【情境課堂】53細胞呼吸的原理和應用（第1課時）【情境課堂】高一生物教學課件（人教版2019必修1）

細胞呼吸的原理和應用第五章

第3節(jié)第五章

細胞的能量供應和利用本節(jié)聚焦細胞呼吸過程中能量是怎樣轉化的？有氧呼吸與無氧呼吸各有什么特點？細胞呼吸原理在生產和生活中有哪些應用？（共2課時）（第1課時）情

境一種既可以釀酒又可以發(fā)面的神奇生物！這種生物是？

酵母菌酵母菌的電鏡照片

1.酵母菌是真核生物還是原核生物？

多細胞還是單細胞？2.做饅頭、面包、釀酒等，都是利用了

。3.呼吸作用的實質是細胞內

，并釋放能量，也叫

。4.酵母菌在有氧和無氧的條件下都能生存，屬于

，因此便于用來研究細胞呼吸的不同方式。單細胞真菌酵母菌的呼吸作用有機物的氧化分解細胞呼吸兼性厭氧菌酵

母

菌酵母菌的光鏡照片探索新知

一

探究酵母菌細胞呼吸的方式提出問題作出假設設計實驗進行實驗分析結果得出結論酵母菌什么條件下產生CO2？什么條件下產生酒精？酵母菌有氧條件下產生CO2，無氧條件下產生酒精?？刂谱兞浚鹤宰兞?、因變量和無關變量分別是什么？觀測因變量：如何檢測CO2和酒精？思路：

分別創(chuàng)設有氧和無氧環(huán)境，在相同且適宜的條件下培養(yǎng)酵母菌，觀測酵母菌在兩種條件下的細胞呼吸產物?！咎剿餍轮?】一、探究實踐：探究酵母菌細胞呼吸的方式①澄清的石灰水②溴麝香草酚藍水溶液澄清→渾濁藍→綠→黃橙色→灰綠色

酸性重鉻酸鉀

重鉻酸鉀+酒精酒精的檢測CO2的檢測思考：呼吸方式或呼吸強度不同，如何比較產生CO2的多少？【探索新知1】一、探究實踐：探究酵母菌細胞呼吸的方式根據石灰水的混濁程度或溴麝香草酚藍溶液變成黃色的時間長短?！咎剿餍轮?】一、探究實踐：探究酵母菌細胞呼吸的方式【任務①】觀看實驗視頻，回答表格問題：條件澄清石灰水/出現(xiàn)的時間重鉻酸鉀-濃硫酸溶液有氧無氧結論條件澄清石灰水/出現(xiàn)的時間重鉻酸鉀-濃硫酸溶液有氧無氧結論變渾濁/早變渾濁/晚無變化灰綠色酵母菌在有氧和無氧條件下都能進行細胞呼吸。在有氧條件下，酵母菌通過細胞呼吸產生大量的CO2和水；在無氧條件下，酵母菌通過細胞呼吸產生酒精，還產生少量的CO2?！咎剿餍轮?】一、探究實踐：探究酵母菌細胞呼吸的方式【任務①】觀看實驗視頻，回答表格問題：【探索新知1】一、探究實踐：探究酵母菌細胞呼吸的方式【任務②】根據課本，繼續(xù)完成思考與討論：1.10%的NaOH的作用？2.為什么B瓶應封口放置一段時間，再連通澄清石灰水？除去空氣中的CO2B瓶封口后還存在一定量的O2，靜置一段時間讓酵母菌將這部分氧氣消耗盡。3.怎樣保證酵母菌在整個實驗過程中能正常生活？4.本實驗有對照組嗎？

本實驗的兩組都是實驗組。適時適量向酵母菌培養(yǎng)液添加葡萄糖液對照實驗不僅包括對照組和實驗組的對照，還包括多個實驗組之間的對比(即對比實驗)。所以，對比實驗一定是對照實驗，因為它符合單一變量原則，但是，對照實驗不一定是對比實驗，因為它還可能是空白對照組與單個實驗組之間的對照。對比實驗對照實驗實驗組1：實驗組2：對照組：實驗組：結果未知結果未知結果已知結果未知【例2】下圖為“探究酵母菌細胞呼吸的方式”的實驗裝置,有關敘述正確的是()A.該實驗需設置有氧和無氧兩種條件的對比實驗,其中乙組作為對照組B.若取B瓶和D瓶中液體分別加入酸性重鉻酸鉀溶液,則D瓶內的溶液會變黃《金版學案》P109對點練習CC.若將澄清石灰水換成溴麝香草酚藍水溶液,則可根據溶液變黃的時間長短,來檢測CO2的產生速率D.根據C瓶和E瓶中石灰水的渾濁程度不能判斷酵母菌的呼吸方式與生活的聯(lián)系1

查酒駕

交警查酒駕時常用的儀器中一般含有重鉻酸鉀。

當含有酒精的氣體被吹入儀器中，酒精會與重鉻酸鉀溶液接觸并發(fā)生反應。交警通過觀察儀器中溶液顏色的變化就能判斷司機是否飲酒及大致的飲酒程度。

儀器還會根據顏色變化的程度進行定量分析，進而得出具體的酒精含量數據，以此作為判定酒駕或醉駕的依據。情境（續(xù)）發(fā)面過程中涉及酵母菌的哪類呼吸方式？

有氧呼吸和無氧呼吸兩種類型！

面粉加了酵母和水后，先和面，然后用保鮮膜覆蓋。一段時間后，發(fā)現(xiàn)面團里面有很多小孔，保鮮膜上有水珠，并且面團早期沒有酒味，而后期會有酒味。探索新知

二

有氧呼吸有氧呼吸的主要場所：線粒體外膜內膜DNA/RNA核糖體嵴基質分布有氧呼吸的酶線粒體有哪些適應有氧呼吸的結構特點？①線粒體內膜向內折疊形成嵴，大大增加了線粒體的內膜表面積②線粒體內膜和基質中含有許多種與有氧呼吸有關的酶?！咎剿餍轮?】二、有氧呼吸【探索新知2】二、有氧呼吸【任務③】分析資料《金版學案P109》，探討問題：實驗一:將酵母菌細胞破碎后進行離心處理,獲得上清液和沉淀物兩部分,與未經處理的酵母菌培養(yǎng)液分為三組,分別標記。然后向其中分別加入等量的氧氣、葡萄糖、熒光素和熒光素酶,一段時間后,檢測各試管內的變化情況。1號試管:只含線粒體。

2號試管:只含細胞質基質。3號試管:有線粒體和細胞質基質。一段時間后,各試管內的變化情況如下：1號試管:葡萄糖的量不變,沒有熒光出現(xiàn)。2號試管:葡萄糖的量減少,有丙酮酸生成,出現(xiàn)微弱熒光。3號試管:葡萄糖的量減少,有CO2生成以及較強的熒光。(1)葡萄糖能否被線粒體分解?

。

(2)葡萄糖在

中分解,生成丙酮酸,生成____ATP。(3)丙酮酸在線粒體中分解產生CO2,生成

ATP。

細胞質基質不能少量少量【探索新知2】二、有氧呼吸實驗二:使用超聲波將線粒體破碎,分離線粒體膜狀結構和線粒體基質,加入等量的氧氣、丙酮酸、熒光素和熒光素酶,一段時間后,檢測各試管內的變化情況。4號試管:只含線粒體膜狀結構。5號試管:只含線粒體基質。6號試管:有線粒體膜狀結構和線粒體基質。

一段時間后,各試管內的變化情況如下。4號試管:丙酮酸的量不變,沒有熒光出現(xiàn)。5號試管:丙酮酸減少,產生CO2,出現(xiàn)微弱熒光。6號試管:丙酮酸減少,產生CO2,出現(xiàn)較強的熒光?！救蝿闸邸糠治鲑Y料《金版學案P109》，探討問題：(4)丙酮酸分解發(fā)生在

中,并且產生CO2,釋放

ATP。(5)丙酮酸被分解后,在

上繼續(xù)發(fā)生反應,產生

ATP。

線粒體膜狀結構線粒體基質少量大量【探索新知2】二、有氧呼吸【任務③】分析資料《金版學案P109》，探討問題：實驗三:關于[H]的研究有一個非常有趣的實驗。超聲波震碎了線粒體之后,內膜自然卷成了顆粒朝外的小囊泡。這些小囊泡具有氧化[H]的功能。當用胰蛋白酶處理小顆粒后,這些小囊泡不再具有氧化[H]的功能。當把這些小顆粒裝上去之后,小囊泡重新具有了氧化[H]的功能。這些小顆粒后被證實是線粒體內膜上的酶。

(6)通過以上事實可以確定在線粒體內膜上發(fā)生了什么樣的反應?在線粒體內膜上氧氣與[H]發(fā)生了反應。【探索新知2】二、有氧呼吸【任務③】根據剛才的資料分析，結合課本，總結有氧呼吸的三個過程：第一階段第二階段第三階段場所：物質變化：產能情況：場所：物質變化：產能情況：場所：物質變化：產能情況：細胞質基質線粒體基質線粒體內膜葡萄糖酶2丙酮酸+少量[H]少量酶CO2+大量[H]

丙酮酸+H2O少量酶H2O[H]+O2大量C3H4O3葡萄糖丙酮酸[H]CO2能量

H2OO2酶酶酶①②⑥⑦③⑤H2O④線粒體基質線粒體內膜少量少量大量根據所學知識，繼續(xù)構建有氧呼吸的概念模型：細胞質基質【探索新知2】二、有氧呼吸【任務③】根據所學，繼續(xù)總結有氧呼吸有關知識：1.由你構建的模型可概括出有氧吸的概念是？2.反應物和最終產物由哪些？總結總化學反應式？

細胞在氧的參與下，通過多種酶的催化作用，把葡萄糖等有機物徹底氧化分解，產生二氧化碳和水，釋放能量，生成大量ATP的過程。C6H12O6+6O2

+6H2O6CO2+12H2O+能量酶3.結合三個階段的化學反應，分析反應物中O元素的最終去向？4.箭頭可以寫成等號嗎？能量可以寫成ATP嗎？3.有氧呼吸一定要線粒體參與嗎？不一定！不可以如：藍細菌可進行有氧呼吸1molATP水解3釋放的能量為30.54kJ，977.28÷30.54=32moL977.28÷2870=34%【探索新知2】二、有氧呼吸能量得到充分利用，逐步轉移至ATP中，有序釋放給需要能量的生命活動供能?！督滩摹稰963.將酵母菌培養(yǎng)液進行離心處理。把沉淀的酵母菌破碎后，再次離心處為只含有酵母菌細胞質基質的上清液和只含有酵母菌細胞器的沉淀物兩部分，與未離心處理過的酵母菌培養(yǎng)液分別放入甲、乙、丙3支試管中，并向這3支試管內同時滴入等量、等濃度的葡萄糖溶液。在有氧條件下，最終能產生CO2和H2O的試管是（

）A.甲B.丙C.甲和乙D.丙和乙對點練習B《金版學案》P110對點練習【例3】(2022·廣東汕頭)線粒體是細胞的“動力車間”,細胞生命活動所需的能量大約95%來自線粒體。下圖是線粒體的結構模式圖,下列相關描述正確的是(

)A.①上的蛋白質種類和數量比②多B.葡萄糖在該細胞器中氧化分解為

無機物,釋放大量能量C.③為線粒體基質,是[H]與O2反應生成H2O的場所D.心臟功能的維持需要消耗大量能量,因此心肌細胞中含有較多的線粒體D【例4】用18O標記的葡萄糖跟蹤有氧呼吸過程中的18O的轉移途徑,可檢測到的順序是()A.葡萄糖→丙酮酸→CO2

B.葡萄糖→丙酮酸→O2C.葡萄糖→O2→H2O

D.葡萄糖→丙酮酸→H2OA《金版學案》P110對點練習下節(jié)課前提問1.酵母菌是一種

，在有氧和無氧的條件下都能生存，屬于

。2.根據

渾濁程度或

水溶液由藍變綠再變黃的時間長短，可以檢測CO2的產生情況。3.