生物必修1《分子与细胞》第3节 细胞呼吸的原理和应用学案

这是一份生物必修1《分子与细胞》第3节 细胞呼吸的原理和应用学案，共9页。学案主要包含了学习目标，知识构建等内容，欢迎下载使用。

一、学习目标
通过探究酵母菌的细胞呼吸方式，说出细胞呼吸的类型。
二、知识构建
（一）细胞呼吸的实质
细胞呼吸是指 内的有机物 ，并释放出 的过程。
（二）探究酵母菌细胞呼吸的方式
1．实验原理
(1)酵母菌代谢特点：酵母菌是 菌，在有氧和无氧条件下都能生存，可通过测定酵母菌在有氧和无氧条件下细胞呼吸的产物，来确定酵母菌细胞呼吸的方式。
(2)产物检测：①检测CO2的产生：CO2可使 变混浊，也可使 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 条件下与乙醇(酒精)发生化学反应，变成 。
2．实验流程
(1)配制酵母菌培养液：取20 g新鲜的 ，分成两等份，分别放入等体积的锥形瓶A(500 mL)和锥形瓶B(500 mL)中。再分别向瓶中注入240 mL质量分数为5%的 。
(2)实验装置的组装
①有氧条件装置：如图甲。②无氧条件装置：如图乙。
(3)实验现象及分析
①甲、乙两装置石灰水都变浑浊，说明 。
②甲装置的浑浊程度比乙装置的强，且浑浊快，说明 。
③取A、B两瓶中的酵母菌培养液的滤液等量，分别滴加溶有重铬酸钾的浓硫酸溶液发现A瓶中滤液不变色，B瓶中所取滤液变成灰绿色。说明 。
3．实验结论
酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行 。在有氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生大量的 ；在无氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生 ，还产生少量的 。
（三）对比实验：设置两个或两个以上的 ，通过对结果的比较分析，来探究某种因素对实验对象的影响，也叫 。
环节二：合作与探究
探究活动一：P90问题探讨
都是培养酵母菌，为什么有的需要通气，有的却需要密封？
为什么通气有利于酵母菌大量繁殖？
在密封发酵时，酵母菌将有机物转化为酒精对它自身有什么意义？
探究活动二：呼吸作用概念
描述呼吸作用的概念
2、分析呼吸作用的意义。
探究活动三：有关酵母菌
1、联系生活，哪些食品与酵母菌有关？
2、你了解酵母菌哪些知识？
3、想一想关于酵母菌的细胞呼吸，你能提出哪些问题？
探究活动四：实验流程分析
1、怎样控制有氧和无氧的条件？
2、怎样鉴定有无酒精的产生？这一原理在生活中有什么用处？
3、怎样鉴定有无二氧化碳？怎样比较多少？
4、如何除去通入的空气中的二氧化碳？
5、怎样保证让酵母菌在整个实验中能正常生活？
环节三：反馈评价
一、梳理本节核心内容
1、区别对比实验与对照实验
2、本实验的实验变量（自变量）是什么？反应变量（因变量）是什么？无关变量是什么？
二、形成性评价
（一）单选题
（ ）1．下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
A．两个装置均需要在黑暗条件下进行
B．装置乙在Ⅲ处可检测到有酒精生成
C．装置乙中应让Ⅱ先静置一会再与Ⅲ连接
D．装置甲中NaOH的作用是吸收Ⅰ处的CO2
（ ）2．在检测酵母细胞呼吸产物时，常用到的一些特殊的颜色反应，下列描述不正确的是
A．CO2可使澄清的石灰水变浑浊
B．CO2可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄
C．乙醇在碱性条件下能与灰绿色的重铬酸钾溶液反应变成橙色
D．乙醇在酸性条件下能与橙色的重铬酸钾溶液反应变成灰绿色
（ ）3．交警为检测司机是否存在酒后驾驶的违章行为，用来检测司机呼出的气体的试剂是
A．斐林试剂 B．双缩脲试剂
C．重铬酸钾的浓硫酸溶液 D．苏丹Ⅲ溶液
（ ）4.请据图回答：经数小时后，U形管A、B两处的液面会出现下列哪种情况(实验装置足以维持实验期间小白鼠的生命活动，瓶口密封，忽略水蒸气和温度变化对实验结果的影响)
A．A处上升，B处下降 B．A、B两处都下降
C．A处下降，B处上升 D．A、B两处都不变
（ ）5．下列关于细胞呼吸的说法中，不正确的是
A．细胞呼吸是重要的放能反应
B．细胞呼吸是细胞中有机物的一系列氧化分解过程
C．细胞呼吸是细胞内有机物“缓慢燃烧”的过程
D．细胞呼吸是细胞与环境间的气体交换
（ ）6．下图是某同学验证呼吸作用产生二氧化碳的实验装置，在透明的容器B中放入湿润的活种子。以下说法正确的是
A．从C瓶导出的气体中，氧气的含量与空气相比没有变化
B．种子不进行光合作用，检测到的二氧化碳是呼吸作用产生的
C．在黑暗条件下，种子不进行呼吸作用
D．在光照条件下，澄清石灰水不会变浑浊
（ ）7．酵母菌被广泛应用于发酵，为研究酒精发酵的产物，某研究小组设计了如下图所示的装置。1号、2号试管中均加入3 mL蒸馏水和少许0.1%的溴麝香草酚蓝水溶液(若酸性较强时，溴麝香草酚蓝水溶液呈黄色)。下列有关叙述合理的是
A．1号试管可以去除或将1号试管中的溴麝香草酚蓝水溶液 换成澄清石灰水
B．该装置无法检验CO2的生成，仍需再补充其他装置
C．温度偏高导致发酵管内O2少，酵母菌繁殖速率减慢，不利于发酵
D．为使发酵管中含有尽量少的O2，应先将葡萄糖溶液煮沸，待冷却后加入鲜酵母，再加入少许石蜡油，使之浮于混合液表面
（ ）8.下列所述生产与生活中的做法，合理的是
A. 做面包时加入酵母菌并维持密闭状态
B. 水稻田适时排水晒田以保证根系通气
C. 白天定时给栽培大棚通风以保证氧气供应
D. 用不透气的消毒材料包扎伤口以避免感染
（ ）9.某小组为研究脱气对酵母菌在培养初期产气量的影响，进行了甲、乙2组实验，实验装置如图所示，除图中实验处理不同外，其余条件相同。一段时间内产生CO2总量的变化趋势是
(二)简答题
10、图中表示的是测定保温桶内温度变化的实验装置。某研究小组以该装置探究酵母菌在不同条件下细胞呼吸的情况。
材料用具：保温桶(500 mL)、温度计、活性干酵母、质量浓度为0.1 g/mL的葡萄糖溶液、棉花、石蜡油。
实验假设：酵母菌在有氧条件下细胞呼吸比无氧条件下细胞呼吸放出的热量更多。
(1)取A、B两装置设计实验如下，请补充下表中内容：
(2)B装置葡萄糖溶液煮沸的主要目的是 ，这是控制实验的 变量。
(3)要测定B装置因细胞呼吸引起的温度变化量，还需要增加一个装置C。请写出对装置C的实验处理：
实验预期：在适宜条件下实验，30 min后记录实验结果，若装置A、B、C温度大小关系
是 (用“<、＝、>”表示)，则假设成立。
(三)个性问题反馈：需要教师单独辅导的问题，请写在下面。
《第5章第3节 细胞呼吸（下）》
环节一：自主学习( 范围: P92-96 )
一、学习目标
1.描述线粒体适于进行有氧呼吸的结构，说明有氧呼吸过程中物质与能量的变化。
2.比较有氧呼吸与无氧呼吸的异同，阐明细胞呼吸的实质。
3.探讨细胞呼吸原理在生产和生活中的应用。
二、知识构建
（一）有氧呼吸
1．条件：
2.主要场所： ，其 上和 中含有许多种与有氧呼吸有关的酶。
3．过程
(1)第一阶段①反应场所： ；②过程：在酶的催化下，1分子葡萄糖分解为 、少量的 ，并释放出少量能量。
(2)第二阶段①反应场所： ；②过程：在酶的催化下，丙酮酸和水彻底分解成 ，并释放少量能量。
(3)第三阶段①反应场所： ；②过程：在酶的催化下，前两阶段产生的[H]和氧结合形成 ，并释放 。
4．反应式： 。
5．概念：细胞在 的参与下，通过 的催化作用，把 等有机物彻底氧化分解，产生 ，释放 ，生成大量 的过程。
6．能量去向：1 ml的葡萄糖彻底氧化分解后可使977.28kJ左右的能量储存在 中，其余的能量以 的形式散失。
（二）无氧呼吸
1．条件： 。
2．场所： 。
3．过程
(1)第一阶段：与有氧呼吸的第一个阶段完全相同。
(2)第二阶段
4．化学反应式
(1)C6H12O6 ＋少量能量
(2)C6H12O6 ＋ ＋少量能量
5、概念：细胞在 参与的情况下， 等有机物经过 ，释放
的过程。
6.能量去向：
（三）细胞呼吸原理的应用
1、包扎伤口需用透气的消毒纱布，目的是 。
2、利用麦芽、葡萄、粮食和酵母菌以及发酵罐等，在 的情况下，可以生产各种酒精。
3、松土透气既可保证根的 促进矿质元素的吸收，也有利于土壤中的 的繁殖，促进土壤有机物的分解。
4、储藏水果、粮食的仓库往往通过 等措施，来减弱水果、粮食的 ，以延长保质期。
5、破伤风杆菌属 （厌氧或需氧）型细菌，伤口较 （深或浅）易感染繁殖。
6、慢跑肌细胞主要进行 呼吸；剧列运动肌细胞会因缺氧不足而产生大量的 。
环节二：合作与探究
探究活动一：有氧呼吸
1、有氧呼吸的主要场所是什么？该结构的结构特点是什么？
2、在细胞内，1ml的葡萄糖彻底氧化分解以后，可使多少KJ左右的能量储存在什么中，其余的能量则以什么样的形式散失掉了，有氧呼吸的能量转换效率大约是多少，这些能量大约能使多少个ADP转化为ATP。
探究活动二：有氧呼吸全过程的比较
探究活动三：列表比较有氧呼吸和无氧呼吸的区别与联系
探究活动四：影响呼吸作用的因素
1、内部因素：线粒体数目多，呼吸强度大。 代谢旺盛，呼吸强度大。生长旺盛的、幼嫩的器官的呼吸较生长缓慢的、年老器官的呼吸为强
2、外部因素：温度、氧气、水、二氧化碳含量等
3、尝试用坐标曲线表示有氧呼吸、无氧呼吸及酵母菌的呼吸强度与氧浓度的关系。
环节三：反馈评价
一、梳理本节核心内容
特别提醒
(1)有H2O生成一定是有氧呼吸，有CO2生成一定不是乳酸发酵。
(2)无氧呼吸只释放少量能量，其余能量储存在分解不彻底的氧化产物—酒精或乳酸中。
(3)水稻等植物长期水淹后烂根的原因：无氧呼吸的产物酒精对细胞有毒害作用。玉米种子烂胚的原因：无氧呼吸产生的乳酸对细胞有毒害作用。
(4)原核生物无线粒体，仍可进行有氧呼吸，如蓝藻、硝化细菌等(有氧呼吸有关酶存在于细胞膜等结构)。
(5)根据CO2释放量与O2消耗量判断细胞呼吸类型(以细胞呼吸底物为葡萄糖为例) = 1 \* GB3 ①无CO2释放（乳酸发酵） = 2 \* GB3 ②CO2释放量＝O2消耗量（只有有氧氧呼） = 3 \* GB3 ③CO2释放量>O2消耗量（既有有氧呼吸也有无氧呼吸）
(6)乳酸菌、动物细胞、马铃薯块茎、玉米胚、甜菜块根等，无氧呼吸产物为乳酸，均不产生CO2。
二、形成性评价
（一）单选题
（ ）1、在有氧呼吸中，进入细胞内的氧
A．将丙酮酸氧化成二氧化碳 B．参与ATP的形成
C．将葡萄糖分解成丙酮酸． D．接受反应中脱下的氢生成水
（ ）2、如图为某同学构建的在晴朗白天植物的有氧呼吸过程图，下列说法正确的是
A.催化2→3的酶存在于线粒体内膜上
B.产生的8主要用于合成ATP
C.6部分来自叶绿体
D.3全部释放到大气中
（ ）3、如图表示某植物的非绿色器官呼吸时O2的吸收量和CO2的释放量之间的相互关系，其中线段XY=YZ，则在氧浓度为a时
A.有氧呼吸比无氧呼吸消耗的有机物多
B.有氧呼吸比无氧呼吸释放的能量多
C.有氧呼吸比无氧呼吸释放的二氧化碳多
D.有氧呼吸和无氧呼吸释放的能量相等
（ ）4、如图表示有氧呼吸过程。下列有关说法正确的是
A．①②③中数值最大的是①
B．产生①②的场所是线粒体
C．④代表的物质是氧气
D．乳酸菌能完成图示全过程
（ ）5、下列有关细胞呼吸的叙述中，错误的是
①蛔虫进行无氧呼吸②哺乳动物的成熟红细胞只能进行无氧呼吸③长跑时，人体产生的CO2是有氧呼吸和无氧呼吸的共同产物④发酵和无氧呼吸为同一概念
A.①② B.②③ C.③④ D.①④
（ ）6、下图表示某植物种子在氧浓度为a、b、c、d时，CO2释放量和O2吸收量的变化，则相关的分析错误的是
A．氧浓度为a时，只进行无氧呼吸
B．氧浓度为b时，无氧呼吸比有氧呼吸消耗的葡萄糖多
C．氧浓度为c时，较适于贮藏该植物器官
D．氧浓度为d时，细胞产生的ATP全部来自线粒体
（ ）7、把青蛙（变温动物）和小白鼠（恒温动物）从25℃的温室中移至5℃的环境中，这两种生物的需氧量的变化是
A．两种动物的需氧量都减少 B．两种动物的需氧量都增加
C．青蛙的耗氧量增加，小白鼠的耗氧量减少
D．青蛙的耗氧量减少，小白鼠的耗氧量增加
（ ）8、下列关于植物细胞呼吸的叙述，正确的是
A．细胞呼吸的中间产物丙酮酸可以通过线粒体双层膜
B．是否产生CO2是有氧呼吸和无氧呼吸的主要区别
C．高等植物进行有氧呼吸，不能进行无氧呼吸
D．种子库中贮藏的风干种子不进行细胞呼吸
（ ）9、有氧呼吸第二个阶段能顺利进行的必备条件，除需相应的酶参与外，还必需
A．在无氧条件下进行 B．在有氧条件下进行
C．有大量ATP参与 D．在黑暗条件下进行
（ ）10、．贮藏水果和粮食时，充加CO2或抽掉空气，能延长贮藏时间，主要是由于
A．抑制有氧呼吸B．促进有氧呼吸C．抑制无氧呼吸D．促进无氧呼吸
(二)简答题
11、如图表示大气中氧的浓度对植物非绿色器官、组织内二氧化碳产生量的影响。试据图回答：
(1)A点表示植物组织释放的二氧化碳较多，这些二氧化碳主要是____________的产物。
(2)由A到B，二氧化碳的释放量急剧减少，其原因是___________________________________。
(3)由B到C，二氧化碳的释放量又不断增加，其主要原因是_____________________________。
(4)为了有利于贮藏蔬菜或水果，贮藏室内的氧气应调节到图中的哪一点所对应的浓度？______，采取这一措施的理由是_________________________________________。
12、研磨酵母菌后离心处理，得到上清液（含细胞质基质）和沉淀（含细胞器）。将等量的上清液，沉淀和未经处理的匀浆，依次置入甲、乙、丙3支试管中，在氧气充足放的条件下，分别进行3项独立的实验，请分析实验的结果。
（1）向3支试管分别滴加等量的葡萄糖后，丙管内的最终产物是__________，甲管是__________，乙管是__________。
（2）向3支试管分别滴加等量的丙酮酸和[H]后，乙管内的最终产物是__________，甲管是__________，丙管是__________。
（3）向3支试管分别加入荧光素（能发光的物质），重复实验（1），则丙管__________，甲管__________，乙管__________。
(三)个性问题反馈：需要教师单独辅导的问题，请写在下面。
装置
步骤一
步骤二
步骤三
A
加入240 mL的葡萄糖溶液
加入10 g活性干酵母
①
B
加入240 mL煮沸后冷却的
葡萄糖溶液
②
加入石蜡油，铺满液面
装置
步骤一
步骤二
步骤三
C
③
④
加入石蜡油，铺满液面
第一个阶段
第二个阶段
第三个阶段
场所
反应物
生成物
产生能量
有氧呼吸
无氧呼吸
不
同
点
场所
条件
产物
分解程度
释放能量
相
同
点
联系
实质