5.3 细胞呼吸的原理和应用 课件 （第1课时） 高一上学期生物人教版必修1

第1课时第5章细胞的能量供应和利用人教版高中生物必修1细胞呼吸的方式和有氧呼吸第5章

第3节

细胞呼吸的原理和应用

学习目标1.设计探究酵母菌细胞呼吸方式的实验装置和实施方案，观察实验结果，得出正确结论。2.运用结构与功能观，理解线粒体是有氧呼吸的主要场所，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，概述物质与能量变化。发面中会有很多的小孔，保鲜膜上有水珠，而且在发面时，早期并没有酒味，而后期会有酒味。2.面团上的小孔是怎么产生的呢？保鲜膜上为什么会有水珠？3.为什么早期没有酒味而后期会有酒味呢？1.发面主要与什么微生物有关？4.酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸产生的物质分别是什么呢？细胞呼吸的方式一有氧呼吸二目录细胞呼吸？

定义：是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他产物，释放出能量并产生ATP的过程。呼吸作用的实质：

是细胞内的有机物氧化分解，并释放能量。【注意】呼吸≠呼吸作用实验原理(1)酵母菌是一类单细胞真菌，在有氧和无氧条件下都能生存，属于兼性厌氧菌，因此便于用来研究细胞呼吸的不同方式。(2)酵母菌细胞呼吸以葡萄糖作为底物时，通过测定有氧和无氧条件下细胞呼吸的产物，来确定细胞呼吸的类型及对应产物。探究酵母菌细胞呼吸的方式任务一实验原理CO2的检测①通入澄清的石灰水：②使溴麝香草酚蓝水溶液：酒精的检测酸性重铬酸钾溶液：澄清→浑浊蓝→绿→黄橙色→灰绿探究酵母菌细胞呼吸的方式任务一提出问题作出假设设计实验酵母菌在什么条件下使葡萄糖发酵产生酒精？酵母菌在有氧和无氧的条件下产生的二氧化碳是否一样多？实验组组A：有氧呼吸组组B：无氧呼吸组（对比实验）如何控制有氧和无氧的条件？怎样鉴定有无酒精产生？怎样鉴定有无CO2产生？如何比较CO2产生的多少？无氧CO2和酒精产生CO2有氧产生多核心归纳对比实验是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，也叫相互对照实验。对比实验不设对照组，均为实验组，是对照实验的一种特殊形式。P92分析变量自变量：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（温度、葡萄糖溶液浓度、酵母菌活性等）酒精、CO2对比实验和对照实验实验步骤思考：以上锥形瓶中的溶液在实验中的作用分别是什么？如何比较CO2产生的多少？

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？根据石灰水的浑浊程度可以让酵母菌消耗完瓶中原有氧气，创造无氧环境。吸收空气中的CO2检测CO2的产生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程度高／快不变灰绿色变混浊程度低／慢出现灰绿色加入重铬酸钾A:有氧条件下；B:无氧条件下1.酵母菌在有氧的条件下通过细胞呼吸产生大量二氧化碳，不产生酒精；2.酵母菌在无氧条件下通过细胞呼吸产生少量二氧化碳，同时也产生了酒精。实验结论与社会的联系汽车司机酒驾检测饮酒驾车是指车辆驾驶人员血液中的酒精含量大于或者等于20mg/100ml，小于80mg/100ml的驾驶行为。醉酒驾车是指车辆驾驶人员血液中的酒精含量大于或者等于80mg/100ml的驾驶行为。跟踪训练1.(2023·肇庆高一期末)如图是某同学制作的探究酵母菌细胞呼吸方式的实验装置，下列叙述正确的是A.实验中可依据澄清石灰水是否变浑浊来判断细胞呼吸的方式B.甲装置中空气先通过NaOH溶液的目的是去除空气中的CO2C.在酸性条件下，乙醇可使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄D.乙装置中B瓶连接后即可连通盛有澄清的石灰水的锥形瓶进行实验√跟踪训练酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸都产生CO2，所以不能依据澄清石灰水是否变浑浊来判断酵母菌细胞呼吸的方式，A错误；甲装置中添加质量分数为10%的NaOH溶液的目的是吸收空气中的CO2，排除空气中的CO2对实验结果的干扰，B正确；CO2可使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄，C错误；乙装置中的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，消耗掉瓶中原有的氧气，以保证引起澄清的石灰水变浑浊是由无氧呼吸产生的CO2所致，D错误。跟踪训练2.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.实验中将葡萄糖溶液煮沸的目的是灭菌和去除溶液中的O2B.可以根据石灰水的浑浊程度或溴麝香草酚蓝溶液变成黄色的时间长短

检测CO2产生情况C.葡萄糖也能与酸性重铬酸钾反应发生颜色变化，所以应该等葡萄糖充

分消耗完以后再进行酒精的检测D.该实验通过设置有氧和无氧两种条件探究酵母菌细胞呼吸的方式，其

中有氧条件为实验组，无氧条件为对照组√跟踪训练该实验通过设置有氧和无氧两种条件探究酵母菌细胞呼吸的方式，运用对比实验法，有氧条件和无氧条件都是实验组，D错误。1.酵母菌是什么生物，有线粒体吗？2.有线粒体的功能是什么？刚才实验以酵母菌进行实验，我们回顾一下它的知识。细胞呼吸的方式一有氧呼吸二目录线粒体细胞在氧的参与下，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。外膜内膜DNA核糖体嵴基质内膜的某些部位向线粒体的内腔折叠形成嵴，嵴使内膜的表面积大大增加。线粒体的内膜上和基质中含有许多种与有氧呼吸有关的酶。概念1反应的主要场所2分析有氧呼吸的过程任务二资料一

分离酵母菌的不同结构，分别加入相同浓度葡萄糖溶液，在其他条件均适宜的条件下，发现细胞质基质和细胞匀浆组中，葡萄糖(C6H12O6)减少的同时，丙酮酸(C3H4O3)含量增加，而线粒体组中葡萄糖不变。A组B组C组细胞质基质线粒体细胞匀浆(细胞质基质和线粒体)

(1)阅读分析资料一：葡萄糖分解的场所是__________，分解后的产物是_______。细胞质基质丙酮酸分析有氧呼吸的过程任务二资料二

科学家改进实验，将检测指标改为氧气的消耗量，加入的物质为丙酮酸时，发现细胞质基质组溶解氧的含量不变，而线粒体组和细胞匀浆组溶解氧的含量下降。(2)阅读分析资料二：消耗氧气的场所是__________。线粒体分析有氧呼吸的过程任务二(3)阅读分析资料三：产生能量较多的场所是_______，产生能量较少的场所是__________。细胞质基质线粒体资料三

能量可使荧光素发光，发光的强弱与能量的多少有关。在上述实验装置中加入荧光素等物质，结果如表所示。加入物质线粒体组细胞质基质组匀浆组葡萄糖无荧光较弱荧光较强荧光丙酮酸较强荧光无荧光较强荧光分析有氧呼吸的过程任务二(4)综合分析资料一、二、三，结合教材P92～93，写出有氧呼吸总反应方程式，并标注反应物葡萄糖、氧气和水中的氧的去向。有氧呼吸过程3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酶热能葡萄糖CO2+H2O能量ADP＋PiATP用于各项生命活动2870kJ约34.05％（体温的来源）有氧呼吸的能量利用特点核心归纳1.总反应式剖析有氧呼吸反应式中的能量与ATP的关系：有氧呼吸各个阶段的反应式和总反应式中的能量都不能写成ATP，因为ATP并不是有氧呼吸的直接产物，只是糖类等有机物氧化分解时释放的部分能量可以用于合成ATP。核心归纳2.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、蛔虫中无线粒体，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。跟踪训练3.如图为线粒体的结构示意图。在相应区域中会发生的生物过程是A.②处发生葡萄糖的分解B.①中的O2穿过内膜耗能C.②处丙酮酸分解为CO2和H2OD.③处[H]与O2结合生成水√跟踪训练②处为线粒体基质，葡萄糖的分解发生在细胞质基质，A不符合题意；①是膜间隙，其中的O2往线粒体基质扩散，穿过内膜的方式为自由扩散，不消耗能量，B不符合题意；②处为线粒体基质，H2O是在线粒体内膜上形成的，C不符合题意；③处为线粒体内膜，此处[H]与O2结合生成水，D符合题意。跟踪训练4.线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所。研究发现，经常运动的人肌细胞中线粒体数量通常比缺乏锻炼的人多。下列与线粒体有关的说法，正确的是A.葡萄糖在线粒体中分解释放大量能量B.线粒体内膜上的酶可以参与丙酮酸的分解C.肌细胞有氧呼吸形成水的[H]来源于细胞质基质和线粒体基质D.进行有氧运动时，细胞内葡萄糖氧化分解释放的能量大部分储存在ATP中√跟踪训练葡萄糖在细胞质基质中分解，A错误；丙酮酸在线粒体基质中分解，相关酶分布在线粒体基质中，B错误；有氧呼吸第三阶段形成水的[H]来源于细胞质基质(有氧呼吸第一阶段场所)和线粒体基质(有氧呼吸第二阶段场所)，C正确；进行有氧运动时，细胞内葡萄糖氧化分解释放的能量大部分以热能的形式散失，D错误。夯基础查落实1.呼吸作用的实质是细胞内的有机物氧化分解，并释放能量，因此也叫细胞呼吸。2.CO2可使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄。3.在酸性条件下，橙色的重铬酸钾溶液与酒精反应变成灰绿色。4.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。5.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。要语必背6.有氧呼吸的反应式：C6H12O6＋6H2O＋6O26CO2＋12H2O＋能量。7.有氧呼吸的三个阶段阶段场所原料产物能量第一阶段细胞质基质葡萄糖丙酮酸、[H]少量能量第二阶段线粒体基质丙酮酸、水CO2、[H]少量能量第三阶段线粒体内膜[H]、O2水大量能量8.在细胞内，1mol葡萄糖彻底氧化分解可以释放出2870kJ的能量，可使977.28kJ左右的能量储存在ATP中，其余的能量则以热能的形式散失掉了。长句表达1.“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验装置中B瓶(无氧呼吸装置)应封口放置一段时间后，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶的原因是__________________________________________________________。2.配制酵母菌培养液时，必须将煮沸的葡萄糖溶液冷却到常温，才可加入新鲜酵母菌，煮沸的目的是___________________________________________________________________________________________________。3.应将酵母菌的培养时间适当延长以耗尽溶液中的葡萄糖，原因是_________________________________________。4.粮食储藏过程中有时会发生粮堆湿度增大现象，其原因是________________