12 必修1 第2单元 第9讲 细胞呼吸的原理和应用-【高考DNA解码】2026年高考生物一轮总复习教师用书word（不定项版）

色学科网书城四 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 第9讲 细胞呼吸的原理和应用 )课标要求》 1.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。2.实验：探究酵母菌的呼吸方式。 考点1 探究酵母菌细胞呼吸的方式 夯实必备知识 一、实验原理 有氧一→H,O 酵 澄清石灰水 C02 、变浑浊（现象） →蓝→绿→黄（现象） 吸 无氧→C0, 澳麝香草酚蓝溶液 ·酒精 橙色的重铬酸钾溶液 灰绿色（现象） (酸性条件下) 二、实验步骤 1.配制酵母菌培养液：酵母菌十质量分数为5%的葡萄糖溶液，分别装入A、B 两锥形瓶中。 2.设计对比实验 接橡皮球常 (或气泵) 质量分数酵母南澄清的 酵母菌澄清的 为10%的培养液石灰水 培养液石灰水 NaOH溶液 甲组 乙组 ()甲组中空气先通过NaOH溶液的目的是去除空气中的CO2。 (2)乙组中B瓶先密封放置一段时间后，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶的目的 是耗尽瓶中原有的氧气。 3)CO2检测：观察两组装置中澄清石灰水的变化。 (4)酒精检测：取A、B瓶中滤液各2L分别注入两支干净的试管中，向两试管 中分别滴加0.5mL溶有0.1g重铬酸钾的浓疏酸溶液，并轻轻振荡，使它们混合 均匀，观察试管中溶液的颜色变化。 3.实验现象 1/32 *独家授权侵权必究· 色学科网书城四 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 条件 澄清石灰水的变化 两试管的变化 甲组 变浑浊快 无变化 乙组 变浑浊慢 出现灰绿色 4.实验结论 ()酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸。 (2)在有氧条件下产生CO2多而快，在无氧条件下产生酒精，还产生少量的CO2。 [教材隐性知识] 1.(人教版必修1P-91探究·实践)在检测酒精的实验中，要将酵母菌培养时间 适当延长，原因是 提示：尽量消耗完培养液中的葡萄糖，因为葡萄糖也能与酸性重铬酸钾反应发生 颜色变化 2.(人教版必修1P2科学方法)对比实验中两组都是实验组，两组之间相互对照。 教材中对比实验的实例有 (填序号)。 ①探究酵母菌细胞呼吸的方式②鲁宾和卡门的同位素标记法实验③赫尔希 和蔡斯采用放射性同位素标记T2噬菌体侵染细菌的实验④比较过氧化氢在不 同条件下的分解实验 提示：①②③ ●深化拓展] 1.探究细胞呼吸方式的其他实验 (1)实验装置（以萌发种子为例） 0-活塞 着色液滴 中活塞着色液滴 刻度管 刻度管 橡皮 一橡皮塞 容器 nf容器 萌 10%NaOH 种子新溶液5ml, 萌发蒸馏水5mL 种子 装置一 装置二 (2)实验原理 ①装置一中NaOH溶液的作用是吸收细胞呼吸所产生的CO2,着色液滴移动的 2/32 独家授权侵权必究· 色学科网书城▣ 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.ZXXK数c0m○ 您身边的互联网+教辅专家 距离代表萌发种子细胞呼吸吸收O2的量。 ②装置二中着色液滴移动的距离代表萌发种子细胞呼吸产生C02的量与吸收O2 量的差值。 3)实验现象和结论 实验现象 装置 装置 结论 一液滴 二液滴 不动 不动 只进行产生乳酸的无氧呼吸或种子已经死亡 不动 右移 只进行产生酒精的无氧呼吸 左移 右移 进行有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸 只进行有氧呼吸或进行有氧呼吸和产生乳酸的无氧 左移 不动 呼吸 左移 左移 种子进行有氧呼吸时，底物中除糖类外还含有脂质 (④)误差校正：为使实验结果精确，除减少无关变量的干扰外，还应设置对照装 置三。装置三与装置二相比，不同点是用“煮熟的种子”代替“萌发种子”，其 余均相同。 -活塞着色液滴 、刻度管 橡皮塞 容器 煮熟的 种学的毯引蒸馏水5mL 装置三 2.细胞呼吸速率测定实验 1)实验装置 有色液滴 NaOH溶液 足圆萌发的 小麦种子 (2)实验原理：细胞呼吸作用吸收O2,释放CO2,CO2被NOH溶液吸收，使容 器内气体压强减小，刻度管内的液滴左移。单位时间内液滴左移的体积即表示呼 吸速率。 (③)误差的校正 3/32 ·独家授权侵权必究· 色学科网书城四 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 为排除温度、气压等无关变量的干扰，可设置对照装置。对照装置与上述装置相 比，不同点是用等量的死亡的种子代替萌发的小麦种子，其余均相同。 C>澄清概念 1.在酸性条件下，酒精会使重铭酸钾溶液由蓝变绿再变黄。 (X) 提示：应该是由橙色变成灰绿色。 2.检测CO2的产生除澄清石灰水外，还可以用溴麝香草酚蓝溶液检测。（√） 3.在探究酵母菌细胞呼吸方式的实验中可直接向酵母菌培养液中添加酸性的重 铬酸钾溶液检测酒精。 (X) 提示：应各取2mL酵母菌培养液的滤液，分别注入2支试管中，加酸性的重铬 酸钾溶液检测。 4.在探究酵母菌细胞呼吸方式的实验中可依据澄清石灰水变浑浊的快慢判断细 胞呼吸的方式。 (√) 达成学科素养 下面是探究酵母菌细胞呼吸方式的实验装置，根据装置思考回答。 接空气泵 温度计 用 Ca(OHD,溶液 酵母菌和 Ca(OH,溶液 葡萄新溶液 ()本实验的自变量是 石蜡（油的作用是 空气泵中进入乙的空气的要求是 (2)实验的因变量是 检测 的结果是 (3)实验的无关变量有 提示：()氧气的有无将液体与空气隔绝应除去CO2 (2)乙、丙中产生CO2的快慢甲中澄清石灰水变浑浊快，丁中澄清石灰水变浑 浊慢 4/32 ·独家授权侵权必究· 色学科网书城四 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 (3)酵母菌和葡萄糖溶液的量、温度等环境因素 评价迁移应用 考向1实验原理和方法 1.(链接人教版必修1P探究·实践)为探究酵母菌的细胞呼吸方式，可利用酵 母菌、葡萄糖溶液等材料进行实验。下列关于该实验的叙述，正确的是() A.酵母菌用量和葡萄糖溶液浓度是本实验的自变量 B.酵母菌可利用的氧气量是本实验的无关变量 C.可选用酒精和CO2生成量作为因变量的检测指标 D.不同方式的细胞呼吸消耗等量葡萄糖所释放的能量相等 C[酵母菌用量和葡萄糖溶液浓度是无关变量，A错误；氧气的有无是自变量， B错误：有氧呼吸不产生酒精，无氧呼吸产生酒精和CO2且比值为1：1，因此 可选用酒精和CO2生成量作为因变量的检测指标，C正确：等量的葡萄糖有氧 呼吸氧化分解彻底，释放能量多，无氧呼吸氧化分解不彻底，大部分能量还储存 在酒精中，释放能量少，D错误。] 2.(链接人教版必修1P-91探究·实践)探究酵母菌细胞呼吸方式实验的若干装 置如图所示。下列实验分析错误的是( 2】 酵母蘭 澄清 10%NaOH 酵母南 培养液 石灰水 溶液 培养液 h 液滴 液滴 酵母菌 酵母菌 蒸馏水 培养液 培养液 A.连接c一a一b、d一b可用于探究酵母菌细胞呼吸的方式 B.检测酒精产生时，连接“db”后需要经过一段时间再从d取样 C.若X为NaOH溶液，则酵母菌同时进行有氧呼吸和无氧呼吸可使装置e液 滴向左移动 D.若X为NaOH溶液，装置e液滴不移动、装置f液滴向右移动，则说明酵母 5/32 ·独家授权侵权必究。 色学科网书城■ 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 菌进行有氧呼吸 DI连接c一a一b可以创造有氧环境，且NaOH溶液可以吸收空气中的CO2, 澄清石灰水能够鉴定CO2,因此可以探究酵母菌有氧呼吸，同理db可用于探 究酵母菌无氧呼吸，因此连接c—一一b、d—b可用于探究酵母菌细胞呼吸的方式， A正确：由于葡萄糖也能与酸性重铬酸钾反应发生颜色变化，因此检测酒精产生 时，连接“d一b”后需要经过一段时间使葡萄糖被消耗完，再从d取样，B正确： 若X为NaOH溶液，可以吸收CO2,所以酵母菌同时进行有氧呼吸和无氧呼吸 可使瓶中氧气减少，使装置e液滴向左移动，C正确：若X为NOH溶液，可 以吸收CO2,装置e液滴不移动，则说明无氧气消耗，若装置f液滴向右移动， 则说明酵母菌进行无氧呼吸产生了气体CO2,D错误。】 D考向2实验拓展 3.(2024·河北衡水中学四调如图是“探究有活性的水稻种子呼吸作用”实验 的实验装置。下列叙述错误的是( 201001020 刻度尺 橡胶塞 红色小液滴 广口瓶 浸透的种子 金属网 KOH溶液 A.将种子浸透的月的是增加种子细胞中自由水的含量，从而增强种子的代谢作 用 B.实验开始时，红色小液滴位于0点，在其他条件适宜的情况下，一段时间后， 红色小液滴将向右移动 C.红色小液滴停止移动后，种子的呼吸方式是无氧呼吸 D.为证明红色小液滴的移动仅由种子的生理活动引起，需另设放置煮熟种子的 对照实验装置 B[将种子浸透的目的是增加种子细胞中自由水的含量，从而增强种子的代谢作 用，提高其呼吸作用，A正确：实验开始时，红色小液滴位于0点，在其他条件 适宜的情况下，一段时间后，由于种子呼吸会消耗O2,而产生的CO2会被KOH 溶液吸收，故红色小液滴将向左移动，B错误：红色小液滴停止移动后，说明种 6/32 ·独家授权侵权必究· 色学科网书城四 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 子不再消耗氧气，即只进行无氧呼吸，C正确：为证明红色小液滴的移动仅由种 子的生理活动引起，需另设放置煮熟种子的对照实验装置，观察红色小液滴是否 移动，D正确。1 考点2细胞呼吸的方式和过程 夯实必备知识 一、细胞呼吸 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， 释放能量并生成ATP的过程。其实质是细胞内的有机物氧化分解，并释放能量。 二、有氧呼吸 1.概念：细胞在氧的参与下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物彻底 氧化分解，产生二氧化碳和水，释放能量，生成大量ATP的过程。 2.过程 葡萄糖 第一阶段， 场所：细胞质基质 物质变化：CHO,藏丙酮酸+间 产能情况：少量能量 「场所：线粒体基质 第二阶段 物质变化：丙酮酸+H,0壁C0,+间 产能情况：少量能量 场所：线粒体内膜 物质变化：+0，醒H,0 第三阶段 产能情况：大量能量 [教材隐性知识] 1.(人教版必修1P3相关信息)细胞呼吸过程中产生的田是 的简 化表示方法。 提示：还原型辅酶I(或NAD田) 3.有氧呼吸的总反应式 CHQ6060M12H060+能威标出氧元素的来源和去路。 4.同有机物在生物体外燃烧相比，有氧呼吸具有的不同特点 ()反应过程：温和。 7/32 独家授权侵权必究· 色学科网书城四 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 (2)能量释放：有机物中的能量逐步释放。 (3)能量转化：释放的能量有相当一部分储存在ATP中。 5.放能：1mol葡萄糖彻底氧化分解可以释放出2870kJ的能量，可使977.28 kJ左右的能量储存在ATP中，其余的能量则以热能的形式散失掉了。 三、无氧呼吸 1.概念：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，就是无氧呼吸。 2.场所：全过程都是在细胞质基质中进行的。 3.过程 第一阶段 第二阶段 商萄随生成 丙酮酸 丙酮酸 不同酶 乳酸 少量能量(ATP) 西 酒精+C02 4.反应式 (1)产物为酒精：CH12O6 2C2HOH(酒精)十2CO2十少量能量。 2)产物为乳酸：CH1206蘭2C0(乳酸)十少量能量。 5.能量 (1)只在第一阶段释放少量能量，生成少量ATP。 (2)葡萄糖分子中的大部分能量存留在酒精或乳酸中。 6.不同生物或器官的无氧呼吸产物 -乳酸菌 产物为乳酸 -几乎所有动物细胞 植物中的马铃薯块茎，玉米胚、甜菜块根 直接原因一酶不同 根本原因一基因不同或基因的选择性表达 酵母菌 产物为酒精 多数植物细胞 某些细菌 [教材隐性知识] 2.(人教版必修1P4小字部分)蛋白质、糖类和脂质的代谢，都可以通过 过程联系起来。 提示：细胞呼吸 3.(人教版必修1P6思维训练)就线粒体的起源，科学家提出了一种解释：有一 8/32 ·独家授权侵权必究· 色学科网书城四 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 种真核细胞吞噬了原始的需氧细菌，被吞噬的细菌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获取丙酮酸，宿主细胞从需氧细菌 那里得到丙酮酸氧化分解释放的能量。结合真核细胞有氧呼吸的场所，可以判断 需氧细菌有氧呼吸的场所是 提示：细胞质和细胞膜 ●深化拓展] 1.细胞呼吸反应式中各物质量的比例关系 (1)有氧呼吸：C6H1206:02:C02=1:6:6。 (2)无氧呼吸：C6H1206:C02:C2H0H=1:2:2或CH1206:CH03=1:2。 (3)有氧呼吸和无氧呼吸消耗等量的葡萄糖时需要的O2和产生的C02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=3：4。 (4)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=3：1。 2.电子传递和氧化磷酸化（有氧呼吸第三阶段） 膜间隙 电子传递链 丙酮酸线粒体 内膜 8866 NADH NADHe ·FADH, H.,O 檬N 循环 T3 ATP 合成酶 线粒体基质 H ADP+Pi ()四在酶的催化下释放电子和H+，电子被镶嵌在线粒体内膜上的一系列特殊 蛋白质捕获和传递，最终与O2和H+结合，生成了H20。 (2)线粒体内膜上的这些特殊蛋白质则利用电子给予的能量将线粒体基质中的细+ 泵入内膜和外膜的间隙，构建了跨膜的Ⅲ+浓度梯度。 (3)H+沿着线粒体内膜上ATP合成酶内部的通道流回线粒体基质，推动了ATP 的合成（在一定范围内，线粒体内膜两侧的H+浓度差越大，ATP合成越多）。 >澄清概念 1.没有线粒体的细胞一定不能进行有氧呼吸。 (×) 9/32 独家授权侵权必究· 色学科网书城■ 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 提示：原核细胞没有线粒体也能进行有氧呼吸。 2.线粒体将葡萄糖氧化分解成CO2和H20。 (X) 提示：葡萄糖不能进入线粒体，其在细胞质基质中分解为丙酮酸，丙酮酸进入线 粒体。 3.检测酵母菌培养过程中是否产生CO2可判断其呼吸方式。 (X) 提示：酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸都能产生CO2。 4.同有氧呼吸相比，无氧呼吸的两个阶段释放的能量较少。 (X) 提示：无氧呼吸只在第一阶段释放出少量的能量。 5.无氧呼吸不需要O2参与，最终有田的积累。 (X) 提示：无氧呼吸第二阶段消耗田，田被用于还原丙酮酸。 6.人在剧烈运动时产生的CO2全部来自有氧呼吸。 (√) 7.细胞呼吸是细胞代谢的枢纽。 (√) 达成学科素养 1.某豆科植物种子萌发过程中CO2释放和O2吸收速率的变化趋势如图所示。 据图思考回答： C0, 012 24布48时间h 胚根长出 (1)在12~24期间，呼吸速率逐渐增强，在此期间细胞呼吸的主要方式和产物 分别是 据此分析豆科植物种子掩埋过深导致腐烂 的原因是 2)从第12h到胚根长出期间，萌发种子的干物质总量会减少，主要原因是 3)种子萌发48后，氧气的消耗量大于二氧化碳的释放量，分析其原因是 10/32 独家授权侵权必究·