shè)裝置1中的液滴左移，裝置2中的液滴右移，說(shuō)明消耗了氧氣，且產(chǎn)生的二氧化碳的量大于消耗的氧氣量，酵母菌同時(shí)進(jìn)行有氧呼吸和無(wú)氧呼吸，C正確;D、假設(shè)裝置1和裝置2的液滴均不移動(dòng)，即沒(méi)有氧氣的消耗，也沒(méi)有二氧化碳的產(chǎn)生，說(shuō)明酵母菌既不進(jìn)行需氧呼吸也不進(jìn)行厭氧呼吸，D錯(cuò)誤。故選C。題后歸納【拓展歸納】對(duì)以上習(xí)題中出現(xiàn)的液滴移動(dòng)法探究細(xì)胞呼吸的方式進(jìn)行歸納。欲確認(rèn)某生物的細(xì)胞呼吸方式，應(yīng)設(shè)置兩套實(shí)驗(yàn)裝置，如圖所示(以發(fā)芽種子為例)：結(jié)果與結(jié)論：結(jié)合練習(xí)歸納出根據(jù)液滴移動(dòng)方向確認(rèn)某生物的細(xì)胞呼吸方式。三、細(xì)胞呼吸原理的應(yīng)用【布置任務(wù)】任務(wù)三：結(jié)合曲線(xiàn)，引導(dǎo)學(xué)生分析氧氣對(duì)細(xì)胞呼吸的影響1.原理由曲線(xiàn)判斷O2濃度對(duì)無(wú)氧呼吸和有氧呼吸的影響分別是什么？隨O2濃度的升高，無(wú)氧呼吸逐漸減弱；在一定濃度范圍內(nèi)，隨O2濃度的升高有氧呼吸逐漸增強(qiáng)。2.實(shí)踐應(yīng)用(1)在儲(chǔ)藏蔬菜或水果時(shí)，為降低細(xì)胞呼吸，減少有機(jī)物的消耗，儲(chǔ)藏室內(nèi)的氧氣應(yīng)調(diào)節(jié)到圖中的點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的濃度。B(2)為什么農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中要通過(guò)中耕松土來(lái)提高作物產(chǎn)量？松土透氣可以使根細(xì)胞進(jìn)行充分的有氧呼吸，從而有利于根系的生長(zhǎng)和對(duì)無(wú)機(jī)鹽的吸收，促進(jìn)作物生長(zhǎng)。(3)在培養(yǎng)酵母菌用作飼料添加劑時(shí)，要給培養(yǎng)裝置通氣或進(jìn)行振蕩，以利于酵母菌大量繁殖。在利用酵母菌生產(chǎn)葡萄酒時(shí)，卻需要密封發(fā)酵。①都是培養(yǎng)酵母菌，為什么有的需要通氣，有的卻需要密封？通氣可以給酵母菌有氧呼吸提供所需要的氧氣，有利于酵母菌進(jìn)行大量繁殖。密封是為了避免空氣進(jìn)入，便于酵母菌在無(wú)氧條件下分解有機(jī)物產(chǎn)生酒精。②為什么通氣有利于酵母菌大量繁殖？在有氧條件下，酵母菌分解營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)釋放出的能量多，這些能量可以為酵母菌細(xì)胞進(jìn)行物質(zhì)代謝和細(xì)胞分裂提供充足的動(dòng)力。（4）為什么包扎傷口應(yīng)選用透氣的紗布敷料？包扎傷口應(yīng)選用透氣(消毒紗布)或松軟(創(chuàng)可貼)的敷料。既為傷口敷上了藥物，又為傷口創(chuàng)造了疏松透氣的環(huán)境、避免厭氧病原菌的繁殖，從而有利于傷口的痊愈?！局R(shí)拓展】引導(dǎo)學(xué)生共同分析影響細(xì)胞呼吸的因素及其應(yīng)用。(1)內(nèi)因①遺傳特性：不同種類(lèi)的植物細(xì)胞呼吸速率不同。實(shí)例：旱生植物小于水生植物，陰生植物小于陽(yáng)生植物。②生長(zhǎng)發(fā)育時(shí)期：同一植物在不同的生長(zhǎng)發(fā)育時(shí)期細(xì)胞呼吸速率不同。實(shí)例：幼苗期細(xì)胞呼吸速率高，成熟期細(xì)胞呼吸速率低。③器官類(lèi)型：同一植物的不同器官細(xì)胞呼吸速率不同。實(shí)例：生殖器官大于營(yíng)養(yǎng)器官。(2)外因①溫度a.影響：細(xì)胞呼吸是一系列酶促反應(yīng)，溫度通過(guò)影響酶的活性來(lái)影響細(xì)胞呼吸速率。細(xì)胞呼吸的最適溫度一般在25～35℃之間。b.應(yīng)用低溫儲(chǔ)存食品大棚栽培在夜間和陰天適當(dāng)降溫溫水和面發(fā)得快②氧氣a.影響：O2是有氧呼吸所必需的，且O2對(duì)無(wú)氧呼吸過(guò)程有抑制作用。如圖：Ⅰ.O2濃度＝0時(shí)，只進(jìn)行無(wú)氧呼吸。Ⅱ.0<O2濃度<10%時(shí)，同時(shí)進(jìn)行有氧呼吸和無(wú)