2019_2020学年高中生物5.3.1ATP的主要来源——细胞呼吸（一）学案新人教版.docx

第1课时ATP的主要来源细胞呼吸(一)课前自主预习案一、探究酵母菌细胞呼吸的方式1酵母菌作为实验材料的原因酵母菌在有氧和无氧的条件下都能生存，属于兼性厌氧菌。2不同条件下的装置填图(1)有氧条件装置：(2)无氧条件装置：3检测细胞呼吸产物所用试剂与现象填表检测产物所用试剂实验现象二氧化碳澄清的石灰水变混浊溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄酒精(酸性)重铬酸钾溶液橙色变成灰绿色4.结论酵母菌的呼吸方式：有氧呼吸和无氧呼吸。二、有氧呼吸1主要场所线粒体据图填空(1)写出序号代表的结构名称：外膜；内膜形成的嵴；线粒体基质。(2)与有氧呼吸有关的酶分布在：。(3)线粒体的分布：集中在代谢旺盛的部位。2化学反应式C6H12O66H2O6O26CO212H2O能量3物质转化过程填图4能量转化判断有关叙述的正误(1)在探究酵母菌细胞呼吸的方式实验中，必须保证酵母菌是新鲜的、有活性的()(2)重铬酸钾溶液可以直接和酒精发生化学反应变成灰绿色()(3)有氧呼吸的过程只发生在线粒体内()(4)有氧呼吸三个阶段所需要的酶是相同的()(5)有氧呼吸释放的能量全部用于合成ATP()(6)有氧呼吸既产生水也消耗水()(7)有氧呼吸第一、二阶段产生的H全部用于第三阶段()(8)酵母菌细胞既能进行有氧呼吸，又能进行无氧呼吸()(9)线粒体基质中含有少量的DNA和RNA()(10)有氧呼吸的三个阶段都产生能量，但产生的量不同()答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7) (8)(9)(10)课堂互动探究案【课程标准】 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探究酵母菌的呼吸方式【素养达成】 1通过探究实验，分析、概述酵母菌细胞呼吸的方式，并理解细胞呼吸的概念。(生命观念) 2结合教材P93图58，描述线粒体的结构。(科学思维)3结合教材图文，概述有氧呼吸的三个阶段，在此基础上概括有氧呼吸的概念。(生命观念)翱翔的飞机需要发动机燃烧油料来提供能量，这一过程中，油料在发动机内剧烈燃烧，需要消耗氧气，产生二氧化碳，同时产生大量的能量推动发动机运转。生物体的生命活动也需要消耗能量，这些能量来自于有机物的氧化分解，也就是细胞呼吸。细胞呼吸和燃烧有什么区别？它的过程又是怎样的呢？探究点一探究酵母菌细胞呼吸的方式【师问导学】下图是探究酵母菌细胞呼吸方式的实验装置，请分析：1本实验的自变量和因变量分别是什么？甲、乙装置中是如何控制自变量的？答案：自变量是氧气的有无，因变量为是否有CO2和酒精的产生。甲中用橡皮球或者气泵充气的目的是保证A瓶中有氧气存在，乙中B瓶密封是保证无氧环境。2图甲中质量分数为10%的NaOH溶液的作用是什么？答案：NaOH与空气中的CO2反应生成Na2CO3和H2O，保证了通入酵母菌培养液的气体中不含CO2，避免对实验结果造成干扰。3B瓶装好后，要过一段时间再连接装有澄清石灰水的锥形瓶，这是为什么？答案：B瓶封口后，锥形瓶内的空气中有氧，酵母菌开始进行有氧呼吸，也产生CO2。所以，要过一段时间，等B瓶中的氧气消耗完以后，再将产生的气体通入澄清石灰水，保证通入澄清石灰水中的是无氧呼吸产生的CO2。4A装置中用气泵间歇性地通入空气的目的是什么？答案：保证酵母菌有充足的氧气，以进行有氧呼吸。5产物检测(1)酒精的鉴定：橙色的重铬酸钾溶液，在酸性条件下与乙醇(俗称酒精)发生化学反应，变成灰绿色。(2)CO2的鉴定：CO2可使澄清石灰水变混浊，也可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄。6结果分析(1)甲、乙装置中的澄清石灰水都变混浊，但是甲装置石灰水变混浊的程度大。说明酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸产生二氧化碳，但是有氧条件下产生的二氧化碳更多些。(2)从A、B中各取少量培养液分别注入1、2号两支试管中，再分别加入0.5 mL含有重铬酸钾的浓硫酸溶液，振荡后发现1号试管不变色，2号试管变成灰绿色。这说明酵母菌在无氧条件下会产生酒精。7实验结论：酵母菌的细胞呼吸有两种方式：有氧呼吸和无氧呼吸。【智涂笔记】对比实验和对照实验对比实验是指设置两个或两个以上的实验组，通过对结果的比较分析，来探究某种因素与实验对象的关系，这样的实验叫做对比实验。对比实验不设对照组，均为实验组(或互为实验组和对照组)，是对照实验的一种特殊形式，即相当于“相互对照实验”。小贴士：重铬酸钾可以检测有无酒精存在，这一原理可以用来检测汽车司机是否喝了酒。具体做法是：让司机呼出的气体直接接触到载有用硫酸处理过的重铬酸钾或三氧化铬的硅胶(两者均为橙色)，如果呼出的气体中含有酒精，重铬酸钾或三氧化铬就会变成灰绿色的硫酸铬。酵母菌在有氧呼吸和无氧呼吸过程中均会产生CO2，故不能依据是否有CO2产生来判断酵母菌的细胞呼吸类型，但可以以CO2产生的速率作为检测指标。【师说核心】1实验原理2实验步骤3实验现象条件澄清石灰水的变化/出现变化的快慢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4.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)在有氧条件下产生CO2多而快，在无氧条件下产生酒精和CO2。【检测反馈】1如图为“探究酵母菌的呼吸方式”的实验装置，有关叙述正确的是()A该实验需设置有氧和无氧两种条件的对比实验，其中乙组作为对照组B若向b瓶和d瓶中加入酸性重铬酸钾溶液，则d瓶内的溶液会变黄C可根据溴麝香草酚蓝水溶液变黄的时间长短，来检测CO2的产生速率D若c瓶和e瓶中溶液都变混浊，不能据此判断酵母菌的呼吸方式解析：该实验需设置有氧和无氧两种条件的对比实验，甲、乙组互为对照组，A错误；若向b瓶和d瓶中加入酸性重铬酸钾溶液，由于只有无氧呼吸才会产生酒精，所以d瓶内的溶液会变灰绿色，B错误；由于CO2能使溴麝香草酚蓝水溶液变黄，所以可根据溴麝香草酚蓝水溶液变黄的时间长短，来检测CO2的产生速率，C正确；酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸都能产生二氧化碳，但产生的量不等，所以可以根据浑浊程度判断酵母菌的呼吸方式，D错误。故选C。答案：C2下图中所示烧杯内装有含酵母菌的葡萄糖溶液，试管中装有澄清的石灰水，两日后发现石灰水变混浊并有沉淀产生。对这一现象的正确解释是()A大气中的CO2进入试管内B酵母菌进行光合作用时放出CO2C酵母菌进行无氧呼吸时放出CO2D酵母菌进行有氧呼吸时放出CO2解析：CO2能够与Ca(OH)2发生反应生成CaCO3，使澄清的石灰水变混浊；酵母菌是真菌，不能进行光合作用；烧杯被石蜡密封，因此酵母菌主要进行无氧呼吸，CO2就产生于无氧呼吸过程。答案：C探究点二有氧呼吸的过程【师问导学】对于绝大多数生物来说，有氧呼吸是细胞呼吸的主要方式，下图是细胞内有氧呼吸的过程示意图，结合该图分析下面的问题：1线粒体线粒体具有双层膜。3内膜向内腔折叠形成2嵴，大大增加膜的面积。线粒体内充满了液态的4基质，线粒体的内膜和基质中含有许多种与有氧呼吸有关的酶。2结合图解，对有氧呼吸的三个阶段进行归纳，完成下表。阶段场所反应物产物释放能量第一阶段细胞质基质葡萄糖丙酮酸、H少量第二阶段线粒体基质丙酮酸、H2OCO2、H少量第三阶段线粒体内膜H、O2H2O大量3.1 mol葡萄糖在体内彻底氧化分解共释放出2 870 kJ的能量，其中有1 161 kJ的能量储存在ATP中，其余的能量以热能的形式散失，以维持体温的恒定。那么，1 mol葡萄糖通过有氧呼吸的能量转换效率是40.45%。4根据有氧呼吸和物质燃烧的异同，完成下表。有氧呼吸物质燃烧反应条件温和条件，需要酶催化点燃能量释放程度缓慢释放剧烈释放是否生成ATP是否5.根据反应式概括有氧呼吸的概念：有氧呼吸是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。【智涂笔记】名师点拨关注细胞呼吸过程中的两个易误点(1)有氧呼吸的反应式中箭头不能写成等号，能量不能写成ATP。(2)葡萄糖是有氧呼吸最常利用的物质，但不是唯一的物质。(3)H是一种十分简化的表示方式，这一过程实际上是氧化型辅酶I(NAD)转化成还原型辅酶I(NADH)。(4)有氧呼吸的三个阶段都需要不同的酶来催化。(5)原核生物没有线粒体，但是也可进行有氧呼吸，场所是细胞质基质和细胞膜。(6)产生CO2的不只是有氧呼吸，酒精发酵过程中也有CO2的产生。(7)有氧呼吸过程中产生的水和反应物中的水其来源和去向不同，所以不是同一分子的水。【师说核心】1过程图解2过程分析(1)有氧呼吸中氧元素的来源和去路：C6H12O66O26H2O6CO212H2O能量(2)反应物和产物：CO2是在第二阶段产生的，是由丙酮酸和水反应生成的，场所是线粒体基质。O2参与了第三阶段，H和O2结合生成水，所以细胞呼吸产生的水中的氧元素来自O2，场所是线粒体内膜。有氧呼吸过程中的反应物和生成物中都有水，反应物中的水用于第二阶段和丙酮酸反应，生成物中的水是有氧呼吸第三阶段H和O2结合生成的。(3)细胞呼吸中H和ATP的来源和去路：来源去路H有氧呼吸：C6H12O6和H2O无氧呼吸：C6H12O6有氧呼吸：与O2结合生成水无氧呼吸：还原丙酮酸ATP有氧呼吸：三个阶段都产生无氧呼吸：只在第一阶段产生用于各项生命活动(4)能量代谢：有氧呼吸三个阶段都释放能量产生ATP，而无氧呼吸只在第一阶段释放能量产生ATP。细胞呼吸释放的能量大部分以热能散失，少部分转移到ATP中。【检测反馈】1如图为线粒体的结构示意图，其中不可能发生的反应是()A处发生有氧呼吸第二阶段B处产生ATPC处产生CO2D处发生H与O2的结合反应解析：分析示意图可知，分别表示线粒体内外膜间隙、线粒体基质和内膜。有氧呼吸的第二阶段发生在场所，该过程有CO2产生，而H与O2的结合反应在上完成。物质氧化分解过程不能在处进行，处也不能产生ATP。答案：B2下图表示有氧呼吸过程，下列有关说法正确的是()A中数值最大的是B代表的物质名称是氧气C线粒体能完成图示全过程D原核生物能完成图示全过程解析：是有氧呼吸的第三阶段释放的能量，有氧呼吸第三阶段释放的能量最多，A错误；是第二阶段的反应物水，不是氧气，B错误；有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体，线粒体只能完成有氧呼吸的第二阶段和第三阶段，C错误；原核生物如蓝藻，能完成有氧呼吸过程，D正确。答案：D3提取鼠肝细胞的线粒体作为实验材料，向盛有线粒体的试管中注入丙酮酸时，测得氧的消耗量较大；当注入葡萄糖时，测得氧的消耗量较小，同时注入细胞质基质和葡萄糖时，氧消耗量又较大。下列叙述中与实验结果不符合的是()A有氧呼吸中，线粒体内进行的是第二、三阶段B在线粒体内能分解丙酮酸，不能分解葡萄糖C葡萄糖只能在细胞质基质内被分解成丙酮酸D水是在细胞质基质中生成的解析：由题意可知，向盛有线粒体的试管中注入丙酮酸时，测得氧的消耗量较大；说明由丙酮酸和氧参与的第二、三阶段是在线粒体内进行的，A正确；当注入葡萄糖时，测得几乎不耗氧，说明线粒体内能分解丙酮酸，不能分解葡萄糖，B正确；同时注入细胞质基质和葡萄糖时，氧消耗量又较大，说明葡萄糖只能在细胞质基质内被分解成丙酮酸，C正确；本实验无法证明