1、2014-2015学年生物（新人教版）必修一同步导学案 5.3 ATP的主要来源细胞呼吸1一、学习目标理解细胞的有氧呼吸概念、过程,认识其中的物质变化与能量转换过程正确使用实验器材，完成“探究酵母菌细胞呼吸的方式”的实验操作二、学习重、难点1.重点：有氧呼吸概念、过程2.难点：有氧呼吸概念、过程三、知识网络四、导学过程 “导”自主预习1.实验探究原理：酵母菌在_和_的条件下都能生存，属于_菌，便于用来研究呼吸方式。酵母菌在有氧条件下，进行 ，将葡萄糖氧化分解形成 ；在无氧条件下，进行 ，将葡萄糖分解形成 ，所以酵母菌是 型微生物。检验产物：CO2：可使澄清的石灰水变_，也可使_水溶液由蓝变_再
2、变_。 酒精：与_的重铬酸钾溶液反应，颜色变化：_ _。2.分类：_和_，对绝大多数生物来说，_是细胞呼吸的主要方式3.有氧呼吸概念：是指细胞在_的参与下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物_产生二氧化碳和_，释放能量，产生许多ATP的过程。总反应式： 。具体过程： 场所 物质变化第一阶段第二阶段第三阶段 “学”互动探究探究一 酵母菌细胞呼吸的方式小组讨论回答下列问题：探究酵母菌细胞呼吸的方式的实验原理是什么？提示：酵母菌是单细胞真菌.在有氧和无氧的条件下都能生存.属于兼性厌氧菌，因此便于用来研究细胞呼吸的不同方式。通过定性测定酵母菌在有氧和无氧的条件下细胞呼吸的产物来确定酵母菌细胞呼吸的
3、方式。CO2可使使澄清石灰水变混浊，也可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄。根据石灰水混浊程度或溴麝香草酚蓝水溶液变成黄色的时间长短，可以检测酵母菌培养液中CO2的产生情况。橙色的重铬酸钾溶液，在酸性条件下与乙醇(俗称酒精)发生化学反应，变成灰绿色，从而检测酒精的产生。【经典回眸】下图是探究酵母菌进行呼吸方式类型的装置，下列叙述错误的是()。A.假设装置1中的液滴左移，装置2中的液滴不动，说明酵母菌只进行有氧呼吸B.假设装置1中的液滴不移动，装置2中的液滴右移，说明酵母菌只进行无氧呼吸C.假设装置1中的液滴左移，装置2中的液滴右移，说明酵母菌既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸D.假设装置1、2中的液
4、滴均不移动，说明酵母菌只进行有氧呼吸或只进行无氧呼吸【解析】若装置1、2中的液滴均不移动，则酵母菌既不进行有氧呼吸又不进行无氧呼吸，可能已死亡。答案：D【变式训练】1.下列有关试剂使用不正确的是 （ ）A.用溴麝香草酚蓝鉴定CO2 B.用班氏糖定性试剂鉴定可溶性还原糖C.用双缩脲试剂鉴定DNA D.用橙色的重铬酸钾鉴定酒精探究二 细胞的有氧呼吸小组讨论回答下列问题：阐述有有氧呼吸的详细过程及有氧呼吸总方程式中生成物的元素来源及注意事项。提示：有氧呼吸的过程：第一阶段：在细胞质基质中，一分子葡萄糖分解生成两分子的丙酮酸，产生少量的H(4H)，并且释放出少量的能量（2ATP）。第二阶段：在线粒体基
5、质中，丙酮酸和水彻底分解生成二氧化碳和H(20H)，并释放出少量能量（2ATP）。第三阶段：在线粒体内膜上，上述两个阶段产生的H，经过一系列的反应与氧结合形成水，同时释放大量能量（34ATP）。总方程式：注意：书写该方程式时，不能把前面的6个水分子省略掉，因为前面的6个水分子是在细胞呼吸第二阶段消耗的，后面的12个水分子是在有氧呼吸第三阶段生成，二者不能抵消。有氧呼吸中，氧气在第三阶段才参与反应生成物水分子中的氧原子都来自于反应物中的氧气，生成物二氧化碳中的氧原子来自于反应物中的葡萄糖和水分子。原核生物尽管没有线粒体，但细胞中含有有氧呼吸相关的酶，也可以进行有氧呼吸。【经典回眸】在植物体的细胞
6、中，葡萄糖分解为丙酮酸的反应 ()A.既可以在线粒体中进行，也可以在细胞质基质中进行B.既可以在叶肉细胞中进行，也可以在根细胞中进行C.只能在有氧条件下进行，不能在无氧条件下进行D.只能在有光条件下进行，不能在无光条件下进行【解析】葡萄糖分解为丙酮酸是呼吸作用的第一阶段，有氧呼吸和无氧呼吸都进行该过程，是在细胞质基质内进行的，不能在线粒体内进行；呼吸作用的进行与光照无关。答案：B【变式训练】2.用18O标记氧气，经有氧呼吸后，下列物质中可能有3H的是（ ）A.H2O B.CO2 C.H2O和CO2 D.以上答案都不对变式训练参考答案：1C 2A五、达标检测1、生物体进行生命活动所需直接能源、主
7、要能源和最终来源依次是 （ ）A.ATP、糖类、太阳能 B.ATP、糖类、脂肪C.ATP、脂肪、太阳能 D.太阳能、ATP、糖类2.人体进行有氧呼吸的场所是（ ）A.肺泡 B.细胞质基质 C.线粒体 D.细胞质基质和线粒体3.下列有关试剂使用不正确的是（ ）A.用溴麝香草酚蓝鉴定CO2 B.用班氏糖定性试剂鉴定可溶性还原糖C.用双缩脲试剂鉴定DNA D.用橙色的重铬酸钾鉴定酒精4、某种毒素抑制细胞有氧呼吸，该毒素可能损伤的细胞结构是 （ ）A.内质网 B.线粒体 C.高尔基体 D.细胞核5.在有氧呼吸过程中，分解水和合成水分别发生在（ ）A.第一阶段和第二阶段 B.第二阶段和第三阶段C.第三阶
8、段和第一阶段 D.第三阶段和第二阶段参考答案：1A 2D 3C 4B 5B六、依据考点，归纳总结【例1】如图表示有氧呼吸过程，下列有关说法正确的是()A.中数值最大的是 B.代表的物质名称是氧气C.线粒体能完成图示全过程 D.原核生物能完成图示全过程解析：图中分别是有氧呼吸第一、二、三阶段产生的ATP，其中第三阶段产生的ATP最多；第二阶段是丙酮酸和H2O反应生成CO2和H，因此是H2O；第一、二、三阶段的场所分别是细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜；原核生物也可以进行有氧呼吸。答案：D【例2】日常生活中人们常用酵母发面蒸馒头，某学生计划探究酵母菌的细胞呼吸方式，并设计了下列对照实验，请你帮助
9、他完成有关内容。(1)实验目的：探究酵母菌的细胞呼吸方式。(2)实验原理：细胞的不同呼吸方式释放的能量多少不同，但每种方式所释放的能量中都有一部分以_形式散失，从而导致细胞周围的环境温度_。(3)材料用具：酵母菌培养液，质量浓度为0.1 g/mL的葡萄糖溶液、液体石蜡油、蒸馏水、保温瓶、温度计、棉花。(4)实验步骤将质量浓度为0.1 g/mL的葡萄糖溶液加热后冷却备用。取3个保温瓶，编号为A、B、C，并将C瓶设计为对照。在3个保温瓶中分别加入等量_。A瓶中再加入_，B瓶中再加入_，C瓶中再加入_。3个保温瓶中均放入温度计，用棉花轻轻塞上瓶口，并保证保温瓶通气。24小时后观察并记录3个保温瓶中温
10、度的变化。(5)实验结果及分析A瓶温度_(填“大于”“小于”或“等于”)B瓶温度，原因是_。(6)实验结论是：_。解析本题的实验目的为探究酵母菌的细胞呼吸方式，故控制好单一变量(有氧或无氧环境)是关键；具体表达实验步骤时，要注意体现出等量原则，对于实验结果的分析，由于酵母菌有氧呼吸放出的能量比无氧呼吸放出的能量多，故A瓶温度小于B瓶温度。答案：(2)热能升高(4)备用的葡萄糖溶液适量的酵母菌培养液和液体石蜡油与A瓶所加酵母菌培养液等量的酵母菌培养液与A瓶所加酵母菌培养液等量的蒸馏水(5)小于酵母菌无氧呼吸放出的能量比有氧呼吸放出的能量少(6)酵母菌的细胞呼吸方式包括有氧呼吸和无氧呼吸两种(或兼
11、性厌氧)【教你一招】对照实验的常用方法和解题思路(1)对照实验常用方法空白对照：设置两组实验，一组给予该实验的自变量处理，另一组不作任何处理。例如，温度影响过氧化氢的分解实验，设置温度为90的实验组和温度为常温的空白对照。自身对照：只设置一组实验，通过比较实验对象在实验前后现象的变化来说明问题，不再另设对照实验。例如，洋葱表皮细胞的质壁分离和质壁分离复原实验，就是自身对照实验。条件对照：设置两组实验，在实验所要研究的自变量方面，进行不同的处理。例如过氧化氢酶与无机催化剂Fe3对过氧化氢的催化效率的比较实验，一组的自变量是过氧化氢酶，另一组的自变量是Fe3。相互对照：通常设置多组实验，这些组都给
12、予自变量处理，只是在处理的量或程度方面有所差别，通过它们之间的相互比较来说明问题。例如温度对酶活性影响实验，设置温度有三组分别是：0、60、100。(2)对照实验设计题的一般解题思路明确实验目的：认真阅读题干，找出关键性叙述，搞清实验是解决什么问题，是验证性实验还是探究性实验，题干对于实验方法是否有所提示。明确实验的自变量和无关变量以及因变量是设计的关键。七、布置作业一、选择题1.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.装置乙中应让先静置一会再与连接D.装置甲中NaOH的作用是吸收处的CO22.交警为
13、检测司机是否存在酒后驾驶的违章行为，用来检测司机呼出的气体的试剂是A.斐林试剂B.双缩脲试剂C.重铬酸钾的浓硫酸溶液D.苏丹溶液3.在一普通的锥形瓶中，加入含有酵母菌的葡萄糖溶液，如图所示。在以下有关坐标图中，不正确的是 ()4.下列关于细胞呼吸的叙述，错误的是 ()A.细胞呼吸必须在酶的催化下进行 B.人体硬骨组织细胞也进行呼吸C.酵母菌可以进行有氧呼吸和无氧呼吸D.叶肉细胞在光照下进行光合作用，不进行呼吸作用5.图中表示的是某绿色植物细胞内部分物质的转变过程，有关下列叙述不正确的有几项图中两物质依次是H2O和O2图中(二)、(三)两阶段产生H的场所都是线粒体图中(三)阶段产生的水中的氢最终
14、都来自葡萄糖该过程只能在有光的条件下进行，无光时不能进行A.一项 B.二项 C.三项 D.四项6.某生物实验小组为“探究酵母菌呼吸方式”设计了如右实验装置。实验中，先向气球中加入10 mL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30 min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30 min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”7
15、.提取鼠肝细胞的线粒体为实验材料，向盛有线粒体的试管中注入丙酮酸时，测得氧的消耗量较大；当注入葡萄糖时，测得氧的消耗量较小，同时注入细胞质基质和葡萄糖时，氧消耗量又较大。下列叙述中与实验结果不符合的是 ()。A.有氧呼吸中，线粒体内进行的是第二、三阶段B.线粒体内能分解丙酮酸，不能分解葡萄糖C.葡萄糖只能在细胞质基质内被分解成丙酮酸D.水是在细胞质基质中生成的二、非选择题8.图中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细胞呼吸的情况。材料用具：保温桶(500 mL)、温度计、活性干酵母、质量浓度为0.1 g/mL的葡萄糖溶液、棉花、石蜡油。实验假设：酵母
16、菌在有氧条件下细胞呼吸比无氧条件下细胞呼吸放出的热量更多。(1)取A、B两装置设计实验如下，请补充下表中内容：装置步骤一步骤二步骤三A加入240 mL的葡萄糖溶液加入10 g活性干酵母_B加入240 mL煮沸后冷却的葡萄糖溶液_加入石蜡油，铺满液面(2)B装置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装置因细胞呼吸引起的温度变化量，还需要增加一个装置C。请写出对装置C的实验处理：装置步骤一步骤二步骤三C_加入石蜡油，铺满液面(4)实验预期：在适宜条件下实验，30 min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。9.(2012南京一模)日
17、常生活中人们常用酵母菌发面蒸馒头，某学生想探究酵母菌的细胞呼吸方式，设计了下列实验，请你帮助他完成有关内容。(1)实验目的：探究酵母菌的细胞呼吸方式。(2)实验原理：细胞的不同呼吸方式释放的能量多少不同，但每种方式所释放的能量中都有一部分以热能的形式散失，从而导致细胞周围的环境温度升高。(3)材料用具：酵母菌培养液、质量浓度为0.1 g/mL的葡萄糖溶液、液体石蜡油、蒸馏水、保温瓶、温度计、棉花。(4)实验步骤：将质量浓度为0.1 g/mL的葡萄糖溶液加热沸腾后冷却备用；取3只保温瓶，编号为A、B、C，并将C瓶设计为对照；在3只保温瓶中分别加入等量的葡萄糖溶液；_；3个保温瓶中均放入温度计，用
18、棉花轻轻塞上瓶口，并保证保温瓶通气；24 h后观察并记录3个保温瓶中温度的变化。(5)预测实验现象和实验结果：若A瓶温度C瓶温度，B瓶温度C瓶温度，则_；若B瓶温度C瓶温度，A瓶温度C瓶温度，则_；若_，则_。(6)某同学也想以酵母菌为实验材料探究相关问题，请你帮他设计探究性实验课题名称：_。参考答案：1.C解析：该题实际上是对酵母菌两种不同条件下呼吸产物的探究。正确解答该题首先看单一变量的操作是否合理，无关变量的控制是否正确；然后看反应变量的检测是否明显、清楚。2.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.B解析：解决此题，首先要明确所给
19、条件：密封的锥形瓶中，内含酵母菌的葡萄糖溶液。根据此条件，酵母菌可以在其中大量繁殖，葡萄糖的含量应逐渐降低，最后被分解利用完，所以C选项是正确的。锥形瓶中缺乏氧气，酵母菌此时的细胞呼吸为酒精发酵，分解葡萄糖产生酒精和CO2，酒精的含量升高，到葡萄糖完全消耗掉，酒精的浓度不再增加，所以A坐标图是正确的。酒精发酵过程中产生的CO2溶于水形成H2CO3，随时间的延长，H2CO3的浓度升高，溶液的pH逐渐降低。由于CO2在水中的溶解度一定，且H2CO3CO2H2O，所以溶液pH降到一定程度后便不再降低，所以坐标图D是正确的。由于葡萄糖的量是一定的，被酵母菌利用后便逐渐减少，酵母菌繁殖速率逐渐减慢，所以
20、坐标图B是错误的。4.D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，同时释放出能量并生成ATP的过程。所有活细胞都必须在酶的催化下才能进行细胞呼吸。酵母菌为兼性厌氧型微生物，在有氧条件下进行有氧呼吸，在无氧条件下进行无氧呼吸。叶肉细胞在光下既进行光合作用，也进行细胞呼吸。5.C解析：图中(一)、(二)、(三)分别表示有氧呼吸的第一、二、三阶段，前两个阶段产生H，第三个阶段消耗H；丙酮酸在水的参与下彻底分解成CO2和H，所以有氧呼吸第三阶段消耗的H最终来源于葡萄糖和水；有无光照，不影响呼吸作用。6.C 解析：若酵母菌进行了无氧呼吸，则气球内气体含量增加，气球会膨
21、胀，液面应该上升，C错误。7.D解析：有氧呼吸的第一阶段在细胞质基质中进行，第二、三阶段在线粒体中进行，第三阶段H与氧气结合，才有水的生成，该过程在线粒体内膜上进行。8.(1)不加入石蜡油加入10 g活性干酵母(2)去除氧气自(3)加入240 mL煮沸后冷却的葡萄糖溶液不加入活性干酵母(4)ABC解析：(1)该实验要探究酵母菌在有氧和无氧条件下的细胞呼吸方式，所以A、B两装置内的自变量应为氧气的有无，其他条件要保持完全相同。(2)B装置内煮沸葡萄糖溶液是为了完全除去其中溶解的氧气，从而制造无氧环境。(3)装置C作为装置B的对照，测定细胞呼吸引起的温度变化，两装置内的自变量应为进行细胞呼吸的酵母
22、菌的有无。(4)一段时间后，内部进行了有氧呼吸的A装置中的温度进行了无氧呼吸的B装置中的温度无酵母菌的C装置中的温度，则假设成立。9.(4)A瓶中加入适量的酵母菌培养液和液体石蜡油，B瓶中加入与A等量的酵母菌培养液，C瓶中加入与A等量的蒸馏水(A瓶和B瓶可互换)(5)酵母菌只进行无氧呼吸酵母菌只进行有氧呼吸(注意和步骤对应，答案顺序可颠倒)B瓶温度C瓶温度，A瓶温度C瓶温度酵母菌既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸(6)探究酵母菌在不同氧气浓度下的代谢产物(合理即可)解析：酵母菌是兼性厌氧菌，其呼吸作用方式可能有三种：在氧气充足的条件下只进行有氧呼吸，产生大量能量，瓶中温度将高于对照组；在氧气不足的条件下既进行有氧呼吸也进行无氧呼吸，产生较多能量，瓶中温度也高于对照组；在无氧条件下只进行无氧呼吸，产生能量较少，瓶中温度也高于对照组。以酵母菌为实验材料，还可以探究其在不同氧气浓度条件下的代谢产物。八、课后反思同学们，通过这节课学习，你有哪些收获和体会，存在哪些疑问，请把它填在下面的表格中，以便及时总结、弥补知识缺漏。收获内容疑点内容