5.3 细胞呼吸的原理和应用课件高一上学期生物人教版必修1

5.3细胞呼吸的原理和应用

学习目标：1.通过探究酵母菌细胞呼吸的方式，说出细胞呼吸的类型2.利用结构与功能观，分析线粒体结构与有氧呼吸的关系。3.通过对比分析有氧呼吸的三个阶段，熟知有氧呼吸过程中物质与能量的变化，理解细胞呼吸的实质。呼吸与细胞呼吸（又叫呼吸作用）有什么区别？呼吸：指机体呼出二氧化碳，吸入氧气的过程O2CO2P90细胞呼吸：指细胞内的有机物氧化分解，释放能量的过程。细胞内

有机物CO2+…+能量

氧化分解有氧呼吸细胞呼吸无氧呼吸观察此图，你认为细胞呼吸是否都需要氧气？1、探究细胞呼吸的方式，为什么选择酵母菌为实验材料？酵母菌生物类群：单细胞真核生物（真菌）代谢类型：异养兼性厌氧型。即可进行有氧呼吸，

也可进行无氧呼吸生殖方式：出芽生殖应用：用于面粉发酵或酿酒？问题探讨

酵母菌细胞富含蛋白质，可以用作饲料添加剂。在培养酵母菌用作饲料添加剂时，要给培养装置通气或进行振荡，以利于酵母菌大量繁殖。在利用酵母菌生产葡萄酒时，却需要密封发酵。1、都是培养酵母菌，为什么有的需要通气，有的却需要密封？2、为什么通气有利于酵母菌大量繁殖？3、在密封发酵时，酵母菌将有机物转化为酒精对它自身有什么意义？通气利于酵母菌进行旺盛的细胞分裂；

在有氧条件下，酵母菌分解营养物质释放的能量多，这些能量可以为酵母菌细胞进行物质代谢和细胞分裂提供充足的动力。密封发酵时，酵母菌将有机物转化为酒精的同时，能为自己的生命活动提供少量能量。密封便于酵母菌在无氧条件下分解有机物产生酒精。2024/12/19酵母菌在有氧还是无氧条件下进行细胞呼吸？酵母菌在上述条件下的细胞呼吸产物是什么？3.设计实验1.提出问题4.进行实验5.得出结论,交流讨论2.作出假设探究酵母菌细胞呼吸的方式联系生活实际，尝试作出假设作出假设：酵母菌能在有氧条件下进行细胞呼吸产生水和大量CO2，又能在无氧条件下进行细胞呼吸产生酒精和少量CO2。3、设计实验：自主阅读教材，并思考下列问题：①实验中自变量、因变量以及无关变量分别是什么？②怎样控制自变量的条件？如何设置实验？④怎样保证酵母菌在整个实验过程中能正常生活？③如何检测因变量？会有什么样的实验现象产生？⑤实验过程中需要注意哪些事项？探究酵母菌细胞呼吸的方式有无氧气细胞呼吸的产物（CO2产生的多少、是否有酒精产生）酵母菌培养液的浓度和体积、温度、pH、反应时间、其他微生物影响等。②怎样控制自变量（有氧与无氧）的条件？用锥形瓶培养酵母菌，向锥形瓶中通或不通空气来控制有氧或无氧条件。如何设置实验？组A：有氧条件

组B：无氧条件对比实验实验组设置两个或两个以上的实验组，通过对结果的比较分析，来探究某种因素对实验对象的影响，这样的实验叫做对比实验，也叫做相互对照实验。气泵ABCDE请运用以上元件分别搭建有氧呼吸和无氧呼吸装置！有氧呼吸装置：E-C-A-D无氧呼吸装置：B-D；③如何检测因变量？会有什么样的实验现象产生？阅读课本p91，总结检测不同产物的方法及现象：酒精的检测方法CO2的检测方法澄清石灰水溴麝香草酚蓝溶液酸性重铬酸钾溶液（现象：澄清→浑浊）（现象：蓝→绿→黄）（现象：橙色→灰绿色）重铬酸钾在中的应用——测酒驾思考：如何比较产生的CO2的多少？澄清石灰水的浑浊程度；溴麝香草酚蓝水溶液变黄的时间长短。④怎样保证酵母菌在整个实验过程中能正常生活？配制质量分数为5%葡萄糖溶液作为酵母菌的培养液（高压蒸汽灭菌），并在适宜温度下培养：25-35°C⑤实验过程中需要注意哪些事项？1.有氧呼吸装置中，为何先将气体通过质量分数为10%的NaOH溶液？目的：去除空气中CO2，保证澄清石灰水变浑浊是酵母菌有氧条件产生CO2所致。2.无氧呼吸装置中，为什么将B瓶封口放置一段时间后，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶？目的：为了消耗掉B瓶中的氧气，确保通过澄清石灰水的CO2是无氧呼吸产生的。有氧条件无氧条件4.有同学用酸性重铬酸钾检测产物时，有氧和无氧装置产生的颜色反应几乎一样。可能原因是什么？①有氧呼吸装置实验操作中可能供氧不足，导致部分酵母菌进行无氧呼吸产生少量酒精②有氧和无氧组葡萄糖未消耗完所致。（见课本P91，如何排除此物质对实验结果的干扰？）⑤实验过程中需要注意哪些事项？3.为什么将葡萄糖溶液先煮沸、再冷却后加入A、B培养瓶中？目的：①除去溶液中的氧气，避免对自变量的影响。

②杀死葡萄糖溶液中可能存在的杂菌，避免对实验结果的干扰。有氧条件无氧条件称取等量的两份食用酵母菌（10g）；配制质量分数为5%葡萄糖溶液作为酵母菌的培养液（高压蒸汽灭菌）；搭建如图的有氧呼吸（左）和无氧呼吸（右）装置；培养、观察、检测、记录4.进行实验：探究酵母菌细胞呼吸的方式5、分析结果，得出结论：探究酵母菌细胞呼吸的方式1、酵母菌在有氧和无氧条件下均能进行细胞呼吸；2、酵母菌细胞呼吸作用的类型：有氧呼吸：无氧呼吸：产生大量CO2产生酒精和少量CO2课本92页条件澄清石灰水的变化/出现变化的快慢重铬酸钾的浓硫酸溶液甲组(有氧)变混浊程度

/快无变化乙组(无氧)变混浊程度

/慢出现

色高低灰绿延伸思考1：实验装置的改进

有同学认为，在有氧呼吸实验装置中10％的NaOH溶液不能完全吸收空气中的CO2，以致可能对实验结果有干扰，你同意吗？如何确定有没有完全吸收CO2？酵母菌培养液气泵质量分数为10%的NaOH溶液澄清的石灰水澄清的石灰水

还有的同学认为，在无氧呼吸实验装置中不能保证装置内的O2已经被完全消耗完，以致可能对实验结果有干扰。你能不能避免这种可能性的发生，以保证实验更严谨？酵母菌培养液澄清的石灰水延伸思考2：实验装置的改进石蜡油或植物油密封判断正误(1)配制酵母菌培养液时，葡萄糖溶液煮沸后，即可加入新鲜食用酵母(

)(2)如果产生的气体使澄清的石灰水变混浊，则酵母菌进行有氧呼吸(

)(3)橙色的重铬酸钾溶液在碱性条件下遇酒精变为灰绿色(

)(4)将酵母菌的培养时间适当延长以耗尽溶液中的葡萄糖，这将更有利于酒精的检测(

)选择题下列关于“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验的叙述，错误的是(

)A．酸性重铬酸钾溶液检测酒精，颜色呈现灰绿色B．实验中需控制的无关变量有温度、pH、培养液浓度等C．实验中将葡萄糖溶液煮沸的目的是灭菌和去除溶液中的O2D．可通过观察澄清石灰水是否变混浊来判断酵母菌细胞呼吸的方式×××√D线粒体是进行有氧呼吸的主要场所，从生物体结构与功能相适应的观点出发，分析线粒体的哪些结构与此功能相适应？二、有氧呼吸外膜内膜DNA/RNA核糖体基质嵴分布许多与有氧呼吸有关的酶增大内膜表面积

线粒体适应于有氧呼吸的结构特点：（阅读课本P92）a.线粒体内膜向内折叠形成嵴，增加了内膜表面积，为酶提供更多附着位点；b.线粒体内膜和基质中含有许多种与有氧呼吸有关的酶。场所：细胞质基质物质变化：产能情况：少量能量场所：线粒体基质物质变化：产能情况：少量能量酶2C3H4O3

+6H2O6CO2+20[H]

+4[H]

C6H12O62丙酮酸（C3H4O3）酶场所：线粒体内膜物质变化：产能情况：大量能量24[H]

+6O212H2O酶第一阶段第二阶段第三阶段二、有氧呼吸过程二、有氧呼吸过程书写注意：①反应条件“酶”不能省略

②不能用“=”，要用“→”第一阶段细胞质基质第二阶段线粒体基质线粒体内膜4202C6H12O6酶+[H]

+少量能量

C3H4O3

第三阶段66+H2O酶2C3H4O3

CO2

+

[H]

+

少量能量

126酶H2O

+大量能量

24[H]

+

O2总反应式C6H12O6+6O2+6H2O6CO2+12H2O+能量酶思考：1.第二阶段的水与第三阶段水可以消掉吗？2.各阶段反应式中的能量能否写成ATP？1.能量的来源和去向：二、有氧呼吸过程有机物中稳定化学能热能ATP中活跃化学能2.分析有氧呼吸元素的来源和去向：如产物中的CO2和H2O中的O分别来自反应物中的什么物质?研究方法是什么？C6H12O6+6H2O+6O2

6CO2+12H2O+能量酶3.分析有氧呼吸中[H]和ATP来源？去路？[H]来自一二阶段，葡萄糖和水，去路是与氧气结合生成水。（1）哪个阶段产生CO2？（2）哪个阶段有氧气参与反应？（3）哪个阶段产生能量最多？（7）能产生ATP的场所是？快问快答：在有氧呼吸过程中细胞质基质、线粒体（5）哪个阶段产生水？（4）哪个阶段有水参与反应？（6）哪个阶段产生[H]最多?第二阶段第三阶段第三阶段第二阶段第三阶段第二阶段（8）哪个阶段利用[H]?第三阶段[H]C6H12O6123O2酶酶456酶2(1)写出长方框内1、2、3所依次代表的物质名称：

、_____、

。H2O丙酮酸CO2(2)依次填出椭圆框内4、5、6所代表

的能量的多少

、

、

。少量少量大量(3)有氧呼吸的主要场所是

，进入该场所的呼吸底物是

。线粒体丙酮酸(4)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

。葡萄糖→丙酮酸→二氧化碳2、有氧呼吸的过程：[H]结合以上内容：说出有氧呼吸的定义？发生场所？物质变化？思考：1.为什么线粒体不能直接氧化分解葡萄糖？2.同有机物在生物体外的燃烧相比，有氧呼吸具有的不同特点？（93页）有氧呼吸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。场所：细胞质基质和线粒体（主要场所在线粒体）。①线粒体膜上没有葡萄糖载体；②线粒体中没有氧化分解葡萄糖的酶。判断正误(1)葡萄糖是有氧呼吸唯一能利用的物质(

)(2)真核细胞都进行有氧呼吸(

)(3)没有线粒体的细胞一定不能进行有氧呼吸(

)(4)有氧呼吸的实质是葡萄糖在线粒体中彻底氧化分解，并且释放大量能量的过程(

)（2022·河北·统考高考真题）关于呼吸作用的叙述，正确的是（）A．酵母菌无氧呼吸不产生使溴麝香草酚蓝水溶液变黄的气体B．种子萌发时需要有氧呼吸为新器官的发育提供原料和能量C．有机物彻底分解、产生大量ATP的过程发生在线粒体基质中D．通气培养的酵母菌液过滤后，滤液加入重铬酸钾浓硫酸溶液后变为灰绿色B思考：1.粮食储藏过程中有时会发生粮堆湿度增大现象，其原因是：2.如果是以脂肪为底物进行有氧呼吸，消耗O2的量要大于产生CO2的量，其原因是：种子有氧呼吸过程中产生了水。与葡萄糖相比，脂肪含H量高，因此有