高中生物一輪復(fù)習(xí)：細胞呼吸的原理和應(yīng)用

高中生物一輪復(fù)習(xí)：第5章細胞的能量供應(yīng)和利用第3節(jié)細胞呼吸的原理和應(yīng)用第1課時細胞呼吸的方式和有氧呼吸過程內(nèi)容標準要求核心素養(yǎng)對接學(xué)業(yè)質(zhì)量水平1.分析細胞呼吸和有機燃料燃燒產(chǎn)生能量過程的不同，理解細胞呼吸的本質(zhì)。2.概述有氧呼吸的三個階段，寫出有氧呼吸的反應(yīng)式。3.探究酵母菌細胞呼吸的方式，學(xué)會控制和檢測實驗變量。1.生命觀念——結(jié)構(gòu)與功能觀：線粒體結(jié)構(gòu)與細胞呼吸的關(guān)系。水平一2.科學(xué)思維——分析與綜合：分析有氧呼吸的三個階段，理解細胞呼吸的實質(zhì)。水平二3.科學(xué)探究——根據(jù)實驗?zāi)康?，設(shè)計探究酵母菌細胞呼吸方式的實驗裝置，實施方案，觀察實驗結(jié)果，得出正確結(jié)論。水平二細胞內(nèi)探究酵母菌細胞呼吸的方式研讀教材·梳理探究———————————————知識梳理———————————————一、細胞呼吸的概念剖析

與燃燒迅速釋放能量相比，細胞呼吸是分階段逐級釋放能量的1.發(fā)生場所

________。2.實質(zhì)有機物的__________。3.物質(zhì)變化有機物生成CO2或其他產(chǎn)物。4.能量變化釋放能量并生成_______。氧化分解ATP二、探究酵母菌細胞呼吸的方式1.酵母菌的特點兼性厭氧2.實驗裝置(1)有氧條件下的裝置：如圖甲：NaOH溶液澄清的石灰水(2)無氧條件下的裝置：如圖乙：澄清的石灰水3.產(chǎn)物檢測(連線)4.實驗結(jié)論(1)酵母菌在有氧和無氧條件下都能進行_________。(2)在有氧條件下，酵母菌通過細胞呼吸產(chǎn)生大量_______________。(3)在無氧條件下，酵母菌通過細胞呼吸產(chǎn)生_______，還產(chǎn)生少量的__________。細胞呼吸二氧化碳和水酒精二氧化碳———————————————素養(yǎng)提升———————————————科學(xué)探究——酵母菌細胞呼吸的方式下圖是探究酵母菌細胞呼吸產(chǎn)物裝置，據(jù)圖分析下列問題：1.實驗裝置和操作分析(1)怎樣為1號試管中酵母菌提供氧氣？提示讓氯化鐵催化過氧化氫的分解。(2)2號試管中如何隔絕空氣制造無氧環(huán)境？提示

①對葡萄糖溶液煮沸，排出溶解的氧氣②酵母菌培養(yǎng)液表面鋪一層石蠟油③先塞上橡皮塞消耗掉試管內(nèi)的氧氣，再插上導(dǎo)管2.實驗變量控制討論實驗裝置中的自變量、因變量、無關(guān)變量？(1)自變量：______________。(2)因變量：

________________________________。(3)無關(guān)變量：

________________________________________________________。是否通氧氣產(chǎn)物CO2多少以及是否產(chǎn)生酒精等葡萄糖溶液的濃度、培養(yǎng)溫度、培養(yǎng)時間、其他微生物影響等3.酵母菌細胞代謝產(chǎn)物的檢測(1)如何檢測CO2的產(chǎn)生速率：方法一：判斷依據(jù)：相同時間內(nèi)澄清石灰水變混濁的速度和程度。判斷方法：若變混濁的速度較快而且混濁程度較高，則說明_______________。方法二：判斷依據(jù)：相同時間內(nèi)溴麝香草酚藍水溶液由藍變綠再變黃的速度和變成黃色的程度。方法比較：溴麝香草酚藍水溶液檢測二氧化碳要比澄清石灰水更加靈敏，由于無氧呼吸釋放二氧化碳較少，所以通常用前者進行檢測。判斷方法：若變色速度較快且顏色較深，則說明_______________。產(chǎn)生的CO2較多產(chǎn)生的CO2較多(2)酒精的檢測：試管2變___________，試管1不變色，說明酵母菌只有進行無氧呼吸時，才能產(chǎn)生酒精。灰綠色[典例1]

利用如圖所示裝置探究酵母菌的無氧呼吸，正確的操作方法是(

)A.A瓶先敞口培養(yǎng)一段時間后，再連通B瓶B.A瓶密封后，應(yīng)該立即連通B瓶C.A瓶密封后，培養(yǎng)一段時間，再連通B瓶D.實驗結(jié)束后，在B瓶中加入重鉻酸鉀檢驗酒精解析探究酵母菌的無氧呼吸時，A瓶應(yīng)先密封培養(yǎng)一段時間，目的是消耗完瓶中的氧氣，然后再連通B瓶，A、B錯誤，C正確；實驗結(jié)束后，在A瓶中加入酸性的重鉻酸鉀檢驗酒精，顏色由橙色變成灰綠色，D錯誤。答案C[變式訓(xùn)練]

下列關(guān)于“探究酵母菌細胞呼吸的方式”實驗的敘述，錯誤的是(

)A.實驗中將葡萄糖溶液煮沸的目的是滅菌和去除溶液中的O2B.在探究有氧呼吸的實驗過程中，泵入的空氣應(yīng)去除CO2C.實驗中需控制的無關(guān)變量有溫度、培養(yǎng)液濃度等D.可通過觀察澄清石灰水是否變混濁來判斷酵母菌的呼吸方式解析由于酵母菌的有氧呼吸和無氧呼吸均可產(chǎn)生CO2，所以不能根據(jù)澄清石灰水是否變混濁來判斷酵母菌的呼吸方式。答案

D聯(lián)想質(zhì)疑★面粉經(jīng)過酵母菌發(fā)酵，發(fā)酵過程中產(chǎn)生大量的CO2，CO2遇熱膨月長導(dǎo)致面包又松又軟?！镤鬻晗悴莘铀{水溶液通入CO2的顏色變化：藍→綠→黃?！锢镁凭珯z測儀可以用來查酒駕注：檢測酒精原理：交警用經(jīng)硫酸化處理的三氧化鉻(CrO3)(與重鉻酸鉀檢測酒精的原理類似)硅膠檢查司機呼出的氣體，據(jù)硅膠顏色的變化可確認司機是否為酒后駕車★酵母菌無氧呼吸的過程中產(chǎn)生酒精。為什么要將葡萄糖溶液先煮沸再冷卻后加入培養(yǎng)瓶中？提示加熱煮沸的目的是殺死溶液中的細菌，同時還能排出溶液中的O2。冷卻的原因是防止高溫將酵母菌殺死。有氧呼吸———————————————知識梳理———————————————1.線粒體的結(jié)構(gòu)和功能沒有線粒體的真核生物(如蛔蟲)不能進行有氧呼吸，但原核生物沒有線粒體，卻可以進行有氧呼吸(1)線粒體增大膜面積的方式和意義：____________________________________________________________。(2)有氧呼吸的酶分布在：

_______________________。(3)線粒體的功能：進行有氧呼吸的___________。內(nèi)膜的某些部位向內(nèi)腔折疊形成嵴，增大有氧呼吸酶的附著面積線粒體內(nèi)膜上和基質(zhì)中主要場所2.有氧呼吸過程細胞質(zhì)基質(zhì)丙酮酸線粒體基質(zhì)CO2線粒體內(nèi)膜[H]大量3.概念細胞在______參與下，通過多種酶的催化作用，把葡萄糖等有機物徹底氧化分解，產(chǎn)生______________，釋放能量，生成大量ATP的過程。O2CO2和H2O———————————————素養(yǎng)提升———————————————生命觀念——有氧呼吸的過程1.下圖是有氧呼吸過程圖解，①、②、③是有氧呼吸的三個階段。據(jù)圖探討下列問題：(1)發(fā)生的場所：①____________，②

____________，③

____________。(2)丙酮酸的分子式為C3H4O3，請寫出有氧呼吸每個階段的反應(yīng)式：能量不可寫成ATP，有氧呼吸各個階段釋放的能量，均大部分以熱能形式散失，少部分轉(zhuǎn)移到ATP中以活躍的化學(xué)能形式存在，后者可以為多種生命活動提供能量。少量能量

少量能量大量能量細胞質(zhì)基質(zhì)線粒體基質(zhì)線粒體內(nèi)膜(3)①②③三個階段中有[H]產(chǎn)生的是_________，[H]中的H來自_____________，用于__________________。(4)①②③三個階段都產(chǎn)生能量，其中產(chǎn)生能量最多的是_______。葡萄糖中的化學(xué)能被轉(zhuǎn)化成___________________________。①②葡萄糖和水與O2反應(yīng)生產(chǎn)水③熱能和ATP中活躍的化學(xué)能[典例2]

如圖所示為某動物細胞內(nèi)部分物質(zhì)的代謝過程，下列相關(guān)敘述中正確的是(

)A.圖解過程中大部分能量以熱能形式散失B.圖解中(一)、(二)兩階段產(chǎn)生[H]的場所都是線粒體C.圖解中(三)階段產(chǎn)生的H2O中的氫最終都來自葡萄糖D.1分子丙酮酸在(二)、(三)階段產(chǎn)生的能量一樣多解析細胞呼吸過程釋放的能量只有少量儲存在ATP中，大部分能量以熱能形式散失，A正確；圖解中(一)階段產(chǎn)生[H]的場所是細胞質(zhì)基質(zhì)，(二)階段產(chǎn)生[H]的場所是線粒體基質(zhì)，B錯誤；圖解中(三)階段產(chǎn)生的H2O中的氫最終來自葡萄糖和第二階段參與反應(yīng)的水，C錯誤；細胞呼吸(二)階段釋放的能量少，(三)階段釋放的能量多，D錯誤。答案

A【一題多變】(1)水參與有氧呼吸哪個階段？又在哪個階段生成？提示水參與有氧呼吸第二階段，在有氧呼吸第三階段生成。(2)只有葡萄糖才能作為細胞呼吸的底物嗎？提示脂肪、蛋白質(zhì)也可以作為底物參與細胞呼吸。聯(lián)想質(zhì)疑★有氧呼吸過程有氧呼吸過程中各種元素的來源和去路：有氧呼吸與體外燃燒的區(qū)別：同有機物在生物體外的燃燒相比，有氧呼吸是在溫和條件下進行的，有機物中的能量經(jīng)過一系列的化學(xué)反應(yīng)逐步釋放；釋放的能量一部分儲存在ATP中。課堂小結(jié)第2課時無氧呼吸、細胞呼吸的影響因素及應(yīng)用內(nèi)容標準要求核心素養(yǎng)對接學(xué)業(yè)質(zhì)量水平1.概述無氧呼吸的過程。2.說明有氧呼吸和無氧呼吸的異同。3.舉例說明細胞呼吸原理的應(yīng)用。1.生命觀念——分析與綜合：分析有氧呼吸與無氧呼吸的過程，區(qū)別二者的異同。水平二2.社會責(zé)任——依據(jù)細胞呼吸原理指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，解決實際問題。水平三沒有氧氣無氧呼吸研讀教材·梳理探究———————————————知識梳理———————————————1.概念在__________參與的情況下，

________等有機物經(jīng)過_____________，釋放________能量的過程。2.場所

_______________。葡萄糖不完全分解少量細胞質(zhì)基質(zhì)丙酮酸＋[H]二氧化碳＋酒精乳酸4.分別寫出無氧呼吸兩種形式的總反應(yīng)式產(chǎn)生乳酸：___________________________________________人和其他動物體內(nèi)CO2只能來自有氧呼吸所產(chǎn)生，即使發(fā)生無氧呼吸（如劇烈運動時）也不會產(chǎn)生CO2（產(chǎn)物為乳酸）產(chǎn)生酒精：_______________________________________________———————————————素養(yǎng)提升———————————————科學(xué)思維——無氧呼吸與有氧呼吸的比較1.無氧呼吸可以概括為兩個階段，整個過程都在細胞質(zhì)基質(zhì)中進行。(1)第一階段：1分子葡萄糖分解為2分子________，產(chǎn)生少量_____，釋放_______的能量。(2)第二階段：_______在不同酶的作用下，分解為_________________，或者轉(zhuǎn)化成乳酸。丙酮酸[H]少量丙酮酸酒精和二氧化碳(3)分析無氧呼吸能量釋放少的原因。提示大部分能量留存在酒精或乳酸中沒有釋放出來。(4)運動員肌肉酸痛的原因是什么？提示運動員在運動過程中肌細胞產(chǎn)生乳酸，引起肌肉的酸痛。2.無氧呼吸的類型細胞呼吸類型的誤區(qū)提醒：真核生物細胞并非都能進行有氧呼吸，如蛔蟲細胞、哺乳動物成熟的紅細胞只能進行無氧呼吸。

①蘋果②馬鈴薯塊莖③動物④酵母菌⑤玉米胚⑥甜菜塊根⑦乳酸菌將上述序號填到下表中無氧呼吸類型(生成物)序號酒精和CO2_________________________乳酸___________________①④②③⑤⑥⑦[典例1]

下列關(guān)于無氧呼吸的敘述，正確的是(

)A.無氧呼吸與有氧呼吸是兩個截然不同的生理過程B.劇烈運動過程中，人體內(nèi)的CO2是有氧呼吸和無氧呼吸的共同產(chǎn)物C.無氧呼吸第一階段和第二階段都是在細胞質(zhì)基質(zhì)中進行D.無氧呼吸中葡萄糖中的化學(xué)能除轉(zhuǎn)移至ATP外，其余的都儲存在酒精或乳酸中解析無氧呼吸與有氧呼吸的實質(zhì)相同，都是分解有機物，釋放能量，且第一階段都是葡萄糖分解形成丙酮酸，釋放少量能量，A錯誤；劇烈運動過程中，人體內(nèi)的CO2是有氧呼吸的產(chǎn)物，無氧呼吸只產(chǎn)生乳酸，B錯誤；無氧呼吸第一階段和第二階段都是在細胞質(zhì)基質(zhì)中進行，有機物分解不徹底，C正確；無氧呼吸中葡萄糖中的化學(xué)能除少部分轉(zhuǎn)移至ATP外，其余的以熱能形式散失和儲存在酒精或乳酸中，D錯誤。答案

C[變式訓(xùn)練1]

下列關(guān)于真核細胞無氧呼吸的敘述，正確的是(

)A.無氧呼吸產(chǎn)生的能量大多數(shù)用于合成ATPB.無氧呼吸第一階段產(chǎn)生丙酮酸和CO2C.成熟蘋果的果肉細胞缺氧時主要進行乳酸發(fā)酵D.人體骨骼肌細胞進行無氧呼吸時可產(chǎn)生乳酸解析真核細胞無氧呼吸產(chǎn)生的能量大多數(shù)以熱能形式散失，少數(shù)用于合成ATP，A錯誤；無氧呼吸第一階段產(chǎn)生[H]、ATP和丙酮酸，B錯誤；成熟的蘋果的果肉細胞缺氧時主要進行酒精發(fā)酵，C錯誤；人體骨骼肌細胞進行無氧呼吸時可產(chǎn)生乳酸，D正確。答案

D聯(lián)想質(zhì)疑★跑步是一種良好的鍛煉身體的方式。但鍛煉超過一定強度后，就會產(chǎn)生乳酸。判斷細胞呼吸方式的三大依據(jù)★人在劇烈運動時，會因骨骼肌進行無氧呼吸積累過多的乳酸而感到肌肉酸痛。1.酵母菌細胞內(nèi)產(chǎn)生CO2的場所有哪些？提示：細胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體基質(zhì)。2.人體劇烈運動時肌肉細胞產(chǎn)生CO2的場所在哪兒？提示：線粒體基質(zhì)。細胞呼吸原理的應(yīng)用———————————————知識梳理——————————————————————————————素養(yǎng)提升———————————————科學(xué)思維——影響細胞呼吸的因素及細胞呼吸原理的應(yīng)用1.氧氣濃度對某種植物非綠色細胞呼吸方式具有不同的影響效應(yīng)，結(jié)合曲線分析下列問題：(1)根據(jù)曲線分析O2濃度對有氧呼吸速率和無氧呼吸速率的影響：提示①有氧呼吸：在一定范圍內(nèi)，隨著O2濃度增加，有氧呼吸速率逐漸增加；但當O2濃度達到一定值時，有氧呼吸速率將不再增加。②無氧呼吸：隨著O2濃度增加，無氧呼吸速率逐漸下降，直至消失。(2)依據(jù)曲線，分析不同O2濃度下的細胞呼吸方式。O2濃度呼吸方式O2濃度為0_____________________0<O2濃度<10%____________________________O2濃度≥10%____________________只進行無氧呼吸同時進行有氧呼吸和無氧呼吸只進行有氧呼吸(3)O2濃度由0增加到5%的過程中，CO2釋放總量不斷降低的原因是什么？提示

O2濃度由0增加到5%的過程中，無氧呼吸強度隨O2濃度的增加而受到抑制，使無氧呼吸釋放的CO2量減少，而此時有氧呼吸的強度較低，故CO2釋放總量不斷降低。(4)圖中有氧呼吸和無氧呼吸曲線的交點代表的含義為_______________________，此時有氧呼吸和無氧呼吸消耗葡萄糖的比例為：

_________________________。兩者釋放的CO2的量相等有氧呼吸∶無氧呼吸＝1∶32.溫度、水分、CO2濃度對細胞呼吸的影響下面甲、乙、丙三圖分別表示溫度、水分、CO2濃度對細胞呼吸的影響。(1)分析甲圖，思考溫度影響細胞呼吸的原理是什么？提示溫度是通過影響有關(guān)酶的活性來影響細胞呼吸的。(2)結(jié)合甲圖思考，在溫室大棚中我們應(yīng)如何通過控制溫度來提高產(chǎn)量？提示溫室栽培夜晚要通風(fēng)降溫，以減少呼吸消耗有機物。(3)結(jié)合乙圖，分析含水量與呼吸速率之間的關(guān)系。提示在一定范圍內(nèi)，細胞呼吸速率隨含水量的增加而加快，當含水量過多時，呼吸速率減慢，甚至死亡。(4)根據(jù)乙圖分析種子在儲藏前為什么要晾干？干種子萌發(fā)時為什么要浸泡處理？提示儲存種子之前要進行晾干處理，以降低含水量，從而降低呼吸速率。干種子萌發(fā)前要浸泡處理，以增加含水量提高呼吸速率。(5)結(jié)合丙圖所示的原理思考在蔬菜、水果保鮮時我們可采取什么措施？提示在蔬菜、水果保鮮中，增加CO2濃度(或充入N2)可抑制細胞呼吸，減少有機物的消耗。[典例2]

為探究高濃度CO2對冷藏水果細胞呼吸的影響，研究人員將等量新鮮藍莓分別置于兩個密閉的冷藏箱中，一個冷藏箱中只有普通空氣(未處理組)，另一個加入等量的含高濃度CO2的空氣(CO2處理組)，兩組都在4℃條件下貯藏。以后每10d取樣一次，測定其單位時間內(nèi)CO2釋放量(mol)和O2吸收量(mol)，計算二者的比值得到如圖所示曲線(假設(shè)細胞呼吸的底物都是葡萄糖)。回答下列問題：(1)實驗過程中，0～10d內(nèi)藍莓細胞呼吸產(chǎn)生ATP最多的場所是

；10d后未處理組藍莓細胞呼吸的產(chǎn)物除了CO2外，還有

；20d后CO2處理組藍莓細胞產(chǎn)生CO2的場所是

。(2)實驗結(jié)果顯示，10d后未處理組藍莓CO2/O2的值逐漸上升，出現(xiàn)這種結(jié)果的原因是

。根據(jù)實驗結(jié)果推測，高濃度CO2處理對藍莓細胞的無氧呼吸有明顯的

作用。解析(1)0～10d內(nèi)，CO2/O2的值為1，此時藍莓只進行有氧呼吸，因此產(chǎn)生ATP最多的場所是線粒體內(nèi)膜；10d后未處理組藍莓細胞的CO2/O2的值顯著大于1，有氧呼吸與無氧呼吸并存，因此呼吸的產(chǎn)物除了CO2外，還有水和酒精；20d后CO2處理組藍莓細胞的CO2/O2的值大于1，有氧呼吸與無氧呼吸并存，產(chǎn)生CO2的場所是線粒體基質(zhì)和細胞質(zhì)基質(zhì)。(2)實驗結(jié)果顯示，10d后未處理組藍莓的CO2/O2的值逐漸上升，意味著CO2逐漸增加，O2逐漸減少，藍莓細胞有氧呼吸逐漸減弱而無氧呼吸逐漸增強。根據(jù)實驗結(jié)果推測，高濃度CO2處理對藍莓細胞的無氧呼吸有明顯的抑制作用。答案(1)線粒體內(nèi)膜水和酒精線粒體基質(zhì)和細胞