2020-2021学年第3节 ATP的主要来源──细胞呼吸导学案

5.3 ATP的主要来源-细胞呼吸（1）导学案

【学习目标】

1．通过实验探究，掌握酵母菌细胞呼吸的方式，并在探究过程中理解细胞呼吸的概念。(难点)

2．结合教材93页图5—8，概述线粒体的结构。

3．结合教材图文，概述有氧呼吸的三个阶段，在此基础上概括有氧呼吸的概念。(重点)

【自主预习】

细胞呼吸是细胞内ATP的主要来源，请结合教材内容深入理解细胞呼吸的概念并深究细胞呼吸的方式。

1．请从以下五个方面理解细胞呼吸的概念

(1)发生场所：生活状态的细胞内。

(2)分解底物：生物体内的有机物。

(3)呼吸产物：CO2和水或不彻底的氧气产物(因呼吸类型而异)。

(4)反应类型：氧化分解。

(5)能量变化：有机物中化学能释放，生成ATP。

2．酵母菌是兼性厌氧菌，因此可以用酵母菌来研究有氧呼吸和无氧呼吸。下面是简易的实验装置，结合该图进行探究：

(1)实验变量的控制

①本实验的自变量是氧气的有无，因变量是是否有CO2和酒精的产生。

②甲乙装置中是如何控制自变量的？

答案：甲中用橡皮球或者气泵充气的目的是保证A瓶中有氧气存在，乙中B瓶密封保证无氧环境。

③图甲中质量分数为10%的NaOH溶液的作用是什么？

答案：NaOH与空气中的CO2反应生成Na2CO3和H2O，保证了通入酵母菌培养液的气体不含CO2，避免对实验结果的干扰。

④B瓶装好后，要过一段时间再连接装有澄清石灰水的锥形瓶，这是为什么？

答案：B瓶封口后，锥形瓶内的空气中有氧，酵母菌开始进行有氧呼吸，也产生CO2，所以，要过一段时间，等B瓶中氧气消耗完以后，再将产生的气体通入澄清石灰水，保证通入石灰水中的是无氧呼吸产生的CO2。

(2)产物检测

①酒精的鉴定：橙色的重铬酸钾溶液，在酸性条件下与乙醇(俗称酒精)发生化学反应，变成灰绿色。

②CO2的鉴定：CO2可使澄清石灰水变混浊，也可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄。

(3)结果分析

①甲、乙装置中的澄清石灰水都变混浊，但是甲装置石灰水变混浊的程度大。说明酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸产生二氧化碳，但是有氧条件下产生的二氧化碳更多些。

②从A、B中各取少量培养液分别注入1、2号两支试管中，再分别加入0.5 mL含有重铬酸钾的浓硫酸溶液。振荡后发现1号试管不变色，2号试管变成灰绿色，这说明酵母菌在无氧条件下会产生酒精。

(4)实验结论：酵母菌的细胞呼吸有两种方式：有氧呼吸和无氧呼吸。有氧呼吸必须在有氧条件下进行，产生大量的CO2和水；无氧呼吸需在无氧条件下进行，无氧呼吸的产物有酒精，同时也产生CO2，但CO2的产生量比有氧呼吸要少。

对于绝大多数生物来说，有氧呼吸是细胞呼吸的主要方式，下图是细胞内有氧呼吸的过程示意图，结合该图分析下面的问题：

1．线粒体

线粒体具有双层膜，[3]内膜向内腔折叠形成[2]嵴，大大增加内膜的表面积，线粒体内充满了液态的[4]基质，线粒体的内膜和基质中含有许多种与有氧呼吸有关的酶。

2．结合图解，对有氧呼吸的三个阶段进行归纳，完成下表：

4．根据反应式概括有氧呼吸的概念：有氧呼吸是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。

5．有氧呼吸和物质燃烧有什么异同，结合下表分析：

【互动探究】

细胞呼吸和燃烧有什么区别呢？它的过程又是怎样的呢？

【课堂练习】

1．下列可用于探究不同呼吸方式的实验材料是(　　)

A．萌发的种子　　　 B．蛔虫

C．草履虫 D．以上均可以

答案：A

2．下列关于“探究酵母菌细胞呼吸的方式”，说法不正确的是(　　)

A．酵母菌常被用作研究细胞呼吸的实验材料，其主要原因是酵母菌属于兼性厌氧生物

B．在有氧呼吸的装置中，可将空气直接通入酵母菌的培养液

C．酵母菌呼吸产生的CO2可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄

D．酵母菌呼吸产生的酒精在酸性条件下能与橙色的重铬酸钾溶液反应变成灰绿色

答案：B

3．在有氧呼吸过程中，水分子参与反应的过程和生成水分子的过程分别发生在(　　)

A．第一阶段和第二阶段 B．第一阶段和第三阶段

C．第二阶段和第三阶段 D．第三阶段和第二阶段

答案：C

4．有氧呼吸的三个阶段都产生的是(　　)

A．二氧化碳 B．丙酮酸

C．[H]和ADP D．ATP

答案：D

5．请据图分析，经数小时后，U型管甲、乙两处的液面会出现下列哪种情况。(实验装置足以维持实验期间小白鼠的生命活动，瓶口密封，忽略水蒸气和温度变化对实验结果的影响)(　　)

A．甲处上升，乙处下降 B．甲、乙两处都下降

C．甲处下降，乙处上升 D．甲、乙两处都不变

答案：C

6．如图是测量种子萌发时锥形瓶中气体体积变化的实验装置。锥形瓶中放的种子事先用水浸泡过并在稀释的消毒剂中清洗过(不影响种子的生命力)。实验开始时U型管左侧液面与右侧液面相平，每隔半小时利用标尺量出右侧液面高度变化，以下关于该实验的分析正确的是(　　)

A．种子在消毒剂中清洗是为了防止微生物呼吸作用干扰实验结果

B．此实验的目的是测定种子萌发时有氧呼吸及无氧呼吸的速率

C．一段时间后右侧液面高度不再变化，说明种子的细胞呼吸完全停止

D．为排除外界因素的影响，需要将装置中的NaOH溶液换成清水(其他保持不变)作为对照组

答案：A

7．某小组欲探究酵母菌有氧呼吸的产物，在实验中组成了如图装置。请完成以下问题。

(1)提出假设：______________________________________。

(2)材料用具(略)。

(3)设计实验步骤：

①将配制好的__________，在B中装入__________，目的是________________，在C中装入____________；

②依图安装好实验装置，并将装置__________________________；

③一段时间后观察__________________________________________。

(4)预期实验结果：________________________________。

答案：(1)在有氧条件下，酵母菌通过有氧呼吸产生CO2　(3)①酵母菌葡萄糖溶液装入A瓶　NaOH溶液　除去空气中的CO2　澄清石灰水　②用凡士林密封　③澄清石灰水是否变混浊　(4)若澄清的石灰水变混浊，证明酵母菌细胞进行有氧呼吸产生CO2