《ATP的主要来源——细胞呼吸》导学案

《ATP的主要来源——细胞呼吸》导学案

张建尚 江苏省赣榆高级中学

【情景导学】抬望眼——让梦想腾飞。

1克葡萄糖在体外燃烧和在体内氧化分解所释放出的能量是相同的，但在体外燃烧会产生剧烈的发光发热现象，在体内氧化分解则不会产生剧烈的发光发热现象，这是为什么呢？

【学习目标】站得高——明确学习目标。

1.说出线粒体的结构和功能。

2.说明有氧呼吸和无氧呼吸的异同。

3.说明细胞呼吸的原理，并探讨其在生产和生活中的应用。

4.进行酵母菌细胞呼吸方式的探究。

【重点和难点】

重点：有氧呼吸的过程及原理。

难点：1.细胞呼吸的原理和本质。

2.探究酵母菌细胞的呼吸方式。

【学法提示】

1.在探究酵母菌细胞呼吸方式实验中，首先提出一个具体的、可探究的问题，然后设计实验，设计实验时要理解实验条件的控制、产物的检测方法和观察指标的选择。

2.通过线粒体结构图、有氧呼吸和无氧呼吸图解学习有氧呼吸和无氧呼吸，通过比较理解有氧呼吸和无氧呼吸的区别与联系。

3.联系生产、生活实际，理解细胞呼吸原理的应用。

【课前预习】起步稳——夯实基础促发展!

1.细胞呼吸是指 ①

在细胞内经过一系列的

②

，生成

③

或其它产物，释放出能量并生成

④

的过程。细胞呼吸可分为

⑤

两种类型。

答案1.①有机物②氧化分解③二氧化碳④ATP⑤有氧呼吸和无氧呼吸

2.在探究酵母菌呼吸方式时可使用 ① 检测CO2，也可使用 ② 水溶液由蓝变绿再 ③ 来检测CO2。检测酒精时可使用 ④ 溶液，在酸性条件下可与乙醇发生化学反应，变成 ⑤ 。

2.①澄清的石灰水②溴麝香草酚蓝③变黄④橙色的重铬酸钾⑤灰绿色

3.有氧呼吸是指细胞在 ① 的参与下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物

② ，产生 ③ ，释放能量，生成许多 ④ 的过程。

3.①氧②彻底氧化分解③二氧化碳和水④ATP

4.有氧呼吸的第一阶段是1分子葡萄糖分解成2分子 ① ，产生少量 ② ，并释放出少量的能量，其进行的场所是 ③ ；第二阶段是丙酮酸和水彻底分解成 ④ ，并释放出少量的能量，其进行的场所是 ⑤ ；第三阶段是上述两个阶段产生的 ⑥

与 ⑦ 结合形成水，并释放出 ⑧ ，其进行的场所是 ⑨ 。有氧呼吸的反应式是 ⑩ 。

4.①丙酮酸②[H]③细胞质基质④CO2和[H]⑤线粒体基质⑥[H]⑦氧⑧大量的能量⑨线粒体内膜⑩C6H12O6+6H2O+6O2→6CO2+12H2O+能量

5.无氧呼吸的场所是 ① ，第一阶段与有氧呼吸相同，第二阶段是丙酮酸在不同酶的催化作用下，分解成 ② ，或者转化为 ③ 。酵母菌、乳酸菌等微生物的无氧呼吸也叫做 ④ 。无氧呼吸的反应式是 ⑤ 或

⑥ 。

5.①细胞质基质②酒精和二氧化碳③乳酸④发酵⑤C6H12O6→2C3H6O3+能量⑥C6H12O6 →酶

酶 酶 2C2H5OH+2CO2+能量

【课堂探究】走得欢——探索中收获，收获中提升！

一、细胞呼吸的方式

以下是探究酵母菌在有氧条件下和无氧条件下呼吸的情况，请分析下列问题：

[实验假设]

（1）酵母菌在有氧条件下，呼吸作用的产物是C02和H2O；在无氧条件下，呼吸作用的产物

是 CO2和酒精。

[材料用具]

（2）材料、用品：酵母菌、培养基等

（3）试剂： 检测培养液中CO2的产生情况的试剂有

①

、

②

；

检测酒精产生的试剂是

③

，颜色反应是

④ 。

（4）装置：

装置(一)(二)的用途分别是 ① 、 ② 。

[方法步骤]

（5）检测CO2的产生

按照上面装置图连接锥形瓶和导气管，各瓶中加入特定的溶液。酵母菌应加入到 ① 瓶中，澄清的石灰水应加入到 ② 瓶中，C瓶中加 ③ 。观察D、E两瓶中的溶液颜色变化是 ④ 。

（6）检测酒精的产生

一段时间后，从 ① 瓶中吸取培养液2 mL，加入试管中，再滴入O.5 mL酸性重铬酸溶液，轻轻振荡混合后，试管中出现 ② 色。

（7）记录两组装置中的颜色变化。

答案一、（3）①澄清的石灰水②溴存香草酚蓝水谘液③酸性重铬酸钾溶液④由橙色变成灰绿色（4）①探究酵母菌在有氧条件下的呼吸情况②探究酵母菌在无氧条件下的呼吸情况（5）①A、B②D、E③质量分数为10％的NaOH溶液⑩澄清的石灰水均变浑浊（6）①B②灰绿

二、有氧呼吸

1.下图是线粒体亚显微结构模式图，据图回答问题：

（1）写出图中1～4的结构名称：1 ① ；2 ② ；3

③ ；4 ④ 。

（2）能够增大膜面积的结构是 ① ，与有氧呼吸有关的酶存在于 ② 。（填图中数字）

（3）成人心肌细胞中的线粒体显著多于腹肌细胞的原因是 ① 。线粒体在细胞内是固定不动的吗？ ② 。

二、1.（1）①外膜②内膜③基质④嵴（2）①4②2、3、4(3)①心肌细胞需要的能量比腹肌细胞多②不是 （二） B E 接橡皮球

（或气泵）

（一） C A D

1

23

4 2.右图是有氧呼吸过程图解，请依图回答问题：

（1）写出1、2、3、4所代表的物质名称：

1 ① ；2 ② ；3 ③ ；4 ④ 。

（2）写出5、6、7所代表的能量的多少 (“大量能量”或“少量能量”)：5 ① ；6 ② ；7 ③ 。

(3)有氧呼吸第一阶段的产物有 ① ，场所是

② ，第二阶段的产物有 ③ ，场所是

④ ，第三阶段的产物有 ⑤ ，场所是

⑥

。

（4）有氧呼吸中吸入的氧首先进入那种物质中？ ① 。

2.(1)①丙酮酸②[H]③H2O④CO2(2)①少量能量②少量能量③大量能量(3)①丙酮酸、[H]、ATP②细胞质基质③CO2、[H]、ATP④线粒体基质⑤H2O、ATP⑥线粒体内膜（4）①水中

三、无氧呼吸

1.根据下图回答问题：

（1）无氧呼吸的场所是 ① ，图中物质1和2分别是 ② 。

（2）B、C途径不同的原因是 ① ；人体内无氧呼吸的途径是 ② ，反应式是 ③ ；酵母菌无氧呼吸的途径是 ④ ，反应式是

⑤ 。

三、1.（1）①细胞质基质②丙酮酸、C2H5OH和CO2（2）①细胞内所含酶不同②AB③C6H12O6

2C3H6O3+能量④AD⑤C6H12O6 2C2H5OH+2CO2+能量（3）①②所具有的酶不同

2.有氧呼吸和无氧呼吸的比较

有氧呼吸 无氧呼吸

不同点 场所 ① ②

是否需氧 ③ ④

产物 ⑤ ⑥

释放能量 ⑦ ⑧

相同点 联系 第一阶段相同，以后不同

实质 分解有机物，释放 ⑨ ，产生 ⑩

2.①细胞质基质和线粒体②细胞质基质③需氧④不需氧⑤H2O和CO2⑥C3H6O3（乳酸）、C2H5OH（酒精）和CO2⑦多⑧少⑨能量⑩ATP

四、细胞呼吸原理的应用

1.农业上中耕松土的目的是 ① ；酿酒时要先通气后密封，通气的目的 ② ，密封的目的是 ③ ；用双氧水清理伤口的目的是 ④ 。

四、1.①使根细胞进行充分的有氧呼吸，从而有利于根系的生长和对无机盐的吸收②让酵母菌进行有氧呼吸并大量繁殖③让酵母菌在无氧条件下进行酒精发酵④抑制厌氧型病原菌的繁殖和杀菌

2.粮食贮藏需要的条件是 ① ；蔬菜、水果贮藏的条件是 ② 和适宜的 ③ ；温室内一般是白天适当提高温度，夜间适当降低温度，夜间适当降低温度 酶

2

酶 O2

4 H2O

7 6

3 1 5

2 酶 C6H12O1 乳酸

C6H12O6 A

C B

2

酶 酶 的原因是 ④ 。

2.①（零上）低温、低氧和干燥②（零上）低温、低氧③湿度④降低植物细胞呼吸的强度，减少有机物的消耗

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《细胞呼吸类型的判断》

一、根据C02的释放量和02的消耗量判断

在以C6H1206为呼吸底物的情况下，CO2的释放量和O2的消耗量是判断细胞呼吸类型的重要依据，方法如下：

（一）呼吸过程中始终不消耗O2，则呼吸方式一定是无氧呼吸。

1.无CO2释放时，细胞只进行产生乳酸的无氧呼吸，此种情况下，容器内气体体积不发生变化，如马铃薯块茎的无氧呼吸。

2.有CO2释放时，细胞只进行产生酒精的无氧呼吸，此种情况下容器内气体体积可增大，如酵母菌的无氧呼吸。

（二）若呼吸过程中消耗了O2，肯定存在有氧呼吸，那么是否存在无氧呼吸呢？这要看释放的二氧化碳与消耗的氧气体积之间的关系。

1.当释放的CO2与消耗的O2体积相等（CO2/O2＝1）时：

(1) 若该生物为高等植物，其细胞呼吸方式为有氧呼吸；

(2) 若该生物为高等动物，其细胞呼吸方式有两种可能性：一，只为有氧呼吸；二，既进行了有氧呼吸，又进行了产生乳酸的无氧呼吸。此时可根据各种反应的反应式及所消耗的O2与分解的C6H12O6的数量关系进行判断：

有氧呼吸：C6H12O6+6H2O+6O2→6CO2+12H2O+能量

高等动物无氧呼吸：C6H12O6→2C3H6O3（乳酸）+能量

①若C6H12O6与O2的物质的量关系为1：6，则为第一种情况；

②若C6H12O6与O2的物质的量关系大于1：6，则为第二种情况。

2.当释放的CO2大于消耗的O2体积（CO2/O2>1）时：

细胞同时进行产生酒精的无氧呼吸和有氧呼吸两种方式。此种情况下，判断哪种呼吸方式占优势，可根据反应式及CO2/O2做如下分析:

有氧呼吸：C6H12O6+6H2O+6O2→6CO2+12H2O+能量

无氧呼吸：C6H12O6→2C2H5OH（酒精）+CO2+能量

①当CO2/O2=4/3时，有氧呼吸与无氧呼吸消耗葡萄糖的速率相等；

②当3/4>CO2/O2>1时，有氧呼吸比无氧呼吸强；