細(xì)胞呼吸的原理和應(yīng)用【備課精研+高效課堂】 高一上學(xué)期 生物人教版（2019）必修1

必修1第5章細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用第3節(jié)細(xì)胞呼吸的原理和應(yīng)用第1課時(shí)有氧呼吸教學(xué)目標(biāo)通過探究酵母菌的細(xì)胞呼吸方式，說出細(xì)胞呼吸的類型描述線粒體適于進(jìn)行有氧呼吸的結(jié)構(gòu)，說明有氧呼吸中物質(zhì)與能量的變化。科學(xué)素養(yǎng)1.生命觀念：闡述細(xì)胞呼吸過程中物質(zhì)和能量變化，形成物質(zhì)和能量觀；線粒體結(jié)構(gòu)與其功能相適應(yīng)，形成結(jié)構(gòu)與功能觀。2.科學(xué)思維：歸納與概括有氧呼吸三個(gè)階段，理解細(xì)胞呼吸實(shí)質(zhì)。3.科學(xué)探究：通過探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式，學(xué)習(xí)控制自變量、觀察和檢測(cè)因變量，認(rèn)識(shí)對(duì)比實(shí)驗(yàn)。呼吸作用實(shí)質(zhì)：細(xì)胞呼吸是否需要氧氣？生物在有氧和無氧條件下是否都能進(jìn)行細(xì)胞呼吸呢？（也叫細(xì)胞呼吸）氧化分解有機(jī)物，釋放能量細(xì)胞呼吸的方式探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式實(shí)驗(yàn)原理：酵母菌是一種單細(xì)胞真菌，在有氧和無氧條件下都能生存,屬于兼性厭氧型生物。細(xì)胞呼吸的方式

探究:1.提出問題2.作出假設(shè)3.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)5.得出結(jié)論6.表達(dá)交流4.進(jìn)行實(shí)驗(yàn)酵母菌有氧呼吸和無氧呼吸的產(chǎn)物分別是什么？假設(shè)酵母菌在有氧和無氧條件下均能進(jìn)行細(xì)胞呼吸。①有氧條件下產(chǎn)生二氧化碳，無氧條件下產(chǎn)生酒精；②有氧條件下產(chǎn)生酒精和二氧化碳，無氧條件下產(chǎn)生二氧化碳；③有氧和無氧條件下都產(chǎn)生了二氧化碳和酒精。細(xì)胞呼吸的方式3.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)①自變量、因變量分別是什么？②怎樣鑒定因變量？變量自變量:因變量:無關(guān)變量:細(xì)胞呼吸的條件細(xì)胞呼吸的產(chǎn)物：有氧無氧影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可變因素酒精、CO2保證酵母菌在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中正常生活CO2的檢測(cè)：1.通入澄清的石灰水：澄清→渾濁2.溴麝香草酚藍(lán)水溶液：藍(lán)→綠→黃細(xì)胞呼吸產(chǎn)物的檢測(cè)CO2多少：細(xì)胞呼吸的方式酒精的檢測(cè)：橙色的重鉻酸鉀溶液在酸性下與酒精發(fā)生反應(yīng)：橙色→灰綠色石灰水渾濁程度或產(chǎn)生渾濁的快慢或由藍(lán)→綠→黃所需時(shí)間長(zhǎng)短設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)裝置吸收通入空氣中的CO2細(xì)胞呼吸的方式為什么B錐形瓶封口放置一段時(shí)間后，再與第二個(gè)錐形瓶連接？（使酵母菌消耗瓶?jī)?nèi)的氧氣，造成無氧環(huán)境，防止瓶中O2的干擾，確保通入石灰水中的CO2來自酵母菌的無氧呼吸。）有氧裝置無氧裝置細(xì)胞呼吸的方式4.進(jìn)行實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)開始：A裝置（35°C)實(shí)驗(yàn)開始：B裝置（35°C)有氧呼吸無氧呼吸A裝置（35°C)B裝置（35°C)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行3小時(shí)細(xì)胞呼吸的方式溴麝香草酚藍(lán)水溶液：藍(lán)→綠→黃細(xì)胞呼吸的方式用溶有重鉻酸鉀的濃硫酸檢測(cè)酒精溶有重鉻酸鉀的濃硫酸+A裝置的2ml酵母菌濾液+B裝置的2ml酵母菌濾液灰綠色不變灰綠色細(xì)胞呼吸的方式實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：條件澄清石灰水/出現(xiàn)的時(shí)間重鉻酸鉀--濃硫酸溶液有氧無氧變混濁／快不出現(xiàn)灰綠色變混濁／慢出現(xiàn)灰綠色2、有氧呼吸產(chǎn)生大量CO2，

無氧呼吸產(chǎn)生少量CO2。1、酵母菌有氧呼吸產(chǎn)生CO2，無氧呼吸產(chǎn)生CO2和酒精。5.得出結(jié)論1、實(shí)驗(yàn)中是怎樣控制有氧和無氧條件的？問題探討：通過向A錐形瓶通入除去CO2的空氣，提供有氧環(huán)境：B錐形瓶密封，不通入空氣，提供無氧環(huán)境。2、如果該實(shí)驗(yàn)用溴麝香草酚藍(lán)水溶液檢驗(yàn)甲、乙兩裝置中的CO2，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象會(huì)是怎樣？3、酸性重鉻酸鉀可以檢測(cè)酒精的原理，在日常生活中有什么用處？甲裝置中溴麝香草酚藍(lán)水溶液由藍(lán)變綠再變黃所需時(shí)間短，乙裝置所需時(shí)間長(zhǎng)可用于檢測(cè)司機(jī)是否酒后駕車等。

易錯(cuò)提示

1、酵母菌在有氧和無氧條件下進(jìn)行細(xì)胞呼吸的產(chǎn)物是否相同？為什么只檢測(cè)CO2并不能確定酵母菌的呼吸方式？不相同。因?yàn)橛醒鹾蜔o氧條件下均可產(chǎn)生CO2。2、如何確定酵母菌通過細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的CO2量的多少？3、如何確定酵母菌通過無氧呼吸產(chǎn)生的酒精的多少？根據(jù)石灰水變渾濁的程度或溴麝香草酚藍(lán)水溶液變成黃色的時(shí)間長(zhǎng)短。根據(jù)重鉻酸鉀變成灰綠色所需時(shí)間的長(zhǎng)短。4、配制葡萄糖溶液時(shí)，對(duì)葡萄糖溶液進(jìn)行煮沸、冷卻的目的？5、甲組中NaOH的作用？間歇性通空氣的原因？葡萄糖溶液煮沸的目的：加熱殺死雜菌；排出葡萄糖溶液中溶解的氧氣。NaOH的作用：吸收CO2，保證通入酵母菌培養(yǎng)液中的氣體不含CO2，避免對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾。葡萄糖溶液煮沸后冷卻的目的：防止酵母菌體內(nèi)的酶高溫下失活。間歇性通空氣的原因：使NaOH充分吸收CO2，保證通入澄清石灰水的CO2酵母菌產(chǎn)生。6、(實(shí)踐應(yīng)用)釀酒業(yè)常用的菌種是酵母菌，在利用酵母菌釀酒時(shí)，發(fā)酵池往往封入一部分空氣，為什么？酵母菌是兼性厭氧菌，有氧時(shí)進(jìn)行有氧呼吸，大量繁殖獲得大量菌種，把氧氣耗盡，然后進(jìn)行無氧呼吸產(chǎn)生酒精。二、有氧呼吸外膜線粒體的結(jié)構(gòu)示意圖內(nèi)膜基質(zhì)嵴(1)場(chǎng)所：主要在線粒體細(xì)胞C6H12O6能量（少量）2丙酮酸（2C3H4O3

）4[H]酶6H2O能量（少量）20[H]酶6CO212H2O+能量（大量）

酶6O2細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)第一階段第三階段第二階段線粒體（主要）（2）過程有氧呼吸有氧呼吸第一階段：C6H12O62C3H4O3+4[H]+少量能量酶細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)第二階段：2C3H4O3+6H2O6CO2+20[H]+少量能量酶線粒體基質(zhì)第三階段：24[H]+6O212H2O+大量能量酶線粒體內(nèi)膜有氧呼吸酶C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量（3）總反應(yīng)式：思考：此過程中原子轉(zhuǎn)移途徑？①有氧呼吸過程中物質(zhì)變化和能量變化的特點(diǎn)是什么？②C6H12O6能否進(jìn)入線粒體參與有氧呼吸？物質(zhì)變化：第一階段：1分子葡萄糖分解成2分子的丙酮酸，產(chǎn)生少量的[H]。第二階段：丙酮酸和水徹底分解成CO2和[H]。第三階段：前兩階段產(chǎn)生的[H]，經(jīng)一系列反應(yīng)，與O2結(jié)合形成水。有機(jī)物(葡萄糖)中的穩(wěn)定的化學(xué)能，經(jīng)過一系列的化學(xué)反應(yīng)逐步釋放；這些能量大部分以熱能的形式散失，少部分儲(chǔ)存在ATP中。不能，只能是丙酮酸進(jìn)入。2、有氧呼吸問題探討：③有氧呼吸的生成物CO2和H2O分別產(chǎn)生于有氧呼吸的第幾階段？④有氧呼吸的生成物CO2中的C和O分別來自哪里？有氧呼吸的生成物H2O中的O從何而來？

有氧呼吸的生成物CO2產(chǎn)生于有氧呼吸的第二階段；有氧呼吸的生成物H2O產(chǎn)生于有氧呼吸的第三階段。有氧呼吸的生成物CO2中的C來自葡萄糖，O來自葡萄糖和水。有氧呼吸的生成物H2O中的O來自氧氣。⑤有氧呼吸過程中哪幾個(gè)階段有[H]產(chǎn)生？其去向？⑥有氧呼吸過程中哪幾個(gè)階段有ATP產(chǎn)生？最多的是哪一個(gè)階段？有氧呼吸過程中第一、二階段均有[H]產(chǎn)生，其消耗發(fā)生在第三階段，與氧氣結(jié)合形成水。有氧呼吸三個(gè)階段都有ATP產(chǎn)生，第三階段產(chǎn)生的ATP最多。有氧呼吸C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量

能量（2870kJ）997.28KJ其余以熱能形式散失ATP酶1moL≈3234.75%絕大多數(shù)以熱能形式散失有氧呼吸（4）有氧呼吸概念：細(xì)胞在氧的參與下，通過多種酶的催化作用，把葡萄糖等有機(jī)物徹底氧化分解，產(chǎn)生CO2和H2O，釋放能量,生成大量ATP的過程。下列分別屬于有氧呼吸的第幾階段：①產(chǎn)生CO2的階段（）②產(chǎn)生H2O的階段（）③氧氣參與的階段（）④產(chǎn)生ATP的階段（

）⑤產(chǎn)生ATP最多的階段（）二三三一、二、三三課堂小結(jié)一、細(xì)胞呼吸的方式—探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式二、有氧呼吸

課堂檢測(cè)1.下圖是探究酵母菌呼吸類型的裝置，如果裝置一中紅色液滴向左移，裝置二中紅色液滴向右移，證明酵母菌(

)A.只進(jìn)行有氧呼吸B.只進(jìn)行無氧呼吸C.可能死亡D.既進(jìn)行有氧呼吸又進(jìn)行無氧呼吸D2.下圖為“探究酵母菌的呼吸方式”的實(shí)驗(yàn)裝置，有關(guān)敘述正確的是(

)A.該實(shí)驗(yàn)需設(shè)置有氧和無氧兩種條件的對(duì)比實(shí)驗(yàn)，其中乙組作為對(duì)照組B.若向B瓶和D瓶中加入酸性重鉻酸鉀溶液，則D瓶?jī)?nèi)的溶液會(huì)變黃C.可根據(jù)溴麝香草酚藍(lán)水溶液變黃的時(shí)間長(zhǎng)短，來檢測(cè)CO2的產(chǎn)生速率D.若C瓶和E瓶中溶液都變混濁，不能據(jù)此判斷酵母菌的呼吸方式C3.在有氧呼吸過程中，進(jìn)入細(xì)胞中的氧將（）①與氫結(jié)合生成水②與碳結(jié)合生成二氧化碳③在線粒體中被消耗④在線粒體和細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中被消耗A.①③B.①④C.②③D.②④A4.有氧呼吸中產(chǎn)生能量最多的是（