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1、 5.3 细胞呼吸的原理和应用课标要求2.2 细胞的功能绝大多数基于化学反应，这些反应发生在细胞的特定区域 2.2.4 说明生物通过细胞呼吸将储存在有机分子中的能量转化为生命活动可以利用的能量学习目标1结构与功能观：线粒体结构与细胞呼吸的关系。（生命观念）2分析与综合：分析有氧呼吸的三个阶段，理解细胞呼吸的实质；分析有氧呼吸与无氧呼吸的过程，区别二者的异同。（科学思维）3根据实验目的，设计探究酵母菌细胞呼吸方式的实验装置，实施方案，观察实验结果，得出正确结论。（科学探究）4依据细胞呼吸原理指导农业生产，解决实际问题。（社会责任）重点与难点重点：探究酵母菌细胞呼吸的方式。有氧呼吸中物质与能量的方
2、式。难点：探究酵母菌细胞呼吸的方式。有氧呼吸过程中物质与能量的变化。比较有氧呼吸和无氧呼吸的异同。 问题探讨酵母菌酵母菌细胞富含蛋白质，可以用作饲料添加剂。在培养酵母菌用作饲料添加剂时，要给培养装置通气或进行振荡，以以利于酵母菌大量繁殖。在利用酵母菌生产葡萄酒时，却需要密封发酵。讨论：1都是培养酵母菌，为什么有的需要通气，有的却需要密封？2为什么通气有利于酵母菌大量繁殖？3在密封发酵时，酵母菌将有机物转化为酒精对它自身有什么意义？一、细胞呼吸的方式1呼吸作用的实质 细胞内的有机物_，并_，因此也叫细胞呼吸。2探究酵母菌细胞呼吸的方式 事例1：馒头和面包里面都有一个个的小孔，都很松软，是因为发面
3、时加入酵母菌，酵母菌细胞呼吸产生了CO2，CO2受热膨胀。 事例2：酿酒过程中，酵母菌进行细胞呼吸产生了酒精。提出问题：酵母菌可以进行有氧呼吸和无氧呼吸吗？作出假设：酵母菌可以进行有氧呼吸和无氧呼吸。设计实验：写出实验设计方案，分析实验的自变量、因变量和无关变量。进行实验：（1）实验材料：酵母菌作为探究呼吸方式的理想材料的理由是什么？（2）实验原理CO2的检测方法：酒精的检测方法：（3）实验步骤配置酵母菌培养液：酵母菌+_溶液检测CO2的产生，装置组装：结合教材P90-92，用下图的字母编号设计实验装置图.有氧呼吸：a.有氧呼吸装置由_组成。（用图中的字母作答）b.NaOH溶液的作用是：_。c
4、.加入瓶中的葡萄糖溶液需加热并冷却的目的分别是什么？.无氧呼吸：a.无氧呼吸装置由_组成。（用图中的字母作答）b.A瓶放置一段时间再连接澄清的石灰水的目的是什么？检测酒精的产生：自A、B中各取2 mL酵母菌培养液的滤液分别注入编号为1、2的两支试管中分别滴加0.5 mL溶有0.1 g_的浓硫酸溶液振荡并观察溶液的颜色变化。（4）实验现象条件澄清石灰水/出现的时间重铬酸钾-浓硫酸溶液有氧无氧得出结论：实验结论：_。表达与交流：如：用酸性重铬酸钾检测有氧和无氧装置，产生的颜色反应几乎一样。可能原因是什么？【例1】（不定项选择）右图的三个装置可用于研究萌发种子的呼吸作用方式及其产物，有关分析正确的是
5、（） A甲装置可用于探究呼吸作用是否产生热量B乙装置有色液滴向左移动，说明种子萌发只进行有氧呼吸C丙装置可用于探究萌发种子的呼吸作用是否产生CO2D三个装置中的种子都必须进行消毒处理，不都需要设置对照实验例2在科学研究中常用呼吸熵(RQ释放二氧化碳体积/消耗的氧气体积)表示生物用于有氧呼吸的能源物质的不同。测定发芽种子呼吸熵的装置如图。关闭活塞，在25 下经20 min读出刻度管中着色液移动距离。设装置1和装置2的着色液分别向左移动x mm和y mm。x和y值反映了容器内气体体积的减少量(装置1的小瓶中NaOH溶液用于吸收呼吸产生的CO2)。请回答下列问题：(1)若测得x180 mm，y50
6、mm，则该发芽种子的呼吸熵是_(保留两位小数)。假设发芽种子仅进行有氧呼吸，根据呼吸熵数值可以推测有氧呼吸分解的有机物中除_以外还有其他有机物。(2)为使测得的x和y值更精确，还应再设置对照装置，对照装置的容器和小瓶中分别放入等量死的发芽种子和蒸馏水，设置对照装置的目的是_。(3)假设发芽种子呼吸消耗的有机物全部为葡萄糖，在25 下经20分钟读出刻度管中着色液移动距离x300 mm，y100 mm(装置2着色液向右移动了100 mm)，则可推断有氧呼吸消耗的葡萄糖与无氧呼吸消耗的葡萄糖的比例是_。实验结果结论装置一液滴装置二液滴不动不动不动右移左移右移左移不动3科学方法对比实验：设置两个或两个
7、以上的实验组，通过对结果的比较分析，来探究_对_的影响，这样的实验叫作对比实验，也叫_实验。在上述实验的探究活动中，需要设置_和_两种条件，探究酵母菌在不同氧气条件下细胞呼吸的方式，这两个实验组的结果都是事先未知的，通过对比可以看出_条件对_的影响。二、有氧呼吸1线粒体有哪些适应有氧呼吸的结构？思维训练：运用证据和逻辑评价论点关于真核细胞线粒体的起源，科学家提出了一种解释：约几十亿年前，有一种真核细胞吞噬了原始的需氧细菌，被吞噬的细胞不仅没有被消化分解，反而在细胞中生存下来了。需氧细菌从宿主细胞那里得到丙酮酸氧化分解释放的能量。在共同生存繁衍的过程中，需氧细菌进化为宿主细胞内专门进行细胞呼吸的
8、细胞器。以下哪些证据支持这一论点，哪些不支持这一论点？线粒体内存在与细菌DNA相似的环状DNA；线粒体内的蛋白质，有少数几种由线粒体DNA指导合成，绝大多数由核DNA指导合成；真核细胞内的DNA有极高比例的核苷酸序列经常不表现出遗传效应，线粒体DNA和细菌的却不是这样；线粒体能像细菌一样进行分裂增殖。2有氧呼吸的过程：结合教材P9293，将下图补充完整3反应式： 写出有氧呼吸总反应式，并尝试在总反应式中标出各元素的来源和去路。注意：反应式中的能量不能写成ATP，因为葡萄糖中的能量只有一部分储存在ATP中。反应式前后的H2O不能消去。反应过程的第二阶段消耗了水，第三阶段生成了水。反应式中间不能用
9、等号，要用箭头。 反应条件“酶”不能省去。不要认为细胞呼吸的底物只有葡萄糖，教材只是以葡萄糖在有氧条件下彻底氧化分解为例来介绍有氧呼吸过程。4归纳：有氧呼吸过程中的物质变化与能量变化（1）物质变化：（2）能量变化：资料：在细胞内，1 mol的葡萄糖彻底氧化分解以后，释放的能量约为2870kJ，其中可使977.28kJ左右的能量储存在ATP中，余下能量则以热能的形式散失掉了。有氧呼吸的能量转化效率大约是多少，这些能量大约能使多少ADP转化为ATP？5有氧呼吸的概念： 思考：葡萄糖在细胞内彻底氧化分解和体外燃烧有哪些相同点和不同点呢？三、 无氧呼吸1发生范围：许多种细菌和真菌；动植物局部细胞在_条
10、件下暂时进行无氧呼吸第一阶段第二阶段场所条件反应物产物释放能量合成ATP的量2mol2过程：3反应式：（1）产生酒精（大多数植物、酵母菌）（2） 产生乳酸（高等动物、乳酸菌、玉米胚、马铃薯块茎和甜菜块根等）思考：无氧呼吸过程产物不同的直接原因是什么？人体可以利用无氧呼吸产生的乳酸吗？ 细胞呼吸中产生H的过程实际上是指？有氧呼吸中来自？无氧呼吸过程有H的积累吗？为什么说无氧呼吸是不彻底的氧化分解？分析下列生物产生CO2的场所：人，乳酸菌，酵母菌，硝化细菌4能量变化：葡萄糖无氧呼吸都只在_释放少量的能量，其中一部分储存在_，一部分以_形式散失，葡萄糖中大部分能量存留在_中。5细胞呼吸（1）概念：细
11、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，释放能量并生成ATP的过程。（2）意义： 为生物体的生命活动提供能量；生物体代谢的枢纽。（3）全过程图解（4）有氧呼吸与无氧呼吸的对比有氧呼吸无氧呼吸区别场所条件产物能量变化联系反应的_阶段完全相同 实质均为：（5）相关物质间量的比例关系有氧呼吸：C6H12O6O2CO2_。无氧呼吸：C6H12O6CO2C2H5OH_或C6H12O6C3H6O3_。消耗等量的葡萄糖时需要的O2和产生的CO2的物质的量： 有氧呼吸需要的O2有氧呼吸和无氧呼吸产生的CO2之和_。产生等量的CO2时消耗的葡萄糖的物质的量：无氧呼吸有氧呼吸_。（6
12、）细胞的呼吸方式的判断四、影响细胞呼吸的因素1O2浓度对呼吸速率的影响在下图中画出有氧呼吸和无氧呼吸CO2释放量随O2浓度变化的曲线：【例2】下图表示某种植物的非绿色器官在不同氧浓度下的CO2的释放量与O2的吸收量的变化，请据图回答以下问题：（1）O点时，该器官的呼吸作用类型是_。（2）在O2浓度为b%以下时（不包括O点），该器官的呼吸类型是_，原因是_。（3）该器官CO2释放与O2吸收两条曲线在Q点重合，该器官的呼吸类型是_。（4）由该曲线提示的原理，我们在进行水果贮藏时，应该取O2浓度值为_，理由_。2温度、CO2浓度及H2O对呼吸速率的影响因素温度CO2浓度H2O影响机理曲线模型实践应用
13、零上低温下储存种子、蔬菜、水果，大棚种植夜间适当降低温度增加CO2的浓度，可提高蔬菜和水果的保鲜效果粮食在收仓前要进行晾晒处理，干种子萌发前要进行浸泡处理3植物自身因素：主要指不同的生物种类、同一植物的不同器官、不同发育时期的呼吸酶的种类、数量不同等。五、细胞呼吸原理的应用1包扎伤口时需要使用透气的消毒纱布或松软的“创口贴”等敷料目的是？皮肤破损较深或被锈钉扎伤后，病菌容易繁殖，遇到这种情况，需要及时到医院清理伤口、敷药并注射破伤风抗毒血清，其原因是？2利用麦芽、葡萄、粮食和酵母菌以及发酵罐等在控制通气的情况下可产生各种酒？而利用淀粉、醋酸杆菌或谷氨酸棒状杆菌以及发酵罐，在控制通气的情况下，可
14、以产生食醋或味精？3花盆，菜地需中耕松土，不然会影响根系生长，目的是？稻田也需要定期排水，否则水稻幼根因缺氧而变黑、腐烂。目的是？4 提倡慢跑运动等有氧运动的原因之一是？5归纳粮食和果蔬的储存方法：（1）储存粮食：_。（2）储存水果、蔬菜：_。 竞赛部高一生物补偿训练1一些植物的花器官在开花期能够在短期内迅速产生并累积大量热能，使花器官温度显著高于环境温度，有利于花序气味挥发，吸引昆虫传粉。研究表明，该现象通过有氧呼吸的主呼吸链及交替氧化酶（AOX）参与的交替呼吸途径实现（如下图），其中交替呼吸途径不发生H+跨膜运输，故不能形成驱动ATP合成的H+势差。下列叙述错误的是（）A图中AOX分布于线
15、粒体内膜上，可催化水的生成BH+以协助扩散方式通过ATP合酶进入线粒体基质C有氧呼吸的主呼吸链中建立膜两侧的H+浓度差不需要消耗能量D交替呼吸途径使有机物氧化分解释放的能量更多的以热能形式散失2有些植物在开花期能够通过有氧呼吸产生大量热能，花的温度显著高于环境温度，即“开花生热现象”，该现象有利于植物生殖发育顺利完成。有氧呼吸产生的电子（e-）经蛋白复合体I和、UQ（泛醌）、蛋白复合体和传递至O2成H2O，电子传递过程中释放的能量用于建立膜两侧H+浓度差，使能量转换成H+电化学势能，最终H+经ATP合成酶运回时释放少量能量并合成ATP；交替氧化酶（AOX）是一种存在于植物花细胞中的酶，在此酶参
16、与下，电子可直接通过AOX传递给O2生成H2O，大量的能量以热能的形式释放，具体过程如图。下列叙述错误的是（ ）A图中的生物膜是指植物花细胞的线粒体内膜BH+由膜甲侧运回到乙侧是通过主动运输进行的C电子直接通过AOX传递给O2后，最终产生极少量ATPD环境温度降低时，电子直接通过AOX传递给O2的途径增强3下图中的I、II、III、IV、AOX、UQ表示在真核细胞中有氧呼吸的第三阶段参与电子传递的蛋白质复合体或脂溶性物质复合体。其中H+通过I、III、IV逆浓度梯度运输，建立膜质子(H+)势差，驱动ATP合成酶和UCP发挥作用使膜两侧的质子(H+)势差转变成其他形式的能量。假设只要电子最终能传
17、到H2O中，释放的总能量不变。下列相关叙述错误的是A图示的膜结构为线粒体内膜，下侧为线粒体基质B电子在I、III、IV之间传递过程中有能量的转化C若III、IV不能发挥作用，ATP的生成效率将降低D随着UCP含量的升高，热能的生成效率随之降低4. （不定项）在有氧呼吸第三阶段，线粒体基质中的还原型辅酶脱去氢并释放电子，电子经线粒体内膜最终传递给O2，电子传递过程中释放的能量驱动H+从线粒体基质移至内外膜间隙中，随后H+经ATP合酶返回线粒体基质并促使ATP合成，然后与接受了电子的O2结合生成水。为研究短时低温对该阶段的影响，将长势相同的黄瓜幼苗在不同条件下处理，分组情况及结果如图所示。已知DN
18、P可使H+进入线粒体基质时不经过ATP合酶。下列相关说法正确的是A. 4时线粒体内膜上的电子传递受阻 B. 与25时相比，4时有氧呼吸产热多C. 与25时相比，4时有氧呼吸消耗葡萄糖的量多D. DNP导致线粒体内外膜间隙中H+浓度降低，生成的ATP减少5米胚芽是天然的脂肪酶抑制剂原料，从中提取的脂肪酶抑制剂可作为一种良好的减肥药物。 为探讨该脂肪酶抑制剂的抑制机理，研究者进行了实验探究：将底物乳液、抑制剂和胰脂肪酶按 3 种顺序加入，反应相同时间后测定和计算对酶促反应的抑制率，结果如图所示。下列说法错误的是（）A上述反应应该在温度为 37、pH 为 76 左右的条件下进行B顺序 3 应该是底物
19、乳液与抑制剂混合预热 10min 后，加入胰脂肪酶进行反应C该脂肪酶抑制剂主要通过与酶结合，阻碍底物-酶的结合达到抑制作用D该脂肪酶抑制剂通过抑制脂肪酶发挥作用阻止脂肪的消化，起到减肥作用6在生物学实验中，下列与糖类有关的说法错误的是（）A探究不同温度对酶活性的影响时需将淀粉与淀粉酶分别保温B在酸性条件下用重铬酸钾检测酵母菌产生酒精时需将葡萄糖耗尽C探究光合产物蔗糖的产生与运输时可用放射性同位素14C标记CO2D制备纯净细胞膜时能用纤维素酶水解后的植物细胞作实验材料7Na-K泵由、两亚基组成，其中亚基为跨膜蛋白，既有 Na、K结合位点，又具 ATP酶活性，如图所示。一般认为 Na-K泵首先在膜
20、内侧与细胞内的Na结合，ATP酶活性被激活后，由 ATP 水解释放的能量使泵本身构象改变，将Na输出细胞；与此同时，泵与细胞膜外侧的K结合，发生去磷酸化后构象再次改变，将K输入细胞内。下列说法错误的是A亚基对K的亲和力始终大于 Na BATP水解使亚基磷酸化，进而导致其构象改变CNa-K泵可同时完成对3个Na和2个K的转运DNa-K泵造成神经元膜内外的离子浓度差是静息电位和动作电位形成的基础8生物膜上能运输H+的质子泵主要有3类：消耗ATP的同时自身发生磷酸化并将H+泵出细胞的P型质子泵、消耗ATP并将H+逆浓度梯度泵入细胞器的V型质子泵、利用H+顺浓度梯度释放的势能合成ATP的F型质子泵。下
21、列说法错误的是（）A3类质子泵的运输都受温度变化的影响 BP型质子泵磷酸化后空间结构不会发生变化C溶酶体膜上V型质子泵的运输方式为主动运输D线粒体内膜和叶绿体类囊体膜上都富含F型质子泵9膜脂是生物膜上的脂类统称，主要包括磷脂、糖脂和胆固醇三种类型，其分子排列呈连续或双层具伸缩性，其性质决定生物膜的一般性质。下列说法错误的是（）A磷脂、糖脂和胆固醇的分子结构相似，元素组成不完全相同B磷脂具有亲水的头和疏水的尾，决定了其分子排列呈连续或双层C糖脂与细胞表面的识别、细胞间的信息传递等功能有密切关系D胆固醇是构成动物细胞膜的重要成分，参与人体血液中脂质的运输细胞呼吸的原理和应用 9 / 9学科网（北京）股份有限公司