5.3 细胞呼吸的原理和应用导学案-2023-2024学年高一上学期生物人教版必修1

5.3细胞呼吸的原理和应用学案 【学习目标】 （1）通过教材图文阅读，说出线粒体的结构和功能。 （2）通过合作探究，阐明有氧呼吸的过程。 （3）通过合作探究，阐明无氧呼吸的过程。 【学习重难点】 1. 教学重点：（1）探究酵母菌细胞呼吸的方式 1. 有氧呼吸过程中物质与能量的变化 1. 教学难点：（1）探究酵母菌细胞呼吸的方式 （2）有氧呼吸过程中物质与能量的变化 【预习新知】 细胞呼吸的方式 1．呼吸作用的实质：细胞内的有机物氧化分解，并释放能量。 2．探究酵母菌细胞呼吸的方式 酵母菌是一种单细胞真菌，在有氧和无氧的条件下都能生存，属于兼性厌氧菌，便于用来研究细胞呼吸的不同方式。 (1)提出问题：酵母菌在有氧和无氧条件下都能产生二氧化碳吗？酒精和二氧化碳是在什么条件下产生的？ (2)作出假设：酵母菌在有氧的条件下产生更多的二氧化碳；酵母菌在无氧条件下产生酒精和少量的二氧化碳。 (3)设计方案 ①变量的分析和控制 ②材料选择 食用酵母菌、质量分数为5%的葡萄糖溶液、质量分数为10%的NaOH溶液、澄清石灰水、溴麝香草酚蓝溶液、重铬酸钾溶液、质量分数为95%～97%的浓硫酸溶液、锥形瓶等。 (4)实施方案 ①酵母菌培养液的配制：取20 g新鲜的食用酵母菌，分成两等份，分别放入锥形瓶A(500 mL)和锥形瓶B(500 mL)中。向锥形瓶A、B中分别加入240 mL质量分数为5%的煮沸后冷却的葡萄糖溶液。 ②连接装置 ③产物检测 (5)实验结果 (6)实验结论：酵母菌在有氧条件下进行有氧呼吸，产生大量的CO2和水，在无氧条件下进行无氧呼吸，无氧呼吸的产物有酒精，同时也产生少量的CO2。 3．科学方法——对比实验 对比实验：设置两个或两个以上的实验组，通过对结果的比较分析，来探究某种因素对实验对象的影响，这样的实验叫做对比实验也叫相互对照实验。探究酵母菌在不同氧气条件下细胞呼吸的方式，有氧和无氧两种条件都是实验组，这两个实验组的结果都是事先未知的，通过对比可以看出氧气条件对细胞呼吸的影响。 有氧呼吸 1．总反应式 C6H12O6＋6H2O＋6O26CO2＋12H2O＋能量。 2．线粒体与有氧呼吸相适应的结构特点 (1)内膜的某些部位向线粒体的内腔折叠形成嵴，使内膜的表面积增大。 (2)线粒体内膜和基质中含有许多与有氧呼吸有关的酶。 3．过程 (1)写出图中①②③代表有氧呼吸的对应阶段： ①：第一阶段；②：第二阶段；③：第三阶段。 (2)写出a、b、c代表的物质： a：丙酮酸；b：[H]；c：O2。 (3)三个阶段均释放出能量，释放能量最多的阶段是③(填图中序号)。 (4)写出图中①②③所处场所： ①：细胞质基质；②：线粒体基质；③：线粒体内膜。 4．概念 (1)场所：细胞质基质和线粒体。 (2)条件：有氧参与、多种酶催化。 (3)物质变化 ①反应物：葡萄糖等有机物。 ②产物：二氧化碳和水。 (4)能量变化：释放能量并生成大量ATP。 5．有氧呼吸与有机物在体外燃烧的不同特点 (1)有氧呼吸过程温和。 (2)有氧呼吸进行时有机物中的能量经过一系列的化学反应逐步释放。 (3)有氧呼吸释放的能量有相当一部分储存在ATP中。 无氧呼吸 1．场所：细胞质基质。 2．过程 (1)第一个阶段：与有氧呼吸的第一阶段完全相同。 (2)第二个阶段：丙酮酸在酶(与催化有氧呼吸的酶不同)的催化作用下，分解成酒精和二氧化碳，或者转化成乳酸。 3．类型及反应式 4．概念：无氧呼吸是指细胞在没有氧气参与的情况下，葡萄糖等有机物经过不完全分解，释放少量能量的过程。 细胞呼吸原理的应用 影响细胞呼吸的因素及其应用 (1)内因 ①遗传特性：不同种类的植物呼吸速率不同。 实例：旱生植物小于水生植物，阴生植物小于阳生植物。 ②生长发育时期：同一植物在不同的生长发育时期呼吸速率不同。 实例：幼苗期呼吸速率高，成熟期呼吸速率低。 ③器官类型：同一植物的不同器官呼吸速率不同。 实例：生殖器官大于营养器官。 (2)外因 ①温度 a．影响：细胞呼吸是一系列酶促反应，温度通过影响酶的活性来影响细胞呼吸速率。细胞呼吸的最适温度一般在25～35 ℃之间。 b．应用 ②氧气 a．影响(如图)：O2是有氧呼吸所必需的，且O2对无氧呼吸过程有抑制作用。 Ⅰ.O2浓度＝0时，只进行无氧呼吸。 Ⅱ.0<O2浓度<10%时，同时进行有氧呼吸和无氧呼吸。 Ⅲ.O2浓度≥10%时，只进行有氧呼吸。 Ⅳ.O2浓度＝5%时，有机物消耗最少。 b．应用 ③水分 a．影响 b．应用 ④CO2 a．影响：CO2是细胞呼吸的最终产物，积累过多会抑制细胞呼吸的进行。如图： b．应用：适当增加CO2浓度，有利于水果和蔬菜的保鲜。 【易错提示】 有氧呼吸的三个易错点 (1)误认为葡萄糖进入线粒体内被彻底氧化分解。 (