【情境課堂】53細(xì)胞呼吸的原理和應(yīng)用（第1課時）【情境課堂】高一生物教學(xué)課件（人教版2019必修1）

細(xì)胞呼吸的原理和應(yīng)用第五章

第3節(jié)第五章

細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用本節(jié)聚焦細(xì)胞呼吸過程中能量是怎樣轉(zhuǎn)化的？有氧呼吸與無氧呼吸各有什么特點？細(xì)胞呼吸原理在生產(chǎn)和生活中有哪些應(yīng)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(xì)胞還是單細(xì)胞？2.做饅頭、面包、釀酒等，都是利用了

。3.呼吸作用的實質(zhì)是細(xì)胞內(nèi)

，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(xì)胞呼吸的不同方式。單細(xì)胞真菌酵母菌的呼吸作用有機(jī)物的氧化分解細(xì)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(xì)胞呼吸的方式提出問題作出假設(shè)設(shè)計實驗進(jìn)行實驗分析結(jié)果得出結(jié)論酵母菌什么條件下產(chǎn)生CO2？什么條件下產(chǎn)生酒精？酵母菌有氧條件下產(chǎn)生CO2，無氧條件下產(chǎn)生酒精?？刂谱兞浚鹤宰兞俊⒁蜃兞亢蜔o關(guān)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(shè)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(xì)胞呼吸產(chǎn)物?！咎剿餍轮?】一、探究實踐：探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式①澄清的石灰水②溴麝香草酚藍(lán)水溶液澄清→渾濁藍(lán)→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(qiáng)度不同，如何比較產(chǎn)生CO2的多少？【探索新知1】一、探究實踐：探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式根據(jù)石灰水的混濁程度或溴麝香草酚藍(lán)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(xì)胞呼吸的方式【任務(wù)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(jié)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(jié)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(jìn)行細(xì)胞呼吸。在有氧條件下，酵母菌通過細(xì)胞呼吸產(chǎn)生大量的CO2和水；在無氧條件下，酵母菌通過細(xì)胞呼吸產(chǎn)生酒精，還產(chǎn)生少量的CO2?！咎剿餍轮?】一、探究實踐：探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式【任務(wù)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(xì)胞呼吸的方式【任務(wù)②】根據(jù)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(yīng)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(jié)果未知結(jié)果未知結(jié)果已知結(jié)果未知【例2】下圖為“探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式”的實驗裝置,有關(guān)敘述正確的是()A.該實驗需設(shè)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(nèi)的溶液會變黃《金版學(xué)案》P109對點練習(xí)CC.若將澄清石灰水換成溴麝香草酚藍(lán)水溶液,則可根據(jù)溶液變黃的時間長短,來檢測CO2的產(chǎn)生速率D.根據(jù)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(dāng)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(yīng)。交警通過觀察儀器中溶液顏色的變化就能判斷司機(jī)是否飲酒及大致的飲酒程度。

儀器還會根據(jù)顏色變化的程度進(jìn)行定量分析，進(jìn)而得出具體的酒精含量數(shù)據(jù)，以此作為判定酒駕或醉駕的依據(jù)。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(tuán)里面有很多小孔，保鮮膜上有水珠，并且面團(tuán)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(nèi)膜DNA/RNA核糖體嵴基質(zhì)分布有氧呼吸的酶線粒體有哪些適應(yīng)有氧呼吸的結(jié)構(gòu)特點？①線粒體內(nèi)膜向內(nèi)折疊形成嵴，大大增加了線粒體的內(nèi)膜表面積②線粒體內(nèi)膜和基質(zhì)中含有許多種與有氧呼吸有關(guān)的酶?！咎剿餍轮?】二、有氧呼吸【探索新知2】二、有氧呼吸【任務(wù)③】分析資料《金版學(xué)案P109》，探討問題：實驗一:將酵母菌細(xì)胞破碎后進(jìn)行離心處理,獲得上清液和沉淀物兩部分,與未經(jīng)處理的酵母菌培養(yǎng)液分為三組,分別標(biāo)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(nèi)的變化情況。1號試管:只含線粒體。

2號試管:只含細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)。3號試管:有線粒體和細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)。一段時間后,各試管內(nèi)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(qiáng)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(chǎn)生CO2,生成

ATP。

細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)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(jié)構(gòu)和線粒體基質(zhì),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(nèi)的變化情況。4號試管:只含線粒體膜狀結(jié)構(gòu)。5號試管:只含線粒體基質(zhì)。6號試管:有線粒體膜狀結(jié)構(gòu)和線粒體基質(zhì)。

一段時間后,各試管內(nèi)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(chǎn)生CO2,出現(xiàn)微弱熒光。6號試管:丙酮酸減少,產(chǎn)生CO2,出現(xiàn)較強(qiáng)的熒光?！救蝿?wù)③】分析資料《金版學(xué)案P109》，探討問題：(4)丙酮酸分解發(fā)生在

中,并且產(chǎn)生CO2,釋放

ATP。(5)丙酮酸被分解后,在

上繼續(xù)發(fā)生反應(yīng),產(chǎn)生

ATP。

線粒體膜狀結(jié)構(gòu)線粒體基質(zhì)少量大量【探索新知2】二、有氧呼吸【任務(wù)③】分析資料《金版學(xué)案P109》，探討問題：實驗三:關(guān)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(nèi)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(dāng)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(dāng)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(nèi)膜上的酶。

(6)通過以上事實可以確定在線粒體內(nèi)膜上發(fā)生了什么樣的反應(yīng)?在線粒體內(nèi)膜上氧氣與[H]發(fā)生了反應(yīng)?！咎剿餍轮?】二、有氧呼吸【任務(wù)③】根據(jù)剛才的資料分析，結(jié)合課本，總結(jié)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(zhì)變化：產(chǎn)能情況：場所：物質(zhì)變化：產(chǎn)能情況：場所：物質(zhì)變化：產(chǎn)能情況：細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)線粒體基質(zhì)線粒體內(nèi)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(zhì)線粒體內(nèi)膜少量少量大量根據(jù)所學(xué)知識，繼續(xù)構(gòu)建有氧呼吸的概念模型：細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)【探索新知2】二、有氧呼吸【任務(wù)③】根據(jù)所學(xué)，繼續(xù)總結(jié)有氧呼吸有關(guān)知識：1.由你構(gòu)建的模型可概括出有氧吸的概念是？2.反應(yīng)物和最終產(chǎn)物由哪些？總結(jié)總化學(xué)反應(yīng)式？

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(jié)合三個階段的化學(xué)反應(yīng)，分析反應(yīng)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(lán)細(xì)菌可進(jìn)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(zhuǎn)移至ATP中，有序釋放給需要能量的生命活動供能。《教材》P963.將酵母菌培養(yǎng)液進(jìn)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(xì)胞質(zhì)基質(zhì)的上清液和只含有酵母菌細(xì)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(nèi)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(chǎn)生CO2和H2O的試管是（

）A.甲B.丙C.甲和乙D.丙和乙對點練習(xí)B《金版學(xué)案》P110對點練習(xí)【例3】(2022·廣東汕頭)線粒體是細(xì)胞的“動力車間”,細(xì)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(jié)構(gòu)模式圖,下列相關(guān)描述正確的是(

)A.①上的蛋白質(zhì)種類和數(shù)量比②多B.葡萄糖在該細(xì)胞器中氧化分解為

無機(jī)物,釋放大量能量C.③為線粒體基質(zhì),是[H]與O2反應(yīng)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(xì)胞中含有較多的線粒體D【例4】用18O標(biāo)記的葡萄糖跟蹤有氧呼吸過程中的18O的轉(zhuǎn)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(xué)案》P110對點練習(xí)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(jù)

渾濁程度或

水溶液由藍(lán)變綠再變黃的時間長短，可以檢測CO2的產(chǎn)生情況。3.