高考生物大一轮复习第三单元细胞的能量供应和利用第8讲细胞呼吸学案

《细胞呼吸》预习案【使用说明】1.研读资料P39-94内容，完成基础知识引导，请同学们在自主预习时间内用30分钟完成；2.分层完成，A层全部完成并梳理知识结构，B层全部完成，标“★”题目C层选做；3.依据自学指导将预习中遇到的疑难问题用红笔标识出来，以准备课上小组探究、突破；4.小组长职责：引导小组各层成员按时完成任务，人人达标。

【学习目标】1. 扎实记忆细胞呼吸的过程，理解细胞呼吸的原理在生产和生活中的应用；熟练掌握进行酵母菌细胞呼吸方式的探究。

2. 自主学习，合作探究，总结细胞呼吸相关的计算方法；3. 激情投入，体验探究过程，享受学习的快乐。

【自学引导】1、细胞呼吸是指有机物在细胞内经过一系列的，生成，释放出能量并生成的过程。

细胞呼吸可以分为、两种类型,对绝大多数生物来说，是细胞呼吸的主要形式。

2、有氧呼吸：细胞在氧的参与下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物氧化分解，反应式：3、无氧呼吸：细胞在条件下，通过酶的催化作用，把糖类等有机物分解为的氧化产物，同时释放能量生成 ATP的过程。

（1）场所：（2）反应式：实例：反应式：实例：4、探究酵母菌细胞的呼吸方式：1、实验原理（1）酵母菌是一种单细胞真菌,在有氧和无氧的条件下都可以生存, 属于兼性厌氧菌。

（2）CO2的检测方法：CO2使澄清石灰水变浑浊；CO2使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄（3）酒精的检测：橙色的溶液在条件下与酒精发生反应，变成。

2、作出假设：酵母菌在有氧情况下进行有氧呼吸，产生CO2，在无氧情况下进行无氧呼吸，产生CO2和酒精。

3、设计实验（1）配制酵母菌培养液（等量原则）置于A、B锥形瓶（2）组装有氧呼吸和无氧呼吸装置图，放置在25-35 ℃的环境下培养8-10小时。

（绘制装置图）（3）检测CO2的产生（4）检测酒精的产生①取2支试管编号②各取A、B锥形瓶酵母菌培养液的滤液2毫升，注入试管③分别滴加0.5毫升重铬酸钾--浓硫酸溶液，轻轻振荡、混匀，观察、记录4、实验结果预测1.酵母菌在有氧和无氧情况下均产生了CO2，能使澄清石灰水变浑浊。

第3单元细胞的能量供应和利用第8讲酶和ATP考试说明 1.酶在代谢中的作用(Ⅱ)。

2.ATP在能量代谢中的作用(Ⅱ)。

3.实验:探究影响酶活性的因素。

点一酶的本质、作用和特性1.酶的本质及作用(1)本质与作用(2)作用机理: 化学反应的活化能。

图3-8-1①无酶催化的反应曲线是,有酶催化的反应曲线是。

②ca段的含义是在无催化剂的条件下,反应所需要的活化能;ba段的含义是酶。

③若将酶催化改为无机催化剂催化该反应,则b点在纵轴上将移动。

2.酶本质的探索(连一连)②李比希③毕希纳④萨姆纳⑤切赫和奥特曼其中物质b.少数RNA也具有生物催化功能c.从酵母细胞中提取引起发酵的物质酿酶d.从刀豆种子中提取出脲酶(第一个), 证明脲酶的化学本质是蛋白质,其作用是分解尿素e.糖类变酒精必须有酵母活细胞参与3.酶的特性(1) :酶的催化效率大约是无机催化剂的107~1013倍。

(2)专一性:每一种酶只能催化化学反应。

(3)作用条件较温和:高温、过酸、过碱都会使酶的遭到破坏,使酶永久失活;低温时,酶的活性减弱,但不会失活。

理性思维[模型与建模]甲、乙两种酶用同一种蛋白酶处理,酶活性与处理时间的关系如图3-8-2所示,请思考:图3-8-2(1)甲、乙两种酶的化学本质是否相同?(2)乙酶活性改变的机制是什么?科学探究下列是与酶相关的实验,请仔细分析并思考:实验目的及结论①②分别是什么?1.酶的高效性图3-8-3(1)由曲线可知:酶比无机催化剂的催化效率更高。

(2)酶只能缩短达到化学平衡所需的时间,不改变化学反应的平衡点。

因此,酶不能改变最终生成物的量。

2.酶的专一性(1)物理模型图3-8-4①图中A表示酶,B表示被催化的底物,E、F表示B被分解后产生的物质,C、D表示不能被酶催化的物质。

②酶和被催化的反应物分子都有特定的结构。

(2)曲线模型图3-8-5①在A反应物中加入酶A,反应速率较未加酶时明显加快,说明酶A能催化底物A的反应。

第5课时细胞呼吸——能量的转化和利用课标要求说明细胞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。

考点一细胞呼吸的方式和过程1．有氧呼吸(1)概念：指细胞在氧的参与下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等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。

(2)过程(3)写出有氧呼吸总反应式(标出氧元素的来源与去向)。

(4)能量转换：葡萄糖中稳定的化学能转化为ATP中活跃的化学能和热能。

提醒①有氧呼吸的场所并非只是线粒体；真核细胞有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体；原核细胞无线粒体，有氧呼吸在细胞质和细胞质膜上进行。

②无氧呼吸过程中，葡萄糖中的能量主要储存在乳酸或酒精中；而彻底氧化分解释放的能量主要以热能的形式散失了。

③科学家就线粒体的起源，提出了一种解释：有一种真核细胞吞噬了原始的好氧细菌，二者在共同繁衍的过程中，好氧细菌进化为宿主细胞内专门进行细胞呼吸的细胞器。

2．无氧呼吸(1)概念：是指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和CO 2，或分解成乳酸等物质，同时释放较少能量的过程。

(2)场所：全过程都是在细胞质基质中进行的。

(3)过程第一阶段葡萄糖――→酶丙酮酸＋[H]＋少量能量第二阶段产乙醇[H]＋丙酮酸――→酶乙醇＋CO 2大多数植物、酵母菌等产乳酸[H]＋丙酮酸――→酶乳酸高等动物、马铃薯块茎、甜菜块根、乳酸菌等(4)产物不同的原因①直接原因：酶不同。

②根本原因：基因不同或基因的选择性表达。

(1)源于必修1P 94正文：细胞呼吸过程中产生的[H]是还原型辅酶Ⅰ(NADH)的简化表示方法。

(2)必修1P 94“知识链接”柠檬酸循环是三大营养物质(糖、脂肪、蛋白质)分解代谢的最终共同途径，这三大营养物质经过分解代谢都先生成乙酰辅酶A ，乙酰辅酶A 进入柠檬酸循环彻底氧化生成CO 2和H 2O ，释放能量用于ATP 合成。

单元能力提升对应学生用书P066[技法集中营]酶实验的三种设计方法1．试剂检测法——鉴定酶的本质(1)设计思路从酶的化学本质上来讲，绝大多数的酶是蛋白质，少数的酶是RNA。

在高中教材中常见的一些酶，如淀粉酶、蛋白酶等，其本质都是蛋白质，所以对酶本质的鉴定常常是变相地考查蛋白质的鉴定方法。

因此，使用双缩脲试剂产生紫色反应的鉴定方案即可。

(2)设计方案2．对比法——验证酶的高效性和专一性(1)验证酶的高效性①设计思路验证酶高效性的方法是“对比法”，即通过对不同类型催化剂(主要是与无机催化剂作比较)催化底物反应速率进行比较，得出结论。

②设计方案③实验操作(2)验证酶的专一性①设计思路验证酶专一性的方法也是“对比法”，常见的有两种方案：底物相同但酶不同或底物不同但酶相同，最后通过观察酶促反应能否进行得出结论。

②设计方案3.梯度法——探究酶的最适温度和最适pH(1)设计思路常用“梯度法”来探究酶的最适温度(或pH)，设计实验时需设置一系列不同温度(或pH)的实验组进行相互对照，最后根据实验现象得出结论：酶促反应时间最短的一组所处的温度(或pH)即最适温度(或pH)。

相邻组间的差值(即梯度值)越小，测定的最适温度(或pH)就越精确。

特别注意：在设计实验过程中，根据“单一变量原则”，除自变量(如温度或pH等)成等差数列相互对照外，其他所有无关变量都必须相同且适宜(包括材料的大小、质量、生长状况等)。

(2)设计方案呼吸熵问题全突破呼吸熵，又称呼吸系数，是表示呼吸底物的性质和氧气供应状态的一个指标。

植物组织在一定时间内，放出二氧化碳的摩尔数与吸收氧气的摩尔数的比值叫做呼吸熵(简称RQ)，呼吸熵能够说明呼吸作用的底物性质，但受氧气供应状态影响较大，因此由同一种现象可能得出不同的结论。

分析和研究呼吸熵，有利于解决关于呼吸作用的很多问题，所以呼吸熵是高考命题的切入点之一。

1．呼吸熵测定装置实验原理：在该呼吸熵测定装置中，装置1中加入NaOH 溶液的目的是吸收二氧化碳，根据着色液滴移动的刻度可测出呼吸作用消耗的氧气的体积。

一、教学目标：1. 理解细胞呼吸的概念和意义。

2. 掌握有氧呼吸和无氧呼吸的过程、产物和能量释放。

3. 能够运用细胞呼吸的知识解释生活中的实际问题。

二、教学内容：1. 细胞呼吸的概念和类型。

2. 有氧呼吸的过程、产物和能量释放。

3. 无氧呼吸的过程、产物和能量释放。

4. 细胞呼吸的应用。

三、教学重点与难点：1. 教学重点：细胞呼吸的概念、类型、过程和应用。

2. 教学难点：有氧呼吸和无氧呼吸的具体过程及其能量释放。

四、教学方法与手段：1. 采用问题驱动的教学方法，引导学生主动探究细胞呼吸的知识。

2. 使用多媒体课件，生动展示细胞呼吸的过程和实例。

3. 通过小组讨论、实验等方式，增强学生的实践操作能力和团队合作能力。

五、教学过程：1. 引入：通过生活中的实例，如运动员运动过程中的能量供应，引出细胞呼吸的概念。

2. 讲解：讲解细胞呼吸的类型、过程和能量释放，重点阐述有氧呼吸和无氧呼吸的区别。

3. 实践：组织学生进行实验，观察细胞呼吸的产物和能量释放。

4. 应用：引导学生运用细胞呼吸的知识解释生活中的实际问题，如发酵过程、粮食保存等。

6. 作业：布置相关练习题，巩固所学知识。

六、教学评估：1. 课堂问答：通过提问的方式，检查学生对细胞呼吸概念的理解和掌握。

2. 实验报告：评估学生在实验中的观察、操作和分析能力。

3. 作业完成情况：检查学生对细胞呼吸过程、产物和能量释放的掌握。

七、教学拓展：1. 细胞呼吸与人类健康：介绍细胞呼吸与运动、饮食等生活方式的关系。

2. 细胞呼吸与环境保护：探讨细胞呼吸在生物降解、污水处理等方面的应用。

八、教学资源：1. 教材：新人教版高中生物必修教材。

2. 多媒体课件：细胞呼吸的过程、实例和图表。

3. 实验器材：如酵母菌、澄清石灰水等。

九、教学建议：1. 在讲解细胞呼吸过程中，结合实例和生活实际，提高学生的学习兴趣。

2. 加强实验教学，培养学生的实践操作能力和观察分析能力。

3. 引导学生开展小组讨论，提高团队合作能力和沟通能力。

第8课细胞呼吸的原理和应用课程标准要求学业质量水平2.2.4 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实验：探究酵母菌的呼吸方式1.通过归纳和概括，阐明有氧呼吸和无氧呼吸的概念，并能尝试构建有氧呼吸过程的模型，进而以物质和能量观，说出细胞呼吸过程中物质和能量的变化。

(生命观念科学思维)2.学会探究酵母菌的细胞呼吸方式的方法。

(科学探究)3.根据细胞呼吸原理，指导生产和生活。

(社会责任)一、探究酵母菌细胞呼吸的方式1．实验原理2．实验步骤(1)配制酵母菌培养液(酵母菌＋葡萄糖溶液)。

(2)检测CO2的产生，装置如图所示：(3)检测酒精的产生：自A、B中各取2 mL酵母菌培养液的滤液，分别注入编号为1、2的两支试管中→分别滴加0.5 mL 溶有0.1 g重铬酸钾的浓硫酸溶液→振荡并观察溶液的颜色变化。

3．实验现象条件澄清石灰水的变化/出现变化的时间重铬酸钾—浓硫酸溶液甲组(有氧) 变混浊/快无变化乙组(无氧) 变混浊/慢出现灰绿色(1)酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸。

(2)酵母菌在有氧条件下进行细胞呼吸产生CO2多而快，在无氧条件下进行细胞呼吸产生酒精和CO2。

二、细胞呼吸的概念、方式与过程1．细胞呼吸：指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他产物，释放能量并生成ATP的过程。

2．有氧呼吸(1)概念：指细胞在氧的参与下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生二氧化碳和水，释放能量，生成大量ATP的过程。

(2)过程(3)写出有氧呼吸总反应式(标出氧元素的来源与去向)：。

3．无氧呼吸(1)反应式①C 6H 12O 6――→酶2C 3H 6O 3(乳酸)＋少量能量(如乳酸菌)。

②C 6H 12O 6――→酶2C 2H 5OH(酒精)＋2CO 2＋少量能量(如酵母菌)。

(2)场所：细胞质基质。

(3)代表生物①动物及植物中马铃薯块茎、甜菜根、玉米胚等的细胞，其无氧呼吸与乳酸菌(填“乳酸菌”或“酵母菌”)相同。

第三单元 细胞的能量供应和利用1.2．结合上图分析较强光照下，放射性元素的转移过程[对点落实]1．下列是几个放射性同位素示踪实验，对其结果的叙述错误的是( )A ．提供15N 标记的氨基酸给细胞，粗面内质网上的核糖体和游离核糖体均可能出现放射性B．给水稻提供14CO2，则14C的转移途径大致是：14CO2→14C3→(14CH2O)C．给水稻提供C18O2，则产生18O2必须依次经历光合作用、有氧呼吸、再一次光合作用D．小白鼠吸入18O2，则在其尿液中可以检测到H182O，呼出的二氧化碳也可能含有18O 解析：选C 粗面内质网上的核糖体和游离的核糖体都是将氨基酸合成蛋白质的场所；光合作用暗反应中C原子的转移途径是CO2→C3→(CH2O)；给水稻提供C18O2，经光合作用会产生H182O，H182O再参与光反应即可产生18O2；小白鼠只能进行呼吸作用，吸入18O2后，经有氧呼吸第三阶段可产生H182O，H182O参与有氧呼吸第二阶段，可以产生C18O2。

2．(2016·浙江高考)下面是关于植物光合作用的问题。

请回答：(1)光反应发生在叶绿体的____________中，H2O在光反应中裂解为___________。

(2)若以14CO2作为光合作用的原料，在卡尔文循环中首先出现含14C的三碳化合物是________。

该三碳化合物在NADPH的氢和ATP的______________等物质存在的情况下，被还原为三碳糖磷酸。

(3)给某植物提供C18O2和H2O，释放的氧气中含有18O。

氧气中含有18O是由于________________________________________________________________________，H182O又作为原料参与了光合作用之故。

(4)植物光合作用光饱和点可通过测定不同________下的光合速率来确定。

在一定条件下，某植物在温度由25 ℃降为5 ℃的过程中光饱和点逐渐减小，推测该植物在光照充足时的光合作用最适温度________(选填：＜、≤、＝、≥、＞)25 ℃。

第三单元细胞的能量供应和利用第8讲细胞呼吸考点一：细胞呼吸方式的探究实验1．实验原理(1)酵母菌：酵母菌是一种菌，其代谢类型型，可用于研究细胞呼吸的不同方式。

(2)细胞呼吸产物的检测①CO2的检测②酒精的检测：在酸性条件下，色的重铬酸钾溶液会与酒精发生化学反应，变成色。

2.实验步骤(1)配制酵母菌培养液。

(2)设计对比实验①图甲中空气先通过NaOH溶液的目的是②图乙中B瓶先密封放置一段时间后，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶的目的是。

3.产物检测与实验现象条件澄清的石灰水的变化/出现变化的时间重铬酸钾—浓硫酸溶液甲组(有氧) 变混浊/快无变化乙组(无氧) /4.实验结论思考①为什么通入甲A瓶的空气中不能含有CO2②乙B瓶应封口放置一段时间，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶的目的是？③本实验是否属于对比实验？什么叫对比实验？[例]在科学研究中常用呼吸熵(RQ＝释放二氧化碳体积/消耗的氧气体积)表示生物用于有氧呼吸的能源物质的不同。

测定发芽种子呼吸熵的装置如图。

关闭活塞，在25 ℃下经20 min 读出刻度管中着色液移动距离。

设装置1和装置2的着色液分别向左移动x mm和y mm。

x 和y值反映了容器内气体体积的减少量(装置1的小瓶中NaOH溶液用于吸收呼吸产生的CO2)。

请回答下列问题：(1)若测得x＝180 mm，y＝50 mm，则该发芽种子的呼吸熵是________(保留两位小数)。

假设发芽种子仅进行有氧呼吸，根据呼吸熵数值可以推测有氧呼吸分解的有机物中除________以外还有其他有机物。

(2)为使测得的x和y值更精确，还应再设置对照装置，对照装置的容器和小瓶中分别放入等量死的发芽种子和蒸馏水，设置对照装置的目的是_____________________________________。

(3)假设发芽种子呼吸消耗的有机物全部为葡萄糖，在25 ℃下经20分钟读出刻度管中着色液移动距离x＝300 mm，y＝－100 mm(装置2着色液向右移动了100 mm)，则可推断有氧呼吸消耗的葡萄糖与无氧呼吸消耗的葡萄糖的比例是________。

高三生物一轮复习第三单元细胞的能量供应和利用学案新人教版必修1[考纲考频]1.酶在代谢中的作用(Ⅱ)(3年16考)2.实验：探究影响酶活性的因素(3年6考)3．ATP在能量代谢中的作用(Ⅱ)(3年3考)1．酶的作用：酶在细胞代谢中起催化作用。

2．酶的作用机理(1)活化能：分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量。

(2)作用机理：降低化学反应的活化能。

3．酶的本质和特性(1)酶本质的探索历程(2)酶的本质酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数是蛋白质，少数是RNA。

(3)酶的特性[连线][思考] 酶与无机催化剂相比有哪些相同之处？提示：①化学反应前后酶的数量和性质不变；②加快化学反应速率，缩短达到平衡的时间，但不改变平衡点；③都能降低化学反应的活化能。

1．酶的作用原理酶与无机催化剂降低化学反应活化能的比较(如图)(1)没有催化剂催化的反应曲线是③。

(2)无机催化剂催化的反应曲线是②。

(3)有酶催化的反应曲线是①。

(4)由三条曲线可看出：发生化学反应所需的活化能：曲线③>曲线②>曲线①。

(5)无论是否有催化剂催化，反应的最终结果是不变的。

2．酶的高效性实验3．酶的专一性实验(1)方案一：用同一种酶催化两种不同的底物①⎩⎪⎨⎪⎧淀粉 非还原糖 ――→淀粉酶麦芽糖 还原糖 蔗糖 非还原糖 ――→淀粉酶蔗糖 ②用淀粉酶分别作用于淀粉和蔗糖后，再用斐林试剂鉴定，根据是否有砖红色沉淀生成来判断淀粉酶是否对二者都有催化作用，从而探索酶的专一性。

(2)方案二：用两种不同的酶催化同一种底物①⎩⎪⎨⎪⎧ 淀粉 非还原糖 ――→淀粉酶麦芽糖 还原糖 淀粉 非还原糖 ――→蔗糖酶淀粉②分别用淀粉酶和蔗糖酶作用于淀粉后，再用斐林试剂鉴定，根据是否有砖红色沉淀生成来判断哪一种酶将淀粉催化水解为还原糖，从而探索酶的专一性。

共性 在生物体内均属高效能物质，即含量少、作用大、生物代谢不可缺少(1)在适宜条件下，酶在细胞内、外和生物体内、外均可发挥催化作用。