1、高中生物第四章光用和细胞呼吸细胞呼吸产生能量和有氧呼吸的过程学案新人教必修第三节细胞呼吸第1课时细胞呼吸产生能量和有氧呼吸的过程目标导航1.结合教材P81，分析细胞呼吸和有机燃料燃烧产生能量过程的不同，理解细胞呼吸的本质。2.结合教材P82，概述有氧呼吸的三个阶段，归纳有氧呼吸的反应式。一、细胞呼吸产生能量(阅读P81)1.概念：细胞呼吸主要是指糖类、脂质和蛋白质等有机物在活细胞内氧化分解为二氧化碳或其他产物，释放出能量并生成ATP的过程。2.特点：有机物在温和的条件下被酶催化而氧化分解，能量逐步释放出来，没有剧烈的发光发热现象。二、有氧呼吸(阅读P82)1.概念：有氧呼吸是指细胞在氧气的参与
2、下，彻底氧化分解有机物，产生二氧化碳和水，同时释放大量能量的过程。2.场所有氧呼吸主要发生在线粒体内，填写下图各结构的名称。3.条件需要多种酶催化。4.有氧呼吸的过程5.总反应式C6H12O66H2O6O26CO212H2O能量。6.细胞有氧呼吸释放的能量一部分储存在ATP中，一部分以热能的形式散失掉。7.有氧呼吸是大多数生物特别是人和高等动、植物获取能量的主要途径。一、细胞呼吸产生的能量1.细胞呼吸概念的理解(1)发生场所：活细胞内。(2)分解底物：糖类、脂质、蛋白质等有机物。(3)呼吸产物：CO2或其他产物。(4)反应类型：氧化分解。(5)能量变化：有机物中化学能释放，并生成ATP。2.比
3、较燃烧和细胞呼吸比较项目细胞呼吸体外燃烧相同反应式有机物氧气二氧化碳水能量实质氧化分解有机物释放能量不同条件酶的催化点燃释放能量特点逐步释放快速连续释放发光发热现象没有剧烈发热、发光现象有剧烈的发热、发光现象1.燃烧的能量全部以热能形式释放，细胞呼吸的能量以什么形式释放？答案一部分以热能形式释放，一部分转移到ATP等高能化合物中储存起来。2.同等质量的脂肪或C6H12O6，在体外燃烧和体内被彻底氧化分解释放的总能量是否相同？答案相同。1.下列有关叙述，正确的是()A.细胞呼吸就是指糖类在活细胞内氧化分解的过程B.细胞呼吸和汽油燃烧过程的实质是一样的C.有机物经细胞呼吸和体外燃烧释放的能量是相同
4、的D.细胞呼吸和汽油燃烧释放能量的过程是相同的问题导析(1)细胞呼吸的底物包括糖类、脂质和蛋白质等有机物。(2)细胞呼吸和汽油燃烧过程的实质都是有机物的氧化分解，释放能量。(3)有机物在细胞内彻底的氧化分解，释放的总能量与在体外燃烧释放的能量是相同的，若在细胞内不彻底氧化分解，则释放出来的能量就较少。(4)细胞呼吸释放的能量是逐步的，而汽油燃烧释放能量是剧烈的。答案B一题多变判断正误：(1)细胞呼吸是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解的过程。()(2)呼吸作用不能够像燃料燃烧一样的剧烈。()(3)细胞呼吸释放的能量全部以热能形式散失。()答案(1)(2)(3)二、有氧呼吸的过程1.有氧呼吸的
5、主要场所线粒体线粒体具有双层膜，3内膜向内腔折叠形成2嵴，大大增加膜的面积，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.有氧呼吸三个阶段比较：(以葡萄糖作底物为例)阶段具体过程发生场所与氧的关系第一阶段C6H12O62C3H4O3(丙酮酸)4H少量能量细胞质基质无关第二阶段2C3H4O36H2O6CO220H少量能量线粒体基质无关第三阶段24H6O212H2O大量能量线粒体内膜必须有氧1.有氧呼吸的生成物CO2和H2O分别产生于有氧呼吸的第几阶段？答案CO2产生于第二阶段，H2O产生于第三阶段。2.有氧呼吸的生成物CO2中的C和O分别来自哪里？有氧呼吸的生
6、成物H2O中的O从何而来？答案生成物CO2中的C来自葡萄糖；O来自葡萄糖和水。生成物H2O中的O来自O2。3.有氧呼吸过程中哪几个阶段有H产生？它有何作用？答案有氧呼吸的第一、二阶段都有H产生，H用于第三阶段与氧气结合生成水，并释放出大量能量。4.葡萄糖能否直接进入线粒体被分解？试解释原因。答案不能。因为葡萄糖的第一步分解发生在细胞质基质中，线粒体内没有分解葡萄糖的酶。5.用18O标记大气中的O2，18O会出现在哪种物质中？答案先出现在H2O中，然后CO2中也会出现。2.有氧呼吸全过程中的物质变化可分为三个阶段：C6H12O6丙酮酸H；丙酮酸H2OCO2H；HO2H2O。下列与此相关的叙述中，
7、正确的是()A.第阶段反应极易进行，无需酶的催化B.第阶段无ATP生成，第阶段形成较多的ATPC.第阶段如果进行，需在有氧条件下D.第阶段也在线粒体中进行问题导析(1)有氧呼吸的三个阶段都需要酶的催化，有ATP产生。(2)产生ATP最多的是第三阶段。(3)有氧呼吸的第三阶段需在有氧条件下进行。(4)第阶段在细胞质基质中进行。答案C一题多变判断正误：(1)有氧呼吸的过程中氧气参与连续氧化的过程。()(2)有氧呼吸过程中产生大量ATP的阶段需要O2参与。()(3)在线粒体基质中H与O2结合生成水。()答案(1)(2)(3)1.下列有关细胞呼吸的叙述中，错误的是()A.呼吸作用不能够像燃料燃烧一样的
8、剧烈B.细胞呼吸是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解的过程C.CO2是细胞呼吸的唯一代表性产物D.ATP分子中高能磷酸键中能量的主要来源是细胞呼吸答案C解析细胞呼吸是所有生物都具有的一项重要的生命活动，是生物体内有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，最终生成CO2或其他产物，并且释放出能量的过程。其实质就是有机物氧化分解释放能量的过程，释放出来的能量一部分以热能的形式散失，一部分转移到ATP等高能化合物中，为各项生命活动提供直接能源。2.在有氧呼吸的下列反应阶段中，不在线粒体中进行的只有()A.H传递给氧气生成水B.C6H12O6分解为丙酮酸和HC.丙酮酸分解为CO2和HD.ADP与磷酸结合生
9、成ATP答案B解析C6H12O6分解为丙酮酸和H在细胞质基质中进行。3.水在细胞的生命活动中具有非常重要的生理功能，下面是有关叙述错误的是()A.丙酮酸彻底氧化分解生成CO2的过程需有水的参与B.人体细胞有氧呼吸过程中水是产物但不是反应物C.标记有氧呼吸消耗的氧气中的氧可在水中检测到D.ATP转化成ADP的过程需要水答案B解析有氧呼吸第二阶段，丙酮酸与水反应，彻底氧化分解生成CO2与H，A正确；有氧呼吸过程中水是反应物也是产物，B错误；有氧呼吸消耗的氧气与氢结合产生水，C正确；ATP水解转化成ADP的过程需要水，D正确。4.如图表示线粒体的亚显微结构示意图。请据图分析回答：(1)线粒体由7_和
10、_包被形成。其中后者向内腔折叠形成 _，从而扩大了_的附着面积。(2)线粒体是_的主要场所，其中有关的酶分布在6_和1_中。(3)线粒体广泛存在于_细胞中。从数量来看，_的细胞中往往含量较多；从分布来看，细胞内部_的部位往往分布的较多。(4)不是所有的细胞都具有线粒体。在下列细胞中，没有线粒体的是_，能够进行有氧呼吸的是_。A.乳酸菌B.念珠藻C.衣藻D.变形虫 E.人的红细胞答案(1)外膜6内膜2嵴酶(2)有氧呼吸内膜基质(3)动、植物新陈代谢旺盛新陈代谢旺盛(4)ABEBCD基础巩固1.细胞呼吸的实质是()A.分解有机物，储存能量B.合成有机物，储存能量C.分解有机物，释放能量D.合成有机
11、物，释放能量答案C解析细胞呼吸是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他产物，释放出能量并生成ATP的过程。2.有氧呼吸的主要场所是()线粒体叶绿体细胞质基质A. B.C. D.答案D解析有氧呼吸的主要场所是线粒体。3.有氧呼吸的反应底物有葡萄糖、O2和水，这三种物质参与有氧呼吸反应过程的阶段分别是()A.第一阶段、第一阶段、第一阶段B.第一阶段、第二阶段、第二阶段C.第一阶段、第二阶段、第三阶段D.第一阶段、第三阶段、第二阶段答案D解析第一阶段是1分子葡萄糖分解成2分子丙酮酸和H，第二阶段是丙酮酸进入线粒体与水在酶的作用下分解生成二氧化碳和H，第三阶段是氧气与前两个阶段产生的
12、H经过一系列反应生成H2O。4.如图表示有氧呼吸的主要场所线粒体的结构示意图，有氧呼吸过程中CO2产生和水消耗的场所分别是()A. B.C. D.答案D解析有氧呼吸第二阶段丙酮酸和水反应彻底分解为CO2，故CO2的产生和水消耗的场所均为线粒体基质。5.用含18O的葡萄糖跟踪有氧呼吸过程中的氧原子，18O转移的途径是()A.葡萄糖丙酮酸水B.葡萄糖丙酮酸氧C.葡萄糖氧水D.葡萄糖丙酮酸二氧化碳答案D解析在细胞质基质中，C6H12O6在酶的作用下分解为丙酮酸，丙酮酸进入线粒体彻底分解成CO2。6.葡萄糖是细胞进行有氧呼吸最常利用的物质。将一只实验小鼠放入含有放射性气体的容器内，18O2进入细胞后，
13、最先出现放射性化合物的是()A.丙酮酸 B.乳酸C.二氧化碳 D.水答案D解析有氧呼吸过程中氧参与的是第三阶段，进入线粒体中的氧气与前两个阶段产生的氢结合生成水，因此水中的氧来源于氧气，且有水的生成是有氧呼吸的一个重要特征。二氧化碳中的氧来自于丙酮酸和第二阶段参与的水。巩固提升7.关于有氧呼吸的过程，以下叙述正确的是()A.全过程必须有氧参与，并且始终在线粒体中进行B.第一阶段是葡萄糖分解成丙酮酸，产生大量的H和ATPC.第二阶段是丙酮酸分解成CO2和H2O，产生少量的ATPD.第三阶段是H和氧结合产生水，同时生成大量的ATP答案D解析有氧呼吸第一阶段在细胞质基质中进行，葡萄糖分解成丙酮酸，只
14、产生少量的H和ATP；第二阶段在线粒体基质中进行，丙酮酸和水被彻底分解成CO2和大量的H，并产生少量的ATP；第三阶段在线粒体内膜上进行，H和氧结合产生水，同时生成大量的ATP。8.如图表示有氧呼吸过程图解。下列有关说法正确的是()A.中数值最大的是B.产生的场所是线粒体C.代表的物质是氧气D.乳酸菌能完成图示全过程答案C解析表示的是有氧呼吸过程中释放出的能量，其中第三阶段H和氧气结合，释放的能量最多。有氧呼吸第一阶段是在细胞质基质中进行的，第二、三阶段在线粒体中进行。乳酸菌是厌氧型原核生物，没有线粒体，也不进行有氧呼吸。9.向正在进行有氧呼吸的细胞悬液中加入甲、乙、丙、丁四种抑制剂，下列说法
15、正确的是()A.若甲能抑制丙酮酸分解，则会使丙酮酸的消耗增加B.若乙能抑制葡萄糖分解，则会使丙酮酸增加C.若丙能抑制ATP的形成，则会使ADP的消耗增加D.若丁能抑制H被氧化成水，则会使O2的消耗减少答案D解析葡萄糖初步分解是在第一阶段，产物为丙酮酸；丙酮酸的消耗在第二阶段，分解产生二氧化碳；H的氧化在第三阶段，与O2结合生成水；三个阶段都有能量释放，能量转移给ADP生成ATP。10.人体内C6H12O6彻底氧化分解释放出的能量中，大部分的去向是()A.以热能形式散失 B.储存于ATP中C.存在于线粒体中 D.供生命活动利用答案A解析在细胞内，1 mol的葡萄糖彻底氧化分解以后，释放出来的总能
16、量是2 870 kJ，其中只有1 161 kJ转移至ATP的高能磷酸键上，其余部分(1 709 kJ)的能量就以热能的形式散失掉了。11.下图是有氧呼吸过程的图解，据图回答下列问题。(1)有氧呼吸是从_的氧化分解开始的，全过程分为_个阶段。(2)有氧呼吸的主要场所是_，进入该场所的呼吸底物是_；释放的CO2是在第_阶段产生的；H2O是在第_阶段形成的；产生ATP最多的是第_阶段。(3)有氧呼吸中氧的作用是_，写出有氧呼吸的总反应式：_。答案(1)葡萄糖三(2)线粒体丙酮酸二三三(3)与氢结合生成水，同时生成大量的ATPC6H12O66H2O6O212H2O6CO2能量解析在有氧呼吸过程中，第一
17、阶段发生在细胞质基质中，将1分子葡萄糖分解成2分子丙酮酸，脱下来少量H(4个H)，释放少量能量，形成少量ATP；第二阶段发生在线粒体基质中，将丙酮酸彻底分解成CO2，消耗6分子水，脱下来20个H，释放少量能量，形成少量ATP；第三阶段发生在线粒体内膜上，前两个阶段脱下的H经过一系列反应，与O2结合形成12分子水，释放大量能量，形成大量ATP。从上述过程可以看出，CO2产生于第二阶段，O2用于第三阶段的反应，水生成于第三阶段，释放能量最多的是第三阶段。12.下图是绿色植物体内能量转换过程的示意图，其中和表示相应生理活动中的相应阶段，表示相应的生理活动，请据图回答：(1)图中表示的阶段为_。图中表
18、示的阶段为_，此过程发生的场所是在_。(2)图中表示的生理活动为_，该过程中产生的CO2是在第_阶段形成的。过程中释放能量最多的阶段是第_阶段(3)细胞内的化学反应有些需要吸收能量，有些是释放能量的。吸能反应一般与ATP的_反应相联系，放能反应一般与ATP的_反应相联系。答案(1)光反应暗反应叶绿体基质(2)有氧呼吸二三(3)水解合成解析(1)分析示意图，表示光能转换为活跃的化学能储存在ATP和H中，属于光反应阶段，发生在叶绿体的类囊体膜上；表示ATP和H中活跃的化学能转换成稳定的化学能储存到葡萄糖中，属于暗反应阶段，发生叶绿体基质中。(2)表示葡萄糖有氧呼吸，CO2是在第二阶段形成的，丙酮酸
19、和水生成了二氧化碳和H；释放能量最多的阶段是第三阶段。(3)吸能反应一般与ATP的水解反应相联系，放能反应一般与ATP的合成反应相联系。走进高考13.下图是细胞中糖类合成与分解过程示意图。下列叙述正确的是()A.过程只在线粒体中进行，过程只在叶绿体中进行B.过程产生的能量全部储存在ATP中C.过程产生的(CH2O)中的氧全部来自H2OD.过程和中均能产生H，二者还原的物质不同答案D解析过程分别是有氧呼吸、光合作用。A项，在有线粒体的真核生物细胞中，过程发生的场所是细胞质基质和线粒体，过程只发生在叶绿体中。而在原核细胞中，过程都发生在细胞质中。B项，过程通过有氧呼吸氧化分解有机物，释放的能量一部
20、分以热能形式散失，一部分转移至ATP中。C项，过程产生的(CH2O)中的氧全部来自CO2，而不是来自H2O，H2O中的氧在光反应过程中通过水的光解产生O2。D项，过程的第一、二阶段产生的H，用于第三阶段还原O2，生成H2O；过程通过光反应产生的H，用于暗反应还原C3，因此二者还原的物质不同。14.下图表示细胞呼吸作用的过程，其中13代表有关生理过程发生的场所，甲、乙代表有关物质，下列相关叙述正确的是(多选)()A.1和3都具有双层生物膜B.1和2所含酶的种类不同C.2和3分别都能产生大量ATPD.甲、乙分别代表丙酮酸、H答案BD解析图中的1为细胞质基质，2为线粒体基质，3为线粒体内膜，甲为丙酮酸，乙为H。有氧呼吸的第一、二阶段产生ATP较少，第三阶段能产生大量的ATP。
