人教版必修1第5章第3節(jié)第2課時(shí)無氧呼吸及細(xì)胞呼吸原理的應(yīng)用學(xué)案

第2課時(shí)無氧呼吸及細(xì)胞呼吸原理的應(yīng)用學(xué)習(xí)目標(biāo)素養(yǎng)定位.理解無氧呼吸的過程,并與有氧呼吸進(jìn)行比較,掌握有氧呼吸和無氧呼吸的區(qū)別與聯(lián)系。.構(gòu)建溫度、氧氣濃度等對(duì)細(xì)胞呼吸強(qiáng)度影響的曲線模型。.應(yīng)用細(xì)胞呼吸原理,解決生產(chǎn)和生活中的問題.運(yùn)用物質(zhì)與能量觀，闡明無氧呼吸的概念,說出無氧呼吸的發(fā)生條件和生成產(chǎn)物。（生命觀念、科學(xué)思維）.運(yùn)用物質(zhì)和能量觀,闡明有氧呼吸和無氧呼吸的異同。（生命觀念、科學(xué)思維）.基于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，構(gòu)建溫度、氧氣濃度等對(duì)細(xì)胞呼吸強(qiáng)度影響的曲線模型。（科學(xué)思維、科學(xué)探究）.基于細(xì)胞呼吸原理,解決生產(chǎn)和生活中的問題。（社會(huì)責(zé)任）一、無氧呼吸.無氧呼吸概念在沒有氧氣參與的情況下,葡萄糖等有機(jī)物經(jīng)過不完全分解,釋放少量能量的過程。.兩種無氧呼吸類型的化學(xué)反應(yīng)式（1）酒精發(fā)酵:C6H1206鳥2c2H5OH+2c。2+少量能量。⑵乳酸發(fā)酵:C6乩2。6旦2c3H6。3+少量能量。.無氧呼吸的過程和場所⑴過程探究：（1）用小麥和大麥在生產(chǎn)啤酒的過程中，小麥和大麥中的葡萄糖所含能量的去向有哪些？提示:生產(chǎn)啤酒的酒精發(fā)酵過程中，葡萄糖的能量大部分留在酒精中，釋放的能量中少部分用于生成ATP,大部分以熱能形式散失。⑵在發(fā)酵階段應(yīng)如何控制發(fā)酵罐的通氣情況？提示:應(yīng)先通氣,讓酵母菌進(jìn)行有氧呼吸大量繁殖,然后密封,讓酵母菌進(jìn)行無氧呼吸產(chǎn)生酒精。課堂小結(jié)隨堂檢測.下列關(guān)于肌肉細(xì)胞無氧呼吸的敘述，正確的是（A）A.在馬拉松長跑時(shí),人體骨骼肌細(xì)胞無氧呼吸可以產(chǎn)生乳酸B.肌肉無氧呼吸釋放的能量大多數(shù)用于合成ATPC.在高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)下,人體肌肉細(xì)胞中二氧化碳的產(chǎn)生量大于氧氣的消耗量D.人體肌肉細(xì)胞無氧呼吸產(chǎn)生的乳酸轉(zhuǎn)變成葡萄糖不需要消耗能量解析:人體骨骼肌細(xì)胞無氧呼吸可以產(chǎn)生乳酸;肌肉無氧呼吸釋放的能量大多數(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?少數(shù)用于合成ATP,沒有釋放的能量儲(chǔ)存在不徹底的氧化分解產(chǎn)物乳酸中;肌肉細(xì)胞無氧呼吸的產(chǎn)物是乳酸,不產(chǎn)生C02,而且人體細(xì)胞有氧呼吸消耗氧氣的量與產(chǎn)生二氧化碳的量相等，因此高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)下,人體肌肉細(xì)胞中二氧化碳的產(chǎn)生量等于氧氣的消耗量;人體細(xì)胞無氧呼吸的產(chǎn)物是乳酸,乳酸經(jīng)過細(xì)胞代謝再合成葡萄糖的過程是耗能過程。.如圖表示細(xì)胞呼吸的主要過程，下列說法正確的是（B）A.破傷風(fēng)芽抱桿菌和大腸桿菌能進(jìn)行過程①②B.過程①②③④都能在植物細(xì)胞中發(fā)生C.人體中進(jìn)行過程②的場所是線粒體內(nèi)膜D.過程①②只能在有氧條件下進(jìn)行解析:過程①②表示有氧呼吸,破傷風(fēng)芽泡桿菌和大腸桿菌都是原核生物,且破傷風(fēng)芽抱桿菌為厭氧菌,不能進(jìn)行有氧呼吸;過程③為無氧呼吸（酒精發(fā)酵）的第二階段,絕大多數(shù)植物細(xì)胞中可以發(fā)生,過程④是乳酸發(fā)酵的第二階段,在馬鈴薯塊莖和甜菜的塊根中可以進(jìn)行，因此過程①②③④都能在植物細(xì)胞中發(fā)生;過程②是有氧呼吸的第二、第三階段,發(fā)生場所是線粒體基質(zhì)和內(nèi)膜；過程①可在無氧條件下進(jìn)行。3.某興趣小組在室溫下進(jìn)行了酵母菌無氧呼吸的探究實(shí)驗(yàn)（如圖），下列分析不正確的是（D）A.滴管中冒出的氣泡是反應(yīng)產(chǎn)生C02的結(jié)果B.試管中加水的主要目的是制造無氧環(huán)境C.若試管中的水換成冷水,氣泡產(chǎn)生速率下降D.被分解的葡萄糖中的能量一部分轉(zhuǎn)移至ATP,其余的存留在酒精中解析:被分解的葡萄糖中的能量，一部分釋放出來，另一部分存留在酒精中,釋放的能量大部分以熱能的形式散失,少部分轉(zhuǎn)移到ATP中。4.如圖表示某種植物非綠色器官在不同氧濃度下C02釋放量和02吸收量的變化,請(qǐng)據(jù)圖回答下面的問題。⑴當(dāng)外界氧濃度在10%以下時(shí)，該器官的細(xì)胞呼吸方式是。實(shí)線和虛線相交于c點(diǎn),C點(diǎn)的細(xì)胞呼吸方式是。⑵無氧呼吸強(qiáng)度與氧濃度之間的關(guān)系是在一定范圍之內(nèi)隨著氧濃度增加，無氧呼吸強(qiáng)度。（3）AB段表示CO?釋放量減少,其原因是。⑷從圖中分析外界氧氣濃度應(yīng)保持在時(shí)，是貯存蘋果較好條件。解析：（1）圖中A點(diǎn)沒有氧氣，只進(jìn)行無氧呼吸;C點(diǎn)及之后氧氣充足，只進(jìn)行有氧呼吸;AC之間同時(shí)進(jìn)行有氧呼吸和無氧呼吸。所以當(dāng)外界氧濃度在10%以下時(shí),該器官的細(xì)胞呼吸方式是有氧呼吸和無氧呼吸,C點(diǎn)的細(xì)胞呼吸方式是有氧呼吸。⑵氧氣抑制無氧呼吸,隨著氧濃度增加無氧呼吸強(qiáng)度減弱。⑶AB段表示C02釋放量減少,其原因是氧氣不足,有氧呼吸強(qiáng)度較弱，無氧呼吸被抑制。（4）B點(diǎn)對(duì)應(yīng)的氧濃度在5%左右時(shí)，總呼吸作用最弱,消耗有機(jī)物最少,是貯存蘋果的適宜條件。答案：（1）有氧呼吸和無氧呼吸有氧呼吸（2）減弱（3）有氧呼吸弱，無氧呼吸被抑制（或細(xì)胞呼吸減弱）（4）5%左右①第一個(gè)階段:與有氧呼吸的第一個(gè)階段完全相同。②第二個(gè)階段:丙酮酸在酶的催化作用下,分解成酒精和C02,或轉(zhuǎn)化成乳酸。⑵場所:無氧呼吸的場所自始至終都在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)。4.無論哪種類型,無氧呼吸都只在第一階段釋放出少量的能量,生成少量ATP。葡萄糖分子中的大部分能量則存留在酒精或乳酸中。二、細(xì)胞呼吸原理的應(yīng)用.包扎傷口時(shí),需要選用透氣的消毒紗布。.釀酒時(shí)要先通氣后密封,通氣的目的是讓酵母菌進(jìn)行有氧呼吸并大量繁殖,密封的目的是讓酵母菌在無氧條件下進(jìn)行酒精發(fā)酵。.花盆里的土壤需要經(jīng)常進(jìn)行松土透氣。.在儲(chǔ)藏水果、蔬菜時(shí)，往往需要通過降低溫度、降低氧氣含量等措施來減弱果蔬的呼吸作用，以減少有機(jī)物的消耗。.破傷風(fēng)芽抱桿菌可通過無氧呼吸進(jìn)行大量繁殖,皮膚破損較深時(shí)，需清理傷口并注射破傷風(fēng)抗毒血清等。.提倡慢跑等有氧運(yùn)動(dòng)使細(xì)胞進(jìn)行有氧呼吸,避免肌細(xì)胞產(chǎn)生大量乳醛。判斷正誤⑴有氧呼吸的產(chǎn)物有C02和上0,無氧呼吸的產(chǎn)物沒有C02。(X)提示:無氧呼吸的產(chǎn)物為酒精和C02或乳酸。⑵在一定范圍內(nèi)，有氧呼吸速率隨著。2濃度的增大而增大,而無氧呼吸速率隨著濃度的增大而減小。(V)⑶及時(shí)排澇,可以防止豌豆根細(xì)胞受酒精毒害。（V）⑷儲(chǔ)藏水果時(shí)為減少有機(jī)物的消耗,應(yīng)將水果放在完全無氧的環(huán)境中。（X）提示:水果放在完全無氧的環(huán)境中，無氧呼吸作用強(qiáng)，消耗的有機(jī)物較多,且產(chǎn)生的酒精對(duì)細(xì)胞有毒害作用，容易使水果腐敗變質(zhì)。⑸濃度為零時(shí)，細(xì)胞呼吸強(qiáng)度也為零。（X）提示：。2濃度為零時(shí)，細(xì)胞可以進(jìn)行無氧呼吸。探究一無氧呼吸.閱讀教材P94內(nèi)容，思考、討論、回答下列問題。⑴無氧呼吸第一階段和有氧呼吸完全相同，也有［H］的產(chǎn)生,這部分［H］去了哪里？提示:參與第二階段乳酸或酒精的生成。（2）細(xì)胞呼吸過程中能量發(fā)生了怎樣的變化?為什么無氧呼吸產(chǎn)生的能量是少量的？提示:細(xì)胞呼吸過程中儲(chǔ)存在有機(jī)物中的穩(wěn)定化學(xué)能,轉(zhuǎn)化成儲(chǔ)存在ATP特殊的化學(xué)鍵中的活躍化學(xué)能和熱能。無氧呼吸產(chǎn)生的能量少是因?yàn)闊o氧呼吸生成的乳酸或酒精中儲(chǔ)存著大部分能量。⑶在通風(fēng)條件不好的環(huán)境中儲(chǔ)藏的梨會(huì)有酒味散發(fā),而馬鈴薯儲(chǔ)藏久了卻不會(huì)有酒味產(chǎn)生,請(qǐng)分析其中的原因。為什么會(huì)產(chǎn)生這種差異？提示:梨無氧呼吸的產(chǎn)物是酒精和C02,馬鈴薯無氧呼吸的產(chǎn)物是乳酸。因?yàn)椴煌锛?xì)胞所具有的酶不同，導(dǎo)致反應(yīng)途徑不同,產(chǎn)物也不同。.據(jù)圖分析有氧呼吸和無氧呼吸過程。⑷反應(yīng)①②③④中，可在人體細(xì)胞中進(jìn)行的有哪些？提示:①②④。⑸糧食儲(chǔ)藏過程中有時(shí)會(huì)發(fā)生糧堆濕度增大的現(xiàn)象,其原因是什么？提示:種子在有氧呼吸過程中產(chǎn)生了水。⑹根系缺氧會(huì)導(dǎo)致根細(xì)胞無氧呼吸增強(qiáng),實(shí)驗(yàn)過程中能否改用C02作為檢測有氧呼吸速率的指標(biāo)?為什么？提示:不能。因?yàn)橹参锔?xì)胞無氧呼吸也可能會(huì)產(chǎn)生C02o比較有氧呼吸與無氧呼吸的異同項(xiàng)目有氧呼吸無氧呼吸場所細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)條件需。2、需酶不需。2、需酶產(chǎn)物CO2、H2O酒精和CO?或乳酸能量大量少量特點(diǎn)有機(jī)物徹底氧化分解,能量完全釋放有機(jī)物沒有徹底氧化分解,能量沒有完全釋放聯(lián)系葡萄糖分解為丙酮酸的階段完全相同實(shí)質(zhì)分解有機(jī)物,釋放能量,合成ATP意義為生物體的各項(xiàng)生命活動(dòng)提供能量有氧呼吸和無氧呼吸（產(chǎn)生酒精）的有關(guān)計(jì)算（以葡萄糖為呼吸底物）⑴消耗等量的葡萄糖時(shí)產(chǎn)生的C02物質(zhì)的量:無氧呼吸：有氧呼吸=1：3o⑵消耗等量的葡萄糖時(shí)需要的氧氣和產(chǎn)生的C02物質(zhì)的量：有氧呼吸需要的氧氣：有氧呼吸和無氧呼吸產(chǎn)生的C02之和二3：4o⑶產(chǎn)生等量的CO2時(shí)消耗的葡萄糖物質(zhì)的量：無氧呼吸:有氧呼吸二3：lo1.如圖表示的是細(xì)胞呼吸的相關(guān)過程，下列敘述不正確的是（A）A.劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)人體細(xì)胞產(chǎn)生的C02大于消耗量B.缺氧條件下馬鈴薯塊莖發(fā)生①③過程C.乳酸菌無線粒體,不具有與②有關(guān)的酶D.④酒精和二氧化碳是由丙酮酸在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中轉(zhuǎn)化形成的解析:人體細(xì)胞無氧呼吸產(chǎn)生乳酸,無C02產(chǎn)生，因此人體細(xì)胞產(chǎn)生的C02僅來源于有氧呼吸,所以不管是否劇烈運(yùn)動(dòng),人體細(xì)胞產(chǎn)生的C02量總是等于消耗量;馬鈴薯塊莖無氧呼吸產(chǎn)生乳酸，即①③過程;乳酸菌只能進(jìn)行產(chǎn)生乳酸的無氧呼吸,細(xì)胞中只具有與①③過程有關(guān)的酶,沒有與②有關(guān)的酶;④為酒精發(fā)酵的過程,丙酮酸在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中被［H］還原為酒精和二氧化碳。2.下列關(guān)于呼吸作用的敘述，正確的是（B）A.細(xì)胞供糖不足時(shí),無氧呼吸可將脂肪氧化為乳酸或酒精B.有氧呼吸產(chǎn)生的［用在線粒體內(nèi)膜上與氧氣結(jié)合生成水C.無氧呼吸不需要02,導(dǎo)致該過程最終有［H］的積累D.質(zhì)量相同時(shí),糖原比脂肪有氧時(shí)氧化釋放的能量多解析:細(xì)胞中供氧不足,才會(huì)進(jìn)行無氧呼吸；有氧呼吸第三階段是前兩階段產(chǎn)生的［H］在線粒體內(nèi)膜與氧氣結(jié)合生成水;無氧呼吸第一階段雖然產(chǎn)生［H］，但是［H］并沒有積累，而是在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中參與無氧呼吸的第二階段,轉(zhuǎn)化為酒精或乳酸;與糖原相比,相同質(zhì)量的脂肪中H含量高，細(xì)胞呼吸時(shí)產(chǎn)生的［田就多，有氧呼吸第三階段［H］和氧氣結(jié)合生成水就多,釋放的能量也多。探究二影響細(xì)胞呼吸的因素及細(xì)胞呼吸原理的應(yīng)用.細(xì)胞呼吸的原理在生產(chǎn)和生活中有多種應(yīng)用：作物栽培時(shí)人們需要適時(shí)中耕松土、適當(dāng)灌溉;成熟的地瓜儲(chǔ)藏在地下窖穴中；早春的蔬菜一般用地膜覆蓋……請(qǐng)思考、回答下列問題。⑴細(xì)胞呼吸中酶的活性主要受哪些因素的影響？提示:溫度和pHo⑵說出外界環(huán)境中各種因素影響細(xì)胞呼吸作用的原理并畫出曲線。提示:①溫度I.原理:細(xì)胞呼吸是一系列酶促反應(yīng),溫度通過影響酶的活性進(jìn)而影響細(xì)胞呼吸速率。.曲線模型：②。2濃度.原理：。2是有氧呼吸所必需的,且對(duì)無氧呼吸過程有抑制作用。.曲線模型：③CO2濃度I.原理:C02是細(xì)胞呼吸的最終產(chǎn)物,積累過多會(huì)抑制細(xì)胞呼吸的進(jìn)行。II.曲線模型:④含水量I.原理:水作為有氧呼吸的原料和環(huán)境因素影響細(xì)胞呼吸的速率。II.曲線模型：⑶結(jié)合氧氣濃度對(duì)細(xì)胞呼吸強(qiáng)度的影響曲線圖，解釋圖中Q、P、R點(diǎn)及QP段表示的生物學(xué)意義。提示:Q點(diǎn)不消耗02,產(chǎn)生CO2n只進(jìn)行無氧呼吸；P點(diǎn)消耗。2量二產(chǎn)生0)2量=只進(jìn)行有氧呼吸；QP段(不包含Q、P點(diǎn))產(chǎn)生CO?量大于消耗。2量=同時(shí)進(jìn)行有氧呼吸和無氧呼吸；R點(diǎn)產(chǎn)生CO?量最少=組織細(xì)胞呼吸作用最弱。(4)在濃度為0時(shí)儲(chǔ)藏水果、蔬菜是否更好？提示：。2濃度為0時(shí),細(xì)胞進(jìn)行無氧呼吸,此時(shí)細(xì)胞呼吸總強(qiáng)度并不是最低,應(yīng)在細(xì)胞呼吸總強(qiáng)度最低時(shí)對(duì)應(yīng)的濃度下進(jìn)行儲(chǔ)藏。.利用液滴移動(dòng)法判斷呼吸類型及測定呼吸速率,裝置如圖，圖中NaOH溶液的作用是吸收C02o(以葡萄糖為底物,無氧呼吸產(chǎn)物只有酒精)⑸如何根據(jù)液滴移動(dòng)判斷細(xì)胞呼吸的類型?分析并說明。提示:①若甲紅墨水滴左移，乙紅墨水滴不動(dòng)，則只進(jìn)行有氧呼吸。②若甲紅墨水滴不動(dòng)，乙紅墨水滴右移,則只進(jìn)行無氧呼吸。③若甲紅墨水滴左移，乙紅墨水滴右移,則既進(jìn)行有氧呼吸,又進(jìn)行無氧呼吸。(6)如何進(jìn)行物理誤差的校正？提示:設(shè)置丙裝置,除將裝置中生物材料換為殺死的等量同種生物材料外，其余均與乙裝置相同。⑺利用圖甲測定植物組織呼吸速率時(shí)，需要注意哪些問題？提示:①若所放生物材料為綠色組織,整個(gè)裝置必須遮光處理,否則生物材料的光合作用會(huì)干擾呼吸速率的測定。②為防止微生物呼吸對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾,應(yīng)將裝置及所測材料進(jìn)行消毒處理。③為防止氣壓、溫度等物理因素引起誤差,應(yīng)設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn),除將所測定的生物材料滅活（將種子煮熟）外,其他條件均不變。細(xì)胞呼吸方式和類型的判斷.某生物興趣小組用如圖所示實(shí)驗(yàn)裝置在一定條件下測定萌發(fā)的小麥種子（已消毒）的呼吸速率（僅考慮氧化糖類）。下列有關(guān)說法錯(cuò)誤的是（B）A.若X為無菌水，向試管充入岫可測定小麥種子的無氧呼吸速率B.若X為NaOH溶液,且毛細(xì)管中的液滴向左移動(dòng),表明種子只進(jìn)行有氧呼吸C.若X為無菌水,且毛細(xì)管中的液滴向右移動(dòng),表明種子進(jìn)行了無氧呼吸D.為了減小誤差,可增設(shè)放有等量同種死亡種子且其他條件不變的對(duì)昭組解析:試管充入岫可以測定小麥種子無氧呼吸速率，因?yàn)槠溥M(jìn)行無氧呼吸產(chǎn)生酒精和二氧化碳,液滴可以移動(dòng),故能測定;NaOH溶液的作用是吸收萌發(fā)種子呼吸產(chǎn)生的二氧化碳，液滴向左移動(dòng),是因?yàn)閺V口瓶中氧氣減少，說明一定存在有氧呼吸，但不能說明不存在無氧呼吸;若X為無菌水，該裝置測定的是氧氣的消耗量和二氧化碳產(chǎn)生量的差值,有氧呼吸中氧氣的消耗量等于二氧化碳產(chǎn)生量,毛細(xì)管中的液滴向右移動(dòng)，說明一定存在無氧呼吸，但不能說明不存在有氧呼吸;為了減小誤塞增加實(shí)驗(yàn)說服九可增加等量同種死亡種子且其他條件不變的對(duì)照組，可以排除溫度、氣壓等物理因素的干擾。4,很多生活實(shí)例中都蘊(yùn)含著生物學(xué)原理。下列實(shí)例和生物學(xué)原理對(duì)應(yīng)錯(cuò)誤的是（C）A.醋浸泡制成的臘八蒜不易腐敗一一pH過低抑制雜菌生長