第3节 细胞呼吸的原理和应用(第1课时)-【新课程能力培养】2025-2026学年高中生物必修1 分子与细胞学习手册（人教版）

第5章细胞的能量供应和利用。 第3节 细胞呼吸的原理和应用（第1课时） 核心素养 1.认同线粒体的结构特点与其作为有氧呼吸的主要场所相适应。（生命观念） 2.体验实验设计、方案实施以及结果的交流与讨论。（科学探究） 3.构建有氧呼吸和无氧呼吸过程的模型，理解两者之间的关系。（科学思维) 4.运用细胞呼吸原理，对生活和生产中的应用实例作出科学解释。（社会责任) (4)实验结论 川知识点一细胞呼吸的方式 ①酵母菌在 条件下都能进行细胞 呼吸。 知识梳理 ②产物 1.呼吸作用的实质是细胞内的有机物 有氧条件：大量的 和 并 因此也叫 无氧条件：产生 还产生少量的 细胞呼吸。 2.探究酵母菌细胞呼吸的方式 3. 细胞呼吸的类型： 和 (1)酵母菌细胞呼吸的方式包括 教材拓展 以及 (2)呼吸产物的检测 设计实验：探究酵母菌细胞呼吸的方式。 检测产物 试剂 现象 （1)自变量是什么？如何设置自变量？ 澄清的石灰水 石灰水变 C02 由蓝变绿再变 (2)因变量是什么？如何检测因变量？ 酸性条件下的 酒精 橙色变 溶液 (3)实验步骤 (3)无关变量有哪些？如何控制无关变量？ ①酵母菌培养液的配制：注意控制单一变量 ②检测C02的产生 (4)某课外活动小组想探究酵母菌在有氧 条件下的细胞呼吸情况，用如图装置 ③检测酒精的产生：注意适当延长培养时间 作为备选装置。 69 高中生物学必修（人教版） 续表 U 只进行有氧呼吸或进行 左移 不动 有氧呼吸和产生乳酸的 酵母菌 澄清的 质量分数为10% 酵母菌 培养液 石灰水 无氧呼吸 的NaOH溶液 培养液 A B 0 (2) 物理误差的校正 ①该课外活动小组应该选用的装置序号及正 为使实验结果精确，除减少无关变量的干扰 确排序是 ②C装置中的质量分数为10%的Na0H溶液 外，还应设置对照装置。对照装置与装置二 有什么作用？ 相比，不同点是用“煮熟的种子”代替 “发芽种子”，其余均相同。具体见下图： 活塞 着色液滴 刻度管 要点精析 橡皮塞 容器 1.细胞呼吸方式的判断及实验探究 煮熟的 种子 蒸馏水5mL (1)细胞呼吸方式的探究 (3)为防止微生物呼吸对实验结果的干扰， 欲确认某生物的呼吸方式，应设置两套实验 应将装置进行灭菌，对所测种子进行 装置，如图所示（以发芽种子为例)： 消毒处理。 一活塞 着色液滴 活塞 着色液滴 2. 细胞呼吸速率的测定 刻度管 刻度管 橡皮 橡皮塞 (1)实验装置 容器 容器 有色液滴 有色液滴 -20%NaOH 5 mL 发芽 蒸馏水5mL 种 装置一 装置二 NaOH NaOH 实验结果和结论： 萌发的 小麦种子 星金萌发后死亡的 小麦种子 实验结果 装置甲 装置乙 装置一 装置二 结论 (2)实验原理：组织细胞呼吸作用吸收O2, 液滴 液滴 释放CO2,CO2被NaOH溶液吸收，使 只进行产生乳酸的无氧 不动 不动 容器内气体压强减小，刻度管内的液 呼吸或死亡 滴左移。单位时间内液滴左移的体积 只进行产生乙醇的无氧 不动 右移 即表示呼吸速率。装置乙为对照。 呼吸 进行有氧呼吸和产生乙 例1为了探究酵母菌的细胞呼吸方式，某 左移 右移 醇的无氧呼吸 同学将实验材料和用具安装好。下列关于该 实验的说法正确的是（) 70)学 第5章细胞的能量供应和利用 通入 ①②③ 空 质量分数为酵母菌澄清的 酵母菌 澄清的 10%的NaOH培养液 石灰水 培养液 石灰水 溶液 甲组 乙组 (1)写出序号代表的结构名称 A.甲组和乙组是一组对比实验 ① ；② ；③ B.甲组探究酵母菌的无氧呼吸 (2)与有氧呼吸有关的酶分布在 C.乙组探究酵母菌的有氧呼吸 (3)线粒体的功能：进行有氧呼吸的 D.甲、乙两组中澄清的石灰水都变浑浊， 2.化学反应式 乙组浑浊程度更大 3. 有氧呼吸过程 答案：A 葡萄糖 场所： 解析：甲组是探究酵母菌的有氧呼吸，乙组 第一阶段 物质变化葡萄糖酶丙酮酸+ 是探究酵母菌的无氧呼吸，二者属于对比实 产能情况： 验，A正确，B、C错误；甲、乙两组中澄 H.0 场所： 清的石灰水都变浑浊，甲组浑浊程度更大， 第二阶段 物质变化： D错误。 产能情况： B变式训练 场所： 第三阶段 物质变化：山+0， ,H0 下列关于“探究酵母菌细胞呼吸的方 产能情况： 式”实验的叙述，错误的是( 4. 能量转化 A.酸性重铬酸钾溶液检测酒精，颜色呈现 1mol的释放 977,28储存于_中 灰绿色 葡萄糖能量 2870kJ 1892.72言以形式散失 B.实验中需控制的无关变量有温度、pH、 5. 有氧呼吸的概念 培养液浓度等 指细胞在 的参与下，通过 C.实验中将葡萄糖溶液煮沸的目的是灭菌 的催化作用，把葡萄糖等有机物 和去除溶液中的O2 彻底氧化分解，产生 和水，释 D.可通过观察澄清石灰水是否变浑浊来判 放 生成大量 的过程。 断酵母菌细胞呼吸的方式 例2（不定项)线粒体被称为细胞的“动 山知识点二有氧呼吸 力车间”，细胞生命活动所需的能量，大约 95%由线粒体提供，下列有关叙述正确的是 知识梳理 ()》 A. 线粒体内膜的某些部位向内腔折叠形成嵴 1.主要场所—一线粒体 B.葡萄糖在细胞质基质中分解产生丙酮酸 71 高中生物学必修1 (人教版) 和[H] A. [H]与氧气生成水 C.有氧呼吸时，水的消耗发生在线粒体基质 B. C6H2O。分解为丙酮酸和[H] D.有氧呼吸只在线粒体基质和内膜上合成 C. 丙酮酸分解为CO2和[H町 ATP D.ADP与磷酸结合生成ATP 答案：ABC 答案：B 解析：线粒体具有双膜结构，内膜向内突起 解析：[H]与氧气结合生成水，发生在线 形成“嵴”，A正确；细胞呼吸第一阶段， 粒体内膜上，A错误；C6H12O。分解为丙酮 葡萄糖在细胞质基质中分解产生丙酮酸和 酸和[H],发生在细胞质基质中，B正确； [H],B正确；有氧呼吸第二阶段，水的消 丙酮酸分解为CO2和[H],发生在线粒体 耗发生在线粒体基质，C正确；有氧呼吸第 基质中，C错误；ADP与磷酸结合生成ATP 一阶段在细胞质基质合成ATP，D错误。 的场所有细胞质基质、线粒体基质和线粒体 例3在真核生物有氧呼吸的下列反应中， 内膜，D错误。 不在线粒体中进行的只有（ 第3节 细胞呼吸的原理和应用（第2课时） 川知识点一无氧呼吸 教材拓展 1.场所： 酒精 二氧化碳 2.过程 ③ 二氧化碳 ① ② (1)第一阶段：与 的第一阶段完 葡萄糖[ A ADP ATP ADP ATE 全相同。 ④ 水 (2)第二阶段： 在酶（与催化有 乳酸 氧呼吸的酶不同)的催化作用下，分 据图分析有氧呼吸和无氧呼吸过程。 解成 或者转化成乳酸。 (1)反应①②③④中，必须在有氧条件下 3.类型及反应式 进行的是 可在人体细胞中 产酒精 进行的是 。 (均填序号) 产乳酸 吸 (2)粮食储藏过程中有时会发生粮堆湿度 4. 概念：无氧呼吸是指细胞在 参与 增大现象，其原因是什么？ 的情况下，葡萄糖等有机物经过 分解，释放 能量的过程。 72 学化剂②平衡点 2.(1)一种酶只能催化一种或一类化学反应 (2)①能催化该反应②不能催化该反应 3.(1)酶的作用需要适宜的温度和pH(2)①最 强③过酸、过碱、高温低温 二、1.（1)①碘液蓝色蓝色的深浅②将1和 4,2和5,3和6(2)①带火星的卫生香燃烧的情况 2.(2)①加快酶数量和酶活性②在底物充足、其 他条件适宜的正相关 【教材拓展】 1.提示：不会，因为人是恒温动物，体温不会随着环 境温度的变化而变化。 2.提示：在0~4℃低温和酶作用的最适pH条件下。 3.(1)提示：曲线①②比较能得出酶具有高效性；曲 线①③比较能得出酶具有催化功能。(2)提示：不能。 因为在最适温度下，酶的活性最高，但是温度偏高或偏低， 酶的活性都会明显降低。 【要点精析】 变式训练B【解析】在一定条件下，酶在最适温度 或pH时活性最大，高于或低于最适温度或pH,酶的活性 都会下降，据此结合题意与图示分析可知，若a、b、c表 示温度或pH,则在低于最适温度或pH的范围内，a>b> c,但在高于最适温度或pH的范围内，c>b>a,A、C、D 错误：在底物充足，其他条件固定、适宜的情况下，酶促 反应速率与酶浓度成正比，若a、b、c表示酶的浓度，则 a>b>c,B正确。 >"第2节细胞的能量“货币”ATP 知识点一ATP是一种高能磷酸化合物 【知识梳理】 1.腺苷三磷酸 2。腺苷磷酸基团特殊的化学键 3.(1)带负电荷而相互排斥转移势能(2)释放 能量高能磷酸化合物 4.直接能源 5.末端磷酸基团 知识点二ATP与ADP之间的相互转化及ATP的利用 【知识梳理】 1.(1)呼吸作用光合作用(2)①动态平衡 参考答案与解析 ②生物界的统一性 2.(1)主动运输物质合成思考(2)①催化 ATP水解②磷酸基团磷酸化③空间结构 3.(1)ATP水解(2)ATP的合成(3)ATP 分子 【教材拓展】 1.(1)提示：含量很低。(2)提示：通过ATP和 ADP之间的迅速转化。 2.提示：物质转化是可逆的，能量是不可逆的，酶也 不相同，因此ATP和ADP的相互转化不是可逆反应。 >"第3节细胞呼吸的原理和应用（第1课时） 知识点一细胞呼吸的方式 【知识梳理】 1.氧化分解释放能量 2.(1)有氧呼吸无氧呼吸(2)浑浊溴麝香草 酚蓝溶液黄重铬酸钾灰绿色(4)①有氧和无氧 ②二氧化碳水酒精二氧化碳 3.有氧呼吸无氧呼吸 【教材拓展】 (1)提示：自变量是有无氧气。有氧条件：用橡皮球 (或气泵)充气。无氧条件：将装有酵母菌培养液的锥形 瓶密封放置一段时间。 (2)提示：因变量是二氧化碳产生的多少以及是否有 酒精产生。检测二氧化碳产生的多少：观察澄清石灰水变 浑浊的程度，也可用溴麝香草酚蓝溶液来鉴定（看溶液由 蓝变绿再变黄的时间长短)：检测酒精是否产生：橙色的重 铬酸钾溶液，在酸性条件下与酒精发生化学反应，变成灰 绿色。 (3)提示：无关变量有温度、葡萄糖溶液的浓度、酵 母菌活性等。无关变量保持相同且适宜。 (4)①C、A、B②提示：C装置中NaOH溶液吸收 空气中二氧化碳，排除空气中二氧化碳对实验结果的干扰。 【要点精析】 变式训练D【解析】酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸的 产物中都有C0,均能使澄清石灰水变浑浊，因此不能通 过观察澄清石灰水是否变浑浊来判断酵母菌细胞呼吸的方 式，D错误。 75 N 高中生物学必修1（人教版） 知识点二有氧呼吸 【知识梳理】 1.(1)①外膜②内膜形成的嵴③线粒体基质 (2)②③(3)主要场所 2.CH,0,+6H,0+60,酶6C0,+12H0+能量 3.细胞质基质少量线粒体基质丙酮酸+H0 酵，C0,+[H)少量线粒体内膜大量 4.ATP热能 5.氧多种酶二氧化碳能量ATP >"第3节细胞呼吸的原理和应用（第2课时） 知识点一无氧呼吸 1.细胞质基质 2.(1)有氧呼吸(2)丙酮酸酒精和二氧化碳 3.C,He0。鹤2C,H,0H+2C0,+少量能量C,H.0, 酵2C,H,0,+少量能量 4.没有氧气不完全少量 【教材拓展】 (1)②①②④ (2)提示：种子在有氧呼吸过程中产生了水。 (3)提示：直接原因是催化反应的酶不同，根本原因 是遗传物质不同。 (4)提示：与葡萄糖相比，脂肪含H量高，因此有氧 呼吸消耗O2的量大于产生CO2的量，同时脂肪彻底氧化分 解释放的能量多，产生的水也多。 【要点精析】 变式训练1B【解析】发酵是微生物无氧呼吸的过 程，而植物细胞无氧呼吸不能称为发酵，A错误；过程① 为无氧呼吸第一阶段，该过程中产生的能量只是少部分储 存在ATP中，C错误；细胞的无氧呼吸是在细胞质基质中 进行的，D错误。 知识点二影响组胞呼吸的因素及应用 【知识梳理】 1.(1)酶促酶的活性(3)零上低温 2.(1)有氧呼吸抑制作用(2)①无氧呼吸 ②抑制加强③呼吸酶数量(3)①透气消毒纱布 破伤风杆菌②无机盐离子③乳酸④酒精 3.(1)最终产物(3)抑制 76 4.(1)原料环境因素(2)加快减慢(3)晒 干自由水适宜的湿度 【要点精析】 变式训练2C【解析】图乙中de段无氧呼吸逐渐减 弱，有氧呼吸逐渐加强，C错误。 >"第4节光合作用与能量转化（第1课时) 知识点一绿叶中色素的提取和分离 【知识梳理】 1.(1)无水乙醇(2)①—b②一c③一d ④一a(3)绿叶二氧化硅和碳酸钙无水乙醇单层 尼龙布棉塞 2.(1)溶解度高(2)剪去两角去角一端1cm 毛细吸管待滤液干后1~2滤液细线(3)胡萝卜 素最少最高最快黄色叶绿素a蓝绿色最多 叶绿素b黄绿色最低最慢 3.(1)不同波长的光(2)蓝紫光蓝紫光和红光 【教材拓展】 1.不可以强低 2.均衡清晰整齐 3.细、直、齐含量 4.色素溶解到层析液中 5.提示：无色。由于太阳光由七色光组成，所以用无 色透明的塑料薄膜，植物获得的光能更多。 6.提示：蓝紫光或红光。在照明灯功率相同的情况 下，用发蓝紫光或红光的照明灯，植物利用光能的效率 最高。 【要点精析】 变式训练1D【解析】由于研磨时乙醇会挥发，故为 获得10mL提取液，研磨时应加入多于10mL的乙醇，且 分多次加入，A错误：步骤②采用单层尼龙布过滤，可提 高滤液中光合色素的含量，B错误；画滤液细线用毛细吸 管吸取少量滤液，沿铅笔线均匀地画出一条细线，待滤液 干后，再重画一到两次，不是连续画线，C错误。 知识点二叶绿体的结构适于进行光合作用 【知识梳理】 1.椭球形球形 2.(1)①双层膜②基质③基粒类囊体(2)光 合作用(3)叶绿体