细胞呼吸的原理与应用（第一课时细胞呼吸的方式和有氧呼吸）（件）高一生物（人教版2019必修1）

新教材•人教版•必修一5.3细胞呼吸的原理与应用-1细胞呼吸的方式和有氧呼吸【教学过程】TeachingProcess1.概念图3.教学总结、综合2.课堂教

学内容4.课堂练习巩固典型习题规律总结细胞呼吸的方式探究•实践有氧呼吸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。讨论：1.都是培养酵母菌，为什么有的需要通气，有的却需要密封？通气可以给酵母菌提供呼吸需要的氧气，利于酵母菌进行旺盛的细胞分裂；密封则是避免空气进入，便于酵母菌在无氧条件下分解有机食产生酒精。问题探讨发酵生产葡萄酒的车间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。讨论：2.为什么通气有利于酵母菌大量繁殖？在有氧条件下，酵母菌分解营养物质释放能量多，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。问题探讨发酵生产葡萄酒的车间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。讨论：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？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。问题探讨发酵生产葡萄酒的车间“呼吸”是指生物体或细胞吸入氧气和呼出二氧化碳的过程。一.细胞呼吸“呼吸作用”是指细胞内有机物分解释放能量的过程。事例1：馒头和面包里面都有一个个的小孔，都很松软，是因为发面时加入酵母菌，酵母菌细胞呼吸产生了CO2

，CO2受热膨胀。

二.细胞呼吸的方式事例2：酿酒过程中，酵母菌进行细胞呼吸产生了酒精。二.细胞呼吸的方式提出问题作出假设设计实验进行实验分析结果表达与交流（酵母菌可以进行有氧呼吸和无氧呼吸吗？）（酵母菌可以进行有氧呼吸和无氧呼吸）设计方案预期结果实验思路？分别给酵母菌提供有氧和无氧的条件，一段时间后检测其产物是否含酒精或二氧化碳无关变量: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如温度、酵母菌活性酒精、CO2自变量:因变量:二.细胞呼吸的方式探究•实践：酵母菌细胞呼吸的方式1.实验设计（1）实验材料：酵母菌培养液的配置（P一91）2.进行试验酵母菌作为探究呼吸方式的理想材料的理由是______________________。即在有氧气的条件下可进行

；在缺氧的条件下可进行

；有氧呼吸无氧呼吸酵母菌是兼性厌氧型生物二.细胞呼吸的方式酵母菌电镜图①CO2的检测：A.通入澄清的石灰水：B.使溴麝香草酚蓝水溶液：②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：澄清→浑浊蓝→绿→黄橙色→灰绿色（2）实验原理2.进行试验二.细胞呼吸的方式(3)实验步骤：①配置酵母菌培养液：(+

)②检测CO2的产生，装置组装：酵母菌

葡萄糖溶液efdc2.进行试验二.细胞呼吸的方式Ⅰ

有氧呼吸：A.有氧呼吸装置由

组成。B.NaOH溶液的作用是

。C.加入瓶中的葡萄糖溶液需加热并冷却的目的分别是：a.加热目的是

。b.冷却目的是

。e→c→d吸收空气中CO2，排除空气中CO2对实验结果的干扰加热以杀死其他微生物防止高温杀死酵母菌(3)实验步骤：2.进行试验二.细胞呼吸的方式

无氧呼吸：A.无氧呼吸装置由

组成。B.加入瓶中的葡萄糖溶液需加热并冷却的目的分别是：a.加热目的是

。b.冷却目的是

。C.f瓶放置一段时间再连接澄清的石灰水的目的是：

。f→d加热以杀死其他微生物及除去溶解氧防止高温杀死酵母菌将原有O2耗完，确保通入澄清的石灰水中的CO2只来自无氧呼吸(3)实验步骤：2.进行试验二.细胞呼吸的方式Ⅱ①配置酵母菌培养液②检测CO2的产生，装置组装③检测酒精的产生：自c、f中各取2mL酵母菌培养液的滤液分别注入编号为1、2的两支试管中→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ecdfd二.细胞呼吸的方式(3)实验步骤：(4)实验现象：2.进行试验二.细胞呼吸的方式条件澄清石灰水/出现的时间重铬酸钾--浓硫酸溶液有氧无氧变混浊／快变混浊／慢出现灰绿色不变灰绿色(4)实验现象：2.进行试验二.细胞呼吸的方式酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸C6H12O6CO2(大量)＋H2OC2H5OH＋CO2

(少量)酵母菌有O2无O2(5)实验结论：2.进行试验二.细胞呼吸的方式（1）鉴定酒精时处理将酵母菌培养液过滤后，去滤液进行酒精鉴定，原因是酵母菌培养液本身具有颜色且不透明，可能会对颜色反应产生遮盖和干扰，也可通过让学生闻有氧与无氧呼吸装置是否有酒精气味来替代用酸性重铬酸钾鉴定酒精。3.实验分析二.细胞呼吸的方式3.实验分析（2）用酸性重铬酸钾时，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重铬酸钾是强氧化剂，酵母菌培养液中的葡萄糖是还原性糖，同样也可以被重铬酸钾氧化，其颜色反应与酒精相同。因此，有氧与无氧装置中酸性重铬酸钾的颜色反应可能为葡萄糖所致。二.细胞呼吸的方式科学方法对比实验：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，这样的实验叫作对比实验，也叫相互对照实验。在上述实验的探究活动中，需要设置有氧和无氧两种条件，探究酵母菌在不同氧气条件下细胞呼吸的方式，这两个实验组的结果都是事先未知的，通过对比可以看出氧气条件对细胞呼吸的影响。对比实验也是科学探究中常用的方法之一。二.细胞呼吸的方式例1.如图是探究酵母菌细胞呼吸方式的实验装置．以下说法中正确的是（

）

A.两个装置均能使酸性重铬酸钾溶液变灰绿色B.装置乙在Ⅲ中滴加溴麝香草酚蓝水会由蓝变红C.装置乙中应让Ⅱ先放置一会再与Ⅲ连接D.装置甲中NaOH的作用是吸收Ⅰ处的CO2C二.细胞呼吸的方式测定O2消耗速率1.单位时间内红色液滴向左移动的距离代表单位时间内氧气的消耗量3.如何排除温度等非生物因素等对实验结果的干扰？2.如果待测生物是植物的话，需要对装置进行遮光，防止植物进行光合作用而干扰呼吸速率的测定。三.探究植物种子细胞呼吸的方式三.探究植物种子细胞呼吸的方式实验组对照组对照组：用等量的死的生物代替实验组中的生物，其他与实验组完全相同。实验组中液滴的移动是由生物因素和非生物因素(如：温度、压强等)引起的。对照组中液滴的移动只是由非生物因素引起的。甲组测定___________,记为x，乙组测定____________________________，记为y.O2吸收量与CO2释放量的差甲组乙组O2吸收量————呼吸商=Vco2Vo2=————|x-y|x三.探究植物种子细胞呼吸的方式（1）若甲组液滴________，乙组液滴________，则种子只进行以葡萄糖为底物的有氧呼吸。（2）若甲组液滴________，乙组液滴________，则种子只进行了无氧呼吸。左移不动不动右移三.探究植物种子细胞呼吸的方式甲组乙组（3）实验组单位时间内液滴左移a，若对照组单位时间内液滴左移b或右移c。则由呼吸引起的液滴移动为：____________a-b或a+c甲组乙组三.探究植物种子细胞呼吸的方式外膜内膜嵴基质1.线粒体有哪些适应有氧呼吸的结构有氧呼吸的主要场所含有与有氧呼吸有关的酶四.有氧呼吸1.线粒体具有内外两层膜，内膜的某些部位向线粒体内折叠形成嵴，以增加内膜的表面积。2.线粒体的内膜和线粒体基质中含有许多种与有氧呼吸有关的酶。思维训练:关于真核细胞线粒体的起源，科学家提出了一种解释：约几十亿年前，有一种真核细胞吞噬了原始的需氧细菌，被吞噬的细胞不仅没有被消化分解，反而在细胞中生存下来了。需氧细菌从宿主细胞那里得到丙酮酸氧化分解释放的能量。在共同生存繁衍的过程中，需氧细菌进化为宿主细胞内专门进行细胞呼吸的细胞器。运用证据和逻辑评价论点以下哪些证据支持这一论点，哪些不支持这一论点？1.线粒体内存在与细菌DNA相似的环状DNA2.线粒体内的蛋白质，有少数几种由线粒体DNA指导合成，绝大多数由核DNA指导合成。3.真核细胞内的DNA有极高比例的核苷酸序列经常不表现出遗传效应，线粒体DNA和细菌的却不是这样。4.线粒体能像细菌一样进行分裂增殖。支持：___________不支持：_________1、3、42四.有氧呼吸资料1：将酵母菌细胞破碎后进行离心处理，获得②上清液和①沉淀物两部分，与③未离心且处理过的酵母菌培养液分别加入等量的葡萄糖、荧光素和荧光素酶，一段时间后，检测各试管的变化情况。线粒体①细胞质基质②线粒体和细胞质基质③葡萄糖的量不变；没有荧光葡萄糖的量减少有丙酮酸生成微弱荧光出现分析实验结果：葡萄糖的量减少有CO2生成较强荧光出现1.葡萄糖能不能被线粒体分解？2.葡萄糖在什么位置首先被分解？生成了什么？3.生成的丙酮酸在什么位置被分解？生成了什么？不能葡萄糖在细胞质基质中分解，生成丙酮酸和少量能量。丙酮酸在线粒体中分解产生CO2和较多的能量。等量的葡萄糖、荧光素和荧光素酶等量的葡萄糖、荧光素和荧光素酶等量的葡萄糖、荧光素和荧光素酶四.有氧呼吸2.有氧呼吸的过程探索资料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，加入等量的丙酮酸、荧光素和荧光素酶，一段时间后，检测各试管的变化情况。线粒体膜状结构④线粒体基质⑤线粒体膜状结构和线粒体基质⑥丙酮酸的量不变;没有荧光丙酮酸的量减少;有CO2生成微弱荧光出现丙酮酸的量减少;有CO2生成较强荧光出现分析实验结果：1.丙酮酸分解发生在什么部位，生成了什么？2.⑥号试管为什么有较强荧光出现？丙酮酸在线粒体基质中分解，产生CO2，释放少量能量。线粒体基质分解丙酮酸后，在线粒体膜状结构继续发生反应释放较多的能量。等量的葡萄糖、荧光素和荧光素酶等量的葡萄糖、荧光素和荧光素酶等量的葡萄糖、荧光素和荧光素酶四.有氧呼吸2.有氧呼吸的过程探索2.有氧呼吸的过程探索资料3超声波震碎线粒体之后，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。这些小颗粒被证实是一系列线粒体内膜上的酶。通过以上事实可以确定在线粒体内膜上发生什么样的反应？谁在氧化[H]？线粒体内膜上的氧气与[H]发生了反应。四.有氧呼吸C6H12O62C3H4O3酶6CO24[H]能量少量ATP热能能量少量ATP热能酶6H2O20[H]12H2O6O2酶能量大量ATP热能线粒体细胞质基质②①③四.有氧呼吸（1）图解：注意：细胞呼吸产生的[H]是还原型辅酶I(NADH)的简化表示方式（2）有氧呼吸的过程（重点记忆）细胞质基质C6H12O62丙酮酸+4[H]线粒体基质2丙酮酸+6H2O6CO2+20[H]线粒体内膜24[H]+6O2

H2O葡萄糖的分解丙酮酸的分解水的生成四.有氧呼吸2.有氧呼吸的过程探索根据所学内容完成填表内容（2min）第1阶段第2阶段第3阶段场所条件反应物产物释放能量多少合成ATP多少细胞质基质C6H12O6酶线粒体内膜酶，O2线粒体基质H2O多丙酮酸，H2O[H]，O2少酶丙酮酸，[H]CO2，[H]多少少少四.有氧呼吸（3）尝试根据三个阶段的反应式，结合写化学方程式的方法。构建写出有氧呼吸总反应式。（1min）C6H12O62丙酮酸+4[H]+少量能量

酶2丙酮酸+6H2O6CO2+20[H]+少量能量

酶24[H]+6O2酶12H2O+大量能量

有氧呼吸总反应式：四.有氧呼吸2.有氧呼吸的过程探索C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量酶物质变化有机物（葡萄糖）无机物（CO2+H2O）能量变化有机物中稳定的化学能ATP中活跃的化学能+散失的热能四.有氧呼吸注意：①反应式中的能量不能写成ATP，因为葡萄糖中的能量只有一部分储存在ATP中。②反应式前后的H2O不能消去。反应过程中，在第二阶段消耗了水，而第三阶段生成了水。③反应式中间不能用等号，要用箭头。④反应条件“酶”不能省去。⑤不要认为细胞呼吸的底物只有葡萄糖，教材只是以葡萄糖在有氧条件下彻底氧化分解为例来介绍有氧呼吸过程。四.有氧呼吸

在细胞内，1mol的葡萄糖彻底氧化分解以后，释放的能量约为2870kJ，其中可使977.2