2017-2018学年高中生物 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（第1课时）学案 新人教版必修1

1、第3节ATP的主要来源细胞呼吸第1课时细胞呼吸的方式和有氧呼吸的过程学习导航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。2.结合教材P93图58，描述线粒体的结构。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。重难点击1.探究酵母菌细胞呼吸的方式。2.有氧呼吸的过程。方式一翱翔的飞机需要发动机燃烧油料来提供能量，在这一过程中，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呢？它的过程又是怎样的呢？方

2、式二19世纪中期，欧洲许多陈年的葡萄酒在空气中因自然变酸而不能被饮用。为了研究酒变酸的真正原因，巴斯德进行了大量的实验，终于发现，酒变酸的罪魁祸首是一种叫醋酸杆菌的微生物，醋酸杆菌从空气中落进酒里，使葡萄酒变成了醋，后来他提出微温加热在酿制业消灭微生物的方法，即巴斯德消毒法。由此说明呼吸作用是生物体具有的基本的生命活动，呼吸作用提供了各类生物各种生命活动所需要的能量，体现了生物界的统一性。一、细胞呼吸的概念和方式1.细胞呼吸的概念(1)发生场所：生活状态的细胞内。(2)分解底物：生物体内的有机物。(3)呼吸产物：CO2或其他产物(因呼吸类型而异)。(4)反应类型：氧化分解。(5)能量变化：有机

3、物中化学能释放，生成ATP。2.探究酵母菌细胞呼吸的方式(1)实验原理酵母菌是一种单细胞真菌，在有氧和无氧的条件下都能生存，属于兼性厌氧菌。CO2和酒精的检测检测产物所用试剂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(2)实验步骤(3)实验结论：酵母菌在有氧条件下进行有氧呼吸，产生大量的CO2和水，在无氧条件下进行无氧呼吸，无氧呼吸的产物有酒精，同时也产生少量的CO2。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

4、。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。3.B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。1.在检验酵母菌细胞呼吸产物时，常用到一些特殊的颜色反应，下列描述不正

5、确的是()A.CO2可使澄清的石灰水变混浊B.CO2可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄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答案C解析CO2能使澄清的石灰水变混浊，或使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄；乙醇在酸性条件下(浓硫酸)能与橙色的重铬酸钾溶液反应变成灰绿色。2.下图是探究酵母菌细胞呼吸方式的实验装置，以下说法中正确的是()A.两个装置均需要在黑暗条件下进行B.装置乙在处可检测到有酒精生成C.装置乙是对照组，装置甲是实验组D.装置甲中NaOH的作用是吸收处的CO2答案B解析两个装置均不需要在黑暗条件下进行；处酵母

6、菌产生酒精；此实验是对比实验，没有对照组，都是实验组；装置甲中NaOH溶液的作用是吸收空气中的CO2。知识拓展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”。二、线粒体与有氧呼吸1.线粒体的结构线粒体具有双层膜，3内膜向内腔折叠形成2嵴，大大增加了内膜的表面积，线粒体内充满了液态的4基质，线粒体的内膜上和基质中含有许多种与有氧呼吸有关的酶。2.有氧呼吸的过程阶段场所物质变化放能多少第一阶段细胞质基质葡

7、萄糖2丙酮酸4H少量第二阶段线粒体基质2丙酮酸6H2O6CO220H少量第三阶段线粒体内膜24H6O212H2O大量3.总反应式C6H12O66H2O6O26CO212H2O能量。4.有氧呼吸的概念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。下图表示有氧呼吸过程，据图分析：1.图中表示有氧呼吸三个阶段产生的能量，其中生成ATP最多的是哪个过程？答案过程释放能量最多。2.图中的、分别是什么物质？有氧呼吸中参与反应的氧气中的氧最终到了哪种产物中？答案和都是水，是氧气。有氧呼吸中参与反应的氧气中的氧最终到产物水中。3.1

8、mol葡萄糖在体内彻底氧化分解共释放出2870kJ的能量，其中有1161kJ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，1mol葡萄糖通过有氧呼吸可形成多少mol的ATP？其能量转换效率是多少？答案可形成38mol的ATP。其能量转换效率是40.45%。4.葡萄糖等有机物在体外能够燃烧，有氧呼吸和物质燃烧相比有什么异同？答案二者都能释放能量，产物主要都是水和二氧化碳，不同点在于有氧呼吸是在温和条件下，在酶的催化下缓慢释放有机物中的能量，相当一部分能量储存到了ATP中；燃烧是点燃后剧烈释放有机物中的能量，能量全部以光能和热能的形式释放，不产生ATP。5.原核生物没有

9、线粒体，能不能进行有氧呼吸呢？答案能，在细胞质基质中进行。知识整合有氧呼吸第三阶段释放的能量最多，参与反应的氧气中的氧全部到了产物水中；有氧呼吸释放的能量约有40%到了ATP中，这是和有机物在体外燃烧最大的不同；原核生物没有线粒体，有的也能进行有氧呼吸。3.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的结合反应答案B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。4.

10、有氧呼吸全过程中的物质变化可分为三个阶段：C6H12O6丙酮酸H；丙酮酸H2OCO2H；HO2H2O。下列与此相关的叙述中，正确的是()A.第阶段反应极易进行，无需酶的催化B.第阶段无ATP生成，第阶段形成较多的ATPC.第阶段的进行，需在有氧条件下D.第阶段也在线粒体中进行答案C解析有氧呼吸的三个阶段都需要酶的催化，都有ATP的产生；产生ATP最多的是第三阶段；有氧呼吸第二、三阶段需在有氧条件下进行，因为丙酮酸需在有氧条件下进入线粒体；第阶段在细胞质基质中进行。1.下列关于细胞呼吸的说法中，不正确的是()A.细胞呼吸实际上是在细胞内进行有机物的氧化分解，释放能量的过程B.细胞呼吸实际上就是细

11、胞与外界环境间的气体交换C.细胞呼吸是细胞内有机物“缓慢燃烧”的过程D.细胞呼吸是细胞内有机物进行一系列氧化分解的过程答案B解析细胞呼吸的实质是细胞内有机物氧化分解，逐步释放能量的过程。2.近几年，几起严重的醉驾事故引起了社会的广泛关注。交警为检测司机是否存在酒后驾驶的违章行为，检测司机呼出的气体的试剂是()A.溴麝香草酚蓝水溶液B.斐林试剂C.重铬酸钾的浓硫酸溶液D.澄清的石灰水答案C解析橙色的重铬酸钾溶液，在酸性条件下与酒精生成灰绿色的硫酸铬，利用此原理可检测酒精的存在。3.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.葡萄糖丙酮酸水B.葡萄糖丙酮酸氧C.葡萄糖氧

12、水D.葡萄糖丙酮酸二氧化碳答案D解析在细胞质基质中，C6H12O6在酶的作用下分解为丙酮酸，丙酮酸进入线粒体基质中彻底分解成CO2。4.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()A.标准实验B.对比实验C.模拟实验D.演示实验答案B5.如图表示线粒体的亚显微结构示意图。请据图分析回答下列问题：(1)线粒体由7_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6_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

13、。(4)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.人的成熟红细胞答案(1)外膜6内膜2嵴酶(2)有氧呼吸内膜基质(3)动、植物新陈代谢旺盛新陈代谢旺盛(4)ABEFBCD课时作业学考达标1.细胞呼吸的实质是()A.分解有机物，储存能量B.合成有机物，储存能量C.分解有机物，释放能量D.合成有机物，释放能量答案C解析细胞呼吸是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他产物，释放出能量并生成ATP的过程。2.利用如图所示装置探究酵母菌的无氧呼吸，正确的操作方法是()A.A瓶先敞口培养一段时间后

14、，再连通B瓶B.A瓶密封后，应该立即连通B瓶C.A瓶密封后，培养一段时间，再连通B瓶D.实验结束后，在B瓶中加入重铬酸钾检验酒精答案C解析探究酵母菌无氧呼吸需要设置无氧条件，同时检测无氧呼吸的产物CO2，因此装置中要将A锥形瓶密封一段时间，让酵母菌将瓶中的氧气消耗干净后再连通B瓶，保证澄清石灰水变混浊是由酵母菌在无氧条件下产生CO2造成的。3.有氧呼吸过程中，产生H较多和产生ATP最多的阶段分别是()第一阶段第二阶段第三阶段A.B.C.D.答案B解析有氧呼吸第一阶段仅产生少量的H和少量的ATP，第二阶段产生较多的H和少量的ATP，第三阶段产生ATP最多，消耗了H。4.向正在进行有氧呼吸的细胞悬

15、液中加入甲、乙、丙、丁四种抑制剂，下列说法正确的是()A.若甲能抑制丙酮酸分解，则会使丙酮酸的消耗增加B.若乙能抑制葡萄糖分解，则会使丙酮酸增加C.若丙能抑制ATP的形成，则会使ADP的消耗增加D.若丁能抑制H被氧化成水，则会使O2的消耗减少答案D解析葡萄糖初步分解是在第一阶段，产物为丙酮酸；丙酮酸的消耗是在第二阶段，分解产生二氧化碳；H的氧化是在第三阶段，与O2结合生成水；三个阶段都有能量释放，能量转移给ADP生成ATP。5.下列关于有氧呼吸过程的叙述中，正确的是()A.全过程必须有氧参与，并且始终在线粒体中进行B.第一阶段是葡萄糖分解成丙酮酸，产生大量的H和ATPC.第二阶段是丙酮酸分解成

16、CO2和H2O，产生少量的ATPD.第三阶段是H和氧结合产生H2O，同时生成大量的ATP答案D解析有氧呼吸第一阶段在细胞质基质中进行，葡萄糖分解成丙酮酸，同时产生少量的H和ATP；第二阶段在线粒体基质中进行，丙酮酸和H2O彻底分解成CO2和H，产生少量的ATP；第三阶段在线粒体内膜上进行，H和氧结合产生H2O，同时生成大量的ATP。6.如图表示细胞内物质转化的部分过程，以下有关叙述不正确的是 ()A.图中的H主要在线粒体内产生B.图中物质是O2C.用18O标记葡萄糖，产物水中检测不到放射性D.图示过程会释放热能答案B解析有氧呼吸中H主要是在第二阶段线粒体基质中产生；图中物质是H2O，参与有氧呼

17、吸第二阶段；产物H2O中的氧来自氧气，葡萄糖中的18O最终进入CO2中；图示过程会释放热能。高考提能7.如图所示为某绿色植物细胞内部分物质的代谢过程，下列相关叙述中，正确的是()A.图解中的两物质依次是H2O和O2B.图解中(一)(二)两阶段产生H的场所都是线粒体C.图解中(三)阶段产生的H2O中的氢最终都来自葡萄糖D.1分子丙酮酸经过(二)(三)两阶段产生的能量一样多答案A解析从题图所示的过程及参与的物质分析可知，该过程表示细胞的有氧呼吸过程。(一)表示有氧呼吸的第一阶段，在细胞质基质中完成，在酶的作用下，葡萄糖分解为丙酮酸和少量H，释放少量能量。(二)表示有氧呼吸的第二阶段，在线粒体基质中

18、丙酮酸和H2O(图中)彻底分解成CO2并产生大量的H，释放少量能量。(三)表示有氧呼吸的第三阶段，前两个阶段产生的H与O2(图中)结合生成H2O，释放大量能量。8.在四支试管中分别含有不同化学物质和活性酵母菌细胞制备物。在适宜温度下，会产生CO2的试管有()葡萄糖细胞膜已破裂的细胞葡萄糖线粒体丙酮酸线粒体葡萄糖细胞质基质(无氧)A.B.C.D.答案B解析首先要明确试管中是细胞膜已破裂的细胞，即含有酵母菌全部细胞内容物，而、则分别含有线粒体、线粒体、细胞质基质；其次，要明确酵母菌是兼性厌氧型生物；第三，要明确各细胞结构所能直接利用的物质，如线粒体只能利用丙酮酸而不能直接利用葡萄糖。9.某生物实验

19、小组为“探究酵母菌呼吸方式”设计了如图所示的实验装置。实验中，先向气球中加入10mL酵母菌培养液，再向气球中注入一定量的氧气，扎紧气球，置于装有20温水的烧杯中，再将整个装置置于20的恒温水浴中，记录实验开始30min后烧杯中液面变化量。下列说法错误的是()A.还应设置一个气球中加入等量煮沸过的酵母菌培养液的相同装置作为对照B.若30min后液面没有变化是因为酵母菌只进行了有氧呼吸C.若酵母菌进行了无氧呼吸，则液面应该下降D.该装置还可以用来“探究酵母菌进行无氧呼吸的最适温度”答案C解析若酵母菌只进行有氧呼吸，则消耗的氧气和产生的二氧化碳体积相等，不会引起液面变化；若进行了无氧呼吸，则产生的二

20、氧化碳多于消耗的氧气，气体体积增大，液面上升。10.如图所示为细胞呼吸的实验装置，a、b两锥形瓶内各放一些湿棉花，瓶塞上各吊一熟石灰包，并插入温度计，分别有导管从瓶内通入水中。a瓶装入萌发的种子，b瓶装入等量的煮熟的种子。48h后，预期所能观察到的变化是()A.a瓶温度上升，与其连接的导管内水上升明显B.b瓶温度上升，与其连接的导管内水上升明显C.a瓶温度上升，与b瓶连接的导管内水上升明显D.b瓶温度上升，与a瓶连接的导管内水上升明显答案A解析a瓶中萌发的种子生命活动旺盛，主要进行有氧呼吸，吸收瓶内的氧气，释放CO2，但CO2易被熟石灰吸收；在细胞呼吸过程中要释放能量，并且大部分能量都转化成热

21、能，所以a瓶温度上升；由于O2的消耗，瓶内气压下降，与之相连的导管内水柱上升。而b瓶装的是煮熟的种子，不再进行细胞呼吸等生命活动，所以温度、水面基本无变化。11.下图是有氧呼吸过程的图解，据图回答下列问题：(1)有氧呼吸是从_的氧化分解开始的，全过程分为_个阶段。(2)有氧呼吸的主要场所是_，进入该场所的呼吸底物是_；释放的CO2是在第_阶段产生的；H2O是在第_阶段形成的；产生ATP最多的是第_阶段。(3)有氧呼吸中氧的作用是_，写出有氧呼吸的总反应式_。答案(1)葡萄糖三(2)线粒体丙酮酸二三三(3)与氢结合生成水，同时生成大量的ATPC6H12O66H2O6O26CO212H2O能量解析

22、在有氧呼吸过程中，第一阶段发生在细胞质基质中，将1分子葡萄糖分解成2分子丙酮酸，脱下来少量H(4个H)，释放少量能量，形成少量ATP；第二阶段发生在线粒体基质中，将丙酮酸彻底分解成CO2，消耗6分子水，脱下来20个H，释放少量能量，形成少量ATP；第三阶段发生在线粒体内膜上，前两个阶段脱下的H经过一系列反应，与O2结合形成12分子水，释放大量能量，形成大量ATP。从上述过程可以看出，CO2产生于第二阶段，O2用于第三阶段的反应，水生成于第三阶段，释放能量最多的是第三阶段。12.下图是测定植物细胞呼吸的装置。请据图回答问题：(1)A瓶内NaOH的作用是_；B瓶内石灰水的作用是_；D瓶内石灰水的作

23、用是_。(2)为什么要用不透光的玻璃罩来罩住植物？_。(3)如果将植物换成萌发的种子，实验结果怎样？_。(4)如果将D瓶内石灰水换成饱和Na2CO3溶液也可起到相同的作用，为什么？_。答案(1)吸收空气中的CO2检验CO2是否被完全吸收检验呼吸作用是否产生CO2(2)防止植物进行光合作用干扰实验结果(3)实验效果与绿色植物相同(4)呼吸作用产生的CO2被饱和的Na2CO3溶液吸收形成NaHCO3，因为NaHCO3的溶解度小，故溶液同样出现混浊现象13.如图表示的是测定保温桶内温度变化的实验装置。某研究小组以该装置探究酵母菌在不同条件下呼吸作用的情况。材料用具：保温桶(500mL)、温度计、活性

24、干酵母、质量浓度为0.1g/mL的葡萄糖溶液、棉花、石蜡油。实验假设：酵母菌在有氧条件下呼吸作用比无氧条件下呼吸作用放出的热量更多。(1)取A、B两装置设计实验如下，请补充下表中的内容：装置方法步骤一方法步骤二方法步骤三A加入240mL的葡萄糖溶液加入10g活性干酵母_B加入240mL煮沸后冷却的葡萄糖溶液_加入石蜡油，铺满液面(2)B装置中葡萄糖溶液煮沸的主要目的是_，这是控制实验的_变量。(3)要测定B装置因呼吸作用引起的温度变化量，还需要增加一个装置C。请写出装置C的实验步骤：装置方法步骤一方法步骤二方法步骤三C_加入石蜡油，铺满液面(4)实验预期：在适宜条件下实验，30分钟后记录实验结果，若装置A、B、C温度大小关系是：_(用“”表示)，则假设成立。答案(1)不加入石蜡油加入10g活性干酵母(2)去除氧气自(3)加入240mL煮沸后冷却的葡萄糖溶液不加入活性干酵母(4)ABC解析A、B两个实验装置作对照，A为有氧条件下的，B为无氧条件下的(步骤三加入石蜡油，隔绝氧气)。B装置煮沸的目的仍然是去除氧气，和步骤三目的一样。两装置步骤二加入的都应该一样，都是10g活性干酵母，体现了单一变量的实验原则。装置C是和B作对照的，用来排除其他因素造成的