5.3细胞呼吸的原理和应用导学案-2025-2026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(第一课时) 【学习目标】 1. 探究酵母菌细胞呼吸方式，分析酵母菌细胞呼吸类型。 2. 描述线粒体适于进行有氧呼吸的结构，树立结构与功能观。 3. 探究有氧呼吸过程中的物质和能量变化，树立物质与能量观。 4. 掌握有氧呼吸原理，明确其在实践中的应用。 【自主梳理·预学案】 一、细胞呼吸的方式 1．呼吸作用的实质是细胞内的有机物___________，并_____________，因此也叫细胞呼吸。 2．酵母菌细胞呼吸的方式 (1) 酵母菌在____________条件下都能进行细胞呼吸。 (2) 产物：有氧条件：大量的 和 。 无氧条件：产生 ，还产生少量的 。 3．根据大量的实验结果得出结论：细胞呼吸可分为________和________两种类型。 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__________；②__________；③__________。 (2) 与有氧呼吸有关的酶分布在 。 (3) 线粒体的功能：进行有氧呼吸的 。 2．化学反应式： 。 3．有氧呼吸的三个阶段发生场所 第一阶段： 。 第二阶段： 。 第三阶段： 。 4．能量转化 5． 有氧呼吸概念：指细胞在____的参与下，通过__________的催化作用，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生__________和水，释放________，生成大量________的过程。 三、有氧呼吸影响因素 1．有氧呼吸的影响因素 。 2．有氧呼吸的生产应用 。 。 ( 1 ) 学科网（北京）股份有限公司 【探究突破·研学案】 探究新知 一：探究酵母菌细胞呼吸的方式 活动（一）：合作探究酵母菌细胞呼吸的方式 1. 提出问题 。 2. 作出假设 。 实验思路： 。 3. 设计实验 思考：1.分析本实验的自变量及实验组。 2.本实验有无空白对照？ 。 4. 进行实验 5. 分析实验 （1）NaOH溶液在实验中的作用是什么？ （2）为何B瓶应封口放置一段时间后，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶，这是为什么？ （3）怎样鉴定有无CO2和酒精产生？ 6. 实验结论: 。 7. 课外实践探究—乳酸检测实验 【小试牛刀】 1.酵母菌是常见的生物实验材料，下列说法错误的是( ) A.酵母菌是一种单细胞真菌，属于兼性厌氧菌 B.酵母菌进行酒精发酵时只产生酒精，不产生CO2 C.酵母菌无氧呼吸产生的酒精可以用酸性重铬酸钾溶液来检验 D.可通过对比实验探究酵母菌在不同氧气条件下细胞呼吸的方式 探究新知 二：有氧呼吸 思考：线粒体的结构和功能相适应表现有哪些？ （1）线粒体增大膜面积的方式： （2）线粒体增大膜面积的意义： （3）有氧呼吸的酶分布在： 活动（二）：阅读以下材料，小组合作探究有氧呼吸的过程 材料1 将酵母菌细胞破碎后进行离心处理，获得细胞质基质和线粒体两部分，与酵母菌培养液分别放入3支试管内，向试管内分别加入等量的氧气、葡萄糖、荧光素和荧光素酶，一段时间后，检测各试管内的变化情况。（在ATP存在的条件下，荧光素在荧光素酶的催化下产生黄绿色荧光） 试管 自变量 实验结果 1号 线粒体 葡萄糖的量不变，没有荧光 2号 细胞质基质 葡萄糖的量减少，有丙酮酸生成，出现微弱荧光 3号 线粒体和细胞质基质 葡萄糖的量减少，有CO2生成，出现较强荧光 （1）1号和2号试管对比分析，葡萄糖能否被线粒体分解? 。 葡萄糖在 中分解,生成丙酮酸,生成 ATP。 （2）2号和3号试管对比分析，丙酮酸在线粒体中分解产生CO2,生成 ATP。 材料2 使用超声波将线粒体破碎，分离线粒体膜状结构和线粒体基质，往三支试管内分别加入等量的氧气、丙酮酸、荧光素和荧光素酶，一段时间后，检测各试管变化情况。 试管 自变量 实验结果 4号 线粒体膜状结构 丙酮酸的量不变，没有荧光出现 5号 线粒体基质 丙酮酸减少，产生CO2，出现微弱荧光 6号 线粒体膜状结构和基质 丙酮酸减少，产生CO2，出现较强荧光 （3）4号和5号试管对比分析，丙酮酸分解发生在 中,并且产生CO2,释放 ATP。 （4）5号和6号试管对比分析，丙酮酸被分解后,在 上继续发生反应,产生 ATP。 材料3 超声波震碎线粒体之后，内膜自然卷成了颗粒朝外的小囊泡。这些小囊泡具有氧化[H]的功能。当用胰蛋白酶处理小颗粒后，这些小囊泡不再具有氧化[H]的功能。当把这些小颗粒装上去之后，小囊泡重新具有了氧化[H]的功能。这些小颗粒后被证实是线粒体内膜上的一系列酶。 （5） 通过以上事实可以确定在线粒体内膜上发生了什么样的反应？ （6）结合材料，总结有氧呼吸的三个阶段 场所： 物质能量变化： 场所： 物质能量变化： 场所： 物质能量变化： （7）自主构建：有氧呼吸总反应式 深度思考： 1. 结合有氧呼吸三个阶段的化学反应，追踪氧元素的去向？ 2. 有氧呼吸能量转化效率是多少？ 3. 与有机物体外燃烧相比，有氧呼吸有何特点？ 联系生活—有氧呼吸影响因素和应用 1. 有氧呼吸的影响因素 。 2. 有氧呼吸的生产应用 。 【小试牛刀】 2．研究者将青蛙细胞放在低渗溶液中涨破、离心得到线粒体外膜、膜间隙成分、内膜及线粒体基质等，下列相关叙述错误的是(　　) A．线粒体外膜先破裂是因为外膜面积比内膜小 B．线粒体可在有氧条件下将葡萄糖分解为CO2和水 C．处理线粒体过程中，可得到丙酮酸、核苷酸和氨基酸等成分 D．青蛙进行各项生命活动所需的ATP主要来自线粒体 【学业达标·测评案】 1．下列关于“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验的叙述，错误的是(　　) A．可通过观察澄清石灰水是否变混浊来判断酵母菌细胞呼吸的方式 B．实验中需控制的无关变量有温度、pH、培养液浓度等 C．实验中将葡萄糖溶液煮沸的目的是灭菌和去除溶液中的 O2 D．酸性重铬酸钾溶液检测酒精，颜色呈现灰绿色 2．在真核生物有氧呼吸的下列反应中，不在线粒体中进行的只有(　　) A．[H]与氧气生成水 B．丙酮酸分解为CO2和[H] C．C6H12O6分解为丙酮酸和[H] D．ADP与磷酸结合生成ATP 3. 有氧呼吸中产生二氧化碳的阶段、氧气利用的阶段、水参与反应的阶段、有水生成的阶段分别是(　　) ①第一阶段　②第二阶段　③第三阶段 A．②③②③ B．①②③③ C．②①③② D．③②②③ 4．如图表示细胞有氧呼吸的过程，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．①②③分别是细胞质基质、线粒体内膜和线粒体基质 B．①和②所含酶的种类相同 C．②和③都能产生大量ATP D．甲、乙分别代表丙酮酸、[H] ( 1 ) 学科网（北京）股份有限公司 $