人教版高中生物必修1分子与细胞第5章第3节第1课时细胞呼吸的方式与有氧呼吸课件

第1课时细胞呼吸的方式与有氧呼吸第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1．实验原理知识点1探究酵母菌细胞呼吸的方式真核兼性厌氧浑浊蓝

绿

黄

重铬酸钾酸

灰绿2．探究过程(1)提出问题①酵母菌使葡萄糖发酵产生酒精是在有氧还是无氧条件下进行的？②酵母菌在有氧和无氧条件下细胞呼吸产生的CO2是否一样多？(2)作出假设酵母菌在无氧条件下进行葡萄糖发酵产生酒精，酵母菌在有氧条件进行细胞呼吸产生大量的CO2。(3)实验设计①酵母菌培养液的配制：酵母菌＋质量分数为5%的__________。②检测CO2的产生方法：澄清石灰水或________________。装置如图所示：葡萄糖溶液溴麝香草酚蓝溶液NaOH溶液③检测酒精的产生：从A、B锥形瓶各取2mL酵母菌培养液的滤液，分别注入编号为1、2的2支干净的试管中→分别滴加0.5mL溶有0.1g________的浓硫酸溶液→振荡并观察溶液的颜色变化。重铬酸钾为什么酵母菌的培养时间应适当延长？提示：由于葡萄糖也能与重铬酸钾反应发生颜色变化，因此，应将酵母菌的培养时间适当延长以耗尽溶液中的葡萄糖。④实验现象Ⅰ．甲、乙两装置中的石灰水都变浑浊，但__装置浑浊程度高。Ⅱ．2号试管中溶液变成______，1号试管不变色。⑤表达交流：说出酵母菌细胞呼吸的方式、条件及产物，并与其他小组的同学进行交流。甲

灰绿色

有氧和无氧

基于对酵母菌细胞呼吸方式的探究的认识，判断下列表述是否正确。1．在“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验中，必须保证酵母菌是新鲜且有活性的。

(

)2．只检测有无CO2产生即可确定酵母菌细胞呼吸的方式。

(

)提示：酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸均产生CO2。√×3．根据石灰水变浑浊的程度可以确定CO2产生量的多少。

(

)4．酒精在中性或酸性条件下与重铬酸钾溶液反应产生灰绿色。

(

)提示：酒精在酸性条件下与重铬酸钾溶液反应产生灰绿色。√×探究一：实验材料的选择及实验条件的控制如图甲组、乙组是探究酵母菌细胞呼吸产物的装置，据图分析回答下列问题：1．配制酵母菌培养液时为什么要用新鲜的食用酵母菌？提示：防止酵母菌因存放时间过长而死亡，导致实验结果不明显。2．为什么要将葡萄糖溶液煮沸，且冷却到常温后才可加入新鲜的酵母菌？提示：煮沸的目的是杀菌和除去溶液中的氧，冷却到常温的目的是防止高温杀死酵母菌。3．盛有质量分数为10%NaOH溶液的锥形瓶连通橡皮球(或气泵)的目的是什么？提示：让空气间歇性地依次通过三个锥形瓶，既保证O2的充分供应，又使空气先经过盛有NaOH溶液的锥形瓶，除去空气中的CO2，保证第三个锥形瓶的澄清石灰水变浑浊是酵母菌有氧呼吸产生的CO2所致。4．乙组的B瓶应封口放置一段时间后，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶，这是为什么？提示：确保是酵母菌通过无氧呼吸产生的CO2使澄清的石灰水变浑浊。探究二：实验过程和实验结果的分析1．本实验的自变量和因变量及无关变量分别是什么？提示：自变量是氧气的有无；因变量是是否有CO2和酒精的产生；无关变量有温度、pH、培养液浓度、酵母菌的新鲜程度等。2．有同学认为，探究一装置甲中，质量分数为10%的NaOH溶液不能完全吸收CO2，以致可能对实验结果造成干扰，探讨为避免这种可能性的发生，应采取的措施是什么？提示：在装置甲中盛有质量分数为10%的NaOH溶液的锥形瓶和盛有酵母菌培养液的锥形瓶之间再连通一个盛有澄清石灰水的锥形瓶。[深化归纳]1．酵母菌呼吸方式探究实验两条注意事项(1)进行实验前必须检验装置的气密性，否则会因细胞呼吸产生的CO2不能全部通入澄清的石灰水中导致实验失败。(2)酒精检测时，是将酸性重铬酸钾溶液滴加至取出的部分酵母菌培养液滤液中，不是滴加至全部的酵母菌培养液滤液中。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3．实验拓展(1)若探究种子的呼吸状况则不必遮光，但需要有“死种子”作对照。(2)若探究“植株或幼苗”的呼吸状况，应进行遮光处理，以防止光合作用的干扰，同时可设置同种状况但死亡的植株或幼苗作对照。[对点练习]1．pH传感器是一种能够快速准确获取溶液酸碱度的仪器。某兴趣小组设置如图甲、乙所示的装置，探究酵母菌细胞呼吸过程中pH的变化。下列叙述正确的是(

)A．图甲装置溶液X的目的是除去空气中的CO2B．实验过程中，图甲装置检测到pH先上升后下降C．实验过程中，图乙装置检测到pH先下降后上升D．环境温度和酵母菌数量不会影响实验结果√A

[图甲装置溶液X的目的是除去空气中的CO2，防止空气中的CO2对实验现象产生干扰，A正确；酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸过程均产生CO2，实验过程中，图甲、乙装置均检测到pH逐渐下降，不会出现上升的现象，B、C错误；该实验中环境温度和酵母菌数量属于无关变量，均会影响单位时间内CO2的产生量，会影响实验结果，D错误。]2．“酸性重铬酸钾溶液会被具有还原性的物质还原成灰绿色”，某生物研究小组利用该实验原理验证酵母菌在无氧或缺氧条件下才能产生酒精，装置如图。下列回答正确的是(

)A．a、d装置中注射器的作用是便于加入酸性重铬酸钾溶液进行检验B．d装置中的培养液加入酸性重铬酸钾溶液后也变色，可能是剩余的葡萄糖导致的C．将b、e试管中的清水换成溴麝香草酚蓝溶液，一段时间后溶液颜色由黄变绿再变蓝D．增加a装置中酵母菌的数量，可以提高酒精的最大产量√B

[a、d装置中注射器的作用是便于取等量样液用于检测，不能直接往锥形瓶中加入酸性重铬酸钾溶液进行检验，A错误；葡萄糖具有还原性，结合题干“酸性重铬酸钾溶液会被具有还原性的物质还原成灰绿色”可知，d装置中的培养液加入酸性重铬酸钾溶液后也变色，可能是剩余的葡萄糖导致的，B正确；二氧化碳遇溴麝香草酚蓝溶液会由蓝变绿再变黄，可用来检测二氧化碳，因此将b、e试管中的清水换成溴麝香草酚蓝溶液，一段时间后溶液颜色由蓝变绿再变黄，C错误；增加a装置中酵母菌的数量，无法提高酒精的最大产量，增加a装置中葡萄糖溶液浓度，可以提高酒精的最大产量，D错误。]1．呼吸作用的实质细胞内的有机物________，并释放____。呼吸作用也叫________。知识点2有氧呼吸氧化分解能量细胞呼吸2．有氧呼吸(1)主要场所——线粒体①a．____；b．____；c．__；d．____。②线粒体增大膜面积的方式：_________________________________________。③有氧呼吸的酶分布在______________________。(2)反应式________________________________________________。外膜内膜嵴基质内膜的某些部位向线粒体的内腔折叠形成嵴

线粒体的内膜上和基质中(3)过程(如图)①写出图中①②③代表的有氧呼吸的对应阶段。①________；②________；③________。②写出a、b、c、d代表的物质。a．______；b．______；c．_____；d．____。③三个阶段均释放出能量，释放能量最多的阶段是__(填图中序号)。④写出图中①②③所处的场所。①__________；②__________；③__________。第一阶段第二阶段第三阶段丙酮酸[H]CO2O2③细胞质基质线粒体基质线粒体内膜(4)能量转化热能ATP葡萄糖为什么必须分解成丙酮酸后才能进行有氧呼吸的第二、三阶段？提示：线粒体膜上不含运输葡萄糖的载体蛋白，葡萄糖不能进入线粒体(或线粒体内没有催化葡萄糖分解的酶)。(5)概念细胞在__的参与下，通过______的催化作用，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生____________，释放能量，生成大量______的过程。(6)有氧呼吸与有机物在体外燃烧的不同特点①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________。③有氧呼吸释放的能量有相当一部分储存在______中。氧

多种酶

二氧化碳和水ATP逐步释放ATP基于对有氧呼吸原理的认识，判断下列表述是否正确。1．真核细胞都能进行有氧呼吸。

(

)提示：真核细胞不一定都进行有氧呼吸，如哺乳动物成熟的红细胞。2．有氧呼吸全部在线粒体中进行。

(

)提示：有氧呼吸第一阶段在细胞质基质中进行。××3．有氧呼吸的三个阶段均可产生ATP，但第三阶段产生的最多。

(

)4．氧气作为反应物参与有氧呼吸的第二、三阶段。

(

)提示：氧气参与有氧呼吸的第三阶段。5．有氧呼吸的第三阶段既消耗水又产生水。

(

)提示：有氧呼吸的第二阶段消耗水，第三阶段产生水。√××材料1

将酵母菌细胞破碎后进行离心处理，获得上清液(细胞质基质)和沉淀物(线粒体)两部分，与未离心处理过的酵母菌培养液分别放入3支试管内，往3支试管内分别加入等量的氧气、葡萄糖、荧光素和荧光素酶，一段时间后，检测各试管内的变化情况。组别自变量实验结果1号线粒体葡萄糖的量不变，没有荧光2号细胞质基质葡萄糖的量减少，有丙酮酸生成，微弱荧光出现3号线粒体和细胞质基质葡萄糖的量减少，有CO2生成以及较强荧光出现材料2

使用超声波将线粒体破碎，分离线粒体膜状结构和线粒体基质，加入等量的氧气、丙酮酸、荧光素和荧光素酶，一段时间后，检测各试管变化情况。组别自变量实验结果4号只含线粒体膜状结构丙酮酸的量不变，没有荧光出现5号只含线粒体基质丙酮酸减少，产生CO2，微弱荧光出现6号有线粒体膜状结构和基质丙酮酸减少，产生CO2，较强的荧光出现材料3

超声波震碎了线粒体之后，内膜自然卷成了颗粒朝外的小囊泡。这些小囊泡具有氧化[H]的功能。当用胰蛋白酶处理后，这些小囊泡不再具有氧化[H]的功能。当把这些小颗粒装上去之后，小囊泡重新具有了氧化[H]的功能。这些小颗粒后来被证实是一系列线粒体内膜上的酶。1．材料1、2中的荧光素和荧光素酶有什么作用？提示：荧光素和荧光素酶的作用是检测ATP含量的多少。2．由材料1的实验结果可知：物质发生了什么变化？这些变化发生的部位能量又有什么变化？提示：葡萄糖在细胞质基质中被分解成了丙酮酸，并且有少量ATP生成；在线粒体内丙酮酸被分解产生了CO2，并且有大量ATP生成。3．由材料2分析丙酮酸被分解的部位？从实验结果可得到的推论是什么？提示：在线粒体基质中丙酮酸被分解。推论1：丙酮酸分解发生在线粒体基质中，并且产生CO2，释放少量能量；推论2：线粒体基质分解丙酮酸后，在线粒体膜状结构上继续发生反应合成较多的ATP。4．通过材料3的上述事实可以确定在线粒体内膜上发生了什么样的反应？提示：在线粒体内膜上发生了[H]的氧化，即[H]和氧气发生反应。[深化归纳]1．有氧呼吸中氧元素的来源和去路2．有氧呼吸中[H]和ATP的来源和去路物质来源去路[H]C6H12O6和H2O第三阶段与O2结合生成水ATP三个阶段都产生用于各项生命活动3．能量代谢有氧呼吸三个阶段都释放能量产生ATP，细胞呼吸释放的能量大部分以热能形式散失，少部分转移到ATP中。[对点练习]3．下图是细胞有氧呼吸过程简图，下列说法错误的是(

)A．过程①的场所是细胞质基质B．a代表的是氧气，参与有氧呼吸的第三阶段C．b代表二氧化碳，是有氧呼吸第二阶段产物D．只有过程①会释放出少量能量，生成少量ATP√D

[过程①指的是有氧呼吸的第一阶段，场所是细胞质基质，A正确；a与[H]结合，形成水，故a代表的是氧气，参与有氧呼吸的第三阶段，B正确；水与丙酮酸反应生成b和[H]，故b代表二氧化碳，是有氧呼吸第二阶段产物，C正确；过程①会释放出少量能量，生成少量ATP，过程②包括有氧呼吸的第二、三阶段，该过程中也会产生ATP，且在第三阶段产生大量ATP，D错误。]4．如图甲是绿色植物在晴朗的白天有氧呼吸各阶段的反应示意图，其中1～7表示能量或物质，图乙是线粒体简图。下列叙述错误的是(

)A．图甲中2→3过程，所有活细胞内都能进行B．图甲中3→6过程，发生在图乙的②处C．图乙的③处能发生图甲中生成4的反应D．叶肉细胞内产生的6将全部释放到大气中√D

[图甲中2→3过程表示细胞呼吸的第一阶段，而活细胞都能进行细胞呼吸(有氧呼吸或无氧呼吸)，A正确；图甲中3→6过程表示有氧呼吸的第二阶段，场所是线粒体基质，即图乙的②处，B正确；图乙中③处为线粒体内膜，是进行有氧呼吸第三阶段的场所，发生[H]与O2结合生成水的过程，图甲中4表示水，C正确；白天叶肉细胞中线粒体产生的6(CO2)可用于光合作用，D错误。]易错提醒(1)葡萄糖是有氧呼吸最常利用的物质，但不是唯一的物质。(2)葡萄糖不能进入线粒体，需要在细胞质基质中分解为丙酮酸和[H]后，丙酮酸才能进入线粒体中进一步分解。(3)真核细胞中哺乳动物成熟的红细胞、蛔虫无线粒体，只能进行无氧呼吸。线粒体不是进行有氧呼吸必需的结构，如蓝细菌(原核生物)无线粒体，但能进行有氧呼吸。1．对比实验：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的实验。2．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。3．CO2可使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄。

1．如图为“探究酵母菌的细胞呼吸方式”的实验装置图。在正确操作的情况下，下列说法错误的是(

)课堂检测素养测评243题号15A．B、D瓶加入的酵母菌培养液等量B．A瓶中装的是NaOH溶液用于除去CO2C．一段时间内，C瓶中澄清石灰水变浑浊的程度高于E瓶D．用酸性重铬酸钾溶液检验C、E两瓶中是否含有酒精243题号15√D

[该实验的单一变量是是否通入空气，B、D瓶加入的酵母菌培养液应等量，这是对无关变量的控制，A正确；A瓶中加入NaOH是为了吸收空气中CO2，排除空气中CO2对实验结果的影响，B正确；酵母菌有氧呼吸产生的CO2多于无氧呼吸产生的CO2，所以一段时间后C瓶中澄清石灰水变浑浊的程度高于E瓶，C正确；实验结束后可以在B、D两瓶中加入酸性重铬酸钾溶液，观察颜色是否由橙色变成灰绿色，来检测是否产生酒精，D错误。]243题号152．图示某细胞器中发生的生命活动，①表示的物质最可能是(

)A．蛋白质 B．氨基酸C．丙酮酸 D．葡萄糖√243题号15C

[有氧呼吸是在氧气充足的条件下，细胞彻底氧化分解有机物产生二氧化碳和水同时释放能量的过程，图示过程表示呼吸作用，故该细胞器表示线粒体，丙酮酸能进入线粒体基质中被分解，C正确。]3．下图表示的是有氧呼吸过程，A～F表示物质，①②③表示过程，下列有关叙述不正确的是(

)A．可表示水的是E和FB．表示O2和CO2的分别是D和BC．①②③过程都是在细胞内的线粒体中完成的D．①②③过程中，产生能量最多的过程是③√243题号15C

[①②③过程中的②③在真核生物细胞内的线粒体中完成，①在细胞质基质中完成，C错误。]4．用含18O的葡萄糖跟踪有氧呼吸过程中的氧原子，可检测到18O的转移途径是(

)A．葡萄糖→丙酮酸→H2OB．葡萄糖→丙酮酸→O2C．葡萄糖→O2→H2OD．葡萄糖→丙酮酸→CO2243题号15√D

[有氧呼吸分三个阶段，葡萄糖中氧的转移过程为葡萄糖→丙酮酸→CO2。第三阶段产生的H2O中的氧全部来自O2。D符合题意。]5．如图为“探究酵母菌细胞呼吸的方式”的实验装置图，C、E瓶为澄清石灰水，请据图分析：243题号15(1)A瓶加入的试剂是____________，其目的是_______________________________________________，B中酵母菌细胞呼吸的场所为____