2022-2023 学年 人教版 必修一 细胞呼吸的原理和应用 教案

1、第3节细胞呼吸的原理和应用学习目标素养目标1说出线粒体的结构和功能。2说出有氧呼吸的过程。3探究酵母菌细胞呼吸的方式。4.概述无氧呼吸的过程，并列表比较有氧呼吸和无氧呼吸的异同。5.联系日常生活中的实例，了解细胞呼吸原理的应用。1生命观念认同线粒体的结构特点与其作为有氧呼吸的主要场所相2科学探究体验实验设计、方案实施以及结果的交流与讨论。3科学思维构建有氧呼吸和无氧呼吸的过程模型，理解二者之间的关系。4.社会责任运用细胞呼吸原理，对生活和生产中的应用实例作出科学解释。适应。分点突破(一)探究酵母菌细胞呼吸的方式基础 eq avs4al(落实) 1细胞呼吸(1)概念物质变化：有机物在细胞内经过一

2、系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他产物。能量变化：有机物中稳定的化学能转化为ATP中活跃的化学能。(2)两种类型分类依据：有无 eq avs4al(O2) 的参与，有机物是否彻底氧化分解。类型：有氧呼吸和无氧呼吸。2探究过程(1)提出问题酵母菌使葡萄糖发酵产生酒精是在有氧还是无氧条件下进行的？酵母菌在有氧和无氧条件下细胞呼吸产生的CO2是否一样多？(2)作出假设针对上述问题，根据已有的知识和生活经验(如酵母菌可用于酿酒、发面等)，作出合理的假设。(3)设计实验配制酵母菌培养液。检测CO2的产生，装置如图所示。检测酒精的产生：自A、B中各取2 mL滤液，分别注入编号为1、2的两支试管中分别滴加0

3、.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。(4)实验现象甲、乙两装置中石灰水都变混浊，且甲中混浊程度大且快。2号试管中溶液由橙色变成灰绿色，1号试管不变色。(5)实验结论(6)表达交流说出酵母菌细胞呼吸的方式、条件及产物，并与其他小组的同学进行交流。深化 eq avs4al(认知) 一、在“思考探究”中解惑1甲装置中，质量分数为10%的NaOH溶液的作用是什么？乙装置中，为什么要将B瓶封口放置一段时间后，再连接盛有澄清石灰水的锥形瓶？提示：NaOH溶液的作用是除去空气中的CO2，以保证第三个锥形瓶中澄清石灰水变混浊是由酵母菌有氧呼吸产生的CO2引起的。B瓶刚封口后，

4、有氧气存在，酵母菌进行有氧呼吸，一段时间后，B瓶中的氧消耗完，再连接盛有澄清石灰水的锥形瓶，可确保是无氧呼吸产生的CO2通入澄清的石灰水。2葡萄酒不仅美味，还具有养生作用，下面是自酿葡萄酒的简单步骤。洗净葡萄、沥干水分、用力捏破(越碎越好)、铺在坛中，一层葡萄铺好之后均匀撒一层糖。葡萄不要填满整个容器，一定留出1/4空间来让葡萄发酵。最后用2层的保鲜膜覆盖在容器口。据此探究回答下列问题：(1)酿葡萄酒为什么要捏破葡萄？提示：为了让葡萄上的酵母菌与葡萄果肉充分混合。(2)为什么葡萄不要填满整个容器，要留出1/4空间？提示：这些空间里的氧气会促进酵母菌繁殖；同时酵母菌呼吸会产生二氧化碳。(3)为什

5、么最后用2层的保鲜膜覆盖在容器口？提示：酵母菌无氧呼吸产生酒精，密封是为酵母菌无氧呼吸提供条件。二、在“系统思维”中提能1实验分析(1)材料分析：酶母菌必须是新鲜的，防止酵母菌因存放时间过长而死亡，导致实验结果不明显。(2)装置分析有氧呼吸装置必须持续通入空气，保证氧气充足。通入甲中A瓶的空气需先通过NaOH溶液的目的是保证进入A瓶的气体中不含有CO2，保证使第三个锥形瓶中的澄清石灰水变混浊的CO2完全是由酵母菌有氧呼吸产生的。乙中B瓶应封口放置一段时间，待酵母菌将B瓶中的氧气消耗完后，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶，确保通入澄清石灰水中的CO2完全是由酵母菌无氧呼吸产生的。2实验拓展(1)若探

6、究种子的呼吸状况则不必遮光，但需“死种子”作对照。(2)若探究“植株或幼苗”的呼吸状况，应进行遮光处理，以防止光合作用的干扰，同时可设置同种状况但已死亡的植株或幼苗作对照。3对比实验(1)概念：设置两个或两个以上的实验组，通过对结果的比较分析，来探究某种因素对实验对象的影响，这样的实验叫对比实验，也叫相互对照实验。(2)实例：在本节课的探究活动中，需要设置有氧和无氧两种条件，探究酵母菌在不同氧气条件下细胞呼吸的方式。(3)特点：两个实验组的结果都是事先未知的，通过对比分析，来探究某种因素对实验对象的影响。应用 eq avs4al(评价) 1下列有关“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验的叙述，错误的

7、是()A将葡萄糖溶液煮沸的目的是灭菌和去除溶液中的氧气B实验中需控制的无关变量有温度、酵母菌的质量、培养液浓度等C可通过观察溴麝香草酚蓝溶液是否变黄来判断酵母菌细胞的呼吸方式D乙醇使酸性条件下的重铬酸钾溶液由橙色变为灰绿色解析：C实验中将葡萄糖溶液煮沸的目的是灭菌和去除溶液中的氧气，A正确；实验中自变量为是否有氧，需控制的无关变量有温度、pH、酵母菌的质量、培养液浓度等，B正确；酵母菌进行有氧呼吸和无氧呼吸都能产生CO2，所以通过观察溴麝香草酚蓝溶液是否变黄不能判断酵母菌细胞呼吸的类型，C错误；橙色的重铬酸钾溶液，在酸性条件下与乙醇发生反应，变成灰绿色，D正确。2(2021江苏南通高一检测)一

8、位学生将葡萄糖和酵母菌溶液放入一个保温瓶中，并用带有两个孔的塞子封口，装置图如图所示。该实验装置可用来探究()A温度对酵母菌数量的影响B氧分压对酵母菌细胞呼吸的影响C酵母菌细胞呼吸释放热量的多少D酵母菌发酵产物的类型解析：C实验中没有温度的自变量，没有计数酵母菌，不能研究温度对酵母菌数量的影响，A错误；用带有两个孔的塞子封口，酵母菌只能进行无氧呼吸，不能研究氧分压对酵母菌细胞呼吸的影响，B错误；由温度计观察温度变化可知酵母菌细胞呼吸释放热量的多少，C正确；用指示剂只能测定二氧化碳，不能测定酒精，D错误。3如图为以酵母菌和葡萄糖为材料进行“乙醇发酵实验”的装置图。下列关于该实验过程与结果的叙述，

9、错误的是()A将温水化开的酵母菌悬液加入盛有葡萄糖溶液的甲试管后需振荡混匀B在甲试管内的混合液表面需滴加一薄层液体石蜡以制造富氧环境C乙试管中由澄清的石灰水变混浊可推知酵母菌细胞呼吸产生了CO2D拔掉装有酵母菌与葡萄糖混合液的甲试管塞子后可闻到酒精的气味解析：B干酵母需要用温水化开，以保持酵母菌活性；酵母菌悬液加入葡萄糖溶液后要充分振荡，使葡萄糖与酵母菌充分接触，利于发生反应。在甲试管内的混合液表面滴加一薄层液体石蜡以制造无氧环境，利于酒精发酵。若乙试管中的澄清石灰水变混浊，说明酵母菌细胞呼吸产生了CO2。甲试管中的酵母菌进行无氧呼吸产生酒精，酒精具有挥发性，所以拔掉甲试管塞子后可闻到酒精的气

10、味。分点突破(二)有氧呼吸和无氧呼吸基础 eq avs4al(落实) 1有氧呼吸(1)主要场所线粒体写出图中字母代表的结构名称：A外膜；B内膜形成的嵴；C线粒体基质。与有氧呼吸有关的酶分布在BC。(填图中字母)线粒体的分布：集中在代谢旺盛的部位。(2)化学反应式(3)物质转化过程(4)能量转化2无氧呼吸(1)类型及反应式(2)场所：细胞质基质。(3)过程第一阶段：与有氧呼吸的第一阶段完全相同。第二阶段：丙酮酸在不同酶的催化作用下，分解成酒精和CO2，或者转化成乳酸。深化 eq avs4al(认知) 一、在“思考探究”中解惑1古代诗人对酒的描写和赞美颇多，如李白客中行中写道“兰陵美酒郁金香，玉前

11、，以下是关于啤酒生产的大致过程：将经过灭菌的麦芽汁充氧，接入啤酒酵母菌菌种后输入发酵罐。初期，酵母菌迅速繁殖，糖度下降，酒精浓度上升，泡沫不断增多，当糖度下降到一定程度后，结束发酵。据此分析在啤酒发酵的各个阶段，酵母菌细胞呼吸的主要方式分别是什么？代谢产物主要是什么？ 提示：开始时，发酵罐中有大量的溶解氧，酵母菌进行有氧呼吸迅速大量繁殖，此时的代谢产物主要是二氧化碳和水。随着氧气不断被消耗，发酵罐中的溶解氧越来越少，此时酵母菌同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，代谢产物有二氧化碳、水和酒精。溶解氧消耗殆尽，酵母菌只进行无氧呼吸，此时的代谢产物主要是酒精和二氧化碳。2在通风条件不好的环境中储藏的苹果会散

12、发出酒味，而马铃薯储藏久了却不会有酒味产生，请分析其中的原因？为什么会产生这种差异？提示：苹果无氧呼吸的产物是酒精和CO2，马铃薯无氧呼吸的产物是乳酸。因为不同生物细胞所具有的酶不同，导致反应途径不同，产物也不同。二、在“系统思维”中提能1有氧呼吸过程分析(1)有氧呼吸中氧元素的来源和去路(2)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2综合比较分析项目有氧呼吸无氧呼吸不同点条件需氧不需氧场所细胞质基质(第一阶段) 线粒体

13、(第二、三阶段)细胞质基质分解程度葡萄糖被彻底分解葡萄糖分解不彻底产物CO2、H2O乳酸或酒精和CO2能量释放大量能量少量能量相同点反应条件需酶和适宜温度本质氧化分解有机物，释放能量，生成ATP供生命活动所需过程第一阶段从葡萄糖到丙酮酸完全相同意义为生物体的各项生命活动提供能量应用 eq avs4al(评价) 1人的骨骼肌细胞既可以进行有氧呼吸，也可以进行无氧呼吸。下列有关骨骼肌细胞的叙述错误的是()A若仅以葡萄糖为底物，吸收的O2量等于释放的CO2量B若消耗了少量脂肪，则吸收的O2量多于释放的CO2量C有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段在同一个场所进行D有氧呼吸和无氧呼吸过程中均会有二氧化碳产生解

14、析：D由于无氧呼吸不消耗氧气，也不产生二氧化碳，而有氧呼吸消耗氧气并产生二氧化碳，因此以葡萄糖为底物时，人体骨骼肌细胞呼吸作用吸收的O2量等于释放的CO2量，A正确；若以脂肪为底物，由于脂肪的C、H比例高于葡萄糖，所以吸收的O2量多于释放的CO2量，B正确；有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段均在细胞质基质中进行，C正确；骨骼肌细胞无氧呼吸产生乳酸，不会产生二氧化碳，D错误。2如图是细胞呼吸过程简图，其中字母表示物质，数字表示过程。下列叙述错误的是()A过程在细胞质基质中进行，并有少量ATP生成B过程在线粒体中进行，并有较多ATP生成C酵母菌细胞可以进行过程D物质b是CO2解析：C过程是细胞呼吸的第一

15、阶段，在细胞质基质中进行，并有少量ATP生成，A正确；过程是有氧呼吸的第二、三阶段，在线粒体中进行，并有较多ATP生成，B正确；酵母菌细胞中可以进行过程，不可以进行过程，C错误；无氧呼吸产生酒精与CO2，因此物质b是CO2，D正确。方法点拨葡萄糖在细胞呼吸的第一阶段被分解为丙酮酸和H，故a是丙铜酸；在有氧条件下，丙铜酸与H2O、氧气与H反应，生成CO2和H2O；在无氧条件下，丙酮酸与H反应，生成酒精与CO2，或者乳酸。3(2021江苏南通高一检测)下列对细胞呼吸过程的叙述正确的是()A细胞有氧呼吸产生的CO2中的氧全部来自葡萄糖B人在剧烈运动时产生的CO2来自线粒体和细胞质基质C细胞无氧呼吸第

16、二阶段会释放少量能量并合成少量ATPD无氧呼吸释放的能量较少是因为形成的不彻底氧化产物中含有大量能量解析：D细胞有氧呼吸第二阶段丙酮酸和水反应生成CO2，所以有氧呼吸产生的CO2中的氧来自葡萄糖和水，A错误；人在剧烈运动时只有有氧呼吸才能产生CO2，无氧呼吸不产生CO2，所以产生的CO2来自线粒体，B错误；细胞无氧呼吸第二阶段不释放能量，C错误；无氧呼吸释放的能量较少是因为形成的不彻底氧化产物(酒精或乳酸)中含有大量能量，D正确。分点突破(三)细胞呼吸原理的应用基础 eq avs4al(落实) 1温度(1)影响：细胞呼吸是一系列酶促反应，温度通过影响酶的活性而影响细胞呼吸速率。如图所示，细胞呼

17、吸的最适宜温度一般在2535 之间。(2)应用：低温储藏食品；大棚栽培在夜间适当降低温度；温水和面发酵快。2氧气(1)分析：如图，O2是有氧呼吸所必需的，且O2对无氧呼吸过程有抑制作用。O2浓度0时，只进行无氧呼吸。0O2浓度10%时，同时进行有氧呼吸和无氧呼吸。O2浓度10%时，只进行有氧呼吸。O2浓度5%时，有机物消耗最少。(2)应用 eq blc(avs4alco1(中耕松土促进植物根部有氧呼吸,无氧发酵过程需要严格控制无氧环境,低氧仓储粮食、水果和蔬菜) 3水分(1)影响水作为有氧呼吸的反应物可直接参与反应。水作为生物化学反应的介质影响反应的进行。在一定范围内，细胞呼吸速率随含水量的增

18、加而加快，随含水量的减少而减慢。(2)应用粮食在收仓前要进行晾晒处理。干种子萌发前进行浸泡处理。4二氧化碳(1)影响：CO2是细胞呼吸的最终产物，积累过多会抑制细胞呼吸的进行。(2)应用：适当增加CO2浓度，有利于水果和蔬菜的保鲜。深化 eq avs4al(认知) 一、在“思考探究”中解惑1山东寿光市是全国闻名的“中国蔬菜之乡”，是中国最大的蔬菜生产基地。2019年8月，受台风影响，寿光多地连降暴雨引发洪灾，对当地蔬菜产业尤其是大棚蔬菜造成严重影响。据此探究回答下列问题：(1)洪灾过后，由于积水的影响，很多蔬菜的根部出现变黑、腐烂的现象，试分析出现此现象的原因。提示：积水会使土壤中的含氧量降低

19、，导致幼根生活在缺氧的环境中，进行无氧呼吸。无氧呼吸产生的酒精对细胞有毒害作用，使幼根最终死亡、腐烂、变黑。(2)请从影响细胞呼吸因素的角度考虑，提高蔬菜大棚产量的措施有哪些？ 提示：夜晚适当降低温度，能降低呼吸酶的活性，减弱细胞呼吸，减少有机物的消耗；一定时期进行松土透气，能促进根细胞的细胞呼吸，有利于主动运输，为矿质元素的吸收供应能量，从而提高农作物的产量。2运动成为当今人们生活的一种时尚。人在剧烈运动时，会因骨骼肌进行无氧呼吸积累过多的乳酸而感到肌肉酸痛。健身教练提倡有氧运动，请从有氧呼吸和无氧呼吸的产物及释放能量多少的角度分析原因？提示：有氧呼吸的产物是CO2和H2O，对于机体的影响较

20、小，且有机物中的能量全部释放。而无氧呼吸的产物中的乳酸对机体不利，且有机物中的能量仅释放一部分。二、在“系统思维”中提能类型应用原理有氧呼吸提倡慢跑等有氧运动不会因剧烈运动时无氧呼吸积累过多的乳酸而使肌肉酸胀乏力农作物栽培时及时松土透气根对无机盐的吸收是主动运输的过程，消耗能量；农作物栽培时及时松土透气，增加土壤中O2的浓度，使根的有氧呼吸加强，产生大量能量，从而促进植物根对无机盐的吸收稻田定期排水避免根因无氧呼吸产生大量酒精，对细胞产生毒害作用，造成烂根生产醋酸、味精等利用醋酸杆菌、谷氨酸棒状杆菌的有氧呼吸发面在馒头、面包的制作过程中，利用酵母菌的有氧呼吸，使馒头、面包变得松软可口无氧呼吸选

21、用透气的“创可贴”、透气消毒纱布包扎伤口为伤口创造有氧的环境，避免厌氧菌的繁殖，有利于伤口的愈合伤口过深或被锈钉扎伤后，需及时到医院治疗避免破伤风芽孢杆菌等进行无氧呼吸而大量繁殖，引发破伤风制作酸奶、泡菜等利用乳酸菌无氧呼吸产生乳酸酿酒酿酒的早期要通气，有利于酵母菌进行有氧呼吸，从而快速繁殖；后期密闭，有利于酵母菌进行无氧呼吸产生酒精应用 eq avs4al(评价) 1(2021江苏宿迁高一期末)下列关于细胞呼吸原理在生产、生活中应用的说法，正确的是()A为板结的土壤松土可促进根部对无机盐的吸收B用透气的纱布包扎伤口可避免组织细胞缺氧死亡C水果应在低温、无氧的环境中贮存以减少有机物损耗D稻田定

22、期排水可避免水稻根部无氧呼吸产生过多乳酸而腐烂解析：A土壤板结，需要及时松土透气，增加土壤的通气量，有利于植物的根系进行有氧呼吸，并能促进其吸收土壤中的无机盐，A正确；由于氧气能抑制破伤风杆菌的无氧呼吸，所以在包扎伤口时，可选用透气松软的“创可贴”等材料，防止伤口处厌氧菌的生存和繁殖，B错误；适宜的湿度能保证水果水分的充分储存，从而保证水果肉质鲜美；低温能降低细胞中酶的活性，使细胞代谢活动降低，有机物的消耗减少；低氧条件下，有氧呼吸较弱，又能抑制无氧呼吸，细胞代谢缓慢，有机物消耗少；所以水果应在一定湿度、零上低温、低氧的环境中贮存，C错误；稻田定期排水，能防止植物的根缺氧进行无氧呼吸，产生酒精

23、，对根系造成毒害作用，D错误。2在适宜温度下测得的小麦种子气体交换相对值与O2浓度之间的关系如图所示。下列分析错误的是()A当O2浓度10%时，产生CO2的场所是线粒体基质B当O2浓度增加时，无氧呼吸受抑制，导致QR段曲线下降C若图中AB与BC等长，则C点时有氧呼吸消耗的有机物量多于无氧呼吸D若将实验材料换为等量的花生种子，在只进行有氧呼吸时，O2的吸收量将增加解析：C当O2浓度10%时，O2的吸收量等于CO2的释放量，说明种子只进行有氧呼吸，产生CO2的场所是线粒体基质，A正确；当O2浓度从0开始逐渐增加时，无氧呼吸受抑制的同时有氧呼吸较弱，故QR段释放CO2减少，曲线下降，B正确；若图中AB与BC等长，说明C点时有氧呼吸产生的CO2等于无氧呼吸产生的CO2，而消耗的有机物量则是有氧呼吸小于无氧呼吸，C错误；若将实验材料换为等量的花生种子，由于花生种子中脂肪较多，脂