2022-2023学年 人教版 必修一 探究酵母菌细胞呼吸的方式和有氧呼吸 教案

1、PAGE 11 -第5章 细胞的能量供应和利用第3节 细胞呼吸的原理和应用第1课时 探究酵母菌细胞呼吸的方式和有氧呼吸素养导引1.生命观念:运用物质与能量观,说出细胞呼吸过程中物质和能量的变化。2.科学思维:构建有氧呼吸过程中物质变化的曲线模型。3.科学探究:分析教材中探究酵母菌细胞呼吸方式的两个装置图,明确两者的区别。一、探究酵母菌细胞呼吸的方式1.实验原理:酵母菌在有氧和无氧条件下都能生存,属于兼性厌氧菌。2.实验步骤:(1)配制酵母菌培养液:酵母菌+质量分数为5%的葡萄糖溶液。(2)检测 CO2 的产生:方法:澄清石灰水或溴麝香草酚蓝溶液。装置如图所示:(3)检测酒精的产生:从A、B锥形

2、瓶各取2 mL酵母菌培养液的滤液,分别注入编号为1、2的两支试管中分别滴加0.5 mL 溶有0.1 g重铬酸钾的浓硫酸溶液振荡并观察溶液的颜色变化。3.实验现象:(1)甲、乙两装置中的石灰水都变混浊,但甲装置混浊程度高。(2)2号试管中溶液变成灰绿色,1号试管不变色。4.实验结论:(1)酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸。(2)细胞呼吸产物:有氧条件:产生大量CO2。无氧条件:产生酒精和少量CO2。思考A装置中用气泵间歇性地通入空气的目的是什么?提示:保证酵母菌有充足的氧气,以进行有氧呼吸。二、有氧呼吸1.概念:条件氧气参与,酶催化底物葡萄糖等有机物产物二氧化碳和水能量释放能量,生成大量

3、ATP2.主要场所线粒体:(1)结构。为线粒体外膜。为嵴:由内膜向内折叠形成,使内膜的面积大大增加。为线粒体基质。(2)特点。内膜和基质中含有许多种与有氧呼吸有关的酶。3.总反应式:C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量。4.过程:思考有氧呼吸反应式中的能量能写成ATP吗?提示:不能,因为葡萄糖中的能量只有一部分储存在ATP中,大部分以热能形式释放。有氧运动如慢跑、游泳等被学者称为保护大脑的清道夫,请结合所学知识判断:1.有氧呼吸的场所是线粒体。()分析:线粒体是有氧呼吸的主要场所。2.有氧呼吸过程中,氧气参与了第三阶段的反应,其场所为线粒体内膜。()3.有氧运动能保证大脑

4、有足量的氧气供应。() 学习任务一:探究酵母菌细胞呼吸的方式1.实验设计的自变量和因变量:项目有氧呼吸无氧呼吸变量控制通入空气,保证O2充足将空气先通入NaOH溶液中,以除去CO2先将锥形瓶内的O2消耗完,再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶,排除有氧呼吸的干扰自变量O2的有无因变量酵母菌的呼吸产物,即产生CO2的多少,酒精的有无无关变量温度,营养物质的浓度和总量等2.对照实验和对比实验:实验类型比较项目对照组实验组实验结论举例对照实验有有一般是一个探究淀粉酶的专一性对比实验无有出现多个结论探究酵母菌细胞的呼吸方式【误区警示】对比实验一定是对照实验,因为它符合单一变量原则。对照实验不一定是对比实验,因

5、为它还可能是对照组与单个实验组之间的对照。对比实验指设置两个或两个以上的实验组,通过对结果的比较分析,来探究各种因素与实验对象的关系,所以对比实验中为实验组。如图所示为“探究酵母菌的呼吸方式”的实验装置,有关叙述正确的是()A.可根据澄清的石灰水变混浊的时间长短,来检测CO2的产生速率B.若向B瓶和D瓶中加入酸性重铬酸钾溶液,则D瓶内的溶液会变黄C.该实验需设置有氧和无氧两种条件的对比实验,其中乙组作为对照组D.若C瓶和E瓶中溶液都变混浊,不能据此判断酵母菌的呼吸方式解题思维提取关键点探究酵母菌的呼吸方式转化知识点CO2的检测,酒精的检测排除障碍点该实验为对比实验,没有专门对照组,而是相互对照

6、【解析】选A。酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸产生二氧化碳的量不同,可根据澄清的石灰水变混浊的时间长短,来检测CO2的产生速率,A正确;橙色的重铬酸钾溶液,在酸性条件下与酒精发生反应,变成灰绿色。D瓶可进行无氧呼吸产生酒精,而B瓶进行有氧呼吸,不产生酒精,B错误;该实验需设置有氧和无氧两种条件的对比实验,甲组和乙组均为实验组,C错误;酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸都能产生二氧化碳,但产生的量不等,可以根据溶液混浊程度判断酵母菌的呼吸方式,D错误。 借题发挥由于葡萄糖也能与酸性重铬酸钾反应发生颜色变化,为了防止对实验结果造成干扰,应如何操作?提示:将酵母菌的培养时间适当延长,以耗尽溶液中的葡萄糖。(2022天

7、津高一检测)下列关于酵母菌的叙述,错误的是()A.在有氧条件下,酵母菌进行有氧呼吸B.在无氧条件下,酵母菌进行无氧呼吸C.酵母菌进行有氧呼吸的产物只有二氧化碳D.酵母菌进行无氧呼吸的产物有酒精和二氧化碳【解析】选C。酵母菌是兼性厌氧微生物,在有氧条件下进行有氧呼吸,在无氧条件下进行无氧呼吸,A、B正确;酵母菌进行有氧呼吸的产物是二氧化碳和水,C错误;酵母菌进行无氧呼吸的产物有酒精和二氧化碳,并释放少量能量,D正确。【补偿训练】(2022张家界高一检测)下列有关试剂使用不正确的是 ()A.用溴麝香草酚蓝溶液鉴定CO2B.用斐林试剂鉴定可溶性还原糖C.用NaOH溶液除去空气中O2D.用橙色的重铬酸

8、钾溶液鉴定酒精【解析】选C。用溴麝香草酚蓝溶液可鉴定CO2,溶液由蓝变绿再变黄,A正确;用斐林试剂在水浴加热的条件下可鉴定可溶性还原糖,出现砖红色沉淀,B正确;用NaOH溶液除去空气中CO2,C错误;用橙色的重铬酸钾溶液可鉴定酒精,出现灰绿色,D正确。学习任务二:有氧呼吸1.有氧呼吸的过程:阶段场所物质变化放能多少第一个阶段细胞质基质葡萄糖分解为H和丙酮酸少量第二个阶段线粒体基质丙酮酸和水反应生成CO2和H少量第三个阶段线粒体内膜H和O2反应生成H2O大量思考探究请写出有氧呼吸方程式,并结合有氧呼吸过程标出氧元素反应后的去向。提示:2.有氧呼吸中H和ATP的来源和去向:比较来源去向HC6H12

9、O6和H2O与O2结合生成H2OATP三个阶段都产生用于各项生命活动ATP是有氧呼吸三个阶段的共同产物,第三阶段生成的ATP最多。H是有氧呼吸第一和第二阶段的产物,第二阶段生成的H多。思考探究真核生物细胞中生成H的场所有哪些?提示:细胞质基质、线粒体基质。【学习加点料】思维易错:没有线粒体的细胞,一定不能进行有氧呼吸吗?为什么?提示:不一定。真核细胞若没有线粒体,因为缺乏相应的酶,只能进行无氧呼吸。原核细胞如蓝细菌,因含有与有氧呼吸有关的酶,没有线粒体也能进行有氧呼吸。如图所示为某植物细胞内部分物质的代谢过程,下列相关叙述正确的是()A.甲、乙两阶段产生H的场所都是线粒体B.a、b两物质依次是

10、H2O和O2C.丙阶段产生的水中的氢最终都来自葡萄糖D.若葡萄糖进入线粒体,可在酶的作用下,生成CO2和H2O解题思维提取关键点部分物质的代谢过程转化知识点有氧呼吸的每个阶段的场所、产物、反应物排除障碍点水中的氢来自葡萄糖和第二阶段反应物中的水【解析】选B。甲、乙两阶段产生H的场所分别是细胞质基质、线粒体基质,A错误;a、b两物质依次是H2O和O2,B正确;丙阶段产生的水中的氢最终来自葡萄糖和水,C错误;葡萄糖在细胞质基质中被分解为丙酮酸,所以葡萄糖不能直接进入线粒体,D错误。借题发挥题图中哪几个阶段产生的ATP可为主动运输提供能量?提示:甲、乙、丙3个阶段。线粒体是有氧呼吸的主要场所。下列关

11、于线粒体结构和功能的叙述,正确的是()A.有氧呼吸酶主要分布在线粒体的外膜、内膜和基质中B.线粒体可在有氧条件下将葡萄糖氧化分解为CO2和水C.线粒体内膜向内折叠形成嵴可显著增大膜面积D.能进行有氧呼吸的细胞都含有线粒体【解析】选C。有氧呼吸有关的酶主要分布在线粒体基质、线粒体内膜,A错误;葡萄糖初步分解在细胞质基质中,丙酮酸在线粒体中彻底分解为二氧化碳和水,B错误;线粒体内膜向内折叠形成嵴可显著增大膜面积,C正确;某些原核细胞虽然没有线粒体,但是有与有氧呼吸有关的酶,进行有氧呼吸,如硝化细菌、蓝细菌等,D错误。线粒体是细胞中的“动力工厂”。线粒体的位置在细胞内是高度动态变化的,其数量也会随着

12、细胞代谢状态的改变而发生改变,研究发现,同一细胞的不同部位,线粒体的数量都不尽相同。人体小肠黏膜上皮细胞中,相比其他部位,肠腔侧和基底侧(靠近毛细血管)均含有较多的线粒体。请分析回答下列问题。(1)线粒体是有氧呼吸的主要场所,该过程中产生 CO2 的具体场所是_。有氧呼吸的发生需要多种酶的参与,线粒体通过_的方式增大了内膜表面积,从而增加了相应酶的附着位点。(2)肠腔侧和基底侧(靠近毛细血管)均含有较多的线粒体,请推测其生理学意义可能是_。【解析】(1)线粒体有氧呼吸产生CO2是第二个阶段,该阶段发生反应的场所是线粒体基质。线粒体有两层膜,内膜向内折叠形成嵴,扩大了内膜面积,从而增加了相应酶的附着位点。(2)人体小肠黏膜上皮细胞主要吸收营