人教版必修1第5章第3节第1课时探究酵母菌细胞呼吸的方式有氧呼吸学案

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、有氧呼吸学习目标素养定位.设计实验探究酵母菌细胞呼吸方式。.描述线粒体适于进行有氧呼吸的结构。.掌握有氧呼吸过程,构建过程图解.设计探究酵母菌细胞呼吸方式的实验装置，实施方案,观察实验结果，得出正确结论。（科学探究）.运用结构与功能观,理解线粒体是有氧呼吸的主要场所。（生命观念）.运用物质和能量观，阐明有氧呼吸过程,构建有氧呼吸过程图解。（生命观念，科学思维）一、探究酵母菌细胞呼吸的方式.细胞呼吸的实质细胞内的有机物氧化分解,并释放能量,因此也叫细胞呼吸。.酵母菌作为实验材料的原因酵母菌在有氧和无氧的条件下都能生存,属于兼性厌氧菌。以葡萄糖为底物时，通过测定酵母菌在有氧和无氧的条件下细胞呼吸的产物，来确定酵母菌的呼吸方式。.不同条件下的装置⑴有氧条件装置⑵无氧条件装置4.检测细胞呼吸产物所用试剂与现象检测所用试剂实验现象D.实验的因变量是澄清石灰水是否变浑浊和加入酸性重铭酸钾溶液后样液的颜色变化解析:酵母菌是单细胞生物,属于异养兼性厌氧型微生物，易于培养；通过设置有氧和无氧两个实验组进行相互对照，易于判断酵母菌的细胞呼吸方式;将进气管、排气管与锥形瓶连接后需要进行气密性检查,确保不漏气；实验的因变量是澄清石灰水的浑浊程度和加入酸性重格酸钾溶液后样液的颜色变化。2.某实验小组为“探究酵母菌的呼吸方式”设计了如图所示的实验装置。实验中，先向气球中加入10mL含酵母菌的培养液,再向气球中注入一定量的氧气，扎紧气球，置于装有20C温水的烧杯中。再将整个装置置于20C的恒温水浴中，记录实验开始30min后烧杯中液面变化量。下列说法错误的是（C）A.还应设置一个气球中加入等量煮沸过的酵母菌培养液的相同装置作为对照B.若30min后液面没有变化是因为酵母菌只进行了有氧呼吸C.若酵母菌进行了无氧呼吸,则液面应该下降D.该装置还可以用来“探究酵母菌进行无氧呼吸的最适温度”解析:若酵母菌只进行有氧呼吸,则消耗的氧气和产生的二氧化碳体积相等,不会引起液面变化;若同时进行了无氧呼吸,则产生二氧化碳多于消耗的氧气,气体体积增大,液面上升。.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,下列说法正确的是（D）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,则会使的消耗减少解析:若甲能抑制丙酮酸分解,则丙酮酸的消耗减少;有氧呼吸过程中葡萄糖被分解形成丙酮酸,若乙能抑制葡萄糖分解,则丙酮酸减少;ADP和Pi能合成ATP,若丙能抑制ATP的形成,则ADP的消耗减少;有氧呼吸的第三阶段，［H］和（X反应生成H。若丁能抑制［H］被氧化成H。则。2的消耗减少。.如图是有氧呼吸过程的图解,据图回答下列问题。⑴有氧呼吸是从的氧化分解开始的,全过程分为个阶段。⑵有氧呼吸的主要场所是;进入该场所的呼吸底物是;释放的C02是在第阶段产生的;IM）是在第阶段形成的;产生能量最多的是第阶段。⑶有氧呼吸中。2的作用是，写出有氧呼吸的总反应式：。解析:有氧呼吸的过程主要分为三个阶段。第一阶段发生在细胞质基质中，1分子葡萄糖被催化分解为2分子的丙酮酸，同时生成［H］和少量能量;第二阶段发生在线粒体基质中，丙酮酸和水被彻底分解产生CO2,同时生成［H］和少量能量;第三阶段发生在线粒体内膜上，［H］和6结合生成乩（），同时产生大量能量。答案：（1）葡萄糖三⑵线粒体丙酮酸二三三⑶与［H］结合生成H20,产生大量的能量。凡2。6+6乩0+60?旦6co2+12HQ+能量.结论产物二氧化碳澄清的石灰水/浪麝香草酚蓝溶液石灰水变浑浊/由蓝变绿再变黄酒精酸性条件下的重铭酸钾溶液橙色变成灰绿色(1)酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸,其呼吸方式为直氧呼吸和无氧呼吸。'有氧条件:大量的二氧化碳和水⑵产物(无氧条件:产生酒精,还产生少量的二氧化碳

X二、有氧呼吸.有氧呼吸概念细胞在氧的参与下,通过多种蛰的催化作用，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。化学反应式C6H1206+6H20+602-^6C02+12H20+^g.主要场所一一线粒体.物质转化过程.有氧呼吸与有机物在体外燃烧的不同特点⑴有氧呼吸过程温和。(2)有氧呼吸进行时有机物中的能量经过一系列的化学反应逐步释放。⑶有氧呼吸释放的能量有相当一部分储存在AI匕中。判断正误⑴在探究酵母菌细胞呼吸的方式的实验中，必须保证酵母菌是新鲜的、有活性的。（V）⑵酵母菌在有氧和无氧条件下的产物都可用酸性重铭酸钾溶液和澳麝香草酚蓝溶液检测。（X）提示:酵母菌在有氧和无氧条件下的产物中C02可用澳麝香草酚蓝溶液检测,不能用酸性重铭酸钾溶液检测。（3）有氧呼吸的过程只发生在线粒体内。（X）提示:有氧呼吸的第一阶段发生在细胞质基质中。（4）有氧呼吸三个阶段所需要的酶是相同的。（X）提示:有氧呼吸三个阶段的反应不同，所需要的酶不同。⑸人体内产生CO?的场所是线粒体基质。（V）⑹有氧呼吸只有在第三阶段才能产生ATP。（X）提示:有氧呼吸三个阶段都能产生ATPo⑺呼吸作用产生的能量均以热能的形式释放。（X）提示:呼吸作用产生的能量大部分以热能的形式释放。探究一细胞呼吸的方式如图为探究酵母菌细胞呼吸方式的实验装置，请回答下列问题。（1）A装置中为什么用气泵间歇性地通入空气？提示:保证酵母菌有充足的氧气进行有氧呼吸。⑵质量分数为10%的NaOlI溶液的作用是什么？提示:质量分数为10%的NaOH溶液的作用是除去空气中的C02,以保证第三个锥形瓶中澄清石灰水变浑浊是由酵母菌有氧呼吸产生的CO?所致。⑶为什么要将B瓶封口放置一段时间后，再连通盛有澄清石灰水的锦形瓶？提示:B瓶刚封口，锥形瓶中有氧气,酵母菌进行有氧呼吸,所以需将开始产生的CO?排掉,一一段时间后,B瓶中的氧气消耗完,再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶,可确保是无氧呼吸产生的CO?通入澄清的石灰水。(4)配制酵母菌培养液时,将葡萄糖溶液先煮沸再冷却后加入锥形瓶，这是为什么？提示:煮沸是为了除去其他杂菌，防止其他杂菌的干扰;冷却后再加入锥形瓶是防止高温将酵母菌杀死。(5)在探究酵母菌的细胞呼吸方式过程中，能否以CO2的产生为检测指标来确定酵母菌的细胞呼吸方式?分析原因。提示:不能。酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸都产生C02,故不能以CO2的产生为指标确定细胞呼吸方式,应以酒精的产生为指标，因为酵母菌只有进行无氧呼吸时才能产生酒精。⑹在探究酵母菌的细胞呼吸方式过程中，对比实验是如何体现的?实验结果是已知的还是未知的？提示:设置有氧和无氧两种条件,通过对产物的比较分析,探究有、无氧气对酵母菌呼吸方式的影响。实验结果是未知的。探究酵母菌细胞呼吸的方式变式

根据检测目的不同，可细化为两个子课题：（1）在有氧和无氧条件下酵母菌细胞呼吸产生COz的多少。⑵在有氧和无氧条件下酵母菌细胞呼吸是否产生酒精。具体分析如下:课题名称课题一课题二自变JSL里有氧和无氧因变量产生C02的多少酒精的有无观察指标①澄清石灰水变浑浊的程度。②澳麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄所用时间的长短酸性重铝酸钾溶液的颜色变化无关变量温度、营养物质的浓度和总量等实验结论在有氧条件下产生的C02多在无氧条件下才能产生酒精1.如图是某研究小组在探究酵母菌细胞呼吸方式时的两套实验装置图，下列分析合理的是（A）A.为检验空气中的二氧化碳是否被A瓶完全吸收,可在B瓶前加一个盛有澄清石灰水的锥形瓶B.实验中发现C瓶先变浑浊后又澄清了，说明实验不成功C.实验进行一段时间后用酸性的重铭酸钾溶液检测E瓶中物质会出现灰绿色D.D瓶封口后应立即接通E瓶，防止D瓶中的培养液被分解完解析：由于二氧化碳可以使澄清石灰水变浑浊,因此可以在B瓶前加一个盛有澄清石灰水的锥形瓶,若锥形瓶中澄清石灰水不变浑浊,说明空气中的二氧化碳被A瓶完全吸收;实验中发现C瓶先变浑浊后又澄清了，说明B瓶中的酵母菌产生的二氧化碳量多，说明实验成功;橙色的重铭酸钾溶液在酸性条件下遇酒精变成灰绿色，而酵母菌无氧呼吸产生的酒精存在于D瓶中;D瓶封口后应先放置一段时间，等酵母菌通过有氧呼吸消耗完瓶中的氧气后再接通E瓶。2.某同学在研究马铃薯块茎呼吸作用的产物时，设计了如下实验:取新鲜马铃薯块茎洗净,切成碎屑，向锥形瓶中放入适量的马铃薯块茎碎屑，并向瓶中冲入N2,装置示意图如图。下列说法不正确的是(B)A.向锥形瓶中充入M的目的是制造无氧环境B.若澳麝香草酚蓝溶液不变色,则说明马铃薯块茎细胞产生了酒精C.实验前应对马铃薯块茎碎屑消毒D.漠麝香草酚蓝溶液也可以换成澄清的石灰水解析：向锥形瓶中充入乐的目的是制造无氧环境，使马铃薯块茎进行无氧呼吸；由于酒精发酵过程产生二氧化碳,如果溟麝香草酚蓝溶液不变色,则说明马铃薯块茎细胞进行无氧呼吸的产物不是酒精和二氧化碳;为了消除马铃薯块茎碎屑上微生物的呼吸作用对实验结果的影响，实验前应该对马铃薯碎屑进行消毒处理;漠麝香草酚蓝溶液可以换成澄清的石灰水。探究二有氧呼吸阅读教材P92〜93,回答下列问题。⑴线粒体是有氧呼吸的主要场所,试从结构与功能相适应的角度，说明线粒体与有氧呼吸相适应的结构特点有哪些？提示:从膜结构上分析，线粒体的内膜向内折叠形成崎,大大增加了线粒体的内膜表面积。从酶的附着上分析,线粒体的内膜上和基质中含有多种与有氧呼吸有关的酉虱⑵请写出有氧呼吸的总反应式,并结合有氧呼吸的过程标出0元素反应前后的去向。I1qH日OeKOz+GHzO―►6co2+12也0+能量提示：I1f⑶细胞呼吸的反应式中的能量能不能写成ATP?为什么？提示:不能。ATP并不是细胞呼吸的直接产物,只是糖类等有机物氧化分解时释放的能量部分可以用于合成ATPo有氧呼吸中[H](NADH)和ATP的来源和去路分析物质来源去路[H](NADH)C6Hl2。6和H20与。2结合生成水ATP三个阶段都产生用于各项生命活动3.如图表示有氧呼吸过程，下列有关说法正确的是(D)A.①②④中数值最大的是①B.③代表的是O2C.有氧呼吸三个阶段所需的酶相同D.⑤参与的过程发生在线粒体内膜上解析:①②④分别表示有氧呼吸第一、第二、第三阶段生成的ATP,在第三阶段生成的ATP最多，故其中数值最大的是④;有氧呼吸第二阶段丙酮酸和水反应生成［H］和二氧化碳,故③代表的物质名称是水；由于酶的专一性,有氧呼吸三个阶段需要的酶不同;有氧呼吸第三阶段中⑤氧气与［H］反应生成水,发生在线粒体内膜。4.下列有关同位素标记法研究人体细胞有氧呼吸的过程,下列叙述正确的是（C）A.用,80标记葡萄糖,产物二氧化碳和水中均能检测到幅0B.用“C标记葡萄糖,产物二氧化碳和酒精中均能检测到放射性C.用311标记葡萄糖,在细胞质基质和线粒体中均能检测到放射性D.用,80标记氧气,在线粒体基质形成的产物中不能检测到十解析:用情标记葡萄糖,在有氧呼吸过程中，葡萄糖中的。进入二氧化碳,不进入水，水中的氧来源于氧气,因此产物二氧化碳能检测到达0,产物水中不能检测到达0；用“C标记葡萄糖,产物二氧化碳能检测到放射性,人体有氧呼吸无酒精产生;葡萄糖中的：，H进入［H］中，有氧呼吸的过程中，［H］的形成既发生在细胞质基质中，也发生在线粒体中，因此,用3H标记葡萄糖,在细胞质基质和线粒体中均能检测到放射性;氧气参与有氧呼吸第三阶段形成水,用,80标记氧气,产物中能检测H2180,电18。参与有氧呼吸第二阶段,其场所为线粒体基质，形成产物C,80„因此用力标记氧气,在线粒体基质形成的产物中能检测到b。［情境］线粒体自噬与感染类疾病有关。某研究小组发现单增李斯特菌通过诱导吞噬细胞发生线粒体自噬反应来促进自身的存活,为抗感染治疗提供了新的思路。在对该菌进行深入研究时还发现,单增李斯特菌可以产生名为溶血素0的蛋白质，这种蛋白质可以造成细胞线粒体损伤,进而诱导线粒