第5章 第3节 第1课时 细胞呼吸的方式与有氧呼吸-【创新教程】2025-2026学年高中生物必修1五维课堂同步Word教案（人教版2019）

第3节　 细胞呼吸的原理和应用 第1课时　细胞呼吸的方式与有氧呼吸 课标内容要求 核心素养对接 1.通过探究酵母菌的细胞呼吸方式，说出细胞呼吸的类型 2．描述线粒体适于进行有氧呼吸的结构，说明有氧呼吸过程中物质与能量的变化 生命观念：线粒体结构与细胞呼吸的关系 科学思维：分析有氧呼吸的三个阶段，理解细胞呼吸的实质 科学思维：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 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 [基础梳理] 一、探究酵母菌细胞呼吸的方式 1．实验原理 (1)酵母菌的代谢类型：属于　兼性厌氧　菌。 (2)细胞呼吸方式的判断：在有氧和无氧条件下，细胞呼吸的产物　不同　，以此来确定酵母菌细胞呼吸的方式。 2．细胞呼吸产物的检测 检测产物 所用试剂 实验现象 二氧化碳 澄清的石灰水 　变浑浊　 　溴麝香草酚蓝水溶液　 由蓝变绿再变黄 酒精 (酸性)重铬酸钾溶液 橙色变成　灰绿色　 3.实验结论 (1)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，酵母菌通过细胞呼吸产生大量的　二氧化碳　和　水　。 (3)在无氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生　酒精　，还产生少量的　二氧化碳　。 二、有氧呼吸 1．主要场所——线粒体 (1)写出序号代表的结构名称： ①　外膜　；②　内膜形成的嵴　；③　线粒体基质　。 (2)与有氧呼吸有关的酶分布在：　②③　。 (3)线粒体的分布：集中在　代谢旺盛　的部位。 2．总反应式 C6H12O6＋6H2O＋6O26CO2＋12H2O＋能量 3．物质转化过程 4．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。 [基础诊断] (1)只检测有无CO2产生即可确定酵母菌细胞呼吸的方式( × ) (2)根据石灰水变浑浊的程度可以确定CO2产生量的多少( √ ) (3)酒精在中性或酸性条件下与重铬酸钾溶液反应产生灰绿色( × ) (4)有氧呼吸的三个阶段都发生在线粒体内( × ) (5)氧气作为反应物参与有氧呼吸的全过程( × ) (6)需氧型细菌有氧呼吸的主要场所是线粒体( × ) 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 探究酵母菌细胞的呼吸方式 1．实验原理 (1)材料分析：酵母菌必须是新鲜的，防止酵母菌因存放时间过长而死亡，导致实验结果不明显。 (2)装置分析 ①有氧呼吸装置必须持续通入空气，保证氧气充足。 ②通入甲中A瓶的空气需先通过NaOH溶液的目的是保证进入A瓶的气体中不含有CO2，保证使第三个锥形瓶中的澄清石灰水变浑浊的CO2完全是由酵母菌有氧呼吸产生的。 ③乙中B瓶应封口放置一段时间，待酵母菌将B瓶中的氧气消耗完后，再连接盛有澄清石灰水的锥形瓶，确保通入澄清石灰水中的CO2完全是由酵母菌无氧呼吸产生的。 2．实验拓展 (1)若探究种子的呼吸状况则不必遮光，但需“死种子”作对照。 (2)若探究“植株或幼苗”的呼吸状况，应进行遮光处理，以防止光合作用的干扰，同时可设置同种状况但被杀死的植株或幼苗作对照。 ◆[互动探究] 1．探究酵母菌呼吸方式的实验中，B瓶装好后，要过一段时间再连接装有澄清石灰水的锥形瓶，这是为什么？ 提示：B瓶封口后，锥形瓶内的空气中有氧，酵母菌开始进行有氧呼吸，也产生CO2。所以，要过一段时间，等B瓶中的氧气消耗完以后，再将产生的气体通入澄清石灰水，保证通入澄清石灰水中的是无氧呼吸产生的CO2。 2．探究酵母菌呼吸方式的实验中，甲装置中，质量分数10%的NaOH溶液的作用是什么？ 提示：吸收空气中的二氧化碳。 ◆[对点训练] 1．下列有关“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验的叙述，错误的是(　　) A．CO2可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄 B．实验中需控制的无关变量有温度、pH、培养液浓度等 C．可通过观察澄清石灰水是否变浑浊来判断酵母菌的呼吸方式 D．实验中将葡萄糖溶液煮沸的目的是灭菌和去除溶液中的O2 解析：C　[CO2可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄；在该实验中，温度、pH、培养液浓度等都属于无关变量，无关变量需相同且适宜；酵母菌是兼性厌氧菌，有氧呼吸和无氧呼吸都有CO2生成，而CO2可使澄清石灰水变浑浊，因此通过观察澄清石灰水是否变浑浊不能判断酵母菌的呼吸方式；实验中将葡萄糖溶液煮沸的目的是灭菌和去除溶液中的O2。] 2．下列关于探究酵母菌细胞呼吸方式实验的叙述，错误的是(　　) A．通过设置有氧和无氧两组实验互为对比，易于判断酵母菌的呼吸方式 B．实验中需控制的无关变量有温度、pH、培养液浓度等 C．实验的因变量是澄清石灰水是否变浑浊和加入酸性重铬酸钾溶液后样液的颜色变化 D．实验中将进气管、排气管与锥形瓶连接后需要进行气密性检查，确保不漏气 解析：C　[生物实验的原则之一是对照原则，所以通过设置有氧和无氧两组实验进行互相对照，易于判断酵母菌的呼吸方式；生物实验的原则之一是控制单一变量原则，该实验的自变量是有无氧气，温度、pH、培养液浓度等属于无关变量，实验中无关变量应保持相同且适宜；有氧呼吸和无氧呼吸都能产生二氧化碳，所以实验的因变量是加入酸性重铬酸钾溶液后样液的颜色变化；实验中需要将进气管、排气管与锥形瓶连接后进行气密性检查，确保不漏气。] 对比实验和对照实验 对比实验是指设置两个或两个以上的实验组，通过对结果的比较分析，来探究某种因素与实验对象的关系，这样的实验叫作对比实验。对比实验不设对照组，均为实验组(或互为实验组和对照组)，是对照实验的一种特殊形式，即相当于“相互对照实验”。 有氧呼吸 1．有氧呼吸物质转化过程分析 (1)有氧呼吸中氧元素的来源和去路 (2)反应物和产物 ①CO2是在第二阶段产生的，是由丙酮酸和水反应生成的，场所是线粒体基质。 ②O2参与了第三阶段，[H]和O2结合生成水，所以细胞呼吸产生的水中的氧元素来自O2，场所是线粒体内膜。 ③有氧呼吸过程中的反应物和生成物中都有水，反应物中的水用于第二阶段和丙酮酸反应，生成物中的水是有氧呼吸第三阶段[H]和O2结合生成的。 (3)细胞呼吸中[H]和ATP的来源和去路 物质 来源 去路 [H] 有氧呼吸：C6H12O6和H2O 有氧呼吸：与O2结合生成水 ATP 有氧呼吸：三个阶段都产生 用于各项生命活动 2.能量代谢 ①有氧呼吸三个阶段都释放能量产生ATP，②细胞呼吸释放的能量大部分以热能形式散失，少部分转移到ATP中。 ◆[互动探究] 1．线粒体与其功能相适应的结构特点有哪些？ 提示：线粒体内膜向内腔折叠形成嵴，大大增加了内膜表面积，在内膜上和基质中含有许多种与有氧呼吸有关的酶。 2．分析糖类(葡萄糖)为什么必须分解成丙酮酸后才能进入线粒体？ 提示：因为线粒体膜上没有运输葡萄糖的载体。 ◆[对点训练] 1．如图为线粒体的结构示意图，其中不可能发生的反应是(　　) A．②处发生有氧呼吸第二阶段 B．①处产生ATP C．②处产生CO2 D．③处发生[H]与O2的结合反应 解析：B　[分析示意图可知，①②③分别表示线粒体内外膜间隙、线粒体基质和内膜。有氧呼吸的第二阶段发生在场所②，该过程有CO2产生，而[H]与O2的结合反应在③上完成。物质氧化分解过程不能在①处进行，①处也不能产生ATP。] 2．下图表示有氧呼吸过程，下列有关说法正确的是(　　) A．①②④中数值最大的是① B．③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：D　[图中①②④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③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。] 关于有氧呼吸的五个提醒 (1)有氧呼吸的反应式中箭头不能写成等号，能量不能写成ATP。 (2)葡萄糖是有氧呼吸最常利用的物质，但不是唯一的物质。 (3)[H]是一种十分简化的表示方式，这一过程实际上是氧化型辅酶Ⅰ(NAD＋)转化成还原型辅酶Ⅰ(NADH)。 (4)有氧呼吸的三个阶段都需要不同的酶来催化。 (5)原核生物没有线粒体，但是也可进行有氧呼吸，场所是细胞质基质和细胞膜。 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 1．检测酵母菌细胞呼吸的产物，下列描述正确的是(　　) A．如果产生的气体使澄清的石灰水变浑浊，则酵母菌只进行有氧呼吸 B．如果产生的气体使溴麝香草酚蓝水溶液变黄色，则酵母菌只进行无氧呼吸 C．无论进行有氧呼吸还是无氧呼吸，酵母菌都能产生CO2 D．酵母菌无氧呼吸不产生气体，但其中的产物能使酸性重铬酸钾溶液变成灰绿色 解析：C　[酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸均能产生CO2，可通过是否有酒精的产生来判断是否存在无氧呼吸，溴麝香草酚蓝水溶液和澄清石灰水都是检测CO2的指示剂，酒精可用酸性重铬酸钾溶液进行检测。] 2．在有氧呼吸的过程中，进入细胞中的氧将(　　) ①与[H]结合生成水　②与碳结合生成二氧化碳　③在线粒体中被消耗　④在线粒体与细胞质基质中被消耗 A．①③　　　　　　　　　 B．①④ C．②③ D．②④ 解析：A　[有氧呼吸过程中进入细胞中的氧参与第三阶段的反应，即与[H]结合生成水，并释放出大量的能量，其场所是线粒体的内膜。] 3．通常情况下，有氧呼吸所产生的CO2和H2O中的氧可分别来自(　　) A．吸入的O2和葡萄糖 B．葡萄糖和丙酮酸 C．丙酮酸和吸入的O2 D．吸入的O2和丙酮酸 解析：C　[在有氧呼吸的第二阶段丙酮酸分解产生CO2，在有氧呼吸的第三阶段细胞从外界吸收的O2与[H]结合生成H2O。] 4．如图表示细胞呼吸的过程，其中①～③代表有关生理过程发生的场所，甲、乙代表有关物质。下列相关叙述正确的是(　　) A．①和②都是线粒体的组成部分 B．在②和③中都能产生大量的ATP C．在②和③中所含酶的种类相同 D．甲、乙分别代表丙酮酸、[H] 解析：D　[①表示细胞呼吸第一阶段的场所，即细胞质基质，②③表示有氧呼吸第二和第三阶段的场所，即线粒体基质和内膜，A错误；③中进行有氧呼吸的第三阶段，释放大量能量，产生大量ATP，②中进行有氧呼吸的第二阶段，释放少量能量，产生少量ATP，B错误；在②和③内进行的反应不同，因此所含的酶种类不同，C错误；分析题图可知，甲是丙酮酸，乙是[H]，D正确。] 5．下图是真核细胞内葡萄糖的分解代谢示意图，下列叙述正确的是(　　) A．甲物质表示乳酸和CO2 B．①过程发生在细胞质基质中 C．④过程发生在线粒体中 D．人体细胞可发生①②③④过程 解析：B　[题图中甲表示乳酸，产生乳酸的无氧呼吸过程不产生CO2，A项错误；①过程是细胞呼吸的第一阶段，发生在细胞质基质中，B项正确；④过程的产物为酒精和CO2，属于酒精发酵，只发生在细胞质基质中，C项错误；在人体细胞中能进行有氧呼吸即过程①②和无氧呼吸即过程①③，不能进行过程④产生酒精，D项错误。] 学科网（北京）股份有限公司 $$