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

该高中生物学导学案聚焦细胞呼吸的原理和应用，引导学生阐明细胞呼吸概念，概述有氧与无氧呼吸过程及异同，说明原理在生产生活中的应用。通过探究酵母菌细胞呼吸方式的对比实验导入，连接细胞代谢基础，为理解呼吸过程和应用搭建实验与理论结合的学习支架。 以实验探究为核心特色，通过实验现象分析、过程图解及表格归纳有氧与无氧呼吸的异同，培养科学思维。结合农业生产、果蔬保鲜等应用实例，落实物质与能量观的生命观念，习题设计注重情境分析，提升探究实践能力和解决实际问题的态度责任。

5.3细胞呼吸的原理和应用 导学案 【学习目标】 1.阐明细胞呼吸的概念，概述有氧呼吸和无氧呼吸的过程，说出两者的异同。 2.说明细胞呼吸的原理在生产生活实际中的应用，尝试从细胞呼吸角度解释相关现象。 【学习重难点】 1.重点 [1]有氧呼吸和无氧呼吸的过程，包括物质变化与能量转化。 [2]细胞呼吸原理在农业生产、果蔬保鲜、运动健康等方面的应用。 2.难点 [1]有氧呼吸三个阶段发生的场所、物质转化细节及能量释放逐步过程的理解。 [2]设计并实施探究酵母菌细胞呼吸方式实验，准确分析实验结果得出结论。 【知识导航】 一、探究酵母菌细胞呼吸的方式 1．实验原理 2．实验思路——对比实验 3．实验步骤 (1)配制酵母菌培养液(酵母菌＋葡萄糖溶液)。 (2)检测CO2产生量的装置如图所示。 (3)检测酒精的产生 4．实验现象 条件 澄清石灰水的变化/出现变化的快慢 溶有重铬酸钾的浓硫酸溶液 甲组(有氧) 变浑浊程度高/快 无变化 乙组(无氧) 变浑浊程度低/慢 出现灰绿色 5.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)在有氧条件下产生大量CO2，在无氧条件下产生酒精和CO2。 二、细胞呼吸的方式与过程 1．有氧呼吸 (1)概念：指细胞在氧的参与下，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 (3)写出有氧呼吸总反应式(标出氧元素的来源与去向) (4)能量的去路与特点 ①释放：葡萄糖氧化分解释放的能量大部分以热能形式散失，少部分储存在ATP中。 ②特点：在温和的条件下进行，能量逐步释放，彻底氧化分解。 2．无氧呼吸 (1)概念：无氧呼吸是指细胞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。 (2)过程 (3)不同生物无氧呼吸产物类型及原因 (4)无氧呼吸过程中能量的去路 ①大部分储存在酒精或乳酸中。 ②释放的能量中大部分以热能形式散失，少部分储存在ATP中。 归纳提升　(1)无氧呼吸在能量供应中的意义 ①生物在缺氧环境下，可以通过无氧呼吸释放少量能量维持生命活动。 ②无氧呼吸产生ATP的速度非常快，可以使肌肉在短暂的剧烈活动期间获得所需能量。 (2)长时间无氧呼吸对植物的危害 ①无氧呼吸产生酒精，酒精使细胞中的蛋白质变性。 ②利用葡萄糖进行无氧呼吸释放的能量很少，植物要维持正常的生命活动就要消耗更多的有机物。 3．无氧呼吸与有氧呼吸的比较 项目 有氧呼吸 无氧呼吸 区 别 场所 细胞质基质和线粒体 细胞质基质 条件 氧气，多种酶 无氧气，多种酶 物质变化 葡萄糖彻底氧化分解，生成CO2和H2O 葡萄糖分解不彻底，生成乳酸或酒精和CO2 能量变化 释放大量能量，产生大量ATP 释放少量能量，产生少量ATP 特点 受O2和温度等因素的影响 有氧气存在时，无氧呼吸受抑制 联系 二者第一阶段反应完全相同，并且都在细胞质基质中进行；本质都是氧化分解有机物、释放能量，产生ATP 4．细胞呼吸的概念：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。 5．细胞呼吸的生物学意义 (1)提供了生物体生命活动所需的大部分能量。 (2)是生物体代谢的枢纽。蛋白质、糖类和脂质的代谢都可以通过细胞呼吸过程联系起来。 三、　影响细胞呼吸的因素及其应用 1．影响细胞呼吸的主要外部因素及其应用 2．影响细胞呼吸的内在因素主要为细胞呼吸酶的数量；另外，ATP浓度可影响有氧呼吸第三阶段的酶活性，ATP浓度高会降低细胞呼吸速率。 【习题巩固】 1．（2025秋•宁波期中）如图为测定发芽种子呼吸熵（呼吸熵＝释放二氧化碳体积/消耗的氧气体积）的装置。关闭活塞，在25℃下经20分钟读出刻度管中着色液滴移动距离。设装置1和装置2的着色液滴分别向左移动xmm和ymm。下列说法错误的是（　　） A．若测得x＝180mm，y＝50mm，则分解的有机物可能为脂肪 B．若测得x＝120mm，y＝﹣30mm，则呼吸熵值为1.25 C．若呼吸底物是葡萄糖，且测得x＝300mm，y＝﹣100mm，则可推断有氧呼吸与无氧呼吸产生CO2比值为1：3 D．为使测得的x和y值更精确，还应再设置对照装置 2．（2025秋•临潼区校级期中）某种植株的非绿色器官在不同O2浓度下，单位时间内O2吸收量和CO2释放量的变化如图所示。若细胞呼吸分解的有机物全部为葡萄糖，下列说法正确的是（　　） A．甲曲线表示O2吸收量 B．O2浓度为b时，该器官不进行有氧呼吸 C．O2浓度由0到b的过程中，有氧呼吸消耗葡萄糖的速率逐渐增加 D．O2浓度为a时最适合保存该器官，该浓度下葡萄糖消耗速率最小 3．（2025秋•临潼区校级期中）“液滴移动法”判断生物呼吸类型，以下描述错误的是（　　） A．测定呼吸速率的指标常用单位时间内CO2释放量或O2吸收量来表示 B．甲中通过细胞呼吸作用吸收O2，释放CO2时，CO2被NaOH溶液吸收，使容器内气压减小，刻度管内水滴左移，左移距离即为需氧呼吸耗氧量 C．乙中水滴移动距离为呼吸作用释放的CO2与消耗的O2的差值 D．将温度由室温升高到种子发芽的最适温度时，甲中的红色液滴向左移动，乙中红色液滴始终不动 4．运动生理学家想要研究运动员的肌肉在剧烈运动过程中进行无氧呼吸的强度，可监测运动员体内哪种物质的积累状况（　　） A．乳酸和二氧化碳 B．乳酸 C．酒精 D．酒精和二氧化碳 5．“自动酿酒综合征”患者的肠道内某种酵母菌大量增殖，产生的酒精可使患者进入醉酒状态，产生酒精的过程（　　） A．不需要酶的催化 B．在线粒体基质中进行 C．需要糖类等有机物 D．属于有氧呼吸过程 6．下图是有氧呼吸过程的图解， ④、⑤、⑥有氧呼吸三个阶段， 请据图回答下列问题。 （1）图中②③所代表的物质分别是　 　、　 　。 （2）图中④、⑤、⑥阶段中，　 　阶段释放能量最多。 （3）图中④、⑤、⑥阶段所发生的具体场所分别是　 　、　 　、　 　。 （4）1mol葡萄糖经过图示过程后约释放2870KJ能量，其中大约1709KJ的能量以热能散失，其余的能量转换为 ATP中　 　能。 答案 1-5CCDBC 6．丙酮酸；O2；⑥；细胞质基质；线粒体基质；线粒体内膜；（活跃的）化学 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $