資源簡介

5.3　細胞的的原理和應用導學案03
班級 姓名
【教學目標】
1．概述無氧呼吸的過程，并比較有氧呼吸和無氧呼吸的異同。
2．應用細胞呼吸的原理來解決問題。
(一)　無氧呼吸物質和能量的轉化
　　　　　　　【預習案】
1．無氧呼吸的場所：____________。
2．無氧呼吸的過程
(1)第一個階段：與________的第一個階段完全相同。
(2)第二個階段：________________在酶(與催化有氧呼吸的酶不同)的催化作用下，分解成________________，或者轉化成乳酸。　　注意：無氧呼吸第二階段不釋放能量。
3．無氧呼吸的類型及反應式
4．無氧呼吸的概念：指細胞在__________參與的情況下，葡萄糖等有機物經過__________分解，釋放________能量的過程。
5.　能量：①只在　　　　　釋放少量能量，生成少量ATP。
　　　②葡萄糖分子中的大部分能量存留在　　　　　　　　　中。
微點撥：人體肌細胞無氧呼吸產生的乳酸能在肝臟中再次轉化為葡萄糖。
6．細胞呼吸的概念和意義
概念 是指有機物在細胞內經過一系列的氧化分解，生成 ，釋放能量并生成 過程
意義 ①為生物體提供 ；　　②是生物體 的樞紐
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　【探究案】
任務一：分析無氧呼吸的過程及其與有氧呼吸的比較
(一)分析無氧呼吸的過程
1．嘗試寫出無氧呼吸兩個階段的反應式
第一階段
第二階段 產生酒精 大多數植物、酵母菌等
產生乳酸 高等動物、乳酸菌和少數植物器官(馬鈴薯塊莖、甜菜塊根、玉米胚等)
2.為什么無氧呼吸第二階段不產生ATP，但要進行第二階段反應呢？(提示信息：已知細胞中的NAD＋的含量不多；丙酮酸不能運出細胞。)
_______________________________________________________________
________________________________________________________________________
3．不同細胞無氧呼吸產物不同的直接原因是什么？
________________________________________________________________________
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4．1 mol葡萄糖有氧呼吸能釋放2 870 kJ的能量，而1 mol葡萄糖在分解生成乳酸以后，只釋放196.65 kJ的能量，其中只有61.08 kJ的能量儲存在ATP中。據此分析，在進行無氧呼吸過程中，葡萄糖中能量的主要去向和葡萄糖氧化分解釋放的能量的主要去向分別是什么？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
5．骨骼肌中的丙酮酸被還原成乳酸，大部分從活躍的肌細胞中擴散到血液，然后又通過血液帶回肝，在肝中重新轉化成葡萄糖。從物質和能量角度解釋乳酸在肝臟中重新轉化成葡萄糖的意義是什么？__________________________________________________________________
________________________________________________________________________
6．請從競爭的角度思考，乳酸菌通過無氧呼吸產生乳酸的意義是什么？
________________________________________________________________________
下面各項按照無氧呼吸類型進行分類：
①甜菜塊根　②玉米的根毛細胞　③馬鈴薯塊莖　④人體劇烈運動時的部分肌肉細胞　⑤酵母菌 ⑥乳酸菌　⑦玉米的胚　⑧蘋果　⑨玉米的根(水淹)
產酒精和二氧化碳的是__________；產乳酸的是__________。
(二)對比分析有氧呼吸和無氧呼吸的異同
項目 有氧呼吸 無氧呼吸
不同點 條件 需氧 不需氧
場所
分解程度
產物
能量釋放
相同點 反應條件 需酶和適宜溫度
實質
過程
意義 為生物體的各項生命活動提供能量
　　　　　　　　　　　　　　　　　【拓展延伸】
1．細胞呼吸反應式中各物質間量的比例關系
(1)反應式
有氧 呼吸
無氧 呼吸
(2)相關物質間量的比例關系
①有氧呼吸：C6H12O6∶O2∶CO2＝1∶6∶6。
②無氧呼吸：C6H12O6∶CO2∶C2H5OH＝1∶2∶2或C6H12O6∶C3H6O3＝1∶2。
③消耗等量的葡萄糖時，需要的O2和產生的CO2的物質的量：有氧呼吸需要的O2∶有氧呼吸和無氧呼吸產生的CO2之和＝　　　　　　。
④產生等量的CO2時消耗的葡萄糖的物質的量：無氧呼吸∶有氧呼吸＝　　　　。
掌握判斷細胞呼吸方式的兩大依據
　　　
(　 )[典例]　種子貯藏中需要控制細胞呼吸以減少有機物的消耗。若作物種子細胞呼吸所利用的物質是淀粉分解產生的葡萄糖，下列關于種子細胞呼吸的敘述，錯誤的是
A．若產生的CO2與乙醇的分子數相等，則細胞只進行無氧呼吸
B．若細胞只進行有氧呼吸，則吸收O2的分子數與釋放CO2的相等
C．若細胞只進行無氧呼吸且產物是乳酸，則無O2吸收也無CO2釋放
D．若細胞同時進行有氧和無氧呼吸，則吸收O2的分子數比釋放CO2的多
　　　　　　　　　　　　　　　　　【課堂檢測案】
1．判斷下列表述的正誤
(　　 )(1)無氧呼吸兩個階段都可以產生ATP。
(　　 )(2)無氧呼吸過程中沒有氧氣參與，所以有[H]的積累。
(　　 )(3)人體產生二氧化碳的細胞呼吸方式是有氧呼吸。
(　　 )(4)水稻根、蘋果果實、馬鈴薯塊莖等植物器官的細胞無氧呼吸的產物都是酒精和二氧化碳。
(　　 )(5)細胞呼吸可以把蛋白質、糖類和脂質的代謝聯系起來。
(　　 )2．酵母菌有氧呼吸時產生CO2的場所與無氧呼吸時產生CO2的場所分別位于
　　　A．線粒體與葉綠體　　　　　　B．葉綠體與細胞質基質
　　　C．線粒體與細胞質基質　　　　D．核糖體與線粒體
(　　 )3．人體在劇烈運動時，骨骼肌細胞處于暫時相對缺氧狀態，葡萄糖消耗量劇增，
　　　但只釋放少量能量，這是因為
　　　　　Ａ.　大量能量隨汗液流失　　　　　　　
　　　　　B．大量能量在葡萄糖中未釋放出來
　　　C．大量能量在酒精中未釋放出來　　　
　　　D．大量能量在乳酸中未釋放出來
(　　 )4．如圖為細胞呼吸的模式圖，其中序號表示生理過程。下列敘述正確的是
　　A．④過程和⑤過程都不能產生ATP
　　B．骨骼肌細胞中可以發生的過程有①②③④
　　C．酵母菌細胞中③過程發生的場所是線粒體基質
　　D．①④過程中葡萄糖儲存的能量大部分以熱能的形式散失
(　　 )5．[H]是在生物細胞中廣泛存在的遞氫體，對生物細胞內的多種化學反應的正常進
　　　行具有重要作用。下圖是小麥葉肉細胞中[H]在細胞代謝中的產生和傳遞途徑，X、
　　　Y、Z表示不同的物質，下列相關敘述正確的是
　　A．X表示丙酮酸，形成時有[H]產生
　　B．Z表示CO2，②過程無[H]消耗和產生
　　C．Y表示酒精，③過程有[H]消耗和產生
　　D．在O2充足的情況下，①②發生在線粒體
(　　 )6．在細胞呼吸過程中，若有CO2產生，則下列敘述正確的是
　　A．不一定發生有氧呼吸，但一定有水產生
　　B．不一定發生無氧呼吸，但一定有能量釋放
　　C．不一定在生物膜上進行，但一定有酒精產生
　　D．不一定在線粒體中進行，但一定有葡萄糖的消耗
(　　 )7．向一瓶含有酵母菌的葡萄糖溶液通入不同濃度的氧氣時，其產生的C2H5OH和
　　　CO2的量如表所示。下列敘述錯誤的是
氧濃度/% a b c d
產生CO2的量/mol 0.9 1.3 1.5 3.0
產生C2H5OH的量/mol 0.9 0.7 0.6 0
　　A.氧濃度為a時，只進行無氧呼吸
　　B．氧濃度為b時，經有氧呼吸產生的CO2為0.6 mol
　　C．氧濃度為c時，消耗的葡萄糖中有50%用于酒精發酵
　　D．氧濃度為d時，只進行有氧呼吸
5.3　細胞的的原理和應用導學案03
(一)　無氧呼吸物質和能量的轉化
　　　　　　　【預習案】
1．細胞質基質
2．(1)有氧呼吸　(2)丙酮酸　酒精和二氧化碳
3．C6H12O62C2H5OH＋2CO2＋少量能量　C6H12O62C3H6O3＋少量能量
4．沒有氧氣　不完全　少量
5.　能量：①只在第一階段釋放少量能量，生成少量ATP。
　　　②葡萄糖分子中的大部分能量存留在酒精或乳酸中。
微點撥：人體肌細胞無氧呼吸產生的乳酸能在肝臟中再次轉化為葡萄糖。
6．細胞呼吸的概念和意義
概念 生成二氧化碳或其他產物，釋放能量并生成ATP過程
意義 ①為生物體提供能量；　　②是生物體代謝的樞紐
　　　　　　　　　　　　　　　　【探究案】
(一)1.C6H12O6―→2C3H4O3(丙酮酸)＋4[H]＋少量能量　
2C3H4O3(丙酮酸)＋4[H]―→2C2H5OH(酒精)＋2CO2　
2C3H4O3(丙酮酸)＋4[H]―→2C3H6O3(乳酸)
2．由于細胞中NAD＋的含量不多，隨著NADH的積累，NAD＋逐漸被消耗。當NAD＋的含量很低時，細胞呼吸的第一階段的過程就會停止，ATP的合成也會停止。因此為了保障通過細胞呼吸第一階段的持續以獲得ATP, NADH就要轉化成NAD＋來實現循環利用，來自NADH中的氫就會被乙醛或丙酮酸接收。另外，丙酮酸是不能運出細胞的，如果持續積累，也會抑制細胞呼吸第一階段的進行。
3．不同細胞所具有的酶的種類不同，導致反應途徑不同，產物也不同。
4．無氧呼吸過程中，葡萄糖中的能量主要儲存到乳酸或酒精中沒有釋放出來；而氧化分解釋放的能量主要以熱能的形式散失。
5．減少機體內物質和能量的浪費，有機物和能量再次被利用。
6．乳酸菌產生的乳酸排到外界環境中，會導致環境中pH降低，使得一些不耐酸的微生物死亡，有利于乳酸菌在競爭中占據優勢。
7.提示：②⑤⑧⑨　①③④⑥⑦
(二)對比分析有氧呼吸和無氧呼吸的異同
項目 有氧呼吸 無氧呼吸
不同點 條件 需氧 不需氧
場所 細胞質基質(第一階段)、線粒體(第二、三階段) 細胞質基質
分解程度 葡萄糖被徹底分解 葡萄糖分解不徹底
產物 CO2、H2O 乳酸或酒精和CO2
能量釋放 大量能量 少量能量
相同點 反應條件 需酶和適宜溫度
本質 氧化分解有機物，釋放能量，生成ATP
過程 第一階段從葡萄糖到丙酮酸完全相同
意義 為生物體的各項生命活動提供能量
2．細胞呼吸反應式中各物質間量的比例關系
(1)反應式
無氧 呼吸
(2)相關物質間量的比例關系
③3∶4。　　④3∶1。
[典例]　[解析]　在反應底物是葡萄糖的情況下，細胞進行有氧呼吸和產乙醇的無氧呼吸均可產生CO2，其中產乙醇的無氧呼吸產生的CO2與乙醇的分子數相等，有氧呼吸不產生乙醇，因而若產生的CO2與乙醇的分子數相等，說明細胞只進行無氧呼吸，A正確；根據有氧呼吸的反應式，在反應底物是葡萄糖的情況下，若細胞只進行有氧呼吸，則吸收O2的分子數與釋放CO2的分子數相等，B正確；根據無氧呼吸的反應式，在反應底物是葡萄糖的情況下，若細胞只進行產乳酸的無氧呼吸，則不需要消耗O2也不產生CO2，C正確；有氧呼吸過程中，吸收O2的分子數和釋放CO2的分子數相等，而無氧呼吸不消耗O2，但可能產生CO2，若細胞同時進行有氧呼吸和無氧呼吸，則吸收O2的分子數比釋放CO2的分子數少或兩者的數目相等，D錯誤。[答案]　D　　
　　　　 　【課堂檢測案】
1．(1)(×)(2)(×)(3)(√)(4)(×)(5)(√)
2．解析：選C　酵母菌有氧呼吸時產生CO2的場所是線粒體基質，無氧呼吸時產生CO2的場所是細胞質基質，C正確。
3．解析：選D　水和無機鹽等物質能隨汗液流失，能量不能隨汗液流失，A錯誤；人體細胞無氧呼吸產生乳酸，大量能量儲存在不徹底氧化分解產物乳酸中未釋放出來，所以此時葡萄糖氧化分解只釋放少量的能量，D正確，B、C錯誤。
4．解析：選A　④無氧呼吸產生酒精的第二階段和⑤無氧呼吸產生乳酸的第二階段，都不釋放能量，不能產生ATP，A正確；骨骼肌細胞中可以發生的過程有①②③⑤，B錯誤；酵母菌是真核生物，③過程為有氧呼吸的第三階段，發生的場所是細胞中的線粒體內膜，C錯誤；①④為無氧呼吸產生酒精的過程，無氧呼吸中葡萄糖的能量大部分儲存在不徹底的氧化產物酒精中，沒有釋放出來，D錯誤。
5．解析：選A　①表示有氧呼吸和無氧呼吸的第一階段，在細胞質基質進行，一分子葡萄糖分解為兩分子丙酮酸(X)并產生少量的[H]，A正確；②表示有氧呼吸的第二和第三階段，Z表示CO2，第二階段產生[H]、第三階段消耗[H]，B錯誤；③表示無氧呼吸第二階段，Y表示酒精，該過程有[H]消耗但無[H]產生，C錯誤；在O2充足的情況下，①②表示有氧呼吸的過程，發生在細胞質基質和線粒體中，D錯誤。
6．解析：選B　有水產生的呼吸方式一定是有氧呼吸，A錯誤；細胞有氧呼吸過程中有CO2產生，且一定有能量釋放，B正確；CO2可產生于無氧呼吸和有氧呼吸的第二階段，其場所分別為細胞質基質和線粒體基質，都不在生物膜上進行，有氧呼吸過程沒有酒精產生，C錯誤；細胞呼吸的底物一般是葡萄糖，但也可以是脂肪或蛋白質，D錯誤。
7．解析：選C　氧濃度為a時，產生CO2的量和產生酒精的量相等，表示酵母菌只進行無氧呼吸，不進行有氧呼吸，A正確；由于無氧呼吸產生CO2的量和產生酒精的量相等，因此氧濃度為b時，有0.6 mol的CO2經有氧呼吸產生，B正確；氧濃度為c時，酵母菌無氧呼吸產生的酒精是0.6 mol，因此無氧呼吸消耗的葡萄糖是0.6÷2＝0.3 mol，有氧呼吸消耗的葡萄糖是(1.5－0.6)÷6＝0.15 mol，因此用于酒精發酵的葡萄糖占消耗葡萄糖總量的0.3÷(0.3＋0.15)＝2/3，C錯誤；氧濃度為d時，酵母菌不產生酒精，因此只進行有氧呼吸，D正確。

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