資源簡介

5.3細胞呼吸的原理和應用學案
【學習目標】
1.說明有氧呼吸和無氧呼吸的異同。
2.說明細胞呼吸的原理，并探討其在生產和生活中的應用。
3.探究酵母菌呼吸的方式。
【學習重難點】
1、探究酵母菌細胞呼吸的方式
2、說明有氧呼吸過程中物質與能量的變化。
【預習新知】
細胞呼吸的方式
一、細胞呼吸的概念
1.發生場所： 。
2.實質： 的氧化分解。
3.物質變化：有機物生成 。
4.能量變化： 。
二、探究酵母菌細胞呼吸的方式
1.實驗原理
（1）酵母菌的代謝類型：在有氧和無氧的條件下都能生存，屬于 。
（2）細胞呼吸方式的判斷：在有氧和無氧條件下，細胞呼吸的產物不同，以此來確定酵母菌細胞呼吸的方式。
2.實驗裝置
3.產物檢測
試劑 實驗現象
CO2 澄清石灰水 變 （根據石灰水的混濁程度，可檢測CO2的產生情況）
溴麝香草酚藍溶液 （根據溴麝香草酚藍溶液變成黃色的時間長短，可檢測CO2的產生情況）
酒精 重鉻酸鉀溶液（酸性條件）
4.實驗結論
（1）酵母菌在 和 條件下都能進行細胞呼吸。
（2）在有氧條件下，酵母菌通過細胞呼吸產生大量二氧化碳和 。
（3）在無氧條件下，酵母菌通過細胞呼吸產生酒精，還產生少量的 。
三、細胞呼吸分為 和 兩種。
有氧呼吸
一、線粒體的結構和功能
1.線粒體增大膜面積的方式和意義：內膜的某些部位向內腔折疊形成 ，增大有氧呼吸酶的 。
2.有氧呼吸的酶分布在： 。
3.線粒體的功能：進行 的主要場所。
二、有氧呼吸
1.概念：細胞在O2參與下，通過多種酶的催化作用，把葡萄糖等有機物徹底氧化分解，產生 ，釋放 ，生成大量 的過程。
2.過程
第一階段 第二階段 第三階段
場所 細胞質基質 線粒體內膜
反應物 葡萄糖 丙酮酸、水 [H]、O2
生成物 丙酮酸、[H]、 ATP CO2、[H]、 H2O、ATP
能量 能量 能量 能量
3.反應總式： 。
三、同有機物在生物體外的燃燒相比，有氧呼吸具有不同的特點：有氧呼吸過程 ；有機物中的能量經過一系列的化學反應逐步釋放；這些能量有相當一部分儲存在 中。
無氧呼吸
一、過程
階段 場所 反應物 生成物 放能情況
第一階段 細胞質基質 葡萄糖 丙酮酸、[H]
第二階段 細胞質基質 丙酮酸 無
二、無氧呼吸兩種形式的總反應式
產生乳酸： 。
產生酒精： 。
細胞呼吸原理的應用
有氧呼吸無氧呼吸的原理在生活和生產中的應用
類型 應用
有氧呼吸 中耕松土（農作物及時松土透氣）
。
生產食醋
發面（饅頭、面包的制作）
提倡有氧運動
無氧呼吸 選用透氣“創可貼”
傷口過深或被銹釘扎傷，需及時治療
工業生產青霉菌，制作味精、酸奶、泡菜等
有氧呼吸和無氧呼吸 。
【易錯提示】
關于細胞呼吸方式探究的注意事項
1．配制酵母菌培養液時，必須將煮沸的葡萄糖溶液冷卻到常溫，才可加入酵母菌。否則，高溫會殺死酵母菌。
2．有氧條件：必須持續通入空氣，以保證O2的充足。空氣通入A瓶之前先用NaOH溶液處理，目的是吸收CO2，排除空氣中CO2對實驗結果的干擾。
無氧條件：裝置中B瓶應封口放置一段時間后，再連接澄清的石灰水，其目的是先讓酵母菌將B瓶中的O2消耗完，確保只進行無氧呼吸。
3．在25～35 ℃的環境中進行實驗，此時的酵母菌中酶活性最高，生命活動最旺盛，細胞呼吸明顯。
4．濃硫酸有腐蝕性，往試管中滴加濃硫酸時要緩慢、小心。
【鞏固訓練】
1.所有的細胞都要進行細胞呼吸，細胞呼吸就是細胞內將有機物氧化分解并釋放能量的過程，下列有關細胞呼吸的物質變化、能量變化及意義敘述正確的是( )
A.線粒體分解葡萄糖需要在有氧的環境條件下
B.無氧呼吸釋放的能量大部分轉移到小分子有機物中
C.有氧呼吸和無氧呼吸都不消耗水，但有氧呼吸產生水
D.無氧呼吸只在糖酵解過程中才有ATP生成
2.下圖表示人體內細胞呼吸的過程，下列敘述正確的是( )
A.人體細胞內②過程發生在線粒體中
B.①過程既有水參與，又有水產生
C.①②③過程均釋放能量，③過程釋放最多
D.在劇烈運動中，人體細胞主要通過③過程獲得能量
3.馬鈴薯塊莖儲藏不當會出現酸味，這種現象與馬鈴薯塊莖細胞的無氧呼吸有關。下列敘述錯誤的是( )
A.馬鈴薯塊莖細胞無氧呼吸產生的乳酸是由丙酮酸轉化而來的
B.馬鈴薯塊莖細胞無氧呼吸產生乳酸時伴隨著大量ATP的生成
C.馬鈴薯塊莖儲藏庫中氧氣濃度的升高會抑制酸味的產生
D.馬鈴薯塊莖儲藏庫中溫度的適當降低會抑制酸味的產生
4.細胞呼吸是有機物在細胞內的氧化分解過程。下列有關描述正確的是( )
A.有氧呼吸是細胞呼吸的主要形式，這一過程必須要有氧的參與
B.有氧呼吸能把葡萄糖氧化分解為二氧化碳和水，場所是線粒體
C.有氧呼吸不同階段釋放的能量不同，能量大多在第二階段釋放
D.無氧呼吸形成的ATP數量較少，是因為能量大多以熱能形式釋放
5.真核細胞有氧呼吸時含碳物質的變化過程如下所示，其中I、Ⅱ表示兩個階段，下列相關敘述正確的是( )
A.階段I只能發生在有氧呼吸時 B.階段I和Ⅱ均有[H]和ATP產生
C.階段I和階段Ⅱ產生大量ATP D.階段I和Ⅱ均在線粒體中進行
參考答案
1.答案：D
解析：A、葡萄糖分解為丙酮酸的過程中發生在細胞質基質中，丙酮酸在線粒體進一步氧化分解需要氧氣，A錯誤;B、無氧呼吸釋放的能量大部分以熱能形式散失，少部分轉移到小分子ATP中，B錯誤;C、有氧呼吸第二階段消耗水(水和丙酮酸反應形成[H]和二氧化碳)，第三階段產生水(氧氣和[H]反應生成水)，C錯誤;D、無氧呼吸只在第一階段，即糖酵解過程釋放少量能量，并產生了少量ATP，而在無氧呼吸第二階段不釋放能量，也不產生ATP，D正確。
2.答案：A
解析：A、②過程表示有氧呼吸的第二、第三階段,人體細胞內②過程發生在線粒體中,A正確;B、①過程表示糖酵解階段,既沒有水參與,又沒有水產生,B錯誤;C、只有①②過程有能量釋放,③過程無能量釋放,C錯誤;D、劇烈運動中,人體細胞主要通過有氧呼吸提供能量,即①②過程,D錯誤。故選:A。
3.答案：B
解析：馬鈴薯塊莖細胞無氧呼吸的第一階段，葡萄糖被分解成丙酮酸，生成少量ATP；第二階段丙酮酸轉化成乳酸，無ATP生成，A正確，B錯誤。馬鈴薯塊莖儲藏庫中，氧氣濃度升高會抑制細胞的無氧呼吸，馬鈴薯塊莖細胞無氧呼吸的產物是乳酸，則會抑制酸味的產生，C正確。馬鈴薯塊莖儲藏庫中，溫度適當降低會使與細胞無氧呼吸有關的酶的活性降低，抑制細胞的無氧呼吸，從而抑制酸味的產生，D正確。
4.答案：A
解析：A、有氧呼吸是細胞呼吸的主要形式，這一過程必須要有氧的參與，A正確； B、有氧呼吸能把葡萄糖氧化分解為二氧化碳和水，場所是細胞質基質和線粒體（原核生物除外），B錯誤； C、有氧呼吸不同階段釋放的能量不同，能量大多在第三階段釋放，C錯誤； D、無氧呼吸形成的ATP數量較少，是因為能量大多儲存在不徹底的產物（酒精或乳酸）中， D錯誤。
故選：A。
5.答案：B
解析：階段I表示有氧呼吸的第一階段，若細胞缺氧，階段I也可以表示無氧呼吸的第一階段，A錯誤；階段I和Ⅱ分別表示有氧呼吸的第一、二階段，均有[H]和ATP產生，B正確；階段I和階段Ⅱ產生的ATP都較少，C錯誤；階段I在細胞質基質中進行，階段Ⅱ在線粒體基質中進行，D錯誤。

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