细胞呼吸的原理和应用【备课精研+高效课堂】 高一上学期 生物人教版（2019）必修1

必修1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课时有氧呼吸教学目标通过探究酵母菌的细胞呼吸方式，说出细胞呼吸的类型描述线粒体适于进行有氧呼吸的结构，说明有氧呼吸中物质与能量的变化。科学素养1.生命观念：阐述细胞呼吸过程中物质和能量变化，形成物质和能量观；线粒体结构与其功能相适应，形成结构与功能观。2.科学思维：归纳与概括有氧呼吸三个阶段，理解细胞呼吸实质。3.科学探究：通过探究酵母菌细胞呼吸的方式，学习控制自变量、观察和检测因变量，认识对比实验。呼吸作用实质：细胞呼吸是否需要氧气？生物在有氧和无氧条件下是否都能进行细胞呼吸呢？（也叫细胞呼吸）氧化分解有机物，释放能量细胞呼吸的方式探究酵母菌细胞呼吸的方式实验原理：酵母菌是一种单细胞真菌，在有氧和无氧条件下都能生存,属于兼性厌氧型生物。细胞呼吸的方式

探究:1.提出问题2.作出假设3.设计实验5.得出结论6.表达交流4.进行实验酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸的产物分别是什么？假设酵母菌在有氧和无氧条件下均能进行细胞呼吸。①有氧条件下产生二氧化碳，无氧条件下产生酒精；②有氧条件下产生酒精和二氧化碳，无氧条件下产生二氧化碳；③有氧和无氧条件下都产生了二氧化碳和酒精。细胞呼吸的方式3.设计实验①自变量、因变量分别是什么？②怎样鉴定因变量？变量自变量:因变量:无关变量:细胞呼吸的条件细胞呼吸的产物：有氧无氧影响实验结果的可变因素酒精、CO2保证酵母菌在整个实验过程中正常生活CO2的检测：1.通入澄清的石灰水：澄清→浑浊2.溴麝香草酚蓝水溶液：蓝→绿→黄细胞呼吸产物的检测CO2多少：细胞呼吸的方式酒精的检测：橙色的重铬酸钾溶液在酸性下与酒精发生反应：橙色→灰绿色石灰水浑浊程度或产生浑浊的快慢或由蓝→绿→黄所需时间长短设计实验装置吸收通入空气中的CO2细胞呼吸的方式为什么B锥形瓶封口放置一段时间后，再与第二个锥形瓶连接？（使酵母菌消耗瓶内的氧气，造成无氧环境，防止瓶中O2的干扰，确保通入石灰水中的CO2来自酵母菌的无氧呼吸。）有氧装置无氧装置细胞呼吸的方式4.进行实验实验开始：A装置（35°C)实验开始：B装置（35°C)有氧呼吸无氧呼吸A装置（35°C)B装置（35°C)实验进行3小时细胞呼吸的方式溴麝香草酚蓝水溶液：蓝→绿→黄细胞呼吸的方式用溶有重铬酸钾的浓硫酸检测酒精溶有重铬酸钾的浓硫酸+A装置的2ml酵母菌滤液+B装置的2ml酵母菌滤液灰绿色不变灰绿色细胞呼吸的方式实验现象：条件澄清石灰水/出现的时间重铬酸钾--浓硫酸溶液有氧无氧变混浊／快不出现灰绿色变混浊／慢出现灰绿色2、有氧呼吸产生大量CO2，

无氧呼吸产生少量CO2。1、酵母菌有氧呼吸产生CO2，无氧呼吸产生CO2和酒精。5.得出结论1、实验中是怎样控制有氧和无氧条件的？问题探讨：通过向A锥形瓶通入除去CO2的空气，提供有氧环境：B锥形瓶密封，不通入空气，提供无氧环境。2、如果该实验用溴麝香草酚蓝水溶液检验甲、乙两装置中的CO2，实验现象会是怎样？3、酸性重铬酸钾可以检测酒精的原理，在日常生活中有什么用处？甲装置中溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄所需时间短，乙装置所需时间长可用于检测司机是否酒后驾车等。

易错提示

1、酵母菌在有氧和无氧条件下进行细胞呼吸的产物是否相同？为什么只检测CO2并不能确定酵母菌的呼吸方式？不相同。因为有氧和无氧条件下均可产生CO2。2、如何确定酵母菌通过细胞呼吸产生的CO2量的多少？3、如何确定酵母菌通过无氧呼吸产生的酒精的多少？根据石灰水变浑浊的程度或溴麝香草酚蓝水溶液变成黄色的时间长短。根据重铬酸钾变成灰绿色所需时间的长短。4、配制葡萄糖溶液时，对葡萄糖溶液进行煮沸、冷却的目的？5、甲组中NaOH的作用？间歇性通空气的原因？葡萄糖溶液煮沸的目的：加热杀死杂菌；排出葡萄糖溶液中溶解的氧气。NaOH的作用：吸收CO2，保证通入酵母菌培养液中的气体不含CO2，避免对实验结果的干扰。葡萄糖溶液煮沸后冷却的目的：防止酵母菌体内的酶高温下失活。间歇性通空气的原因：使NaOH充分吸收CO2，保证通入澄清石灰水的CO2酵母菌产生。6、(实践应用)酿酒业常用的菌种是酵母菌，在利用酵母菌酿酒时，发酵池往往封入一部分空气，为什么？酵母菌是兼性厌氧菌，有氧时进行有氧呼吸，大量繁殖获得大量菌种，把氧气耗尽，然后进行无氧呼吸产生酒精。二、有氧呼吸外膜线粒体的结构示意图内膜基质嵴(1)场所：主要在线粒体细胞C6H12O6能量（少量）2丙酮酸（2C3H4O3

）4[H]酶6H2O能量（少量）20[H]酶6CO212H2O+能量（大量）

酶6O2细胞质基质第一阶段第三阶段第二阶段线粒体（主要）（2）过程有氧呼吸有氧呼吸第一阶段：C6H12O62C3H4O3+4[H]+少量能量酶细胞质基质第二阶段：2C3H4O3+6H2O6CO2+20[H]+少量能量酶线粒体基质第三阶段：24[H]+6O212H2O+大量能量酶线粒体内膜有氧呼吸酶C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量（3）总反应式：思考：此过程中原子转移途径？①有氧呼吸过程中物质变化和能量变化的特点是什么？②C6H12O6能否进入线粒体参与有氧呼吸？物质变化：第一阶段：1分子葡萄糖分解成2分子的丙酮酸，产生少量的[H]。第二阶段：丙酮酸和水彻底分解成CO2和[H]。第三阶段：前两阶段产生的[H]，经一系列反应，与O2结合形成水。有机物(葡萄糖)中的稳定的化学能，经过一系列的化学反应逐步释放；这些能量大部分以热能的形式散失，少部分储存在ATP中。不能，只能是丙酮酸进入。2、有氧呼吸问题探讨：③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？④有氧呼吸的生成物CO2中的C和O分别来自哪里？有氧呼吸的生成物H2O中的O从何而来？

有氧呼吸的生成物CO2产生于有氧呼吸的第二阶段；有氧呼吸的生成物H2O产生于有氧呼吸的第三阶段。有氧呼吸的生成物CO2中的C来自葡萄糖，O来自葡萄糖和水。有氧呼吸的生成物H2O中的O来自氧气。⑤有氧呼吸过程中哪几个阶段有[H]产生？其去向？⑥有氧呼吸过程中哪几个阶段有ATP产生？最多的是哪一个阶段？有氧呼吸过程中第一、二阶段均有[H]产生，其消耗发生在第三阶段，与氧气结合形成水。有氧呼吸三个阶段都有ATP产生，第三阶段产生的ATP最多。有氧呼吸C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量

能量（2870kJ）997.28KJ其余以热能形式散失ATP酶1moL≈3234.75%绝大多数以热能形式散失有氧呼吸（4）有氧呼吸概念：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CO2和H2O，释放能量,生成大量ATP的过程。下列分别属于有氧呼吸的第几阶段：①产生CO2的阶段（）②产生H2O的阶段（）③氧气参与的阶段（）④产生ATP的阶段（

）⑤产生ATP最多的阶段（）二三三一、二、三三课堂小结一、细胞呼吸的方式—探究酵母菌细胞呼吸的方式二、有氧呼吸

课堂检测1.下图是探究酵母菌呼吸类型的装置，如果装置一中红色液滴向左移，装置二中红色液滴向右移，证明酵母菌(

)A.只进行有氧呼吸B.只进行无氧呼吸C.可能死亡D.既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸D2.下图为“探究酵母菌的呼吸方式”的实验装置，有关叙述正确的是(

)A.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.可根据溴麝香草酚蓝水溶液变黄的时间长短，来检测CO2的产生速率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C3.在有氧呼吸过程中，进入细胞中的氧将（）①与氢结合生成水②与碳结合生成二氧化碳③在线粒体中被消耗④在线粒体和细胞质基质中被消耗A.①③B.①④C.②③D.②④A4.有氧呼吸中产生能量最多的是（