第三章第三节“细胞呼吸——能量的转化和利用”（第1课时）学历案-2025-2026学年高一上学期生物苏教版必修1

该高中生物学学历案聚焦“细胞有氧呼吸”核心内容，学习任务包括通过自主先学填空与判断夯实概念基础，小组讨论分析实验装置及线粒体结构适配性，师生交流对比燃烧与呼吸并梳理过程阶段，结合检测反馈例题提升应用能力。 特色在于以生命观念和科学思维为导向，通过小组讨论构建有氧呼吸过程模型，师生用表格对比强化能量释放特点，配套多幅结构模式图辅助理解，检测选用高考模拟题，突出学生自主探究与教师引导的高效结合。

第三章 细胞中能量的转换和利用 第三节 细胞呼吸——能量的转化和利用 第1课时　细胞有氧呼吸是大多数生物获取能量的主要途径 学习目标 1.说明生物通过细胞呼吸将储存在有机分子中能量转化为生命活动可以利用的能量。 2.通过对有氧呼吸过程的学习，建立起生命的物质与能量观和普遍联系的观点。 3.结合线粒体的结构模型，构建有氧呼吸过程的模式图。 自主先学 一、填空 1、请从以下五个方面理解细胞呼吸的概念 (1)发生场所： 内。 (2)分解底物： 等有机物。 (3)呼吸产物： 或其他产物(因呼吸类型而异)。 (4)反应类型： 。 (5)能量变化：有机物中化学能释放，并生成 。 2、有氧呼吸 (1)概念:在氧的参与下,细胞内的有机物　　　　氧化分解产生CO2和H2O,同时释放能量,生成　　　　ATP的过程。  (2)过程 2、 判断 1、 细胞呼吸的本质是有机物氧化分解释放能量合成ATP。 (　　) 2、 糖类、脂质和蛋白质都可以作为能源物质,为各种生命活动直接供能。 (　　) 3、 氧气作为反应物参与有氧呼吸的第二、三阶段。 (　　) 4、 有氧呼吸第三阶段既消耗水又产生水。 (　　) 5、 人体内产生CO2的场所是线粒体基质。 (　　) 答案：一、1、（1）活细胞 （2）糖类、脂质、蛋白质 （3）CO2 （4）氧化分解 （5）ATP 2、(1)彻底　 大量　(2)细胞质基质 C6H12O6 丙酮酸+[H]　 线粒体基质　 丙酮酸+H2O CO2+[H]　 线粒体内膜　 [H]+O2 H2O　 大量 二、1、√　 2、×　 3、×　 4、×　 5、√ 小组讨论 1、下图是某同学探究细胞呼吸的实验装置，分析图示讨论下列问题： （1）装置中，设置A瓶、B瓶和C瓶的目的分别是什么？ 答案：设置A瓶目的是除去空气中的CO2 ；设置B瓶目的是检测是否除尽CO2；设置C瓶目的是检测生成的CO2。 （2）实验结果是钟罩内温度上升，C瓶石灰水变浑浊，是什么原因？ 答案：说明动物细胞呼吸产生了CO2，释放了能量。 2、结合下图所示线粒体的结构图解，讨论那些结构适合有氧呼吸？ 答案：线粒体具有双层膜，[3]内膜向内腔折叠形成[2]嵴，大大增加了膜面积，线粒体内充满了液态的[4]基质，线粒体的内膜和基质中含有许多种与有氧呼吸有关的酶。 3、下图是细胞有氧呼吸过程示意图，完成以下填空： （1）能产生[H]的阶段是______________________ （2）有CO2生成的阶段是_____________________ （3）有水参与的阶段是_______________________ （4）有水生成的阶段是_______________________ （5）能释放能量的阶段是_____________________ （6）释放能量最多的阶段是___________________ 答案：（1）第一、二阶段 （2）第二阶段 （3）第二阶段 （4）第三阶段 （5）第一、二、三阶段 （6）第三阶段 师生交流 1、细胞呼吸与自然燃烧的比较 项目 燃烧 细胞呼吸 不同点 能量的释 放速度 剧烈地释放出来，常伴有发光、发热现象 要经过许多中间步骤，能量是逐步释放出来的 能量的释放形式 全部以热能形式释放 一部分以热能形式释放，一部分转移到ATP等高能化合物中储存起来 条件 一般要高温或者高压 常温、常压 是否需要酶 不需要 需要 相同点 本质都是氧化分解有机物释放能量的过程，1mol葡萄糖不论在体外燃烧，还是在体内彻底氧化分解，所产生的能量都是2870kJ 2、有氧呼吸三个阶段的比较 阶段 第一阶段 第二阶段 第三阶段 场所 细胞质基质 线粒体基质 线粒体内膜 物质 变化 1分子葡萄糖→2分子丙酮酸+ [H] 丙酮酸+水→CO2+[H] [H]+O2→H2O 能量释放 少量 少量 大量 O2参 与情况 不参与 不参与 参与 3、以葡萄糖为底物的有氧呼吸过程中各元素的去向： 质疑拓展 1、有氧呼吸只能以葡萄糖作为底物吗？ 答案：葡萄糖是有氧呼吸最常利用的物质，但不是惟一的物质。 2、原核生物没有线粒体，可以进行有氧呼吸吗？ 答案：原核生物没有线粒体，但是也可进行有氧呼吸，如蓝细菌、醋酸菌等。 3、细胞呼吸中的[H]和光合作用中的[H]是同一种物质吗？ 答案：细胞呼吸中的[H]是NADH(还原型辅酶Ⅰ)，光合作用中的[H]是NADPH(还原型辅酶Ⅱ)，二者不是同一种物质。 检测反馈 例题1 （25-26·盐城开学考试）下图中①~③表示一种细胞器的部分结构。下列相关叙述错误的是（　　） A．该细胞器的②③中都能产生ATP B．①②分布的蛋白质完全相同 C．②、③分别是消耗O2、产生 CO2的场所 D．图中CO2中的氧原子来自葡萄糖和水 解析：②线粒体内膜，有氧呼吸第三阶段的场所，②线粒体基质，有氧呼吸第二阶段场所，有氧呼吸三个阶段都可以产生ATP，A正确；①②的功能不同，②可以发生有氧呼吸第三阶段，因此所含的蛋白质不完全相同，B错误；②是线粒体内膜，参与有氧呼吸第三阶段，消耗氧气，③是线粒体基质，参与有氧呼吸第二阶段，产生二氧化碳，C正确；有氧呼吸第一阶段葡萄糖转化为丙酮酸，第二阶段中丙酮酸和水反应，产物是二氧化碳，因此图中CO2中的氧原子来自葡萄糖和水，D正确。 答案： B 训练1（2025·无锡期末）如图表示线粒体的部分结构模式图，其中①～③表示结构。相关叙述错误的是（    ） A．葡萄糖的分解在①进行 B．丙酮酸彻底分解在②中进行 C．[H]与氧结合在③处进行 D．②与③处有ATP的生成 解析：①是指线粒体外膜和内膜之间的位置，葡萄糖不能进入线粒体，葡萄糖的分解发生在细胞质基质，A错误；②处为线粒体基质，此处丙酮酸彻底分解为CO2和还原氢，B正确；③是线粒体内膜，是有氧呼吸第三阶段的场所，该阶段氧气和前两阶段产生的[H]反应生成水，同时释放出大量的能量，C正确；②处为线粒体基质，是有氧呼吸第二阶段，该阶段丙酮酸和水反应生成二氧化碳和[H]，合成少量ATP；③是线粒体内膜，是有氧呼吸第三阶段，该阶段氧气和[H]反应生成水，合成大量ATP，D正确。 答案：A 例题2 （2025·常州期末）图示有氧呼吸的化学反应式，下列相关叙述错误的是（　　） A．C6H12O6中的碳元素在产物CO2中出现 B．原料H2O中的氧元素在产物CO2中出现 C．O2中的氧元素将在产物H2O中出现 D．产物H2O中的氢元素来自于C6H12O6 解析：葡萄糖（）中的碳元素在第二阶段（丙酮酸分解）和第三阶段（柠檬酸循环）中转移到CO2中，A正确；原料H₂O中的氧元素在第二阶段参与丙酮酸分解，最终进入CO₂，B正确；O₂中的氧元素在第三阶段（电子传递链）与[H]结合生成H₂O，C正确；产物H₂O中的氢元素来自葡萄糖（第一阶段分解）和原料H₂O（第二阶段分解），D错误。 答案：D 训练2 （2025·扬州期末）下图是动物细胞有氧呼吸过程示意图，①②③代表有氧呼吸的不同阶段，a、b、c代表各阶段释放的能量。下列叙述错误的是（　　） A．①阶段发生在细胞质基质，②③阶段发生在线粒体 B．在②阶段中，H2O是反应物，[H]是产物 C．①②③各阶段所释放的能量a=b=c D．碳原子的转移途径是葡萄糖→丙酮酸→二氧化碳 解析：图中①过程是有氧呼吸第一阶段，发生在细胞质基质；②③是有氧呼吸的二、三阶段，发生在线粒体中，A正确；②是有氧呼吸第二阶段，该阶段水和丙酮酸是反应物，[H]是产物，B正确；有氧呼吸的①②③各阶段均释放能量，但是③阶段释放的能量最多，C错误；碳原子在第一阶段从葡萄糖转移到丙酮酸，第二阶段从丙酮酸转移到二氧化碳，D正确。 答案：C 例题3 （25-26·南通开学考试）人体内的褐色脂肪组织（BAT）细胞依靠UCP（解偶联蛋白）将储存的能量更多地用于产热，作用机制如图所示，相关叙述错误的是（　　） A．葡萄糖通过主动运输进入线粒体进行氧化分解 B．呼吸作用释放的能量大多数以热能的形式散失 C．氢离子顺浓度梯度通过ATP合酶，驱动ADP合成ATP D．UCP通过降低膜两侧氢离子的浓度差减少了ATP的合成 解析：葡萄糖不能进入线粒体进行氧化分解，葡萄糖需要被分解为丙酮酸后才能被线粒体利用，A错误；呼吸作用释放的能量大多数以热能的形式散失，还有少部分用于合成ATP，B正确；从图中看出，氢离子顺浓度梯度通过ATP合酶，驱动ADP合成ATP，C正确；氢离子顺浓度梯度通过ATP合酶，驱动ADP合成ATP，如果氢离子从UCP通过，则两侧氢离子的浓度差降低，能量更多的以热能形式释放，减少了ATP的合成，D正确。 答案：A 训练3 （25-26·安徽阶段练习）电子传递链是位于线粒体内膜上的一系列酶复合体和递氢/递电子体构成的链式反应体系，其核心功能是通过电子传递偶联氧化磷酸化，将代谢物脱下的氢和电子传递给氧生成水，同时合成ATP。如图表示细胞呼吸的部分过程及部分细胞结构。下列叙述错误的是（　　） A．线粒体的外膜和内膜对丙酮酸的通透性存在较大差异 B．位于线粒体内膜上的ATP合成酶只能与ADP和Pi结合 C．在有氧呼吸过程中，NADH能释放电子，O2能接受电子 D．若使氧化磷酸化解偶联，则会导致线粒体产生ATP受阻 解析：据图可知，丙酮酸经孔蛋白通过线粒体的外膜，不需要消耗能量，外膜对丙酮酸的通透性较高，而通过内膜需要丙酮酸转运体的协助，且需要消耗H+的电化学势能，该过程为主动运输，说明内膜对丙酮酸的通透性低于外膜，A正确； 据图可知，ATP合成酶也是载体蛋白，而载体蛋白能与其运输的物质结合，即ATP合成酶也能与H+结合，B错误；在有氧呼吸过程中，NADH释放电子（e-），e-经一系列传递后，最终O2接受e-并与线粒体基质中的[H]结合生成H2O，C正确；据题可知，电子传递链的核心功能是通过电子传递偶联氧化磷酸化，将代谢物脱下的氢和电子传递给氧生成水，同时合成ATP，若使氧化磷酸化解偶联，则会导致线粒体产生ATP受阻，D正确。 答案：B 小结反思 学科网（北京）股份有限公司 $