2012届高三生物二轮复习 细胞呼吸教案2 人教版

用心 爱心 专心 1 细胞呼吸细胞呼吸 学习目标 1 理解细胞呼吸的概念 2 理解细胞的有氧呼吸和无氧呼吸 3 理解细胞呼吸的意义 学习障碍 1 理解障碍 1 怎样理解细胞有氧呼吸的过程 2 怎样理解细胞的有氧呼吸与无氧呼吸 光合作用的关系 2 解题障碍 1 解细胞有氧呼吸中物质变化和能量变化的题 2 解细胞有氧呼吸与无氧呼吸关系的题 3 解细胞有氧呼吸与光合作用关系的综合题 4 解细胞呼吸的原理在生产实践上应用的综合题 学习策略 1 理解障碍的突破 1 用 图解联想法 理解细胞有氧呼吸的过程 细胞呼吸包括有氧呼吸和无氧呼吸 其中有氧呼吸是高等动 植物进行细胞呼吸的主要形式 学习细胞呼吸要与细胞结构尤其是线粒体结构联系起来 细胞的有氧呼吸见上图 有氧呼吸使有机物彻底氧化分解 是生物体高效率地获取能量的反应过程 其反应过程 包含许多反应步骤 基本可分为三个连续的阶段 第一阶段是在细胞质的基质中进行 产生 丙酮酸和 H 并可释放少量能量 第二阶段在线粒体中进行 丙酮酸和 H2O 脱 H 产生 CO2也 可释放少量能量 第三阶段也在线粒体中进行 第一 二阶段产生的 H 与 O2反应产生 H2O 并可释放大量的能量 三个阶段有不同的酶参与催化 细胞通过呼吸把光合作用贮藏在有机物中的能量释放出来 除小部分以热能的形式散失 大部分转移到 ATP 中 随时提供生命活动的需要 无氧呼吸是细胞在缺氧的条件下进行的 有机物的氧化分解不彻底 产生的能量较少 微生物的无氧呼吸通常称为发酵 有两种类型 酒精发酵和乳酸发酵 2 用 并列比较法 理解有氧呼吸与无氧呼吸 光合作用的区别和联系 有氧呼吸与无氧呼吸的关系如下表 有氧呼吸无氧呼吸 用心 爱心 专心 2 反应条件需要 O2 酶和适宜的温度 不需要 O2 需要酶和适宜 的温度 呼吸场所 第一阶段在细胞质基质中 第二 三 阶段在线粒体内 全过程都在细胞质基质内 分解产物CO2和 H2OCO2 酒精或乳酸 不 同 点 释放能量 较多 1 mol 葡萄释放能量 2870 kJ 其中 1161 kJ 转移至 ATP 中 1 mol 葡萄糖释放能量 196 65 kJ 生成乳酸 或 222 kJ 生成酒精 其中均有 61 08 kJ 转移 至 ATP 中 相同点其实质都是 分解有机物 释放能量 生成 ATP 供生命活动需要 相互联系 第一阶段 从葡萄糖到丙酮酸 完全相同 之后在不同条件下 在 不同的场所沿不同的途径 在不同的酶作用下形成不同的产物 细胞呼吸 有氧呼吸 与光合作用的关系 如下表 光合作用细胞呼吸 有氧呼吸 代谢性质合成代谢分解代谢 发生部位含叶绿体的细胞 主要是叶肉细胞 所有生活细胞 反应场所叶绿体主要在线粒体内 条件 光 H2O CO2 适宜的温度 酶 色素 有光 无光均可 适宜的温度 O2 酶 能量代谢 光能转变为化学能 贮存在有机物 中 有机物中的化学能释放出 一部 分转移到 ATP 中 物质代谢 将无机物 CO2和 H2O 合成有机物 如 C6H12O6 有机物 如 C6H12O6 分解为无机物 H2O 和 CO2 联系 光合作用的产物作为细胞呼吸的原料 有机物和 O2均为细胞呼吸的原料 细胞呼吸产生的 CO2可为光合作用所利用 上表中 条件 一栏的黑体字分别为影响光合作用和细胞呼吸的主要外界因素 用心 爱心 专心 3 通过对细胞呼吸与光合作用的比较 能够加深理解光合作用与细胞呼吸的区别与联系 这两 种生理作用在植物体内是相互对立而又密切联系的两个方面 植物的光合作用和细胞呼吸是 对立统一的一对生命活动 光合作用的实质是合成有机物 储存能量 细胞呼吸的实质是分 解有机物 释放能量 很明显 两者之间是相互对立的 细胞呼吸所分解的有机物正是光合 作用的产物 可以说 如果没有光合作用 细胞呼吸就无法进行 另一方面 光合作用过程 中 原料和产物的运输所需要的能量 也正是细胞呼吸释放出来的 如果没有细胞呼吸 光 合作用也无法进行 因此说 细胞呼吸与光合作用又是相互联系 相互依存的 只有光合作 用和细胞呼吸的共同存在 才能使植物体的生命活动正常进行 2 解题障碍突破 1 用 对号入座法 解细胞有氧呼吸与无氧呼吸过程的题 例 1 葡萄糖氧化分解过程中 释放能最多的是 A 葡萄糖分解为丙酮酸 B 葡萄糖分解为酒精和 CO2 C 葡萄糖分解为乳酸 D 葡萄糖分解为 CO2和 H2O 解析 用 对号入座法 解 葡萄糖氧化分解过程是一个复杂的 有多种酶参与的多步骤过 程 释能多少与有机物分解的是否彻底有关 据有氧呼吸的过程可知 葡萄糖有氧呼吸过程 首先是在细胞质基质中进行的 葡萄糖经酶的催化 脱 H 分解 产生丙酮酸 释放能量 形成少量 ATP 这一阶段是不需要 O2的 释能不多 因此选项 A 显然是错误的 在无 O2的条 件下 丙酮酸则转化为酒精或转化为乳酸 这一过程是不发生可利用的能的释放 所以选项 B C 是不正确的 在有 O2的条件下 丙酮酸进入线粒体 依靠线粒体内有氧呼吸酶的催化 在 H2O 的参与下 脱 H 产生 CO2 脱下的 H 与 O2结合生成 H2O 释放能量 形成大量的 ATP 故正确的答案是选项 D 答案 D 例 2 种在湖边的玉米 长期被水淹 生长不好 其主要原因是 A 根细胞吸收水分过多 B 营养缺乏 C 光合作用的强度不够 D 细胞有氧呼吸 受阻 解析 用 对号入座法 解 植物被水淹时 由于缺氧根部主要进行无氧呼吸 有氧呼吸不 能正常进行 植物根进行无氧呼吸时 释放的能量少 不能维持正常的生命活动 产物中的 酒精对细胞有毒害作用 导致玉米生长不好 答案 D 2 用 并列比较法 解细胞有氧呼吸与酒精发酵气体变化的题 从上述反应式可以看出 细胞在有氧呼吸时 吸收 O2的量与放出的 CO2量相同 而无氧呼吸 时不需要 O2 但产生 CO2 这样 如果某种生物呼吸时 吸收 O2的量与放出 CO2的量相同 则该生物只进行有氧呼吸 如果某种生物不吸收 O2 但有 CO2释放 则说明该生物只进行无 氧呼吸 如果某种生物释放的 CO2量比吸收的 O2的量多 则说明该生物既进行有氧呼吸 又 进行无氧呼吸 在有氧呼吸与无氧呼吸同时存在时 哪种细胞呼吸占优势 则要从 CO2的释 放量与 O2吸收量的差值来计算 例 3 酵母菌在有氧时进行有氧呼吸 无氧时进行无氧呼吸 将酵母菌放在含有培养液的密 闭的锥形瓶中 测得 CO2的释放量比 O2的吸收量大 1 倍 则有氧呼吸与无氧呼吸消耗葡萄糖 的比为 A 1 6 B 1 3 C 1 2 D 1 0 解析 用 并列比较法 解 此题中的酵母菌既能进行有氧呼吸 又能进行无氧呼吸 此 用心 爱心 专心 4 时 CO2释放量比 O2的吸收量大 由此可知生物既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸 从有氧呼吸 和无氧呼吸的反应式可以看出 有氧呼吸时 O2的吸收量与 CO2的释放量相同 假设 O2的吸收 量为 1 mol 则因 CO2的释放量是吸收量的 2 倍 所以共释放 CO2的量为 2 mol 有氧呼吸时 释放的 CO2量与吸收 O2量相同 因此也是 1 mol 那么无氧呼吸释放 CO2的量则为 1 mol 又 由上述有氧呼吸与无氧呼吸的反应式可知 有氧呼吸产生 l mol CO2需要消耗 1 6 mol 葡萄 糖 而无氧呼吸时产生 1 mol CO2需要消耗 1 2 mol 葡萄糖 则有氧呼吸与无氧呼吸消耗葡 萄糖的比为 1 6 1 2 1 3 答案 B 点评 解答此题首先要弄清当 CO2的释放量比 O2的吸收量大时既进行有氧呼吸又进行无氧呼 吸 在此基础上算出有氧呼吸和无氧呼吸释放的 CO2量分别是多少 最后由反应式计算出两 者消耗葡萄糖的量 得出结果 例 4 一运动员正在进行长跑锻炼 从他的大腿肌细胞中检测到 3 种化学物质 其浓度变化 如下图 图中 P Q R 三曲线依次代表 A O2 CO2 乳酸 B 乳酸 CO2 O2 C CO2 O2 乳酸 D CO2 乳酸 O2 解析 用 图文转换法 和 类比分析法 解 人体长跑时处于剧烈运动状态 此时机体消 耗能量较平静状态下大大增加 显然细胞呼吸强度也应大大提高 机体消耗 O2明显增加 使 得部分骨骼肌细胞处于相对缺氧状态 从而以无氧呼吸方式增加机体能量供应 但此时机体 消耗的能量仍然以有氧呼吸释放的能量为主 根据图中曲线 仅有曲线 R 呈下降趋势 R 应 表示细胞中的 O2 动物肌细胞有氧呼吸不断产生 CO2 部分肌细无氧呼吸产生乳酸 两者都 应呈上升趋势 随着血液中 CO2浓度增加 CO2能刺激呼吸中枢促进呼吸活动和气体交换明显 加快 将体内过多的 CO2排出体外 因此 CO2在人体正常代谢情况下是不会无限增加的 而 是能通过调节维持在一定范围内 而骨骼肌无氧呼吸产生的乳酸在较短时间不会消除 大部 分积存在肌细胞中 人体剧烈运动后会感到肌肉发酸就是这个道理 综上所述 Q 表示 CO2 P 表示乳酸 答案 B 点评 以坐标曲线等描述生命现象或生命活动规律可归结为生物问题的数学化 这样处理把 繁琐的生物学语言转化为简洁的数学语言 因而具有直观 规律性强等特点 3 用 图文转换法 和 类比分析法 解细胞有氧呼吸与光合作用关系的综合题 有关 图文转换法 和 类比分析法 的解释分别见 第二章学习二 细胞质的结构和功能 和 第二章学习一 细胞膜的结构和功能 中的说明 例 5 用黄豆生豆芽 1 kg 黄豆可以生 5 kg 豆芽 在这一过程中 有机物含量的变化是 A 变少 B 变多 C 不变 D 先变少后变多 解析 用 类比分析法 解 本题主要是对植物光合作用和细胞呼吸的条件及其过程中有机 物含量变化掌握情况的考查 黄豆在萌发过程中细胞呼吸十分强烈 有机物消耗明显 因此 有机物先会变少是毫无疑义的 但很容易误认为子叶的光合作用会随之而来 有机物的含量 会逐渐升高 因此选 D 这实际上是对生活中的现象缺乏细致的观察和理性分析导致的错误 推断 就人们通过食用的黄豆芽来看 其子叶并未变绿 原因是叶绿素尚未明显生成 故几 乎不能进行光合作用 在这种情况下 黄豆芽 即幼苗 内的有机物含量是不可能增加的 在 用心 爱心 专心 5 这里 重量的增加是大量吸水的缘故 答案 A 点评 要学好生物学必须将书本知识联系生产 生活实际 并经常主动地应用课堂上学得的 知识 方法和原理去观察 分析 解释自然和生活中的各种现象 例 6 如下图绿色植物新陈代谢图解 据图回答问题 1 图中 是 过程 完成此过程的主要是 细胞 此细胞还必须具有 其溶液的浓度必须 于土壤溶液的浓度 2 是 过程 必须通过 才能进行 3 是 表示 4 和 17 是 形成时需由 作用和 提供能量 在细胞器 中形成 也可以在 中形成 5 是 需要 和 参与 若 CO2的量突然 减少 将影响 进行 含量将上升 6 若遇低温或水淹 将影响 进行 而对 的影响不大 应当是 过程 7 121314 全过程中产生的相同物质是 和 过程一定要有 参 与 细胞中决定 C6H12O6向 12 过程还是向 13 过程进行的物质是 8 19 表示能量的 过程 例如 等 解析 此题涉及绿色植物的蒸腾作用 光合作用 呼吸作用 水分代谢 能量代谢及矿质代 谢等知识 绿色植物吸收水分的主要器官是根 根吸收水分最活跃的部位是根毛区的细胞 根毛区细胞是成熟的植物细胞 细胞内具有一个大液泡 其吸水的主要方式是渗透作用 在 一般情况下 土壤溶液的浓度低于细胞液的浓度 根毛细胞可通过渗透作用从土壤溶液中吸 收水分 根吸收到植物体内的水 95 99 通过蒸腾作用从叶表的气孔散失 只有 1 5 左右的水供植物体进行光合作用等新陈代谢活动 光合作用包括光反应和暗反应两个阶段 光反应过程中 叶绿素分子利用光能的一部分将 H2O 分解产生 O2和 H 还利用光能的一部 分合成 ATP H 和 ATP 用于暗反应 暗反应包括两个阶段 第一阶段是 CO2的固定 即一个 五碳化合物与一个 CO2结合生成两个三碳化合物 第二阶段是在各种酶的催化作用下 三碳 化合物被 H 还原生成 CH2O 直接能源是 ATP CO2是光合作用的原料 通过气孔进入植物 体内 若进入植物体内的 CO2减少 在短时间内五碳化合物将上升 而 CH2O 的生成量则减 少 细胞呼吸有两种类型 有氧呼吸和无氧呼吸 有氧呼吸必须有 O2参与 有机物被彻底 氧化分解产生 H2O 和 CO2 两种呼吸类型的第一阶段相同 都在细胞质基质中进行 无氧参与 将 C6H12O6分解成丙酮酸 两种呼吸过程都产生 ATP 生物体内的能量代谢包括能量的释放 转移和利用 ATP 是生物体进行生命活动的直接能源 当生物体进行生命活动需要能量时 ATP 在酶的作用下分解释放能量 此能量可转变为肌肉运动的机械能 神经冲动传导的电能 主动运输的渗透能等 答案 1 渗透吸水 根毛区 大型液泡 大 2 蒸腾作用 叶表面 用心 爱心 专心 6 气孔 3 水的分解 叶绿体中的色素 4 ATP 光合 细胞呼吸 叶绿体 线粒体 细胞 质基质 5 还原 多种酶 H ATP CO2固定 五碳化合物 6 主动 运输 7 丙酮酸 ATP O2 酶 8 利用 矿质离子的吸收 细胞分裂 点评 绿色植物在进行生命活动过程中 不仅需要水和各种矿质元素 同时还需要各种有机 物 而这些有机物归根结底都是光合作用产生的 而植物生命活动所需要的能量是通过呼吸 作用分解有机物 将释放的能量部分转移到 ATP 中 供植物体直接利用 同步达纲练习 1 在有氧呼吸过程中 CO2的产生和 O2的参与分别发生在 A 第一阶段和第二阶段 B 第二阶段和第三阶段 C 第一阶段和第三阶段 D O2参与产生 CO2 都在第三阶段 2 在有氧和无氧条件下 丙酮酸的变化 分别是 A 氧化成 CO2和 H2O 分解成 C2H5OH 和 CO2或 C3H6O3 B 分解成酒精和 CO2 CO2和水 C 氧化分解为乳酸 分解为 CO2 D 两种情况下都能彻底氧化分解为酒精 3 下图正确表示肌肉细胞内 ATP 产生量与 O2供给量之间关系的曲线是 A 1 B 2 C 3 D 都不是 4 如下图表示大气中氧的浓度对植物组织内 CO2产生的影响 试据图回答 1 A 点表示植物组织释放的 CO2较多 这些 CO2是 的产物 2 由 A 到 B CO2的释放量急剧减少 其原因是 3 由 B 到 C CO2的释放量又不断增加 其主要原因是 4 为了有利于贮藏蔬菜和水果 贮藏室内的氧气应调节到图中的哪一点所对应的浓度 采取这一措施的理由是 5 如下图为酵母菌无氧呼吸实验装置图 请据图回答 用心 爱心 专心 7 1 为什么要用煮沸又冷却的葡葡糖溶液 2 溶液 A 可产生沉淀 容器中溶液 A 是 3 本实验产生的气体是 参考答案 同步达纲练习 1 解析 用 对号入座法 解 CO2的产生在有氧呼吸的第二阶段 丙酮酸彻底分解成 CO2 和 H 同时释放少量的能量 O2的参与在第三阶段 前两阶段产生的 H 经过一系列的 反应 与 O2结合形成 H2O 同时释放大量的能量 答案 B 2 解析 用 并列比较法 解 丙酮酸是有氧呼吸和无氧呼吸在第一阶段共有的产物 如 果此时细胞生存在有氧的环境中 丙酮酸就会被彻底分解成 CO2和 H2O 如果此时细胞生存在 无氧的环境中 丙酮酸就会转变成 C2H5OH 酒精 CO2或 C3H6O3 乳酸 答案 A 3 解析 用 图文转换法 和 类比分析法 解 这类题目 首先必须读图找出与曲线变 化有关的生物量是什么 然后根据生理活动的规律 分析曲线变化 得出正确的结论 观察 坐标图 可以发现该坐标图表示的是随着 O2供给量增加 ATP 产生量的三种不同的变化过程 在有氧的条件下 肌肉细胞能够进行有氧呼吸 当肌肉细胞活动加强时 随着血液循环的加 快 O2供应量增加 肌肉细胞中有机物分解加速 释放大量能量