细胞呼吸学案及作业.doc

高 一 生 物 教 学 案必修1第5章：细胞的能量供应和利用第3节：ATP的主要来源细胞呼吸考纲要求1理解细胞呼吸的概念、方式。2掌握有氧呼吸的概念、过程及特点。3理解无氧呼吸的概念、过程及与有氧呼吸的异同点。4应用细胞呼吸的原理解决生产实践中的具体问题。导学提纲 一、细胞呼吸的概念 生物体内的有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成 或其他产物，并且释放出 并生成 的总过程。二、细胞呼吸的方式 1酵母菌在 和 的条件下都能进行细胞呼吸。在有氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生大量的二氧化碳和 ；在无氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生二氧化碳和 。 2有氧呼吸： 场所： 和线粒体 如图表示线粒体的亚显微结构示意图。请据图分析回答：(1)线粒体由4 和 包被形成。其中后者向内腔折叠形成 ，从而扩大了 的附着面积。 (2)线粒体是 的主要场所，其中有关的酶分布在3 和1 中。(3)线粒体广泛存在于 细胞中。从数量来看， 的细胞中往往含量较多；从分布来看，细胞内部 的部位往往分布的较多。(4)并不是所有的细胞都具有线粒体。在下列细胞中，没有线粒体的是 ，能够进行有氧呼吸的是 A乳酸菌 B念珠藻 C衣藻 D变形虫 E蛔虫 F人的红细胞概念：有氧呼吸是指细胞在 的参与下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物彻底 ，产生出二氧化碳和水，释放能量，生成大量 的过程。反应式： 。能量释放：1mol葡萄糖彻底氧化分解后，共释放出 kJ的能量，其中储存在ATP中的大约有 kJ，其余的能量都以热能的形式散失掉了。3无氧呼吸： 概念：无氧呼吸一般是指细胞在 的条件下，通过酶的催化作用，把葡萄糖等有机物分解成 不彻底的氧化产物，同时释放出少量能量的过程。场所： 。反应式： ； 能量释放：1mol的葡萄糖在分解成乳酸以后，共放出19665kJ的能量，其中储存在ATP中的能量只有 kJ。4有氧呼吸和无氧呼吸的比较【教学重点剖析】一.探究酵母菌细胞呼吸的方式：1.实验原理: (1)酵母菌细胞呼吸的方式及产物,有氧呼吸-产生CO2和H2O,无氧呼吸-产生酒精和CO2 (2)CO2的检测,澄清的石灰水一变混浊，溴麝香草酚蓝溶液一一由蓝变绿再变黄（3）酒精的检测，重铬酸钾溶液一由橙色变为灰绿色 名师点睛 (1)酵母菌是一种单细胞真菌，易于培养。(2)澄清的石灰水或溴麝香草酚蓝不仅可以检测CO2的有无，还可以依据混浊程度或颜色变化所需时间长短检测CO2的多少。2.实验流程：1)酵母菌培养液的配制:取20 g新鲜的食用酵母菌，分成两等份，分别放入锥形瓶A(500 mI，)和锥形瓶B(500 mL)中，再分别向瓶中注入240 mL质量分数为5的葡萄糖溶液。 2)检测CO2的产生(1)将装置(甲)连通橡皮球，让空气持续地依次通过3个锥形瓶，既保证O2的充分供应，又使进入A瓶的空气先经过NaOH的锥形瓶，洗除空气中的CO2，保证第三个锥形瓶的澄清石灰水变浑浊是由于酵母菌有氧呼吸产生CO2所致。 (2)B瓶应封口放置一段时问后，待酵母菌将B瓶中的氧消耗完，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶，确保是无氧呼吸产生的CO2通入澄清的石灰水。 3)检测酒精的产生:在A、B中各取2 mI酵母菌培养液的滤液，分别注入1号、2号干净的试管中，在1号、2号试管中各滴加05 mL溶有01 g重铬酸钾的浓硫酸溶液，并轻轻振荡，观察试管中溶液的颜色变化。 4)实验现象及分析(1)现象：甲、乙装置石灰水都变浑浊，装置甲浑浊快且程度高。2号试管由橙色变成灰绿色，1号试管不变色。(2)分析：酵母菌有氧和无氧条件下都产生CO2；酵母菌有氧比无氧时放出的CO2多且快；无氧时酵母菌分解葡萄糖产生酒精。(3)实验结论:酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸。在有氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生大量的二氧化碳和水；在无氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生酒精，还产生少量的二氧化碳。3、注意事项 1)配制酵母菌培养液时应选用新鲜的食用酵母菌，因为新鲜的酵母菌出芽生殖快，细胞呼吸旺盛，实验效果明显。2)该实验应在250C350C下进行，此时酵母菌中酶的活性最高，生命活动旺盛，细胞呼吸显著。二有氧呼吸1条件：必须有氧参与。2场所：细胞质基质、线粒体3反应式：4过程：三个阶段比较。三、有氧呼吸与无氧呼吸的比较规律提升 细胞呼吸中吸收O2的量和放出CO2量的比值，常用来判断细胞呼吸的种类：1细胞有氧呼吸该比值为1：1，无氧呼吸该比值为0：2。2若吸收O2和放出CO2的比为1，说明细胞只进行有氧呼吸；若吸收O2和放出CO2的比小于l，说明细胞既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸；若吸收O2和放出CO2的比值为0，说明细胞只进行无氧呼吸。3具体计算如下：规律一：消耗等量的葡萄糖时，无氧呼吸与有氧呼吸产生的CO2摩尔数之比为l：3。规律二：产生同样数量的ATP时，无氧呼吸与有氧呼吸消耗的葡萄糖的摩尔数之比约为19：l。四、影响细胞呼吸的因素及应用 1温度：温度能影响呼吸作用，主要是影响呼吸酶的活性。一般而言，在一定的温度范围内，呼吸强度随着温度的升高而增强，但超过一定的温度，酶的活性就会下降，甚至会变性失活，而使呼吸作用停止。如下图曲线所示。 根据温度对呼吸强度的影响原理，在生产实践上贮藏蔬菜和水果时应该降低温度，以减少呼吸消耗，延长保鲜时间。温度降低的幅度以不破坏植物组织为标准，否则细胞受损，对病原微生物的抵抗力大减，也易腐烂损坏。 2氧气：氧气是植物正常呼吸的重要因子，氧气不仅直接影响呼吸速度，也影响到呼吸的性质。绿色植物在完全缺氧条件下就进行无氧呼吸，大多数陆生植物根尖细胞的无氧呼吸产物是酒精和CO2，酒精对细胞有毒害作用，所以大多数陆生植物不能长期忍受无氧呼吸。在低氧条件下通常无氧呼吸与有氧呼吸都能发生，氧气的存在对无氧呼吸起抑制作用。有氧呼吸强度随氧浓度的增加而增强。关于无氧呼吸和有氧呼吸与氧浓度之间的关系可用图示的曲线来表示。微生物的无氧呼吸称为发酵，氧气对发酵有抑制作用，图示的曲线也适用于微生物的无氧呼吸和有氧呼吸的描述。 根据氧对呼吸作用影响的原理，在贮存蔬菜水果时就降低氧的浓度，一般降到无氧呼吸的消失点，如降得太低，植物组织就进行无氧呼吸，无氧呼吸的产物(如酒精等)往往对细胞有一定的毒害作用，而影响蔬菜水果的贮藏保鲜。如在长途运输新鲜的蔬菜或花卉时，在装箱时，在塑料袋中常充氮气，就是要降低氧的浓度，降低呼吸消耗，延长保鲜时间。在农业生产施肥后要适时中耕松土，有利于提高肥效，因为疏松的土壤有利于通气，促进有氧呼吸，抑制无氧呼吸。在发酵工业上，如利用酵母菌酿酒时，先通气培养，让酵母菌进行出芽生殖以大量繁殖，然后必须在密封的条件下让酵母菌进行无氧呼吸，即进行发酵。如果密封不好，漏气，就会影响到酒精发酵的产量。因为氧的存在对发酵有抑制作用。 3CO2：增加CO2的浓度对呼吸作用有明显的抑制效应。增加CO2的浓度也具有良好的保鲜效果。如在冬天，北方地区常用地窖来贮藏大白菜，在冬天地窖里的温度比外界要高一些，一般不会结冰，地窖口基本是密封的，地窖中的大白菜在进行呼吸作用时消耗掉地窖中的大量的氧气，地窖中氧气的含量下降，CO2的含量上升，这两个因素都会使呼吸作用下降，延长大白菜的保鲜时间。五细胞呼吸原理的应用：1.选用创可贴等包扎伤口，为伤口创造疏松透气的环境，避免厌氧菌的繁殖。2.对板结的土壤及时松土透气，可以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。此外，松土透气还有利于土壤中好氧微生物的生长繁殖，这能够促使这些微生物对土壤中有机物的分解，从而有利于植物对无机盐的吸收。3.酵母菌是兼性厌氧型微生物，在适宜的通气温度PH等条件下，进行有氧呼吸并大量繁殖，在无氧条件下则进行酒精发酵。醋酸杆菌是一种好氧细菌，在氧气充足和具有酒精底物的条件下，醋酸杆菌大量繁殖并将酒精氧化分解成醋酸。谷氨酸棒状杆菌在有氧条件下能将葡萄糖和含氮物质（如尿素、硫酸铵、氨水）合成谷氨酸，谷氨酸经进一步加工就成为谷氨酸钠-味精。4.水稻的根系适于在水中生长，这是因为水稻的茎和根能够把从外界吸收来的氧气通过气腔运送到根部各细胞，而且与旱生植物相比，水稻的根也比较适应无氧化学。但是，水稻根的细胞仍然需要进行有氧呼吸，所以稻田要定期排水。如果稻田中的氧气不足，水稻根的细胞就会进行酒精发酵，时间长了，酒精就会对根细胞产生毒害作用，使根系变黑、腐烂。5.较深的伤口里缺少氧气，破伤风杆菌适合在这种环境中生存并大量繁殖。所以，伤口较深或被锈钉扎伤后，应及时请医生处理，并注射破伤风抗毒血清。6.有氧运动是指人体细胞充分获得氧的情况下所进行的体育锻炼。人体细胞通过有氧呼吸可以获得较多的能量，相反百米冲刺等无氧运动是人体细胞在缺氧条件下进行的高速运动，无氧运动中肌细胞因氧不足，进行无氧呼吸产生乳酸，乳酸大量积累会使人有肌肉酸胀乏力的感觉。【典型例题】1.如图是探究酵母菌进行呼吸方式类型的装置，下面叙述错误的是 A假设装置一中的液滴左移，装置二中的液滴不动，说明酵母菌只进行有氧呼吸B假设装置一中的液滴不移动，装置二中的液滴右移，说明酵母菌只进行无氧呼吸C假设装置一中的液滴左移，装置二中的液滴右移。说明酵母菌既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸D假设装置一、二中的液滴均不移动，说明酵母菌只进行有氧呼吸或只进行无氧呼吸2. 下列有关有氧呼吸与无氧呼吸的叙述中不正确的是 A都从葡萄糖开始，产生丙酮酸 B都产生CO2和H2O C都是有机物的氧化分解 D都有能量释放，并产生ATP3. 在有氧呼吸过程中，进入细胞中的氧将与氢结合生成水与碳结合形成二氧化碳在线粒体中被消耗在线粒体和细胞质基质中被消耗 A B C D班级 姓名 呼吸作用（一）1下列有关酵母菌的叙述，错误的是 ( ) A酵母菌是真核生物，具有核膜围成的典型细胞核 B酵母菌既可以进行有氧呼吸，也可以进行无氧呼吸 C酵母菌只有在有氧条件下，才可释放出CO2 D酵母菌只有在无氧条件下，才可产生酒精2检测酵母菌细胞呼吸作用的产物，下列描述正确的是( ) A如果产生的气体使澄清的石灰水变浑浊，则酵母菌只进行有氧呼吸 B如果产生的气体使溴麝香草酚蓝溶液变黄色，则酵母菌只进行无氧呼吸 C无论进行有氧呼吸还是无氧呼吸，酵母菌都能产生CO2 D酵母菌无氧呼吸时不产生气体，但其发酵液能使重铬酸钾变灰绿色3在检验酵母细胞呼吸产物时，常用到一些特殊的颜色反应，下列描述不正确的是 ( ) ACO2可使澄清的石灰水变浑浊 BCO2可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿冉变黄 C乙醇在碱性条件下能与灰绿色的重铬酸钾溶液反应变成橙色 D乙醇在酸性条件下能与橙色的重铬酸钾溶液反应变成灰绿色4.在适宜的温度条件下，在下列装置中都放入干酵母(内有活酵母)，其中适于产生酒精的装置是 5.在一个普通的锥形瓶中，加入含有酵母菌的葡萄糖溶液， 如图1，在图2中的有关坐标图中，不正确的是 ( )6. 如图所示，质量分数为l0的NaOH溶液的作用是( ) A吸收O2 B吸收CO2 C检验酒精的产生 D检验CO2的产生7下列关于呼吸作用产物的叙述中，只适用于有氧呼吸的是( )。 A产牛ATP B产生丙酮酸 C产生水 D产生二氧化碳8测得苹果果实在一段时间内，CO2的释放量比O2的吸收量大，由此推得果实( )。 A有氧呼吸占优势 B有氧呼吸与无氧呼吸消耗的葡萄糖相等 C无氧呼吸占优势 D既进行无氧呼吸又进行有氧呼吸9不论哪一种细胞呼吸，都存在的中间产物是A氨基酸 B乳酸C丙酮酸 D核苷酸10下列过程存在无氧呼吸的是 ( ) A植物叶片在光下放出O2 B动物细胞内的糖分解为H2O和CO2 C酵母细胞不产生酒精的呼吸过程 D苹果贮藏期间果肉积累酒精11酵母菌经过研磨，把得到的上清液(含细胞质基质)、沉淀物(含细胞器)和未离心的匀浆分别取等量放入甲、乙、丙三支试管，向试管内滴加等量的葡萄糖，最终产物是CO2和水的试管是( )。 A甲 B乙 C丙 D乙和丙12.足球赛中，运动员所消耗的能量主要来自( )。 A有氧呼吸 B高能化合物的转移 C无氧呼吸 D脂肪的氧化13酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸都能产生ATP和( )。ACO2 BH2O C酒精 D乳酸14关于葡萄糖在细胞质基质内分解成丙酮酸的过程的正确叙述是( )。 A必定在有氧条件下进行 B反应速度不受温度的影响 C该过程不产生CO2 D在细胞质的线粒体内进行15用含18O的葡萄糖跟踪有氧呼吸过程中的氧原子，18O转移的途径是( )。 A葡萄糖一丙酮酸一水 B葡萄糖一丙酮酸一氧 C葡萄糖一氧一水 D葡萄糖一丙酮酸一二氧化碳16生物体在一定时间内，细胞呼吸产生的CO2摩尔数与消耗的O2摩尔数的比值，常被用来判断呼吸分解有机物的种类，根据葡萄糖彻底氧化分解反应式计算，此比值是( )。 A05 B10 C15 D2.017在自然条件下，有关植物呼吸作用的叙述中，正确的是( )。 A有氧呼吸过程中，中间产物丙酮酸必须进入线粒体B高等植物只能进行有氧呼吸，不能进行无氧呼吸 C有氧呼吸产生二氧化碳，无氧呼吸不产生二氧化碳 D有氧呼吸的强度晚上比白天强18在细胞呼吸过程中，有CO2放出时，则可判断此过程( ) A一定是无氧呼吸 B一定不是植物水淹时无氧呼吸 C一定是有氧呼吸 D一定不是马铃薯块茎无氧呼吸19请据图回答，经数小时后，u形管A、B两处的液面会出现下列哪种情况(实验装置足以维持实验过程中小白鼠的生命活动，瓶口密封，忽略水蒸气和温度变化对实验结果的影响) AA处上升，B处下降BA、B两处都下降CA处下降，B处上升 DA、B两处都不变20. 将刚萌发的且用消毒剂清洗过(不影响种子的生命活力)的小麦种子(以淀粉为主)放入下列装置(如图)在温度不变，压力为一个大气压的情况下进行实验：请根据图示回答下列问题：(1)请简要解释形成该实验结果的原因： (2)为了防止实验过程中所造成的误差，必须要有对照，并对实验结果进行验证，那么对照组锥形瓶内应放置 。如果装置甲1小时内液滴左移17单位h，同时对照实验中液滴右移02单位h，则萌发种子的实际呼吸速率是 单位/h。(3)如果要以此装置甲为基础，研究种子萌发时的呼吸作用类型，则应该同时设计另一个实验，请指出另一个实验装置乙应如何设计? (4)设计一个表格记录研究呼吸作用类型，可能出现的现象及结论。(5)如果将小麦种子换成等质量的油菜种子(主要成分是硬脂酸，C、H比例高于葡萄糖)，其他条件不变，重复上图所示实验，预计有色液滴移动的距离 (填大于、小于或等于)图示实验结果。(5)一段时间后，有色液滴停止移动，是否意味着种子停止呼吸?说明原因。 (6)若图中实验用小麦种子不经消毒处理，则测得的数据与种子实际呼吸强度相比是偏大了还是变小?简述原因： 呼吸作用（二）1.新鲜蔬菜放在冰箱的冷藏室中，能适当延长保鲜时间的原因是 A呼吸作用减弱 B呼吸作用加强 C光合作用减弱 D促进了物质分解2在酿酒时，应采取的措施是A保持空气流通 B保持缺氧环境 C只通气、不搅拌 D一阶段通气，另一阶段密封3人红细胞无线粒体但能携带氧。红细胞所需能量的来源主要是利用 A葡萄糖，进行有氧呼吸 B葡萄糖，进行无氧呼吸C乳酸，进行有氧呼吸 D乳酸，进行无氧呼吸4.下列生物中，呼吸作用只在细胞质基质中进行的是 A水螅 B变形虫 C乳酸菌 D草履虫5.关于有氧呼吸的叙述，错误的是 A主要在线粒体内进行 B与无氧呼吸的全过程不完全相同 C释放出的能量较多 D产物为二氧化碳、酒精或乳酸6现有一瓶混合酵母菌和葡萄糖的培养液，通入不同浓度的氧气，其产生的酒精和CO2的量如右图所示。在氧气浓度为a时 A酵母菌只进行发酵 B67的葡萄糖用于发酵C33的葡萄糖用于发酵 D酵母菌停止发酵7把青蛙和小白鼠从250C的室温中移至50C的环境中，这两种动物的需氧量的变化是 A两种动物的耗氧量都减少 B两种动物的耗氧量都增加 C青蛙的耗氧量减少，小白鼠的耗氧量增加 D青蛙的耗氧量增加，小白鼠的耗氧量减少8蔬菜和水果长时间储藏、保鲜所需要的条件应为 A低温、干燥、低氧 B低温、湿度适中、低氧C高温、干燥、高氧 D高温、温度适中、高氧9.右图中曲线a表示水稻根有氧呼吸和无氧呼吸所释放的CO2总量的变化，曲线b表示有氧呼吸释放的CO2量的变化，则表示无氧呼吸释放的CO2量的变化是下图中的（ ）10酵母菌被广泛用于发酵，为研究酒精发酵的产物，某研究小组设计了如图所示装置。l号、2号试管中均加入3ml 蒸馏水和少许01BTB溶液至蓝绿色(酸性较强时，BTB溶液变为黄色)。下列有关评价合理的是A1号试管可以去除或将1号试管中BTB溶液换成澄清石灰水 B该装置无法检验CO2的生成，仍需再补充其他装置 C温度偏高，导致发酵管内O2少，酵母菌繁殖速度减慢，不利于发酵D为使发酵管中尽量少的含有O2，应先将葡萄糖液煮沸，待冷却后加入鲜酵母，再加入少许石蜡油，使之浮于混合液表面11把土豆依次放在空气、氮气和空气中各贮藏一周。在实验室中测定其CO2的释放量，下图所示的是实验结果。下列叙述正确的是 A土豆的无氧呼吸不产生CO2 B在第一周只进行了有氧呼吸 C在第二周暂时没有呼吸作用 D第三周的无氧呼吸先强后弱12如图表示某植物的非绿色器官在氧浓度为a、b、c、d时，测得的CO2释放量和O2吸收量的变化。下列相关叙述正确的是 A氧浓度为a时，最适于贮藏该植物器官B氧浓度为b时，无氧呼吸消耗葡萄糖的量是有氧呼吸的5倍C氧浓度为c时，无氧呼吸最弱D氧浓度为d时，有氧呼吸强度与无氧呼吸强度相等13.如图表示呼吸作用过程中葡萄糖分解的两个途径。酶1、酶2和酶3依次分别存在于A线粒体、线粒体和细胞质基质 B线粒体、细胞质基质和线粒体C细胞质基质、线粒体和细胞质基质D细胞质基质、细胞质基质和线粒体14.1个葡萄糖分子有氧呼吸释放能量为m，其中40用于ADP转化为ATP，若1个高能磷酸键所含能量为n，则1个葡萄糖分子在有氧呼吸中产生ATP分子数为 A2n5m B2m5n Cn5m Dm5n15.将等量且足量的苹果果肉分别放在O2浓度不同的密闭容器中，1h后测定O2的吸收量和CO2的释放量，如下表：下列有关叙述中正确的是 A苹果果肉细胞在O2浓度为O%3和525时，分别进行无氧呼吸和有氧呼吸B储藏苹果时，应选择O2浓度为5的适宜环境条件 CO2浓度越高，苹果果肉细胞有氧呼吸越旺盛，产生ATP越多D苹果果肉细胞进行无氧呼吸时，产生乳酸和二氧化碳16.如图表示某种植物的非绿色器官，在不同氧浓度下的CO2释放和O2吸收量的变化，请据图回答问题：(1)在外界氧浓度为10以下时，该器官的呼吸作用方式是 (2)无氧呼吸强度与氧气浓度之间的关系是 。(3)AB段表示CO2释放量减少，其原因是： (4)图中阴影部分的面积代表： (5)当外界氧的浓度为45时器官CO2的释放量相对值为0.6，而氧