还剩8页未读，
继续阅读
苏教版 (2019)必修1《分子与细胞》第三节 细胞呼吸——能量的转化和利用导学案及答案
展开
这是一份苏教版 (2019)必修1《分子与细胞》第三节 细胞呼吸——能量的转化和利用导学案及答案，共11页。学案主要包含了细胞呼吸产生能量的利用等内容，欢迎下载使用。
一、细胞有氧呼吸是大多数生物获取能量的主要途径
1．细胞呼吸
(1)概念：细胞呼吸主要是指糖类、脂质和蛋白质等有机物在活细胞内氧化分解为CO2或其他物质，同时释放出能量并生成ATP的过程。
(2)特点：细胞呼吸是连续的代谢过程，由一系列生化反应组成，其中每一步生化反应的顺利完成都需要特定的酶参与。
(3)类型：生物细胞呼吸包括细胞有氧呼吸和无氧呼吸两类。
2．有氧呼吸
(1)概念：细胞有氧呼吸(aerbic respiratin)是指在氧的参与下，细胞内的有机物彻底氧化分解产生二氧化碳和水，同时释放能量，生成大量ATP的过程。细胞有氧呼吸主要发生在线粒体内。
(2)过程：
①第一阶段：又称糖酵解过程。
a．场所：细胞质基质
b．是否需要氧参与：不需要
c．生化反应：C6H12O6eq \(――→,\s\up10(酶))2丙酮酸(C3H4O3)＋4[H](还原型辅酶I，NADH)＋少量能量
②第二阶段：
a．场所：线粒体基质
b．是否需要氧参与：不需要氧直接参与
c．生化反应：丙酮酸在多种酶的催化下，先转化成乙酰辅酶A，再形成柠檬酸，柠檬酸进一步分解。上述过程生成CO2，同时产生大量[H]并释放少量能量。部分水也参与了这一阶段的反应。
d．重要性：这一阶段把糖类、蛋白质和脂肪等物质代谢联系起来，也是能量代谢的枢纽。
③第三阶段：
a．场所：线粒体内膜
b．是否需要氧参与：需要
c．生化反应：24[H]＋6O2eq \(――→,\s\up10(多种酶))12H2O＋大量能量
(3)以葡萄糖为底物，细胞有氧呼吸的总反应式：
C6H12O6＋6H2O＋6O2eq \(――→,\s\up10(酶))6CO2＋12H2O＋能量。
(4)意义：细胞有氧呼吸是大多数生物特别是人和高等动植物获取能量的主要途径。
二、细胞无氧呼吸也为生命活动提供能量
1．概念：在无氧或缺氧的条件下，细胞通过酶的催化作用，把葡萄糖等有机物分解为乙醇(C2H5OH)和CO2或分解为乳酸(C3H6O3)等物质，同时释放较少能量的过程，被称为无氧呼吸。
2．场所：细胞质基质。
3．探究酵母菌细胞呼吸的方式
(1)酵母菌细胞呼吸的方式
(2)呼吸产物的检测
(3)实验结论
①酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸。
②产物eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(有氧条件：大量的二氧化碳和水,无氧条件：产生酒精，还产生少量的二氧化碳))
4．以葡萄糖为底物，则细胞无氧呼吸反应式
(1)C6H12O6eq \(――→,\s\up10(酶))2C2H5OH＋2CO2＋能量。
(2)C6H12O6eq \(――→,\s\up10(酶))2C3H6O3＋能量。
5．意义：在缺氧的条件下为生物供能。
三、细胞呼吸产生能量的利用
1．细胞呼吸是维持生物体生命活动的基本保证。
2．细胞呼吸释放的能量，一部分以热的形式散失，一部分主要储存在ATP中，供给生物体的各种生命活动。
3．ATP为细胞的生命活动提供了动力。
4．生物体的各种运动，一些生物的放电、发光现象，物质的主动运输，细胞的分裂和生长等，都需要消耗ATP所提供的能量。
判断对错(正确的打“√”，错误的打“×”)
1．酒精在中性或酸性条件下与重铬酸钾溶液反应产生灰绿色。( )
2．有氧呼吸全部在线粒体中进行。( )
3．有氧呼吸的三个阶段均可产生ATP，但第三阶段产生的最多。( )
4．氧气作为反应物参与有氧呼吸的第二、三阶段。( )
5．有氧呼吸的第三阶段既消耗水又产生水。( )
6．无氧呼吸发生的场所是细胞质基质。( )
7．不同生物无氧呼吸的产物相同。( )
8．无氧呼吸两个阶段都可以产生ATP。( )
提示：1.× 酒精在酸性条件下与重铬酸钾溶液反应产生灰绿色。
2．× 有氧呼吸第一阶段在细胞质基质中进行。
3．√
4．× 氧气参与有氧呼吸的第三阶段。
5．× 有氧呼吸的第二阶段消耗水，第三阶段产生水。
6．√
7．× 不同生物无氧呼吸的产物不一定相同，如酵母菌无氧呼吸的产物为酒精和二氧化碳，乳酸菌无氧呼吸的产物是乳酸。
8．× 无氧呼吸只在第一阶段产生ATP。
细胞有氧呼吸是大多数生物获取能量的主要途径
1．有氧呼吸的过程
注意：
反应式中左右两边的水不能抵消，原因是左边的水是用于生成[H]和部分CO2的，而右边的水分子中的氧原子全部来自O2。CO2中的氧原子一半来自C6H12O6，一半来自参与反应的水分子。
有氧呼吸中物质的来源及去向分析
(1)[H]
①产生的阶段：第一、二阶段；
②被氧化的阶段：第三阶段。
(2)葡萄糖的利用：第一阶段。
(3)水
①利用：第二阶段；
②形成：第三阶段。
(4)O2的利用：第三阶段。
(5)CO2的产生：第二阶段。
2．以葡萄糖为底物，细胞有氧呼吸的总反应式
反应物中的水用于有氧呼吸第二阶段和丙酮酸在相关酶的作用下反应生成CO2和[H]，并释放少量能量，产物中的水是有氧呼吸第三阶段[H]和O2在相关酶的作用下反应生成的，并且释放大量能量，在书写反应式的时候一定不能将其约掉。
有氧呼吸过程中的产能及能量利用率
(1)产能：
eq \a\vs4\al(1 ml葡萄糖,（2 870 kJ）)eq \(――→,\s\up10(有氧),\s\d10(呼吸))eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(32 ml ATP→为各项生命活动, 供能（977.28 kJ）,大量的热量→维持体温的恒定, 等（1 892.72 kJ）))
(2)能量利用率：葡萄糖有氧分解时，能量利用率为eq \f(977.28,2 870)×100%≈34.05%，还有约65.95%的能量以热能的形式散失。
1．下图是有氧呼吸过程的示意图，①②③表示反应阶段。下列叙述正确的是( )
A．葡萄糖中的大部分能量在①阶段释放
B．②阶段所需的酶均分布于线粒体基质中
C．③阶段的进程需要酶的参与
D．①②阶段为③阶段的顺利进行直接供能
C [有氧呼吸分为三个阶段，根据有氧呼吸的过程可知，图中①②③分别表示有氧呼吸的第一、二、三阶段。第一、二阶段释放少量能量，形成少量ATP，第三阶段释放大量能量，形成大量ATP，A选项错误；②阶段为有氧呼吸第二阶段，此阶段所需要的酶大部分在线粒体基质中，也有少量的酶存在于线粒体的嵴上，B选项错误；③阶段为电子传递链，此过程需要酶的参与，参与此过程的酶镶嵌在线粒体内膜上，C选项正确；③阶段为放能的过程，不需要①②阶段提供能量，D选项错误。]
2．如图表示有氧呼吸过程。下列有关说法正确的是( )
A．①②④中数值最大的是④
B．③代表的物质名称是氧气
C．产生①②的场所是线粒体
D．CO2中的氧都来自于葡萄糖
A [图中①②④分别表示有氧呼吸第一、二、三阶段产生的能量，第三阶段产生的能量最多，A项正确；丙酮酸在水的参与下彻底分解为CO2和[H]，图中③表示水，B项错误；产生①的场所是细胞质基质，而产生②的场所是线粒体基质，C项错误；CO2中的氧一部分来自于葡萄糖，一部分来自于水，D错误。]
细胞无氧呼吸也为生命活动提供能量
1．无氧呼吸
(1)过程(见下表)
无氧呼吸有以下几个特点：①细胞的无氧呼吸是在无氧或缺氧的条件下进行的，以适应不利的环境条件。②细胞的无氧呼吸过程中，把有机物不彻底氧化分解，形成不彻底氧化产物。所谓不彻底氧化产物，是指有机物经过无氧呼吸分解后，仍然是一些小分子有机物，如乙醇、乳酸等。③释放能量少。因为这个过程没有氧气参与，只依靠细胞内的酶来分解有机物，形成的不彻底的氧化产物中仍储存着大量能量，所以无氧呼吸过程释放的能量很少。
(2)意义
①高等植物在水淹等情况下，可以进行短暂的无氧呼吸，将葡萄糖分解为乙醇和二氧化碳，释放出能量以适应缺氧的环境。
②人在剧烈运动时，需要在相对较短的时间内消耗大量的能量，肌肉细胞则以无氧呼吸的方式供应能量。
2．有氧呼吸与无氧呼吸的比较
3.探究酵母菌细胞的呼吸方式
(1)实验分析
①材料分析：酵母菌必须是新鲜的，防止酵母菌因存放时间过长而死亡，导致实验结果不明显。
②装置分析：
a．有氧呼吸装置必须持续通入空气，保证氧气充足。
b．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。
c．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)实验拓展
①若探究种子的呼吸状况则不必遮光，但需“死种子”作对照。
②若探究“植株或幼苗”的呼吸状况，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。
深化探究：1.配制酵母菌培养液时，将葡萄糖溶液先煮沸再冷却后加入锥形瓶。
(1)先煮沸的原因是什么？
(2)为什么要冷却后再加入锥形瓶？
提示：(1)煮沸是为了除去其他杂菌，防止其他杂菌的干扰。
(2)冷却后再加入锥形瓶是防止高温将酵母菌杀死。
2．B装置中，为什么要将B瓶封口放置一段时间后再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶？
提示：B瓶刚封口后，锥形瓶中有氧，酵母菌进行有氧呼吸，两瓶产生CO2的速度和量基本相等，所以需将开始产生的CO2排掉；一段时间后，B瓶中的氧消耗完，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶，可确保是无氧呼吸产生的CO2通入澄清的石灰水，否则会出现两组澄清石灰水混浊程度差不多的情况。
1．(多选)如图表示细胞呼吸过程中葡萄糖分解的三个途径，下列有关说法正确的是( )
A．催化过程②③④的酶均分布于细胞质基质
B．过程①②③④中均有ATP生成
C．过程①②③均能发生在酵母细胞中
D．过程③中的二氧化碳产生于线粒体基质中
CD [③为有氧呼吸的第二、三阶段，发生于线粒体中，催化过程③的酶分布于线粒体基质和内膜上，A选项错误；有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段，有氧呼吸的第二、三阶段都会产生ATP，无氧呼吸第二阶段没有ATP的生成，故过程①③中均有ATP生成，过程②④中没有ATP生成，B选项错误；酵母菌为兼性厌氧菌，既能进行有氧呼吸，也能进行酒精发酵，故过程①②③均能发生在酵母细胞中，C选项正确；过程③中的CO2是有氧呼吸第二阶段的产物，产生于线粒体基质中，D选项正确。]
2．下列关于“探究酵母菌细胞呼吸的方式”的说法，不正确的是( )
A．酵母菌常被用作研究细胞呼吸的实验材料，其主要原因是酵母菌属于兼性厌氧生物
B．在有氧呼吸的装置中，可将空气直接通入酵母菌的培养液
C．酵母菌呼吸产生的CO2可使溴麝香草酚蓝溶液由蓝色变为黄绿色
D．酵母菌呼吸产生的酒精在酸性条件下能与重铬酸钾溶液发生反应变成绿色
B [酵母菌作为实验材料是因为它在有氧和无氧的条件下均能正常生存。酵母菌不论有氧还是无氧条件下均能产生CO2，为了防止空气中原有CO2的干扰，要将空气先通入盛有NaOH溶液的锥形瓶中，再通入酵母菌溶液中。]
[课堂小结]
1．有氧呼吸全过程的物质变化可分为三个阶段：
①C6H12O6(葡萄糖)→丙酮酸＋[H]；②丙酮酸＋H2O→CO2＋[H]；③[H]＋O2→H2O。下列与此相关的叙述正确的是( )
A．第③阶段反应极易进行，无需酶的催化
B．第②阶段无ATP生成，第③阶段形成较多的ATP
C．第①②阶段发生的场所不同
D．第①阶段与无氧呼吸的第①阶段不同
C [有氧呼吸的任何一个阶段都需要酶的催化，A错误；有氧呼吸的三个阶段都有ATP生成，第①②阶段较少，第③阶段较多，B错误；有氧呼吸的第①阶段发生在细胞质基质，第②阶段发生在线粒体基质，C正确；有氧呼吸与无氧呼吸的第一阶段相同，都将葡萄糖分解为丙酮酸和[H]，释放少量能量，D错误。]
2．细胞内葡萄糖分解代谢过程如图所示，下列叙述正确的是( )
A．酵母菌细胞质基质中可进行①和②过程
B．剧烈运动时骨骼肌细胞中进行①和④过程
C．乳酸菌细胞进行①和③过程中均产生[H]
D．①过程是各类细胞分解葡萄糖共同途径
D [②过程在线粒体中进行，A项错误；剧烈运动时有氧呼吸和无氧呼吸同时进行，B项错误；乳酸菌细胞进行③过程不产生[H]，C项错误；各类细胞的有氧呼吸和无氧呼吸共同进行①过程，D项正确。]
3．比较动物的有氧呼吸和无氧呼吸，下列叙述最恰当的是( )
A．糖类是有氧呼吸的主要能源物质，但不是无氧呼吸的主要能源物质
B．有氧呼吸和无氧呼吸过程中都能产生[H]
C．有氧呼吸逐步释放能量，无氧呼吸瞬间释放能量
D．有氧呼吸和无氧呼吸的终产物中都有水
B [糖类是有氧呼吸和无氧呼吸的主要能源物质；无论是有氧呼吸还是无氧呼吸，能量都是逐步释放的；生成乳酸的高等动物细胞的无氧呼吸终产物中没有水。]
4．(多选)在一定条件下，某同学利用葡萄糖溶液培养酵母菌并探究酵母菌细胞呼吸的方式。在该实验中不会出现的现象是( )
A．只有在无氧条件下酵母菌才能进行增殖并代谢产生CO2
B．酒精与重铬酸钾溶液在酸性条件下混合后，溶液出现绿色
C．CO2使溴麝香草酚蓝溶液由黄绿色变为蓝色
D．用葡萄糖溶液培养酵母菌时，培养液的温度发生变化
AC [酵母菌属于兼性厌氧生物，在有氧和无氧条件下，酵母菌都能进行增殖，A错误；酵母菌无氧呼吸产生的酒精在酸性条件下能与重铬酸钾溶液反应使其变成绿色，B正确；酵母菌细胞呼吸产生的CO2使溴麝香草酚蓝溶液由蓝色变为黄绿色，C错误；用葡萄糖溶液培养酵母菌时，酵母菌能进行有氧呼吸和无氧呼吸，都能释放出能量，使培养液的温度发生变化，D正确。]
5．如图为细胞呼吸过程，其中a、b表示物质，①～④表示主要步骤，请回答下列问题：
(1)图中a、b表示的物质分别是________、________。
(2)图中②③过程中都有CO2产生，其场所分别是________、________。
(3)过程①除产生能量外，还产生________；在①～④过程中释放能量最多的是________。
(4)②和④过程一般不会同时发生在同一生物体内，其原因是___________________________________________________________。
[解析] 图中a和b分别表示丙酮酸、乳酸。②③过程分别发生在细胞质基质和线粒体中。在过程①中除产生能量外，还可以产生[H]。在①～④过程中，有氧呼吸的第三阶段释放的能量最多。不同生物体细胞中，由于酶的种类不同，无氧呼吸的产物不同。
[答案] (1)丙酮酸 乳酸 (2)细胞质基质 线粒体
(3)[H] ③
(4)不同生物体内酶的种类不同
课标内容要求
核心素养对接
1．说明生物通过细胞呼吸将储存在有机分子中的能量转化为生命活动可以利用的能量。
2．探究酵母菌的呼吸方式。
1．生命观念——结构与功能观：线粒体结构与细胞呼吸的关系。
2．科学思维——分析与综合：分析有氧呼吸的三个阶段，及无氧呼吸与有氧呼吸的异同，理解细胞呼吸的实质。
3．科学探究——根据实验目的，设计探究酵母菌细胞呼吸方式的实验装置，实施方案，观察实验结果，得出正确结论。
检测产物
试剂
现象
CO2
澄清石灰水
石灰水变混浊
CO2
溴麝香草酚蓝溶液
由蓝色变为黄绿色
酒精
酸性条件下的重铬酸钾溶液
橙色变绿色
有氧呼吸过程
第一阶段
第二阶段
第三阶段
场所
细胞质基质
线粒体基质
线粒体内膜
反应物
葡萄糖(C6H12O6)
丙酮酸(C3H4O3)＋H2O
[H]＋O2
中间产物
乙酰辅酶A、柠檬酸等
产物
丙酮酸＋[H] 少量能量
CO2＋[H] 少量能量
H2O大量能量
是否需氧
不需氧
不需氧
需氧
产生ATP数量
少量(2 ml)
少量(2 ml)
大量(28 ml)
反应式
C6H12O6eq \(――→,\s\up10(酶))2C3H4O3＋4[H]＋能量
2C3H4O3＋6H2Oeq \(――→,\s\up10(酶))6CO2＋20[H] ＋能量
24[H]＋6O2eq \(――→,\s\up10(酶))12H2O＋能量
项目
反应过程
场所
第一阶段
C6H12O6eq \(――→,\s\up10(酶))2C3H4O3＋4[H]＋少量能量
细胞质基质
第二阶段
eq \a\vs4\al(2C3H4O3,＋4[H])eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(\(――→,\s\up10(酶))2C2H5OH（乙醇）＋,2CO2\(――→,\s\up10(酶))2C3H6O3（乳酸）))
细胞质基质
总反应式
C6H12O6eq \(――→,\s\up10(酶))2C2H5OH(乙醇)＋2CO2＋少量能量或C6H12O6eq \(――→,\s\up10(酶))2C3H6O3(乳酸)＋少量能量
细胞质基质
有氧呼吸
无氧呼吸
不同点
反应条件
需要O2、相关酶等
不需要O2、需要相关酶等
反应场所
第一阶段发生在细胞质基质，第二阶段发生在线粒体基质，第三阶段发生在线粒体内膜
第一、二阶段均发生在细胞质基质
产物
CO2、H2O
乙醇和CO2或乳酸
能量转化
有机物中稳定的化学能→ATP中活跃的化学能和热能
有机物中稳定的化学能→ATP中活跃的化学能、热能、不完全氧化分解的产物乙醇或乳酸中的化学能
特点
有机物彻底氧化分解，释放大量能量
有机物不完全氧化分解，释放少量能量
相同点
实质
有机物氧化分解，释放能量，合成ATP的过程
意义
①细胞呼吸为生物体的生命活动提供能量来源；②产生中间代谢产物为体内其他化合物的合成提供原料；③维持恒温动物的体温
联系
有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段完全相同
知识网络构建
核心语句背诵
1.有氧呼吸的反应式：C6H12O6＋6H2O＋6O2eq \(――→,\s\up10(酶))6CO2＋12H2O＋能量。
2.有氧呼吸的三个阶段
(1)细胞质基质：C6H12O6eq \(――→,\s\up10(酶))丙酮酸＋[H]＋能量(少量)。
(2)线粒体基质：丙酮酸＋H2Oeq \(――→,\s\up10(酶))CO2＋[H]＋能量(少量)。
(3)线粒体内膜：[H]＋O2eq \(――→,\s\up10(酶))H2O＋能量(大量)。
3.无氧呼吸的两种反应类型
(1)C6H12O6eq \(――→,\s\up10(酶))2C3H6O3(乳酸)＋能量(少量)。
(2)C6H12O6eq \(――→,\s\up10(酶))2C2H5OH(乙醇)＋2CO2＋能量(少量)。
4.真核生物有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体，而无氧呼吸的场所只有细胞质基质。
5.酵母菌是单细胞真菌，代谢类型为兼性厌氧型。
6.CO2可使溴麝香草酚蓝溶液由蓝色变为黄绿色。
7.在酸性条件下，重铬酸钾溶液与酒精发生反应变成绿色。
一、细胞有氧呼吸是大多数生物获取能量的主要途径
1．细胞呼吸
(1)概念：细胞呼吸主要是指糖类、脂质和蛋白质等有机物在活细胞内氧化分解为CO2或其他物质，同时释放出能量并生成ATP的过程。
(2)特点：细胞呼吸是连续的代谢过程，由一系列生化反应组成，其中每一步生化反应的顺利完成都需要特定的酶参与。
(3)类型：生物细胞呼吸包括细胞有氧呼吸和无氧呼吸两类。
2．有氧呼吸
(1)概念：细胞有氧呼吸(aerbic respiratin)是指在氧的参与下，细胞内的有机物彻底氧化分解产生二氧化碳和水，同时释放能量，生成大量ATP的过程。细胞有氧呼吸主要发生在线粒体内。
(2)过程：
①第一阶段：又称糖酵解过程。
a．场所：细胞质基质
b．是否需要氧参与：不需要
c．生化反应：C6H12O6eq \(――→,\s\up10(酶))2丙酮酸(C3H4O3)＋4[H](还原型辅酶I，NADH)＋少量能量
②第二阶段：
a．场所：线粒体基质
b．是否需要氧参与：不需要氧直接参与
c．生化反应：丙酮酸在多种酶的催化下，先转化成乙酰辅酶A，再形成柠檬酸，柠檬酸进一步分解。上述过程生成CO2，同时产生大量[H]并释放少量能量。部分水也参与了这一阶段的反应。
d．重要性：这一阶段把糖类、蛋白质和脂肪等物质代谢联系起来，也是能量代谢的枢纽。
③第三阶段：
a．场所：线粒体内膜
b．是否需要氧参与：需要
c．生化反应：24[H]＋6O2eq \(――→,\s\up10(多种酶))12H2O＋大量能量
(3)以葡萄糖为底物，细胞有氧呼吸的总反应式：
C6H12O6＋6H2O＋6O2eq \(――→,\s\up10(酶))6CO2＋12H2O＋能量。
(4)意义：细胞有氧呼吸是大多数生物特别是人和高等动植物获取能量的主要途径。
二、细胞无氧呼吸也为生命活动提供能量
1．概念：在无氧或缺氧的条件下，细胞通过酶的催化作用，把葡萄糖等有机物分解为乙醇(C2H5OH)和CO2或分解为乳酸(C3H6O3)等物质，同时释放较少能量的过程，被称为无氧呼吸。
2．场所：细胞质基质。
3．探究酵母菌细胞呼吸的方式
(1)酵母菌细胞呼吸的方式
(2)呼吸产物的检测
(3)实验结论
①酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸。
②产物eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(有氧条件：大量的二氧化碳和水,无氧条件：产生酒精，还产生少量的二氧化碳))
4．以葡萄糖为底物，则细胞无氧呼吸反应式
(1)C6H12O6eq \(――→,\s\up10(酶))2C2H5OH＋2CO2＋能量。
(2)C6H12O6eq \(――→,\s\up10(酶))2C3H6O3＋能量。
5．意义：在缺氧的条件下为生物供能。
三、细胞呼吸产生能量的利用
1．细胞呼吸是维持生物体生命活动的基本保证。
2．细胞呼吸释放的能量，一部分以热的形式散失，一部分主要储存在ATP中，供给生物体的各种生命活动。
3．ATP为细胞的生命活动提供了动力。
4．生物体的各种运动，一些生物的放电、发光现象，物质的主动运输，细胞的分裂和生长等，都需要消耗ATP所提供的能量。
判断对错(正确的打“√”，错误的打“×”)
1．酒精在中性或酸性条件下与重铬酸钾溶液反应产生灰绿色。( )
2．有氧呼吸全部在线粒体中进行。( )
3．有氧呼吸的三个阶段均可产生ATP，但第三阶段产生的最多。( )
4．氧气作为反应物参与有氧呼吸的第二、三阶段。( )
5．有氧呼吸的第三阶段既消耗水又产生水。( )
6．无氧呼吸发生的场所是细胞质基质。( )
7．不同生物无氧呼吸的产物相同。( )
8．无氧呼吸两个阶段都可以产生ATP。( )
提示：1.× 酒精在酸性条件下与重铬酸钾溶液反应产生灰绿色。
2．× 有氧呼吸第一阶段在细胞质基质中进行。
3．√
4．× 氧气参与有氧呼吸的第三阶段。
5．× 有氧呼吸的第二阶段消耗水，第三阶段产生水。
6．√
7．× 不同生物无氧呼吸的产物不一定相同，如酵母菌无氧呼吸的产物为酒精和二氧化碳，乳酸菌无氧呼吸的产物是乳酸。
8．× 无氧呼吸只在第一阶段产生ATP。
细胞有氧呼吸是大多数生物获取能量的主要途径
1．有氧呼吸的过程
注意：
反应式中左右两边的水不能抵消，原因是左边的水是用于生成[H]和部分CO2的，而右边的水分子中的氧原子全部来自O2。CO2中的氧原子一半来自C6H12O6，一半来自参与反应的水分子。
有氧呼吸中物质的来源及去向分析
(1)[H]
①产生的阶段：第一、二阶段；
②被氧化的阶段：第三阶段。
(2)葡萄糖的利用：第一阶段。
(3)水
①利用：第二阶段；
②形成：第三阶段。
(4)O2的利用：第三阶段。
(5)CO2的产生：第二阶段。
2．以葡萄糖为底物，细胞有氧呼吸的总反应式
反应物中的水用于有氧呼吸第二阶段和丙酮酸在相关酶的作用下反应生成CO2和[H]，并释放少量能量，产物中的水是有氧呼吸第三阶段[H]和O2在相关酶的作用下反应生成的，并且释放大量能量，在书写反应式的时候一定不能将其约掉。
有氧呼吸过程中的产能及能量利用率
(1)产能：
eq \a\vs4\al(1 ml葡萄糖,（2 870 kJ）)eq \(――→,\s\up10(有氧),\s\d10(呼吸))eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(32 ml ATP→为各项生命活动, 供能（977.28 kJ）,大量的热量→维持体温的恒定, 等（1 892.72 kJ）))
(2)能量利用率：葡萄糖有氧分解时，能量利用率为eq \f(977.28,2 870)×100%≈34.05%，还有约65.95%的能量以热能的形式散失。
1．下图是有氧呼吸过程的示意图，①②③表示反应阶段。下列叙述正确的是( )
A．葡萄糖中的大部分能量在①阶段释放
B．②阶段所需的酶均分布于线粒体基质中
C．③阶段的进程需要酶的参与
D．①②阶段为③阶段的顺利进行直接供能
C [有氧呼吸分为三个阶段，根据有氧呼吸的过程可知，图中①②③分别表示有氧呼吸的第一、二、三阶段。第一、二阶段释放少量能量，形成少量ATP，第三阶段释放大量能量，形成大量ATP，A选项错误；②阶段为有氧呼吸第二阶段，此阶段所需要的酶大部分在线粒体基质中，也有少量的酶存在于线粒体的嵴上，B选项错误；③阶段为电子传递链，此过程需要酶的参与，参与此过程的酶镶嵌在线粒体内膜上，C选项正确；③阶段为放能的过程，不需要①②阶段提供能量，D选项错误。]
2．如图表示有氧呼吸过程。下列有关说法正确的是( )
A．①②④中数值最大的是④
B．③代表的物质名称是氧气
C．产生①②的场所是线粒体
D．CO2中的氧都来自于葡萄糖
A [图中①②④分别表示有氧呼吸第一、二、三阶段产生的能量，第三阶段产生的能量最多，A项正确；丙酮酸在水的参与下彻底分解为CO2和[H]，图中③表示水，B项错误；产生①的场所是细胞质基质，而产生②的场所是线粒体基质，C项错误；CO2中的氧一部分来自于葡萄糖，一部分来自于水，D错误。]
细胞无氧呼吸也为生命活动提供能量
1．无氧呼吸
(1)过程(见下表)
无氧呼吸有以下几个特点：①细胞的无氧呼吸是在无氧或缺氧的条件下进行的，以适应不利的环境条件。②细胞的无氧呼吸过程中，把有机物不彻底氧化分解，形成不彻底氧化产物。所谓不彻底氧化产物，是指有机物经过无氧呼吸分解后，仍然是一些小分子有机物，如乙醇、乳酸等。③释放能量少。因为这个过程没有氧气参与，只依靠细胞内的酶来分解有机物，形成的不彻底的氧化产物中仍储存着大量能量，所以无氧呼吸过程释放的能量很少。
(2)意义
①高等植物在水淹等情况下，可以进行短暂的无氧呼吸，将葡萄糖分解为乙醇和二氧化碳，释放出能量以适应缺氧的环境。
②人在剧烈运动时，需要在相对较短的时间内消耗大量的能量，肌肉细胞则以无氧呼吸的方式供应能量。
2．有氧呼吸与无氧呼吸的比较
3.探究酵母菌细胞的呼吸方式
(1)实验分析
①材料分析：酵母菌必须是新鲜的，防止酵母菌因存放时间过长而死亡，导致实验结果不明显。
②装置分析：
a．有氧呼吸装置必须持续通入空气，保证氧气充足。
b．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。
c．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)实验拓展
①若探究种子的呼吸状况则不必遮光，但需“死种子”作对照。
②若探究“植株或幼苗”的呼吸状况，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。
深化探究：1.配制酵母菌培养液时，将葡萄糖溶液先煮沸再冷却后加入锥形瓶。
(1)先煮沸的原因是什么？
(2)为什么要冷却后再加入锥形瓶？
提示：(1)煮沸是为了除去其他杂菌，防止其他杂菌的干扰。
(2)冷却后再加入锥形瓶是防止高温将酵母菌杀死。
2．B装置中，为什么要将B瓶封口放置一段时间后再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶？
提示：B瓶刚封口后，锥形瓶中有氧，酵母菌进行有氧呼吸，两瓶产生CO2的速度和量基本相等，所以需将开始产生的CO2排掉；一段时间后，B瓶中的氧消耗完，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶，可确保是无氧呼吸产生的CO2通入澄清的石灰水，否则会出现两组澄清石灰水混浊程度差不多的情况。
1．(多选)如图表示细胞呼吸过程中葡萄糖分解的三个途径，下列有关说法正确的是( )
A．催化过程②③④的酶均分布于细胞质基质
B．过程①②③④中均有ATP生成
C．过程①②③均能发生在酵母细胞中
D．过程③中的二氧化碳产生于线粒体基质中
CD [③为有氧呼吸的第二、三阶段，发生于线粒体中，催化过程③的酶分布于线粒体基质和内膜上，A选项错误；有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段，有氧呼吸的第二、三阶段都会产生ATP，无氧呼吸第二阶段没有ATP的生成，故过程①③中均有ATP生成，过程②④中没有ATP生成，B选项错误；酵母菌为兼性厌氧菌，既能进行有氧呼吸，也能进行酒精发酵，故过程①②③均能发生在酵母细胞中，C选项正确；过程③中的CO2是有氧呼吸第二阶段的产物，产生于线粒体基质中，D选项正确。]
2．下列关于“探究酵母菌细胞呼吸的方式”的说法，不正确的是( )
A．酵母菌常被用作研究细胞呼吸的实验材料，其主要原因是酵母菌属于兼性厌氧生物
B．在有氧呼吸的装置中，可将空气直接通入酵母菌的培养液
C．酵母菌呼吸产生的CO2可使溴麝香草酚蓝溶液由蓝色变为黄绿色
D．酵母菌呼吸产生的酒精在酸性条件下能与重铬酸钾溶液发生反应变成绿色
B [酵母菌作为实验材料是因为它在有氧和无氧的条件下均能正常生存。酵母菌不论有氧还是无氧条件下均能产生CO2，为了防止空气中原有CO2的干扰，要将空气先通入盛有NaOH溶液的锥形瓶中，再通入酵母菌溶液中。]
[课堂小结]
1．有氧呼吸全过程的物质变化可分为三个阶段：
①C6H12O6(葡萄糖)→丙酮酸＋[H]；②丙酮酸＋H2O→CO2＋[H]；③[H]＋O2→H2O。下列与此相关的叙述正确的是( )
A．第③阶段反应极易进行，无需酶的催化
B．第②阶段无ATP生成，第③阶段形成较多的ATP
C．第①②阶段发生的场所不同
D．第①阶段与无氧呼吸的第①阶段不同
C [有氧呼吸的任何一个阶段都需要酶的催化，A错误；有氧呼吸的三个阶段都有ATP生成，第①②阶段较少，第③阶段较多，B错误；有氧呼吸的第①阶段发生在细胞质基质，第②阶段发生在线粒体基质，C正确；有氧呼吸与无氧呼吸的第一阶段相同，都将葡萄糖分解为丙酮酸和[H]，释放少量能量，D错误。]
2．细胞内葡萄糖分解代谢过程如图所示，下列叙述正确的是( )
A．酵母菌细胞质基质中可进行①和②过程
B．剧烈运动时骨骼肌细胞中进行①和④过程
C．乳酸菌细胞进行①和③过程中均产生[H]
D．①过程是各类细胞分解葡萄糖共同途径
D [②过程在线粒体中进行，A项错误；剧烈运动时有氧呼吸和无氧呼吸同时进行，B项错误；乳酸菌细胞进行③过程不产生[H]，C项错误；各类细胞的有氧呼吸和无氧呼吸共同进行①过程，D项正确。]
3．比较动物的有氧呼吸和无氧呼吸，下列叙述最恰当的是( )
A．糖类是有氧呼吸的主要能源物质，但不是无氧呼吸的主要能源物质
B．有氧呼吸和无氧呼吸过程中都能产生[H]
C．有氧呼吸逐步释放能量，无氧呼吸瞬间释放能量
D．有氧呼吸和无氧呼吸的终产物中都有水
B [糖类是有氧呼吸和无氧呼吸的主要能源物质；无论是有氧呼吸还是无氧呼吸，能量都是逐步释放的；生成乳酸的高等动物细胞的无氧呼吸终产物中没有水。]
4．(多选)在一定条件下，某同学利用葡萄糖溶液培养酵母菌并探究酵母菌细胞呼吸的方式。在该实验中不会出现的现象是( )
A．只有在无氧条件下酵母菌才能进行增殖并代谢产生CO2
B．酒精与重铬酸钾溶液在酸性条件下混合后，溶液出现绿色
C．CO2使溴麝香草酚蓝溶液由黄绿色变为蓝色
D．用葡萄糖溶液培养酵母菌时，培养液的温度发生变化
AC [酵母菌属于兼性厌氧生物，在有氧和无氧条件下，酵母菌都能进行增殖，A错误；酵母菌无氧呼吸产生的酒精在酸性条件下能与重铬酸钾溶液反应使其变成绿色，B正确；酵母菌细胞呼吸产生的CO2使溴麝香草酚蓝溶液由蓝色变为黄绿色，C错误；用葡萄糖溶液培养酵母菌时，酵母菌能进行有氧呼吸和无氧呼吸，都能释放出能量，使培养液的温度发生变化，D正确。]
5．如图为细胞呼吸过程，其中a、b表示物质，①～④表示主要步骤，请回答下列问题：
(1)图中a、b表示的物质分别是________、________。
(2)图中②③过程中都有CO2产生，其场所分别是________、________。
(3)过程①除产生能量外，还产生________；在①～④过程中释放能量最多的是________。
(4)②和④过程一般不会同时发生在同一生物体内，其原因是___________________________________________________________。
[解析] 图中a和b分别表示丙酮酸、乳酸。②③过程分别发生在细胞质基质和线粒体中。在过程①中除产生能量外，还可以产生[H]。在①～④过程中，有氧呼吸的第三阶段释放的能量最多。不同生物体细胞中，由于酶的种类不同，无氧呼吸的产物不同。
[答案] (1)丙酮酸 乳酸 (2)细胞质基质 线粒体
(3)[H] ③
(4)不同生物体内酶的种类不同
课标内容要求
核心素养对接
1．说明生物通过细胞呼吸将储存在有机分子中的能量转化为生命活动可以利用的能量。
2．探究酵母菌的呼吸方式。
1．生命观念——结构与功能观：线粒体结构与细胞呼吸的关系。
2．科学思维——分析与综合：分析有氧呼吸的三个阶段，及无氧呼吸与有氧呼吸的异同，理解细胞呼吸的实质。
3．科学探究——根据实验目的，设计探究酵母菌细胞呼吸方式的实验装置，实施方案，观察实验结果，得出正确结论。
检测产物
试剂
现象
CO2
澄清石灰水
石灰水变混浊
CO2
溴麝香草酚蓝溶液
由蓝色变为黄绿色
酒精
酸性条件下的重铬酸钾溶液
橙色变绿色
有氧呼吸过程
第一阶段
第二阶段
第三阶段
场所
细胞质基质
线粒体基质
线粒体内膜
反应物
葡萄糖(C6H12O6)
丙酮酸(C3H4O3)＋H2O
[H]＋O2
中间产物
乙酰辅酶A、柠檬酸等
产物
丙酮酸＋[H] 少量能量
CO2＋[H] 少量能量
H2O大量能量
是否需氧
不需氧
不需氧
需氧
产生ATP数量
少量(2 ml)
少量(2 ml)
大量(28 ml)
反应式
C6H12O6eq \(――→,\s\up10(酶))2C3H4O3＋4[H]＋能量
2C3H4O3＋6H2Oeq \(――→,\s\up10(酶))6CO2＋20[H] ＋能量
24[H]＋6O2eq \(――→,\s\up10(酶))12H2O＋能量
项目
反应过程
场所
第一阶段
C6H12O6eq \(――→,\s\up10(酶))2C3H4O3＋4[H]＋少量能量
细胞质基质
第二阶段
eq \a\vs4\al(2C3H4O3,＋4[H])eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(\(――→,\s\up10(酶))2C2H5OH（乙醇）＋,2CO2\(――→,\s\up10(酶))2C3H6O3（乳酸）))
细胞质基质
总反应式
C6H12O6eq \(――→,\s\up10(酶))2C2H5OH(乙醇)＋2CO2＋少量能量或C6H12O6eq \(――→,\s\up10(酶))2C3H6O3(乳酸)＋少量能量
细胞质基质
有氧呼吸
无氧呼吸
不同点
反应条件
需要O2、相关酶等
不需要O2、需要相关酶等
反应场所
第一阶段发生在细胞质基质，第二阶段发生在线粒体基质，第三阶段发生在线粒体内膜
第一、二阶段均发生在细胞质基质
产物
CO2、H2O
乙醇和CO2或乳酸
能量转化
有机物中稳定的化学能→ATP中活跃的化学能和热能
有机物中稳定的化学能→ATP中活跃的化学能、热能、不完全氧化分解的产物乙醇或乳酸中的化学能
特点
有机物彻底氧化分解，释放大量能量
有机物不完全氧化分解，释放少量能量
相同点
实质
有机物氧化分解，释放能量，合成ATP的过程
意义
①细胞呼吸为生物体的生命活动提供能量来源；②产生中间代谢产物为体内其他化合物的合成提供原料；③维持恒温动物的体温
联系
有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段完全相同
知识网络构建
核心语句背诵
1.有氧呼吸的反应式：C6H12O6＋6H2O＋6O2eq \(――→,\s\up10(酶))6CO2＋12H2O＋能量。
2.有氧呼吸的三个阶段
(1)细胞质基质：C6H12O6eq \(――→,\s\up10(酶))丙酮酸＋[H]＋能量(少量)。
(2)线粒体基质：丙酮酸＋H2Oeq \(――→,\s\up10(酶))CO2＋[H]＋能量(少量)。
(3)线粒体内膜：[H]＋O2eq \(――→,\s\up10(酶))H2O＋能量(大量)。
3.无氧呼吸的两种反应类型
(1)C6H12O6eq \(――→,\s\up10(酶))2C3H6O3(乳酸)＋能量(少量)。
(2)C6H12O6eq \(――→,\s\up10(酶))2C2H5OH(乙醇)＋2CO2＋能量(少量)。
4.真核生物有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体，而无氧呼吸的场所只有细胞质基质。
5.酵母菌是单细胞真菌，代谢类型为兼性厌氧型。
6.CO2可使溴麝香草酚蓝溶液由蓝色变为黄绿色。
7.在酸性条件下，重铬酸钾溶液与酒精发生反应变成绿色。
相关学案
高中生物苏教版 (2019)必修1《分子与细胞》第二节 细胞——生命活动的基本单位精品导学案及答案： 这是一份高中生物苏教版 (2019)必修1《分子与细胞》第二节 细胞——生命活动的基本单位精品导学案及答案，共16页。
生物苏教版 (2019)第四节 影响光合作用和细胞呼吸的环境因素导学案： 这是一份生物苏教版 (2019)第四节 影响光合作用和细胞呼吸的环境因素导学案
高中生物苏教版 (2019)必修1《分子与细胞》第四节 影响光合作用和细胞呼吸的环境因素学案设计： 这是一份高中生物苏教版 (2019)必修1《分子与细胞》第四节 影响光合作用和细胞呼吸的环境因素学案设计，共8页。
