多彩課堂2015-2016學(xué)年高中生物 第5章 第2節(jié) ATP的主要來源-細(xì)胞呼吸導(dǎo)學(xué)案 新人教版必修1

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1、 第4課時(shí)　ATP的主要來源——細(xì)胞呼吸 1.說出細(xì)胞呼吸的概念,了解細(xì)胞呼吸與細(xì)胞供能的關(guān)系。 2.探究酵母菌細(xì)胞的呼吸方式。 3.闡明有氧呼吸和無氧呼吸的過程。 4.說明細(xì)胞呼吸的原理和意義。 5.探討細(xì)胞呼吸在生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用。 　　一、細(xì)胞呼吸 有機(jī)物在①　細(xì)胞　內(nèi)經(jīng)過一系列的氧化分解,生成二氧化碳或其他產(chǎn)物,釋放出能量并生成ATP的過程,叫②　細(xì)胞呼吸　。ATP分子的③　高能磷酸鍵　中能量的主要來源是細(xì)胞呼吸。? 二、細(xì)胞呼吸的方式 1.酵母菌在有氧和無氧的條件下都能進(jìn)行細(xì)胞呼吸。在有氧條件下,細(xì)胞呼吸產(chǎn)生大量的④　CO2和H2O　;在無氧條件下

2、,酵母菌通過細(xì)胞呼吸產(chǎn)生⑤　酒精　,還能產(chǎn)生少量的⑥　CO2　。? 2.科學(xué)家通過大量的實(shí)驗(yàn)證實(shí),細(xì)胞呼吸可分為有氧呼吸和無氧呼吸兩種類型。 三、有氧呼吸 1.概念:有氧呼吸是細(xì)胞呼吸的主要形式,是指細(xì)胞在氧的參與下,通過多種酶的催化作用,把葡萄糖等有機(jī)物徹底氧化分解,產(chǎn)生⑦　CO2和H2O　,釋放能量,生成許多⑧　ATP　的過程。? 2.有氧呼吸的主要場(chǎng)所是⑨　線粒體　,線粒體的基本結(jié)構(gòu)包括外膜、內(nèi)膜、嵴、基質(zhì),內(nèi)膜上和基質(zhì)中含有許多種與有氧呼吸有關(guān)的酶。? 3.過程:有氧呼吸的過程可概括地分為三個(gè)階段。第一階段是葡萄糖分解形成丙酮酸,產(chǎn)生少量的[H],并且釋放少量的能量;第二階段

3、是⑩　丙酮酸和水　徹底分解形成　CO2　和[H],并且釋放少量的能量;第三階段是第一、二階段產(chǎn)生的[H]與氧結(jié)合生成H2O,并且釋放大量的能量。第一階段在　細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)　中進(jìn)行,第二階段在　線粒體基質(zhì)　中進(jìn)行。第三階段在　線粒體內(nèi)膜　上進(jìn)行。每個(gè)階段的反應(yīng)都有相應(yīng)的酶催化。? 四、無氧呼吸 1.概念:是指細(xì)胞在無氧條件下,通過多種酶的催化作用,把糖類等有機(jī)物分解成為　不徹底　的氧化產(chǎn)物,同時(shí)釋放出能量的過程。? 2.過程及場(chǎng)所:無氧呼吸過程可概括地分為兩個(gè)階段,這兩個(gè)階段需要不同的酶催化,都在　細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)　中進(jìn)行。第一個(gè)階段與有氧呼吸的第一個(gè)階段完全相同;第二個(gè)階段是丙酮酸在不同酶的作用下

4、,分解成酒精和二氧化碳,或者轉(zhuǎn)化成　乳酸　。? 1.細(xì)胞呼吸的實(shí)質(zhì)是什么? 2.線粒體是有氧呼吸的主要場(chǎng)所,線粒體中發(fā)生的生命活動(dòng)是否能用下面的反應(yīng)式表示?為什么? C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量 3.有氧呼吸過程中哪幾個(gè)階段有[H]及ATP產(chǎn)生? ATP產(chǎn)生最多的是哪一個(gè)階段? 4.細(xì)胞呼吸的原理在生產(chǎn)實(shí)踐中有廣泛的應(yīng)用,試列舉幾項(xiàng)。 知識(shí)點(diǎn)一:探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式 1.在配制酵母菌培養(yǎng)液時(shí)為什么要用新鮮的食用酵母菌?能否用蒸餾水代替葡萄糖溶液? 2.以下甲、乙兩裝置可用來分別

5、探究酵母菌的何種呼吸方式?A瓶中的NaOH溶液和C、E瓶中的澄清的石灰水的用途分別是什么? 3.如何保證上題圖乙中進(jìn)入石灰水的CO2全部來自酵母菌的無氧呼吸? 4.請(qǐng)敘述探究酵母菌細(xì)胞呼吸方式的實(shí)驗(yàn)原理。 知識(shí)點(diǎn)二:細(xì)胞呼吸過程及影響因素 1.細(xì)胞呼吸有哪兩種方式?其分類依據(jù)是什么?請(qǐng)敘述細(xì)胞呼吸的實(shí)質(zhì)和意義。 2.請(qǐng)嘗試設(shè)計(jì)表格,比較有氧呼吸的三個(gè)階段。 3.請(qǐng)敘述有氧呼吸和無氧呼吸在發(fā)生場(chǎng)所和產(chǎn)物兩方面的區(qū)別。 4.影響呼吸速率的因素有哪些? 例1　釀酒就是采用一種釀酒酵母對(duì)大米或其他谷類作

6、物進(jìn)行酒精發(fā)酵,一般采用的方法:開始幾天在酒缸中裝入大米,水分和酒曲(含酵母菌),敞開容器蓋,目的是使酵母菌進(jìn)行　　　　呼吸,獲得足夠的能量進(jìn)行大量　　　　,從而獲得足夠數(shù)量的酵母菌。幾天后,將容器蓋密封起來,此時(shí)在容器中發(fā)生的生理作用的反應(yīng)式是　　　　　　　　　　　　　　　　　　,酵母菌進(jìn)行的細(xì)胞呼吸方式是　　　　　。? 例2　下圖表示生物體內(nèi)呼吸作用的過程,圖中a~d表示某種物質(zhì),①~⑤表示相關(guān)生理過程,據(jù)圖回答: (1)①~⑤過程,能在人體細(xì)胞中進(jìn)行的是　　　　　;在線粒體中進(jìn)行的是　　　　　;在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中進(jìn)行的是　　　　;釋放能量最多的是　　　　。? (2)圖中a物質(zhì)表示　

7、　　　,b表示　　　　　,c表示　　　。? 1.關(guān)于有氧呼吸的特點(diǎn)(與無氧呼吸相比),下列表述中不正確的是(　　)。 A.需要多種酶參與　　　　　　　　　　B.分解有機(jī)物不徹底 C.釋放二氧化碳 D.生成大量ATP 2.若在酵母菌酒精發(fā)酵后期通入氧氣,與不通氧氣相比,酒精的產(chǎn)生量會(huì)(　　)。 A.增加　　　　　　B.減少　　　　　　C.不變　　　　　　D.先增加后減少 3.用含18O葡萄糖跟蹤有氧呼吸過程中的氧原子,18O的轉(zhuǎn)移途徑是(　　)。 A.葡萄糖→丙酮酸→水 B.葡萄糖→丙酮酸→氧 C.葡萄糖→氧→水 D.葡萄糖→丙酮酸→CO2 4.種在湖邊的玉米,長(zhǎng)期被水

8、淹,生長(zhǎng)不好。其原因是(　　)。 A.根細(xì)胞吸收水分多 B.營(yíng)養(yǎng)缺乏 C.光合作用的強(qiáng)度不夠 D.細(xì)胞有氧呼吸受阻 5.下圖是關(guān)于探究酵母菌細(xì)胞呼吸方式的兩組實(shí)驗(yàn)裝置,請(qǐng)據(jù)圖回答問題: (1)酵母菌應(yīng)加到　　　　瓶中;澄清的石灰水應(yīng)加到　　　　瓶中;A瓶中所加液體的作用是　　　　　　　　　　　　　　　　。? (2)一段時(shí)間后在　　　　中取少量培養(yǎng)液,滴加　　　　　　　　溶液檢測(cè)酒精的存在,顏色變化為　　　　　　　　。? (3)右圖表示大氣中氧氣的濃度對(duì)酵母菌產(chǎn)生CO2的影響,據(jù)圖回答: ①從A到B,產(chǎn)生的CO2越來越少是因?yàn)椤　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　?/p>

9、　　　　　　　。? ②由B到C,酵母菌釋放的CO2又逐漸增加出現(xiàn)高峰,其原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。? 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　? 第4課時(shí)　ATP的主要來源——細(xì)胞呼吸 知識(shí)體系梳理 ①細(xì)胞　②細(xì)胞呼吸?、鄹吣芰姿徭I?、蹸O2和H2O　⑤酒精?、轈O2?、逤O2和H2O?、郃TP?、峋€粒體?、獗岷退O2　細(xì)胞質(zhì)基

10、質(zhì)　線粒體基質(zhì)　線粒體內(nèi)膜　不徹底　細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)　乳酸 基礎(chǔ)學(xué)習(xí)交流 1.分解有機(jī)物,釋放能量。 2.不能,因?yàn)樵摲磻?yīng)式是有氧呼吸的總反應(yīng)式,有氧呼吸包括三個(gè)階段,其中第一階段發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中,第二階段發(fā)生在線粒體基質(zhì)中,第三階段發(fā)生在線粒體內(nèi)膜上。所以線粒體中發(fā)生的生命活動(dòng)不能用該反應(yīng)式表示。 3.有氧呼吸過程中第一和第二階段都產(chǎn)生[H],第一階段產(chǎn)生少,第二階段產(chǎn)生多。有氧呼吸的三個(gè)階段都產(chǎn)生ATP,第三個(gè)階段產(chǎn)生最多。 4.①促進(jìn)呼吸,如疏松土壤、稻田定期排水、提倡慢跑等;②抑制呼吸,如干燥、低溫、低氧條件下貯藏種子,提高大棚蔬菜晝夜溫差,透氣消毒紗布包扎傷口,抑制細(xì)菌無氧呼吸

11、等;③酵母菌釀酒,先通氣,后密封。先讓酵母菌有氧呼吸,大量繁殖,再無氧呼吸產(chǎn)生酒精。 重點(diǎn)難點(diǎn)探究 知識(shí)點(diǎn)一:探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式 1.新鮮酵母菌生命力強(qiáng)、代謝旺盛、細(xì)胞分裂快,實(shí)驗(yàn)效果明顯;不能用蒸餾水代替葡萄糖溶液,因?yàn)槠咸烟鞘墙湍妇M(jìn)行細(xì)胞呼吸的能源物質(zhì)。 2.甲裝置用來探究酵母菌的有氧呼吸,乙裝置用來探究酵母菌的無氧呼吸。NaOH溶液可用來洗除空氣中的CO2,排除空氣中的CO2對(duì)實(shí)驗(yàn)的干擾。澄清的石灰水用來檢驗(yàn)呼吸作用的產(chǎn)物CO2的存在,CO2能使澄清的石灰水變混濁。 3.實(shí)驗(yàn)開始時(shí),應(yīng)將D瓶密封后放置一段時(shí)間,以消耗完瓶中的氧氣,然后再連通盛有澄清石灰水的錐形瓶,確保通

12、入石灰水的CO2是由酵母菌無氧呼吸產(chǎn)生的。 4.①酵母菌是單細(xì)胞真菌,在有氧和無氧的條件下都能生存,屬于兼性厭氧菌。因此便于用來研究細(xì)胞呼吸的不同方式;②CO2可使澄清石灰水變混濁,也可使溴麝香草酚藍(lán)水溶液由藍(lán)變綠再變黃。根據(jù)石灰水混濁程度或溴麝香草酚藍(lán)水溶液變成黃色的時(shí)間長(zhǎng)短,可以檢測(cè)酵母菌培養(yǎng)液中CO2的產(chǎn)生情況;③橙色重鉻酸鉀溶液在酸性條件下與乙醇(俗稱酒精)發(fā)生化學(xué)反應(yīng),變成灰綠色,從而檢測(cè)酒精的產(chǎn)生。 　　知識(shí)點(diǎn)二:細(xì)胞呼吸過程及影響因素 1.根據(jù)是否有O2參與,可將細(xì)胞呼吸分為有氧呼吸和無氧呼吸兩種類型。實(shí)質(zhì)是分解有機(jī)物,釋放能量,生成ATP供生命活動(dòng)所需。意義是為生命活動(dòng)提

13、供能量,為物質(zhì)轉(zhuǎn)化提供原料。 2. 階段項(xiàng)目 第一階段 第二階段 第三階段 場(chǎng)所 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) 線粒體基質(zhì) 線粒體內(nèi)膜 反應(yīng)物 葡萄糖 (C6H12O6) 丙酮酸+水 (C3H4O3)+H2O [H]+O2 生成物 丙酮酸+[H] CO2+[H] H2O 產(chǎn)生能量的多少 少量 少量 大量 與氧的關(guān)系 不參與 不參與 參與 　　3.有氧呼吸和無氧呼吸比較,發(fā)生場(chǎng)所前者是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體,后者是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)。產(chǎn)物前者是CO2和H2O,后者是乳酸或CO2和酒精。 4.①內(nèi)因:就呼吸速率的大小而言,一般是陸生植物>水生植物,陰生植物<陽生植物

14、;同一植物的幼苗期和開花期>成熟期,生殖器官>營(yíng)養(yǎng)器官,幼嫩組織>衰老組織。 ②外因:如溫度、CO2濃度、O2的濃度、H2O等。 思維拓展應(yīng)用 例1　有氧　繁殖　C6H12O62C2H5OH(酒精)+2CO2+少量能量　無氧呼吸 【解析】酵母菌細(xì)胞有兩種呼吸方式,在有氧條件下進(jìn)行有氧呼吸,在無氧條件下進(jìn)行產(chǎn)生酒精和二氧化碳的無氧呼吸。民間釀酒的原理就是酵母菌無氧呼吸產(chǎn)生酒精。為達(dá)到一定的菌體數(shù)量,可在酵母菌無氧發(fā)酵前創(chuàng)造有氧環(huán)境,使酵母菌在有氧條件下大量繁殖。 例2　(1)①②③⑤?、冖邸、佗堍荨、邸?2)丙酮酸　水　水 【解析】a~d依次為丙酮酸,水,水,CO2;①~⑤依次為有氧呼吸第一階段,有氧呼吸第二階段,有氧呼吸第三階段,無氧呼吸,無氧呼吸。 基礎(chǔ)智能檢測(cè) 1.B　2.B　3.D　4.D 全新視角拓展 5.(1)B、D　C、E　吸收空氣中的二氧化碳　(2)B、D　酸性重鉻酸鉀　橙色變?yōu)榛揖G色　(3)①氧氣抑制了無氧呼吸的進(jìn)行,而有氧呼吸又很弱?、陔S氧氣的增加,有氧呼吸增強(qiáng) 思維導(dǎo)圖構(gòu)建 ①能量?、贏TP?、塾醒酢、?CO2+12H2O?、?C2H5OH+2CO2　⑥酵母菌 6