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5.3　细胞的的原理和应用导学案03
班级 姓名
【教学目标】
1．概述无氧呼吸的过程，并比较有氧呼吸和无氧呼吸的异同。
2．应用细胞呼吸的原理来解决问题。
(一)　无氧呼吸物质和能量的转化
　　　　　　　【预习案】
1．无氧呼吸的场所：____________。
2．无氧呼吸的过程
(1)第一个阶段：与________的第一个阶段完全相同。
(2)第二个阶段：________________在酶(与催化有氧呼吸的酶不同)的催化作用下，分解成________________，或者转化成乳酸。　　注意：无氧呼吸第二阶段不释放能量。
3．无氧呼吸的类型及反应式
4．无氧呼吸的概念：指细胞在__________参与的情况下，葡萄糖等有机物经过__________分解，释放________能量的过程。
5.　能量：①只在　　　　　释放少量能量，生成少量ATP。
　　　②葡萄糖分子中的大部分能量存留在　　　　　　　　　中。
微点拨：人体肌细胞无氧呼吸产生的乳酸能在肝脏中再次转化为葡萄糖。
6．细胞呼吸的概念和意义
概念 是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成 ，释放能量并生成 过程
意义 ①为生物体提供 ；　　②是生物体 的枢纽
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　【探究案】
任务一：分析无氧呼吸的过程及其与有氧呼吸的比较
(一)分析无氧呼吸的过程
1．尝试写出无氧呼吸两个阶段的反应式
第一阶段
第二阶段 产生酒精 大多数植物、酵母菌等
产生乳酸 高等动物、乳酸菌和少数植物器官(马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚等)
2.为什么无氧呼吸第二阶段不产生ATP，但要进行第二阶段反应呢？(提示信息：已知细胞中的NAD＋的含量不多；丙酮酸不能运出细胞。)
_______________________________________________________________
________________________________________________________________________
3．不同细胞无氧呼吸产物不同的直接原因是什么？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
4．1 mol葡萄糖有氧呼吸能释放2 870 kJ的能量，而1 mol葡萄糖在分解生成乳酸以后，只释放196.65 kJ的能量，其中只有61.08 kJ的能量储存在ATP中。据此分析，在进行无氧呼吸过程中，葡萄糖中能量的主要去向和葡萄糖氧化分解释放的能量的主要去向分别是什么？
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________________________________________________________________________
5．骨骼肌中的丙酮酸被还原成乳酸，大部分从活跃的肌细胞中扩散到血液，然后又通过血液带回肝，在肝中重新转化成葡萄糖。从物质和能量角度解释乳酸在肝脏中重新转化成葡萄糖的意义是什么？__________________________________________________________________
________________________________________________________________________
6．请从竞争的角度思考，乳酸菌通过无氧呼吸产生乳酸的意义是什么？
________________________________________________________________________
下面各项按照无氧呼吸类型进行分类：
①甜菜块根　②玉米的根毛细胞　③马铃薯块茎　④人体剧烈运动时的部分肌肉细胞　⑤酵母菌 ⑥乳酸菌　⑦玉米的胚　⑧苹果　⑨玉米的根(水淹)
产酒精和二氧化碳的是__________；产乳酸的是__________。
(二)对比分析有氧呼吸和无氧呼吸的异同
项目 有氧呼吸 无氧呼吸
不同点 条件 需氧 不需氧
场所
分解程度
产物
能量释放
相同点 反应条件 需酶和适宜温度
实质
过程
意义 为生物体的各项生命活动提供能量
　　　　　　　　　　　　　　　　　【拓展延伸】
1．细胞呼吸反应式中各物质间量的比例关系
(1)反应式
有氧 呼吸
无氧 呼吸
(2)相关物质间量的比例关系
①有氧呼吸：C6H12O6∶O2∶CO2＝1∶6∶6。
②无氧呼吸：C6H12O6∶CO2∶C2H5OH＝1∶2∶2或C6H12O6∶C3H6O3＝1∶2。
③消耗等量的葡萄糖时，需要的O2和产生的CO2的物质的量：有氧呼吸需要的O2∶有氧呼吸和无氧呼吸产生的CO2之和＝　　　　　　。
④产生等量的CO2时消耗的葡萄糖的物质的量：无氧呼吸∶有氧呼吸＝　　　　。
掌握判断细胞呼吸方式的两大依据
　　　
(　 )[典例]　种子贮藏中需要控制细胞呼吸以减少有机物的消耗。若作物种子细胞呼吸所利用的物质是淀粉分解产生的葡萄糖，下列关于种子细胞呼吸的叙述，错误的是
A．若产生的CO2与乙醇的分子数相等，则细胞只进行无氧呼吸
B．若细胞只进行有氧呼吸，则吸收O2的分子数与释放CO2的相等
C．若细胞只进行无氧呼吸且产物是乳酸，则无O2吸收也无CO2释放
D．若细胞同时进行有氧和无氧呼吸，则吸收O2的分子数比释放CO2的多
　　　　　　　　　　　　　　　　　【课堂检测案】
1．判断下列表述的正误
(　　 )(1)无氧呼吸两个阶段都可以产生ATP。
(　　 )(2)无氧呼吸过程中没有氧气参与，所以有[H]的积累。
(　　 )(3)人体产生二氧化碳的细胞呼吸方式是有氧呼吸。
(　　 )(4)水稻根、苹果果实、马铃薯块茎等植物器官的细胞无氧呼吸的产物都是酒精和二氧化碳。
(　　 )(5)细胞呼吸可以把蛋白质、糖类和脂质的代谢联系起来。
(　　 )2．酵母菌有氧呼吸时产生CO2的场所与无氧呼吸时产生CO2的场所分别位于
　　　A．线粒体与叶绿体　　　　　　B．叶绿体与细胞质基质
　　　C．线粒体与细胞质基质　　　　D．核糖体与线粒体
(　　 )3．人体在剧烈运动时，骨骼肌细胞处于暂时相对缺氧状态，葡萄糖消耗量剧增，
　　　但只释放少量能量，这是因为
　　　　　Ａ.　大量能量随汗液流失　　　　　　　
　　　　　B．大量能量在葡萄糖中未释放出来
　　　C．大量能量在酒精中未释放出来　　　
　　　D．大量能量在乳酸中未释放出来
(　　 )4．如图为细胞呼吸的模式图，其中序号表示生理过程。下列叙述正确的是
　　A．④过程和⑤过程都不能产生ATP
　　B．骨骼肌细胞中可以发生的过程有①②③④
　　C．酵母菌细胞中③过程发生的场所是线粒体基质
　　D．①④过程中葡萄糖储存的能量大部分以热能的形式散失
(　　 )5．[H]是在生物细胞中广泛存在的递氢体，对生物细胞内的多种化学反应的正常进
　　　行具有重要作用。下图是小麦叶肉细胞中[H]在细胞代谢中的产生和传递途径，X、
　　　Y、Z表示不同的物质，下列相关叙述正确的是
　　A．X表示丙酮酸，形成时有[H]产生
　　B．Z表示CO2，②过程无[H]消耗和产生
　　C．Y表示酒精，③过程有[H]消耗和产生
　　D．在O2充足的情况下，①②发生在线粒体
(　　 )6．在细胞呼吸过程中，若有CO2产生，则下列叙述正确的是
　　A．不一定发生有氧呼吸，但一定有水产生
　　B．不一定发生无氧呼吸，但一定有能量释放
　　C．不一定在生物膜上进行，但一定有酒精产生
　　D．不一定在线粒体中进行，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浓度的氧气时，其产生的C2H5OH和
　　　CO2的量如表所示。下列叙述错误的是
氧浓度/% a b c d
产生CO2的量/mol 0.9 1.3 1.5 3.0
产生C2H5OH的量/mol 0.9 0.7 0.6 0
　　A.氧浓度为a时，只进行无氧呼吸
　　B．氧浓度为b时，经有氧呼吸产生的CO2为0.6 mol
　　C．氧浓度为c时，消耗的葡萄糖中有50%用于酒精发酵
　　D．氧浓度为d时，只进行有氧呼吸
5.3　细胞的的原理和应用导学案03
(一)　无氧呼吸物质和能量的转化
　　　　　　　【预习案】
1．细胞质基质
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．没有氧气　不完全　少量
5.　能量：①只在第一阶段释放少量能量，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。
微点拨：人体肌细胞无氧呼吸产生的乳酸能在肝脏中再次转化为葡萄糖。
6．细胞呼吸的概念和意义
概念 生成二氧化碳或其他产物，释放能量并生成ATP过程
意义 ①为生物体提供能量；　　②是生物体代谢的枢纽
　　　　　　　　　　　　　　　　【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．由于细胞中NAD＋的含量不多，随着NADH的积累，NAD＋逐渐被消耗。当NAD＋的含量很低时，细胞呼吸的第一阶段的过程就会停止，ATP的合成也会停止。因此为了保障通过细胞呼吸第一阶段的持续以获得ATP, NADH就要转化成NAD＋来实现循环利用，来自NADH中的氢就会被乙醛或丙酮酸接收。另外，丙酮酸是不能运出细胞的，如果持续积累，也会抑制细胞呼吸第一阶段的进行。
3．不同细胞所具有的酶的种类不同，导致反应途径不同，产物也不同。
4．无氧呼吸过程中，葡萄糖中的能量主要储存到乳酸或酒精中没有释放出来；而氧化分解释放的能量主要以热能的形式散失。
5．减少机体内物质和能量的浪费，有机物和能量再次被利用。
6．乳酸菌产生的乳酸排到外界环境中，会导致环境中pH降低，使得一些不耐酸的微生物死亡，有利于乳酸菌在竞争中占据优势。
7.提示：②⑤⑧⑨　①③④⑥⑦
(二)对比分析有氧呼吸和无氧呼吸的异同
项目 有氧呼吸 无氧呼吸
不同点 条件 需氧 不需氧
场所 细胞质基质(第一阶段)、线粒体(第二、三阶段) 细胞质基质
分解程度 葡萄糖被彻底分解 葡萄糖分解不彻底
产物 CO2、H2O 乳酸或酒精和CO2
能量释放 大量能量 少量能量
相同点 反应条件 需酶和适宜温度
本质 氧化分解有机物，释放能量，生成ATP
过程 第一阶段从葡萄糖到丙酮酸完全相同
意义 为生物体的各项生命活动提供能量
2．细胞呼吸反应式中各物质间量的比例关系
(1)反应式
无氧 呼吸
(2)相关物质间量的比例关系
③3∶4。　　④3∶1。
[典例]　[解析]　在反应底物是葡萄糖的情况下，细胞进行有氧呼吸和产乙醇的无氧呼吸均可产生CO2，其中产乙醇的无氧呼吸产生的CO2与乙醇的分子数相等，有氧呼吸不产生乙醇，因而若产生的CO2与乙醇的分子数相等，说明细胞只进行无氧呼吸，A正确；根据有氧呼吸的反应式，在反应底物是葡萄糖的情况下，若细胞只进行有氧呼吸，则吸收O2的分子数与释放CO2的分子数相等，B正确；根据无氧呼吸的反应式，在反应底物是葡萄糖的情况下，若细胞只进行产乳酸的无氧呼吸，则不需要消耗O2也不产生CO2，C正确；有氧呼吸过程中，吸收O2的分子数和释放CO2的分子数相等，而无氧呼吸不消耗O2，但可能产生CO2，若细胞同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，则吸收O2的分子数比释放CO2的分子数少或两者的数目相等，D错误。[答案]　D　　
　　　　 　【课堂检测案】
1．(1)(×)(2)(×)(3)(√)(4)(×)(5)(√)
2．解析：选C　酵母菌有氧呼吸时产生CO2的场所是线粒体基质，无氧呼吸时产生CO2的场所是细胞质基质，C正确。
3．解析：选D　水和无机盐等物质能随汗液流失，能量不能随汗液流失，A错误；人体细胞无氧呼吸产生乳酸，大量能量储存在不彻底氧化分解产物乳酸中未释放出来，所以此时葡萄糖氧化分解只释放少量的能量，D正确，B、C错误。
4．解析：选A　④无氧呼吸产生酒精的第二阶段和⑤无氧呼吸产生乳酸的第二阶段，都不释放能量，不能产生ATP，A正确；骨骼肌细胞中可以发生的过程有①②③⑤，B错误；酵母菌是真核生物，③过程为有氧呼吸的第三阶段，发生的场所是细胞中的线粒体内膜，C错误；①④为无氧呼吸产生酒精的过程，无氧呼吸中葡萄糖的能量大部分储存在不彻底的氧化产物酒精中，没有释放出来，D错误。
5．解析：选A　①表示有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段，在细胞质基质进行，一分子葡萄糖分解为两分子丙酮酸(X)并产生少量的[H]，A正确；②表示有氧呼吸的第二和第三阶段，Z表示CO2，第二阶段产生[H]、第三阶段消耗[H]，B错误；③表示无氧呼吸第二阶段，Y表示酒精，该过程有[H]消耗但无[H]产生，C错误；在O2充足的情况下，①②表示有氧呼吸的过程，发生在细胞质基质和线粒体中，D错误。
6．解析：选B　有水产生的呼吸方式一定是有氧呼吸，A错误；细胞有氧呼吸过程中有CO2产生，且一定有能量释放，B正确；CO2可产生于无氧呼吸和有氧呼吸的第二阶段，其场所分别为细胞质基质和线粒体基质，都不在生物膜上进行，有氧呼吸过程没有酒精产生，C错误；细胞呼吸的底物一般是葡萄糖，但也可以是脂肪或蛋白质，D错误。
7．解析：选C　氧浓度为a时，产生CO2的量和产生酒精的量相等，表示酵母菌只进行无氧呼吸，不进行有氧呼吸，A正确；由于无氧呼吸产生CO2的量和产生酒精的量相等，因此氧浓度为b时，有0.6 mol的CO2经有氧呼吸产生，B正确；氧浓度为c时，酵母菌无氧呼吸产生的酒精是0.6 mol，因此无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，因此用于酒精发酵的葡萄糖占消耗葡萄糖总量的0.3÷(0.3＋0.15)＝2/3，C错误；氧浓度为d时，酵母菌不产生酒精，因此只进行有氧呼吸，D正确。

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