生物人教版 (新课标)第3节 ATP的主要来源──细胞呼吸导学案及答案

这是一份生物人教版 (新课标)第3节 ATP的主要来源──细胞呼吸导学案及答案，共4页。学案主要包含了学习目标，要点梳理，典型例题，总结升华，举一反三等内容，欢迎下载使用。

1、重点理解无氧呼吸的概念、过程、及与有氧呼吸的异同点。
2、了解细胞呼吸原理在生产实践中的应用。
【要点梳理】
要点一、无氧呼吸
场所：细胞质基质
过程 ：两个阶段
第一阶段和有氧呼吸的第一阶段完全相同
第二阶段，丙酮酸在不同酶的催化下，分解成酒精和二氧化碳，或者转化成乳酸。
反应式
C6H12O6 酶 2C3H6O3+能量
C6H12O6 酶 2C2H5OH+2CO2 +能量
要点诠释：
（1）无氧呼吸产生酒精还是乳酸，与细胞内的酶有关，最终是由细胞的遗传性决定的，一种细胞的无氧呼吸产物只能是其中一种。
（2）大多数植物、酵母菌无氧呼吸的产物为酒精和二氧化碳；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。
无氧呼吸特征
（1）全过程无游离氧参加
（2）有机物不彻底氧化分解为简单有机物（乳酸或酒精）
（3）释放少量能量
（4）始终在细胞质基质内进行
无氧呼吸和有氧呼吸的比较
要点二、影响呼吸作用的外界因素
1、温度
温度对酶促反应有直接的影响，呼吸过程是由酶催化的一系列反应过程，因此呼吸作用对温度的变化很敏感，最适温度一般为25～30℃。温度通过影响酶的活性影响呼吸速率。在最低点与最适点之间，呼吸速率总是随温度的增加加快。超过最适点，呼吸速率则会随着温度的增高而下降。在生产实践中应降低温度以减少呼吸消耗，延长保鲜时间。
2、氧气
O2是生物正常呼吸的重要因素。氧气含量的多少，直接影响呼吸速率和呼吸性质。在一定范围内有氧呼吸的强度随氧气浓度的升高而增大，氧气对无氧呼吸有抑制作用。
3、二氧化碳含量
二氧化碳是呼吸作用的最终产物，外界二氧化碳浓度增加时，呼吸速率减慢。实践证明，当CO2浓度升高到1%~10%以上时，细胞呼吸明显被抑制，可利用该原理储存水果。
4、含水量
在一定范围内，细胞呼吸强度随含水量的增加而增加，随含水量的减少而减少。在粮食贮存时，降低含水量以降低呼吸消耗。
5、机械损伤
机械损伤会显著加快组织的呼吸速率。
要点三、细胞呼吸原理的应用
1．包扎伤口时，需要选用透气的消毒纱布或松软的“创可贴”等敷料。（这样透气性好，细胞呼吸正常并能抑制厌氧病菌的繁殖。）
2．花盆里的土壤板结后，空气不足，会影响根系生长，需要及时松土透气。（以保证根系细胞呼吸对氧气的需要。）
3．利用麦芽、葡萄、粮食和酵母菌以及发酵罐等，在控制通气的情况下，可以生产各种酒，利用淀粉、醋酸杆菌或谷氨酸棒状杆菌以及发酵罐，在控制通风的情况下，可以生产食醋和味精。（利用各种菌的呼吸类型和发酵各生产阶段对氧气的需要，控制通气的情况，以生产各种产品。）
4．稻田也需要定期排水，否则水稻幼根因缺氧而变黑、腐烂。（以保证水稻根系细胞呼吸对氧气的需要，避免进行无氧呼吸产生酒精等对细胞有毒害作用。）
5．破伤风由破伤风芽孢杆菌引起，这种病菌只能进行无氧呼吸。皮肤破损较深或被锈钉扎伤后，病菌就容易大量繁殖。（遇到这种情况，需要及时到医院治疗，如清理伤口、敷药并注射破伤风抗毒血清。因在深部缺氧的情况下，破伤风芽孢杆菌容易大量繁殖。）
6．提倡慢跑等有氧运动的原因之一，是因剧烈运动导致氧的不足，而使肌细胞因无氧呼吸产生大量乳酸。乳酸的大量积累会使肌肉酸胀乏力。（人在剧烈活动时，以无氧呼吸供能为主，这时会产生大量乳酸，积累在骨骼肌处使人感到酸胀乏力；若进行慢跑，则以有氧呼吸供能，这时产生的是C02和水不会产生酸胀乏力感。）
【典型例题】
类型一：细胞呼吸方式
例1、 下列细胞中，其呼吸过程会产生乙醇的是（ ）
A．缺氧条件下的马铃薯块茎细胞 B．剧烈运动时的人骨骼肌细胞
C.酸奶生产中的乳酸菌 D．受涝的植物根细胞
【答案】D
【解析】缺氧条件下的马铃薯块茎细胞进行无氧呼吸产生乳酸；剧烈运动时，人的骨骼肌细胞进行无氧呼吸产生乳酸；乳酸菌无氧呼吸的产物是乳酸；植物根细胞在受涝缺氧条件下，无氧呼吸产生酒精和CO2。
【总结升华】本题考查不同生物细胞的呼吸作用方式和产物。
例2、（2015—2016学年河北省邯郸市一中月考）用酵母菌使葡萄汁产生葡萄酒，当酒精含量达到12％～16％时，发酵就停止了。有关解释不正确的是（ ）
A．酒精对酵母菌有毒害作用 B．营养物质因消耗而不足
C．产物积累使pH值发生改变 D．氧气过少导致其无法呼吸
【答案】D
【解析】A．酒精对酵母菌有毒害作用，A正确；B．酵母菌无氧呼吸时需要消耗葡萄糖等营养物质，使营养物质减少，很难维持大量酵母菌的代谢需要，B正确；c．酒精发酵过程中会产生酒精和二氧化碳，导致pH值发生改变，不适宜酵母菌生存，C正确；D．酒精发酵时进行的是无氧呼吸，不需要氧气，D错误。故选D。
【总结升华】本题主要考查细胞的呼吸方式及应用。
【举一反三】：
【变式一】
某举小组在室温下进行了酵母菌无氧呼吸的探究实验（如图）下列分析错误的是（ ）
A．滴管中冒出的气泡是反应产生CO2的结果
B．试管中加水的主要目的是制造无氧环境
C．若试管中的水换成冷水，产生气泡的速率下降
D．被分解的葡萄糖中的能量一部分转移至ATP，其余的存留在酒精中
【答案】D
【解析】酵母菌在无氧呼吸条件下进行无氧呼吸会释放出二氧化碳，A正确；试管中加入水的目的是便于观察气泡和防止空气进入滴管，主要目的是制造无氧环境，B正确；试管中的水换成冷水后，酵母菌所处的温度降低，酶的活性降低，故反应速率降低，C正确；被分解的葡萄糖中的能量一部分存留在酒精中没有释放出来，释放出来的能量绝大部分以热能的形式散失，小部分能量转移至ATP中，D错误。
【总结升华】本题考查细胞呼吸相关实验的分析能力。
【变式二】
关于真核细胞呼吸正确的说法是（ ）
A．无氧呼吸是不需氧的呼吸，因而其底物分解不属于氧化反应
B．水果贮藏在完全无氧的环境中，可将损失减小到最低程度
C．无氧呼吸的酶存在于细胞质基质和线粒体
D．有氧呼吸的酶存在于细胞质基质、线粒体内膜、线粒体基质
【答案】D
类型二：有氧呼吸和无氧呼吸的比较
例3、（2015北京石景山期末考）有氧呼吸与无氧呼吸的相同点是（ ）
①都在线粒体中进行 ②都需要酶 ③都需要氧
④都产生ATP ⑤都经过生成丙酮酸的过程
A．①②⑤ B．②③④ C．②③⑤ D．②④⑤
【答案】D
【解析】有氧呼吸与无氧呼吸都有分解葡萄糖产生丙酮酸过程，无氧呼吸全过程都在细胞质基质进行，有氧呼吸的二、三阶段在线粒体内完成。二者都需要酶的催化，都能利用分解葡萄糖释放的能量合成ATP。
【总结升华】本题主要考查两种呼吸方式的比较。
【举一反三】：
【变式一】
下列关于呼吸作用的叙述，正确的是
A．无氧呼吸的终产物是丙酮酸
B．有氧呼吸产生的[H]在线粒体基质中与氧结合生成水
C．无氧呼吸不需要O2的参与。该过程最终有[H]的积累
D．质量相同时，脂肪比糖原有氧氧化释放的能量多
【答案】D
【解析】无氧呼吸的最终产物应该是乳酸或者酒精和二氧化碳，有氧呼吸前两阶段产生的[H]在线粒体内膜上与氧结合生成水。无氧呼吸不需要O2参与，但是并没有[H]的积累，[H]只在细胞质基质中参与反应，产生了无氧呼吸的产物。质量相同的脂肪和糖类，脂肪所储存的能量更多，因此脂肪是主要的储能物质。
【变式二】
关于细胞呼吸的叙述，正确的是（ ）
A.种子风干脱水后呼吸强度增强
B.土壤淹水可导致根系发生无氧呼吸
C.破伤风杆菌在有氧条件下能大量繁殖
D.小麦种子萌发过程中有氧呼吸逐渐减弱
【答案】B
【变式三】
按下表设计进行实验，分组后，在相同的适宜条件下培养8～10小时，并对实验结果进行分析。
下列叙述正确的是（ ）
甲组不产生CO2而乙组产生
甲组的酒精产量与丙组相同
丁组能量转换率与丙组相同
丁组的氧气消耗量大于乙组
【答案】D
【解析】酵母菌在有氧的条件下能将葡萄糖分解成CO2和水，无氧的条件下将葡萄糖分解成CO2和酒精。依题意，甲组、丙组进行无氧呼吸，乙组、丁组进行有氧呼吸。甲组、乙组两组都产生CO2，由于甲组细胞不完整，甲组的酒精产量较丙组少，丁组能量转换率较丙组高，丁组的氧气消耗量大于乙组。故D正确。
类型三：影响呼吸作用的外界因素
例4、储藏水果和粮食时，充加CO2，或抽取空气，能延长储藏时间，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
【答案】A
【解析】有氧呼吸进行得快慢主要与氧的含量、周围二氧化碳浓度的高低有关系：氧气的含量低（抽取空气），有氧呼吸进行的慢，C02对细胞呼吸有抑制作用。所以主要目的应该是抑制有氧呼吸，在这个浓度下，无氧呼吸是存在的，但是两者都很微弱，适于储存。
【总结升华】本题考查有氧呼吸和无氧呼吸对水果的保鲜问题。
【举一反三】：
【变式一】
利用地窖贮藏种子、果蔬在我国历史悠久。地窖中的浓度较高，有利于（ ）
A．降低呼吸强度 B．降低水分吸收
C．促进果实成熟 D．促进光合作用
【答案】A
类型
有氧呼吸
无氧呼吸
区别
是否需氧
需要O2
不需要O2
呼吸场所
细胞质基质
线粒体（主要）
细胞质基质
分解产物
CO2和H2O
CO2和C2H5OH或C3H6O3
释放能量
大量能量
少量能量
相同点
①第一阶段完全相同（细胞质基质中糖酵解）
②实质相同：均分解有机物，释放能量
实验材料
取样
处理
分组
培养液
供氧情况
适宜浓度
酵母菌液
50 mL
破碎细胞（细胞不完整）
甲
25 mL
75 mL
无氧
乙
25 mL
75 mL
遇氧
50 mL
未处理
丙
25 mL
75 mL
无氧
丁
25 mL
75 mL
通氧