5.3細胞呼吸的原理和應用第1課時課件-高一上學期生物人教版必修1

如何使葡萄變成酒？饅頭如何變得的蓬松柔軟？酵母菌利用酵母菌的呼吸作用5.3細胞呼吸的原理和利用一、細胞呼吸與呼吸O2呼吸器官血液循環(huán)細胞O2+糖類+水能量+CO2CO2

肺通氣（呼吸的現(xiàn)象）氣體運輸

細胞呼吸（呼吸的本質(zhì)）細胞呼吸是指細胞內(nèi)有機物分解釋放能量的過程，也可以稱為呼吸作用。

呼吸是指生物體或細胞吸入氧氣和呼出二氧化碳的過程。二、細胞呼吸的方式

細胞呼吸是否都需要氧？生物在有氧和無氧條件下是否都能進行細胞呼吸呢？探究酵母菌細胞呼吸的方式探究·實踐酵母菌細胞呼吸的方式1、實驗原理酵母菌設計和進行對比實驗，分析有氧和無氧條件下酵母菌細胞呼吸的情況。生物類群：真核生物（真菌）代謝類型：異養(yǎng)兼性厭氧型。即可進行有氧

呼吸，也可進行無氧呼吸提出問題做出假設設計實驗分析結果得出結論實施實驗表達與交流酵母菌在氧和無氧條件下是否都能進行細胞呼吸呢？產(chǎn)物分別是什么？假設酵母菌在有氧和無氧條件下均能進行細胞呼吸產(chǎn)生二氧化碳和酒精。2、實驗步驟3、設計實驗：自主閱讀教材，并思考下列問題①實驗中自變量、因變量以及無關變量分別是什么？②怎樣控制自變量的條件？④怎樣保證酵母菌在整個實驗過程中能正常生活？③如何檢測因變量？會有什么樣的實驗現(xiàn)象產(chǎn)生？⑤實驗過程中需要注意哪些事項？如何設置實驗？組A：有氧條件

組B：無氧條件對比實驗自變量:因變量:無關變量:細胞呼吸的產(chǎn)物有無氧氣酒精、CO2如酵母菌培養(yǎng)液的濃度和體積、溫度、pH、其他微生物影響等。

（相同且適宜）實驗組①實驗中自變量、因變量以及無關變量分別是什么？設置兩個或兩個以上的實驗組，通過對結果的比較分析，來探究某種因素對實驗對象的影響，這樣的實驗叫做對比實驗，也叫做相互對照實驗。②怎樣控制自變量（有氧與無氧）的條件？用錐形瓶培養(yǎng)酵母菌，向錐形瓶中通或不通空氣來控制有氧或無氧條件。有氧條件無氧條件密封或石蠟油檢測物質(zhì)檢測試劑實驗現(xiàn)象CO2酒精變混濁（根據(jù)石灰水的混濁程度可比較CO2的多少）由藍變綠再變黃(根據(jù)溴麝香草酚藍溶液變成黃色時間長短可比較CO2的多少)由橙色變成灰綠色③如何檢測因變量？會有什么樣的實驗現(xiàn)象產(chǎn)生？澄清石灰水溴麝香草酚藍溶液重鉻酸鉀溶液（酸性）澄清石灰水澄清石灰水為酵母菌提供葡萄糖培養(yǎng)液。酵母菌培養(yǎng)液酵母菌培養(yǎng)液④怎樣保證酵母菌在整個實驗過程中能正常生活？⑤實驗過程中需要注意哪些事項？1.有氧呼吸裝置中，氣體先通過質(zhì)量分數(shù)為10%的NaOH溶液。目的：去除空氣中CO2，保證澄清石灰水變渾濁是酵母菌有氧條件產(chǎn)生CO2所致。2.無氧呼吸裝置中，應封口放置一段時間后，再連通盛有澄清石灰水的錐形瓶。目的：消耗掉B瓶中的氧氣，確保通過澄清石灰水的CO2是無氧呼吸產(chǎn)生的。3.A、B培養(yǎng)瓶中加入煮沸后冷卻的葡萄糖溶液。目的：除去溶液中的氧氣，避免對自變量的影響。殺死葡萄糖溶液中可能存在的雜菌，避免對實驗結果的干擾。4、進行實驗：有氧呼吸裝置無氧呼吸裝置步驟：1、配制等量酵母菌培養(yǎng)液，置于A、B錐形瓶2、組裝有氧呼吸和無氧呼吸裝置，于25-35℃培養(yǎng)8-10小時。3、檢測CO2的產(chǎn)生4、檢測酒精的產(chǎn)生酵母菌細胞中酶活性最高ＡＢ取兩只試管，各取2mL酵母菌培養(yǎng)液的濾液，再分別加入等量的硫酸處理過的重鉻酸鉀溶液并輕輕振蕩。ＡＢ兩只試管各加入等量的硫酸處理過的重鉻酸鉀無酒精有酒精觀察現(xiàn)象渾濁程度高渾濁程度低............................................................實驗現(xiàn)象：2、在有氧條件下，酵母菌通過細胞呼吸產(chǎn)生大量CO2和水，在無氧條件下酵母菌通過細胞呼吸產(chǎn)生酒精和少量CO2。1、酵母菌在有氧和無氧條件下都能進行細胞呼吸。結論：觀察項目有氧裝置無氧裝置澄清石灰水溴麝香草酚藍水溶液重鉻酸鉀檢驗情況（酸性條件）渾濁程度高渾濁程度低顏色變化時間短顏色變化時間長無顏色變化橙色→灰綠色5、分析結果，得出結論：拓展延伸1.哪兩個試管形成對比實驗？2.如何創(chuàng)造有氧和無氧條件？3.6號試管有什么作用？1（有氧）和2（無氧）形成對比實驗有氧：FeCl3催化H2O2分解產(chǎn)生氧氣；無氧：用石蠟油隔絕空氣。與4號、5號結果進行對照，以便比較4、5號試管中有CO2通入時發(fā)生的顏色變化。汽車司機酒駕檢測與社會的聯(lián)系飲酒駕車是指車輛駕駛?cè)藛T血液中的酒精含量大于或者等于20mg/100ml，小于80mg/100ml的駕駛行為。醉酒駕車是指車輛駕駛?cè)藛T血液中的酒精含量大于或者等于80mg/100ml的駕駛行為。原理：用硫酸處理的三氧化鉻硅膠進行檢測課堂檢測1.判一判（1）配置酵母菌培養(yǎng)液時，葡萄糖煮沸后，即可加入新鮮食用酵母（

）（2）如果產(chǎn)生的氣體使澄清石灰水變渾濁，則酵母菌進行有氧呼吸（

）（3）橙色的重鉻酸鉀溶液在堿性條件下遇酒精變灰綠色（

）2、對課本實驗改進后（如下圖），增加一組澄清的石灰水溶液有什么作用？酵母菌液澄清石灰水溶液氣泵NaOH溶液澄清石灰水溶液排除空氣中的二氧化碳對實驗的干擾作用×××三、有氧呼吸與無氧呼吸自主學習（一）有氧呼吸指細胞在氧的參與下，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(chǎn)生二氧化碳和水，釋放能量，生成大量ATP的過程。1.概念：2.主要場所：3.有氧呼吸的化學反應式線粒體C6H12O6+6H2O+6O2酶6CO2+12H2O+能量對于大多數(shù)生物而言，有氧呼吸是細胞呼吸的主要形式（真核細胞）外膜內(nèi)膜線粒體基質(zhì)嵴為什么說線粒體是有氧呼吸的主要場所？探究有氧呼吸的過程合作探究有氧呼吸的過程C6H12O6+6H2O+6O2酶6CO2+12H2O+能量1.實驗原理：熒光素+能量+O2

氧化熒光素（發(fā)出熒光）熒光素酶2.實驗過程：實驗1：將酵母菌破碎后進行離心處理，獲得細胞各部分，取3支試管向其中分別加入葡萄糖、熒光素、熒光素酶等物質(zhì)，一段時間以后檢測試管物質(zhì)的變化情況。實驗1：線粒體1細胞質(zhì)基質(zhì)2細胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體3等量的葡萄糖、熒光素、熒光素酶葡萄糖含量：不變熒光：無葡萄糖含量：減少，出現(xiàn)丙酮酸熒光：微弱葡萄糖含量：減少，出現(xiàn)CO2熒光：較強填由1、2號試管對照說明：1.葡萄糖不能在

被分解，應先在

被分解。2.葡萄糖先被分解為

，并釋放

能量。線粒體細胞質(zhì)基質(zhì)丙酮酸少量有氧呼吸第一階段產(chǎn)所：化學反應式：細胞質(zhì)基質(zhì)C6H12O6酶+4[H]+少量能量

2C3H4O3

熱能散失少量ATP填由2、3號試管對照說明：丙酮酸在

被分解為

，并釋放

能量。線粒體CO2大量線粒體膜1線粒體基質(zhì)2線粒體基質(zhì)和線粒體膜3實驗2：將線粒體用超聲波破碎，分離線粒體膜和線粒體基質(zhì)，取3支試管向其中分別加入各種物質(zhì)，一段時間以后檢測試管物質(zhì)的變化情況。外膜內(nèi)膜線粒體基質(zhì)嵴等量的丙酮酸、熒光素、熒光素酶丙酮酸含量：不變熒光：無丙酮酸含量：減少，產(chǎn)生CO2熒光：微弱丙酮酸含量：減少，產(chǎn)生CO2熒光：較強由1、2號試管對照說明：丙酮酸在線粒體基質(zhì)被分解為CO2，并釋放少量能量。有氧呼吸第二階段產(chǎn)所：化學反應式：線粒體基質(zhì)熱能散失少量ATP+6H2O酶2C3H4O3

6CO2+

20[H]+少量能量

由2、3號試管對照說明：線粒體基質(zhì)2線粒體基質(zhì)和線粒體膜3丙酮酸含量：減少，產(chǎn)生CO2熒光：微弱丙酮酸含量：減少，產(chǎn)生CO2熒光：較強丙酮酸的分解產(chǎn)物繼續(xù)在線粒體膜反應，并釋放大量能量。有氧呼吸第三階段產(chǎn)所：化學反應式：線粒體內(nèi)膜線粒體內(nèi)膜酶12H2O+大量能量

24[H]

+6O2熱能散失大量ATP1.根據(jù)圖解和教材寫出各階段分反應式及場所。2.O2在哪個階段參與反應？H2O和CO2分別在哪個階段生成？

3.產(chǎn)生能量的階段是？產(chǎn)生大量能量的階段是？4.葡萄糖徹底分解是在哪一階段？思考：第三階段；第三階段和第二階段；均能；第三階段第二階段徹底分解第一階段細胞質(zhì)基質(zhì)第二階段線粒體基質(zhì)線粒體內(nèi)膜C6H12O6酶+4[H]+少量能量

2C3H4O3

第三階段+6H2O酶2C3H4O3

6CO2+

20[H]+少量能量

酶12H2O+大量能量

24[H]

+6O2總反應式C6H12O6

+6O2+6H2O

6CO2+12H2O+能量酶4.有氧呼吸過程熱能散失少量ATP熱能散失少量ATP熱能散失大量ATP還原型輔酶Ⅰ（NADH）C6H12O6+6O2+6H2O6CO2+12H2O+能量酶1mol的葡萄糖徹底氧化分解釋放的總能量2870KJ，其中977.28kJ的能量轉(zhuǎn)化成ATP并儲存在ATP中（），大多數(shù)能量以熱能形式散失掉了。有機物中穩(wěn)定的化學能熱能ATP中活躍的化學能合32mol與有機物在體外燃燒相比，有氧呼吸的特點：過程溫和、逐步釋放能量，一部分能量儲存在ATP中。（1）葡萄糖不是有氧呼吸唯一能利用的物質(zhì)（

）

（2）沒有線粒體的細胞也可以能進行有氧呼吸（

）（3）有氧呼吸的實質(zhì)是葡萄糖在線粒體中徹底氧化分解，并釋放大量能量的過程（

）課堂檢測1