2021-2022新教材浙科版生物学必修1学案：3.4第1课时需氧呼吸与厌氧呼吸的过程Word版含答案

第四节细胞呼吸为细胞生活提供能量第1课时需氧呼吸与厌氧呼吸的过程考试内容核心素养细胞呼吸的本质是糖等有机物的氧化分解1.生命观念——具备物质与能量观，明确细胞呼吸是细胞获得能量的主要途径2．科学思维——运用归纳与概括、模型与建模，分析比较需氧呼吸及厌氧呼吸的过程知识点eq\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(,,,,))需氧呼吸与厌氧呼吸的过程1．细胞呼吸的概念及分类(1)概念：指细胞内进行的将糖类等有机物分解成无机物或者小分子有机物，并且释放出能量的过程。(2)分类：根据是否有氧参与，分为需氧呼吸和厌氧呼吸。2．需氧呼吸(1)条件：必须有氧参加，把糖分子氧化成二氧化碳和水。(2)反应场所：细胞溶胶和线粒体。(3)反应过程阶段项目第一阶段第二阶段第三阶段名称糖酵解柠檬酸循环电子传递链场所细胞溶胶线粒体基质线粒体内膜物质变化1分子葡萄糖→2个三碳化合物(丙酮酸)和少量[H]丙酮酸被彻底氧化分解形成二氧化碳，产生[H]前两个阶段产生的[H]与氧结合生成水能量变化释放少量能量，形成少量ATP释放少量能量，形成少量ATP释放大量能量，形成大量ATP需氧呼吸总反应式3．厌氧呼吸(1)概念：细胞在无氧条件下，将糖分子分解成乳酸或乙醇和CO2，并释放少量能量的过程。(2)场所：细胞溶胶。(3)类型项目乳酸发酵乙醇发酵发酵过程第一阶段糖酵解：1分子葡萄糖→2个三碳化合物(丙酮酸)和少量[H]第二阶段总反应式生物类型动物细胞、某些植物细胞、乳酸细菌等某些植物细胞、酵母菌等(4)意义对于某些生物而言，在无氧或缺氧条件下，细胞通过厌氧呼吸可以快速利用葡萄糖产生ATP，以维持生命。1．判断题(1)细胞呼吸是细胞吸收O2，释放CO2的一种气体交换过程(×)(2)需氧呼吸释放的能量多数储存在ATP中(×)(3)细胞呼吸是一系列的化学反应过程，能为生命活动提供能量(√)(4)厌氧呼吸过程中无[H]的产生与消耗(×)(5)需氧呼吸是氧化还原反应，每个阶段都需要氧气参与(×)(6)需氧呼吸的三个阶段均能产生和消耗[H](×)(7)骨骼肌细胞的线粒体能利用葡萄糖进行需氧呼吸，产生二氧化碳和水(×)(8)需氧型细菌需氧呼吸的主要场所是线粒体(×)(9)厌氧呼吸的两个阶段都能产生ATP(×)(10)厌氧呼吸的全过程都在细胞溶胶中进行(√)2．下列关于细胞呼吸的理解，正确的是()A．细胞呼吸都需要氧气B．同一个体的细胞呼吸方式必定相同C．有的需氧呼吸型生物的细胞也能进行厌氧呼吸D．细胞呼吸的本质是彻底氧化分解有机物并释放能量解析：选C细胞呼吸中需氧呼吸需要氧气，而厌氧呼吸不需要氧气，A错误；同一个体的细胞呼吸方式不一定相同，如人体剧烈运动时，有的细胞进行需氧呼吸，有的细胞进行厌氧呼吸，B错误；有的需氧呼吸型生物的细胞在缺氧时也能进行厌氧呼吸，C正确；细胞呼吸的本质是氧化分解有机物并释放能量，需氧呼吸可彻底氧化分解有机物，而厌氧呼吸不能彻底氧化分解有机物，D错误。3．在需氧呼吸的三个阶段中，能产生ATP的是()A．只有第一阶段 B．只有第二阶段C．只有第三阶段 D．三个阶段均能解析：选D需氧呼吸的三个阶段中，均能产生ATP。4.如图为线粒体的结构示意图，其中不可能发生的反应是()A．②处发生CO2的生成B．①处产生ATPC．②处产生[H]D．③处发生[H]与O2的结合解析：选B②处为线粒体基质，是需氧呼吸第二阶段进行的场所，发生CO2的生成，A正确；①处线粒体外膜，此处不含细胞呼吸相关的酶，不产生ATP，B错误；②处进行有氧呼吸第二阶段，丙酮酸分解产生CO2和[H]，C正确；③处为线粒体内膜，是有氧呼吸第三阶段发生的场所，发生[H]与O2的结合生成H2O，D正确。1．无土栽培是近几年迅速发展起来的一项栽培技术，是利用溶液培养法的原理，把植物生长发育所需要的各种矿质元素按一定比例配制成营养液，植物从培养液中吸收营养。但是这样往往会发生烂根现象。试分析：(1)烂根现象发生的原因是什么？提示：培养液中的溶氧量很少，很快就会被植物消耗完，根细胞进行厌氧呼吸产生乙醇，乙醇积累过多会使根细胞死亡，导致烂根。(2)如何解决这一问题？提示：定时向培养液中通入空气。2．需氧呼吸是生物体内高效的产能方式，某同学学习了需氧呼吸的基本内容之后，绘制的需氧呼吸概念图如下。请分析该同学的绘制的概念图，思考并回答以下问题。(1)需氧呼吸主要发生在线粒体中，思考线粒体有哪些结构特点与其功能相适应？提示：①内膜向内折叠形成嵴，使内膜表面积大大增加；②内膜和基质中含有与需氧呼吸有关的酶。(2)该同学绘制的概念图中，a、b、c分别表示什么过程？提示：a表示糖酵解过程，b表示柠檬酸循环过程，c表示电子传递链过程。(3)针对需氧呼吸的具体过程，分析以下内容。①需氧呼吸中，[H]产生和消耗分别发生在哪些阶段？提示：[H]产生的阶段：第一、二阶段；[H]消耗的阶段：第三阶段。②需氧呼吸中，CO2在哪个阶段产生？提示：CO2是在第二阶段产生，是由丙酮酸和水反应生成的，场所是线粒体基质。③需氧呼吸中，H2O消耗和产生分别发生在哪些阶段？提示：在第二阶段H2O与丙酮酸反应；第三阶段[H]和O2结合生成H2O。④需氧呼吸中，O2参与反应发生在哪个阶段？此阶段的产物是什么？提示：在第三阶段O2与[H]反应生成H2O。3．厌氧呼吸有两种类型，其物质转化过程如下：(1)所有生物厌氧呼吸的产物相同吗？________说明理由___________________________________________________________________________________________________，并将下面生物按照厌氧呼吸类型进行分类：①甜菜块根②玉米的根毛细胞③马铃薯块茎④人体剧烈运动时的部分肌肉细胞⑤酵母菌⑥乳酸菌⑦玉米的胚⑧苹果⑨玉米的根(水淹)产乙醇、二氧化碳的是________；产乳酸的是________。提示：不同。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。故答案为：②⑤⑧⑨；①③④⑥⑦。(2)厌氧呼吸只在第一阶段产生少量ATP，厌氧呼吸为什么产生的能量是少量的？提示：因为厌氧呼吸生成的乳酸或乙醇中储存大部分能量。(3)剧烈运动过后的肌肉酸疼是怎样造成的？提示：剧烈运动，氧气供应不足，肌肉细胞厌氧呼吸产生了乳酸。(4)如果酵母菌需氧呼吸和厌氧呼吸分别同时消耗1mol葡萄糖，则产生的二氧化碳之比为多少？提示：消耗1mol葡萄糖时需氧呼吸产生6molCO2，厌氧呼吸产生2molCO2，所以产生的二氧化碳之比为3∶1。(5)酵母菌既能进行需氧呼吸，又能进行厌氧呼吸，若酵母菌进行细胞呼吸时，释放的CO2比吸收的O2多。分析出现上述现象的原因。提示：由需氧呼吸和厌氧呼吸反应方程式可知，如果酵母菌只进行需氧呼吸，释放的CO2与吸收的O2一样多，故此时酵母菌既进行需氧呼吸又进行厌氧呼吸。1．细胞呼吸本质的认识(1)细胞呼吸的内涵：不是气体交换，是细胞内有机物的氧化分解过程。(2)分解的底物：既可是糖类，也可是油脂等其他有机物。(3)分解的结果：若是需氧呼吸，则是一种彻底的氧化还原反应，产物为无机物，彻底释放能量；若是厌氧呼吸，则是一种不彻底的物质分解过程，产物为小分子有机物，只有少部分能量被释放出来，大部分能量仍然留在有机物中。(4)细胞呼吸的意义：为生命活动提供能量。2．需氧呼吸过程中[H]和氧元素的来源与去路(1)细胞呼吸中[H]和ATP的来源和去路来源去路[H]需氧呼吸：C6H12O6和H2O需氧呼吸：与O2结合生成水ATP需氧呼吸：三个阶段都产生用于各项生命活动(2)需氧呼吸中氧元素的来源和去路3．需氧呼吸与厌氧呼吸过程分析的易错点(1)需氧呼吸三个阶段都能产生能量(大量能量在第三阶段产生)，但大部分以热能形式散失，仅有一小部分能量转移到ATP中(厌氧呼吸大部分能量仍储存在乙醇或乳酸中)。(2)真核生物细胞并非都能进行需氧呼吸，如蛔虫细胞、哺乳动物成熟的红细胞只能进行厌氧呼吸。(3)原核生物无线粒体，但有些原核生物可进行需氧呼吸，如蓝细菌、硝化细菌等，因为其细胞中含有与需氧呼吸有关的酶。(4)需氧呼吸第三阶段需要氧气的直接参与，但是另外两个阶段需要有氧气的环境。(5)厌氧呼吸过程中[H]还原的对象不同，若是乳酸发酵，[H]还原的对象为丙酮酸，若是乙醇发酵，则还原的对象为乙醛。4．需氧呼吸和厌氧呼吸过程图解5．细胞需氧呼吸与厌氧呼吸方式的判断1．下列关于细胞呼吸的叙述，正确的是()A．细胞呼吸就是在细胞内将糖类等有机物分解成无机物，并释放能量的过程B．细胞呼吸产生CO2的场所是线粒体基质C．检测是否释放CO2，可以判断酵母菌的呼吸方式D．人的肌肉细胞进行厌氧呼吸，为争取时间而消耗了较多能量解析：选D细胞呼吸中的厌氧呼吸的产物中存在有机物，A错误；厌氧呼吸产生CO2的场所是细胞溶胶，需氧呼吸产生CO2的场所是线粒体基质，B错误；酵母菌需氧呼吸和厌氧呼吸都产生CO2，C错误；厌氧呼吸能释放少量能量，是细胞为争取时间而消耗较多能量的办法，D正确。2．细胞内糖分解代谢过程如图，下列叙述错误的是()A．植物细胞能进行过程①和③或过程①和④B．真核细胞的细胞溶胶中能进行过程①和②C．动物细胞内，过程②比过程①释放的能量多D．乳酸菌细胞内，过程①产生[H]，过程③消耗[H]解析：选B大多数植物厌氧呼吸能够产生酒精，少数植物器官如马铃薯块茎和甜菜块根厌氧呼吸的产物是乳酸，A正确；①表示需氧呼吸第一阶段，②表示需氧呼吸第二、三两个阶段，细胞溶胶中只能发生过程①，过程②发生在线粒体中，B错误；过程①是需氧呼吸第一阶段，过程②表示需氧呼吸二、三两个阶段，需氧呼吸第三阶段产生能量最多，C正确；乳酸菌厌氧呼吸第一阶段进行糖酵解产生丙酮酸和[H]，第二阶段又将丙酮酸在乳酸脱氢酶催化下被[H]还原为乳酸，D正确。3．在细胞呼吸过程中，若有CO2产生，则下列叙述正确的是()A．不一定在生物膜上进行，但一定有乙醇产生B．不一定发生需氧呼吸，但一定有水产生C．不一定在线粒体中进行，但一定有葡萄糖的消耗D．不一定发生厌氧呼吸，但一定有能量释放解析：选D细胞需氧呼吸过程中，CO2产生于第二阶段，发生在线粒体基质中，不是在生物膜上进行，也没有乙醇产生，A错误；有水产生的呼吸方式一定是需氧呼吸，B错误；细胞呼吸的底物一般是葡萄糖，但也可以是脂肪或蛋白质，C错误；细胞需氧呼吸过程中也有CO2产生，且一定有能量释放，D正确。4．下图为人体细胞内葡萄糖代谢过程简图，①～③是生化反应过程，甲～丁代表相关物质。下列叙述错误的是()A．①②③过程释放的能量只有少部分贮存在ATP中B．②③过程的正常进行需要有氧气的存在C．甲、乙、丙、丁表示的物质各不同D．图示生理过程也能发生在某些原核细胞中解析：选C①②③过程分别是需氧呼吸的三个阶段，都有能量释放，但释放的能量大部分以热能形式散失，只有少部分储存在ATP中，A正确；②③过程分别是需氧呼吸的第二、三阶段，其正常进行需要有氧气的存在，B正确；甲、乙、丙、丁表示的物质分别是丙酮酸、[H]、水、水，C错误；原核生物缺乏线粒体，但醋酸菌、蓝细菌等原核生物也能进行图示的需氧呼吸过程，D正确。1．下列关于人体骨骼肌细胞呼吸的叙述，正确的是()A．若需氧呼吸和厌氧呼吸消耗的葡萄糖量之比为1∶3，则该组织消耗的氧气量与产生的二氧化碳量之比为1∶2B．在缺氧条件下，细胞主要进行厌氧呼吸，快速地利用葡萄糖产生ATPC．糖酵解产生的丙酮酸，缺氧条件下可被乳酸脱氢酶还原为乳酸D．呼吸过程中释放的大部分能量用来维持体温解析：选D骨骼肌细胞厌氧呼吸不消耗氧气也不产生二氧化碳，所以需氧呼吸和厌氧呼吸消耗的葡萄糖量之比为1∶3时，该组织消耗的氧气量与产生的二氧化碳量之比为1∶1，A错误；在缺氧条件下，短时间内细胞可以进行厌氧呼吸，快速地利用葡萄糖产生ATP，但仍以有氧呼吸为主，B错误；糖酵解产生的丙酮酸，缺氧条件下可在乳酸脱氢酶的催化下被[H]还原为乳酸，C错误；呼吸过程中释放的能量大部分以热能形式散失，用来维持体温，D正确。2．下图表示萌发的小麦种子中可能发生的相关生理过程，a～e表示物质，①～④表示过程。下列有关叙述正确的是()A．催化反应②和④的酶都存在于细胞质基质中B．图中物质c为[H]，它只在需氧呼吸过程中产生C．图中①②过程主要发生在小麦种子萌发的早期，其中e为ATPD．①④③过程为需氧呼吸的三个阶段，其中物质a、d分别是丙酮酸和O2解析：选D题图为细胞呼吸的全过程，①②过程为厌氧呼吸，①④③过程为需氧呼吸，a、b、c、d、e分别表示丙酮酸、CO2、[H]、O2、乙醇；催化反应②和④的酶分别存在于细胞溶胶和线粒体基质中；厌氧呼吸的第一阶段也产生[H]。3．如图表示需氧呼吸过程，下列有关说法正确的是()A．①②④中数值最大的是①B．③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：选D图中①②④分别是有氧呼吸第一、二、三阶段产生的ATP，其中第三阶段产生的ATP最多；第二阶段是丙酮酸和H2O反应生成CO2和[H]，因此③是H2O；第一、二、三阶段的场所分别是细胞溶胶、线粒体基质和线粒体内膜；原核生物也可以进行需氧呼吸。4．正常情况下线粒体内膜上[H]的氧化与ATP的合成偶联，即在[H]氧化的同时合成ATP。某药物可阻断该过程中ATP的合成，研究人员利用离体培养的线粒体进行