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2019-2020年高中生物細(xì)胞呼吸教案二舊人教必修1 【自學(xué)導(dǎo)引】 一、 呼吸作用的概念 生物體內(nèi)的有機(jī)物在細(xì)胞內(nèi)經(jīng)過(guò)一系列的氧化反應(yīng)，最終生成CO2或其他產(chǎn)物，并且釋放出能量的總過(guò)程。 二、呼吸作用的方式及過(guò)程 1．有氧呼吸 2．無(wú)氧呼吸 3．有氧呼吸和無(wú)氧呼吸的比較 三、呼吸作用的意義 第一，能為生物體的生命活動(dòng)提供能量。 第二，能為體內(nèi)其他化合物的合成提供原料。 【思考導(dǎo)學(xué)】 1． 在呼吸作用過(guò)程中轉(zhuǎn)移到ATP中的能量與熱能散失的能量一樣多嗎?為什么? 答案：不一樣多。在有氧呼吸過(guò)程中，1 mol葡萄糖徹底氧化分解釋放2870 kJ的能量，其中1161 kJ的能量轉(zhuǎn)移到ATP中，大部分以熱能的形式散失掉；在無(wú)氧呼吸過(guò)程中1 mol葡萄糖分解成乳酸后，共放出196.65 kJ的能量，其中儲(chǔ)存在ATP中的能量有61.08 kJ，大部分以熱能的形式散失掉。 2．人體劇烈運(yùn)動(dòng)后，血液pH會(huì)明顯下降，為什么？ 答案：人體劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)，有氧呼吸不能滿(mǎn)足生命活動(dòng)對(duì)能量的需要，部分骨胳肌細(xì)胞進(jìn)行無(wú)氧呼吸產(chǎn)生乳酸進(jìn)入血液使其pH明顯下降。 3．用大豆生豆芽的過(guò)程中為什么要注意換水? 答案：防止豆芽進(jìn)行無(wú)氧呼吸產(chǎn)生酒精而燒根爛根。 【學(xué)法指導(dǎo)】 1．通過(guò)對(duì)有氧呼吸與無(wú)氧呼吸的比較，掌握兩者的區(qū)別與聯(lián)系： 不同點(diǎn) 有氧呼吸 無(wú)氧呼吸 反應(yīng)條件 需要分子氧、酶和適宜的溫度 不需要分子氧，需要酶和適宜的溫度 呼吸場(chǎng)所 第一階段在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中，第二、三階段在線粒體內(nèi) 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)內(nèi) 分解產(chǎn)物 二氧化碳和水 二氧化碳和酒精或乳酸 釋放能量 較多，1摩爾葡萄糖釋放能量2870 kJ，其中1161 kJ轉(zhuǎn)移到ATP中 較少，1摩爾葡萄糖釋放能量196.65 kJ(生成乳酸)或225 kJ(生成酒精)，均有61.08KJ轉(zhuǎn)移至ATP中 相同點(diǎn) 其本質(zhì)都是：分解有機(jī)物，釋放能量，生成ATP供生命活動(dòng)需要 相互聯(lián)系 第一階段(從葡萄糖到丙酮酸)完全相同，之后在不同條件下，在不同的場(chǎng)所沿不同的途徑，在不同的酶作用下形成不同的產(chǎn)物： 2．通過(guò)對(duì)植物呼吸作用與光合作用的比較，理解光合作用與呼吸作用的區(qū)別與聯(lián)系，這兩種生理作用在體內(nèi)是相互對(duì)立而又密切聯(lián)系的兩個(gè)方面。植物的光合作用為呼吸作用提供有機(jī)物和氧氣，呼吸作用又可以為光合作用提供二氧化碳。 光合作用 呼吸作用(有氧呼吸) 代謝性質(zhì) 合成代謝 分解代謝 發(fā)生部位 含葉綠體的細(xì)胞(主要是葉肉細(xì)胞) 所有活細(xì)胞 反應(yīng)場(chǎng)所 葉綠體 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體 條件 光、水、二氧化碳、適宜的溫度、酶、色素 有光無(wú)光都可，適宜的溫度、氧氣、酶 能量代謝 光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能，貯存在有機(jī)物中 有機(jī)物中的化學(xué)能釋放出來(lái)，部分轉(zhuǎn)移到ATP中 物質(zhì)代謝 將無(wú)機(jī)物(CO2＋H2O)合成有機(jī)物(如葡萄糖)并產(chǎn)生O2 有機(jī)物(如葡萄糖)分解為無(wú)機(jī)物(H2O和CO2) 聯(lián)系 光合作用的產(chǎn)物作為呼吸作用的物質(zhì)基礎(chǔ)(有機(jī)物和氧氣均為呼吸作用的原料)，呼吸作用產(chǎn)生的二氧化碳可為光合作用所利用 3．通過(guò)對(duì)有氧呼吸與無(wú)氧呼吸(指產(chǎn)生酒精和CO2過(guò)程)中氣體變化的分析，培養(yǎng)學(xué)生綜合分析問(wèn)題的能力。生物在有氧呼吸時(shí)，吸收Ｏ2的物質(zhì)的量與放出的CO2物質(zhì)的量相同；而在無(wú)氧呼吸時(shí)不需要Ｏ2，但產(chǎn)生CO2。這樣，如果某種生物吸收Ｏ2的物質(zhì)的量與放出CO2的物質(zhì)的量相同，則該生物只進(jìn)行有氧呼吸；如果某種生物不吸收Ｏ2，但有CO2釋放，則說(shuō)明該生物只進(jìn)行無(wú)氧呼吸；如果某種生物釋放的CO2物質(zhì)的量比吸收的O2的物質(zhì)的量多，則說(shuō)明該生物既進(jìn)行有氧呼吸，又進(jìn)行無(wú)氧呼吸。在有氧呼吸與無(wú)氧呼吸同時(shí)存在時(shí)，哪種呼吸作用占優(yōu)勢(shì)，則要從CO2產(chǎn)生量與O2吸收量的差值來(lái)計(jì)算。 【例題解析】 ［例1］下列四支試管中分別含有不同化學(xué)物質(zhì)和活性酵母菌細(xì)胞制備物。在適宜溫度下，會(huì)產(chǎn)生CO2的試管有 ①葡萄糖＋細(xì)胞膜已破裂的細(xì)胞 ②葡萄糖＋線粒體 ③丙酮酸＋線粒體 ④葡萄糖＋細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) A．①② B．①③④ C．②③④ D．①④ 解析：本題是考查有氧呼吸和無(wú)氧呼吸的基礎(chǔ)知識(shí)以及運(yùn)用所學(xué)知識(shí)對(duì)本實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)、結(jié)果進(jìn)行分析判斷的能力，屬理解層次的考查。 解答本題，首先要明確四支試管所含有的細(xì)胞結(jié)構(gòu)，①試管是細(xì)胞膜已破裂的細(xì)胞，即含有酵母菌全部細(xì)胞內(nèi)容物，而②、③、④則分別含線粒體、線粒體、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)。再要明確酵母菌是兼性厭氧型生物，在有氧存在時(shí)，葡萄糖第一階段分解成的丙酮酸進(jìn)入線粒體徹底分解成CO2和水；在沒(méi)有氧氣存在時(shí)，丙酮酸在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中分解為酒精和CO2。第三要明確各細(xì)胞結(jié)構(gòu)所能直接利用的物質(zhì)，如線粒體只能直接利用丙酮酸并將其氧化分解，而對(duì)葡萄糖則不能直接利用。 基于以上分析，可知①號(hào)試管內(nèi)的細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)能將葡萄糖分解為丙酮酸，而后丙酮酸進(jìn)入線粒體內(nèi)徹底分解為CO2和水，故有CO2的生成；②號(hào)試管內(nèi)的線粒體不能直接利用葡萄糖，則不發(fā)生反應(yīng)；③號(hào)試管內(nèi)的丙酮酸進(jìn)入線粒體徹底氧化分解，能產(chǎn)生CO2；④號(hào)試管內(nèi)無(wú)線粒體，但在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中通過(guò)無(wú)氧呼吸過(guò)程能把葡萄糖分解為酒精和CO2，故也有CO2的生成。 答案：B 錯(cuò)因：正確解答此題的關(guān)鍵是弄清有氧呼吸的三個(gè)階段在細(xì)胞內(nèi)發(fā)生的部位及各部位所能利用的呼吸底物，同時(shí)還應(yīng)搞清無(wú)氧呼吸的場(chǎng)所及物質(zhì)變化。 ［例2］酵母菌在有氧時(shí)進(jìn)行有氧呼吸，無(wú)氧時(shí)進(jìn)行無(wú)氧呼吸，將酵母菌放在含有培養(yǎng)液的密閉的錐形瓶中，測(cè)得CO2的釋放量比Ｏ2的吸收量大1倍，則有氧呼吸與無(wú)氧呼吸消耗葡萄糖的比為 A．1/6 B．1/3 C．1/2 D．1 解析：此題中的酵母菌既能進(jìn)行有氧呼吸，又能進(jìn)行無(wú)氧呼吸，此時(shí)CO2釋放量比Ｏ2的吸收量大，由此可知生物既進(jìn)行有氧呼吸又進(jìn)行無(wú)氧呼吸。從有氧呼吸和無(wú)氧呼吸的反應(yīng)式可以看出，有氧呼吸時(shí)Ｏ2的吸收量與CO2的釋放量相同，假設(shè)O2吸收量為1 mol，則因CO2的釋放量是O2吸收量的2倍，所以共釋放CO2 2 mol，有氧呼吸時(shí)釋放的CO2量與吸收Ｏ2量相同，知有氧呼吸產(chǎn)生1 molCO2需消耗1/6 mol葡萄糖，而無(wú)氧呼吸時(shí)產(chǎn)生 1molCO2需消耗1/2 mol葡萄糖，則有氧呼吸與無(wú)氧呼吸消耗葡萄糖的比為(1/6)∶(1/2)＝1/3。 答案：B 錯(cuò)因：解答此題首先要弄清當(dāng)CO2的釋放量比Ｏ2的吸收量大時(shí)既進(jìn)行有氧呼吸又進(jìn)行無(wú)氧呼吸；其次算出有氧呼吸和無(wú)氧呼吸釋放的CO2量分別是多少；最后由反應(yīng)式計(jì)算出兩者消耗萄萄糖的量，得出結(jié)果。通過(guò)這種訓(xùn)練可以培養(yǎng)綜合分析能力。 ［例3］(2000年上海高考題)一運(yùn)動(dòng)員正在進(jìn)行長(zhǎng)跑鍛煉，從他的大腿肌細(xì)胞中檢測(cè)到3種化學(xué)物質(zhì)，其濃度變化如下圖所示，圖中P、Q、R三曲線依次代表 A．O2、CO2、乳酸 B．乳酸、CO2、Ｏ2 C．CO2、Ｏ2、乳酸 D．CO2、乳酸、Ｏ2 解析：人體在劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)，盡管呼吸運(yùn)動(dòng)和血液循環(huán)都大大加強(qiáng)了，但是仍然不能滿(mǎn)足骨骼肌對(duì)能量的需求，這時(shí)骨骼肌內(nèi)就會(huì)出現(xiàn)無(wú)氧呼吸，但仍以有氧呼吸為主。在有氧呼吸過(guò)程中，消耗氧氣，產(chǎn)生二氧化碳，這樣肌細(xì)胞內(nèi)，氧的含量會(huì)逐漸下降，二氧化碳的量會(huì)逐漸上升，由于二氧化碳可通過(guò)呼吸運(yùn)動(dòng)及時(shí)排出，上升到一定程度就不再上升。在無(wú)氧呼吸過(guò)程中，人體內(nèi)會(huì)產(chǎn)生乳酸，乳酸在肌細(xì)胞內(nèi)短時(shí)間無(wú)法排出，這樣乳酸在細(xì)胞內(nèi)的含量就會(huì)逐漸上升。 答案：B 錯(cuò)因：解答此題首先弄清人在劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)有氧呼吸加強(qiáng)，消耗Ｏ2，產(chǎn)生CO2，從而使肌細(xì)胞中Ｏ2含量下降，CO2含量上升；其次知道CO2可通過(guò)呼吸運(yùn)動(dòng)及時(shí)排出，故上升一定程度就不再上升；最后搞清無(wú)氧呼吸產(chǎn)生的乳酸短時(shí)間無(wú)法排出導(dǎo)致其在肌細(xì)胞中的含量逐漸上升。