5.3細(xì)胞呼吸的原理和應(yīng)用第1課時(shí)課件-高一上學(xué)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(xì)胞呼吸的原理和利用一、細(xì)胞呼吸與呼吸O2呼吸器官血液循環(huán)細(xì)胞O2+糖類(lèi)+水能量+CO2CO2

肺通氣（呼吸的現(xiàn)象）氣體運(yùn)輸

細(xì)胞呼吸（呼吸的本質(zhì)）細(xì)胞呼吸是指細(xì)胞內(nèi)有機(jī)物分解釋放能量的過(guò)程，也可以稱(chēng)為呼吸作用。

呼吸是指生物體或細(xì)胞吸入氧氣和呼出二氧化碳的過(guò)程。二、細(xì)胞呼吸的方式

細(xì)胞呼吸是否都需要氧？生物在有氧和無(wú)氧條件下是否都能進(jìn)行細(xì)胞呼吸呢？探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式探究·實(shí)踐酵母菌細(xì)胞呼吸的方式1、實(shí)驗(yàn)原理酵母菌設(shè)計(jì)和進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)，分析有氧和無(wú)氧條件下酵母菌細(xì)胞呼吸的情況。生物類(lèi)群：真核生物（真菌）代謝類(lèi)型：異養(yǎng)兼性厭氧型。即可進(jìn)行有氧

呼吸，也可進(jìn)行無(wú)氧呼吸提出問(wèn)題做出假設(shè)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)分析結(jié)果得出結(jié)論實(shí)施實(shí)驗(yàn)表達(dá)與交流酵母菌在氧和無(wú)氧條件下是否都能進(jìn)行細(xì)胞呼吸呢？產(chǎn)物分別是什么？假設(shè)酵母菌在有氧和無(wú)氧條件下均能進(jìn)行細(xì)胞呼吸產(chǎn)生二氧化碳和酒精。2、實(shí)驗(yàn)步驟3、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：自主閱讀教材，并思考下列問(wèn)題①實(shí)驗(yàn)中自變量、因變量以及無(wú)關(guān)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(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中能正常生活？③如何檢測(cè)因變量？會(huì)有什么樣的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象產(chǎn)生？⑤實(shí)驗(yàn)過(guò)程中需要注意哪些事項(xiàng)？如何設(shè)置實(shí)驗(yàn)？組A：有氧條件

組B：無(wú)氧條件對(duì)比實(shí)驗(yàn)自變量:因變量:無(wú)關(guān)變量:細(xì)胞呼吸的產(chǎn)物有無(wú)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(shí)驗(yàn)組①實(shí)驗(yàn)中自變量、因變量以及無(wú)關(guān)變量分別是什么？設(shè)置兩個(gè)或兩個(gè)以上的實(shí)驗(yàn)組，通過(guò)對(duì)結(jié)果的比較分析，來(lái)探究某種因素對(duì)實(shí)驗(yàn)對(duì)象的影響，這樣的實(shí)驗(yàn)叫做對(duì)比實(shí)驗(yàn)，也叫做相互對(duì)照實(shí)驗(yàn)。②怎樣控制自變量（有氧與無(wú)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(lái)控制有氧或無(wú)氧條件。有氧條件無(wú)氧條件密封或石蠟油檢測(cè)物質(zhì)檢測(cè)試劑實(shí)驗(yàn)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(lán)變綠再變黃(根據(jù)溴麝香草酚藍(lán)溶液變成黃色時(shí)間長(zhǎng)短可比較CO2的多少)由橙色變成灰綠色③如何檢測(cè)因變量？會(huì)有什么樣的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象產(chǎn)生？澄清石灰水溴麝香草酚藍(lán)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(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中能正常生活？⑤實(shí)驗(yàn)過(guò)程中需要注意哪些事項(xiàng)？1.有氧呼吸裝置中，氣體先通過(guò)質(zhì)量分?jǐn)?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(wú)氧呼吸裝置中，應(yīng)封口放置一段時(shí)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(guò)澄清石灰水的CO2是無(wú)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(duì)自變量的影響。殺死葡萄糖溶液中可能存在的雜菌，避免對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾。4、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：有氧呼吸裝置無(wú)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(wú)氧呼吸裝置，于25-35℃培養(yǎng)8-10小時(shí)。3、檢測(cè)CO2的產(chǎn)生4、檢測(cè)酒精的產(chǎn)生酵母菌細(xì)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(guò)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(guò)的重鉻酸鉀無(wú)酒精有酒精觀察現(xiàn)象渾濁程度高渾濁程度低............................................................實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：2、在有氧條件下，酵母菌通過(guò)細(xì)胞呼吸產(chǎn)生大量CO2和水，在無(wú)氧條件下酵母菌通過(guò)細(xì)胞呼吸產(chǎn)生酒精和少量CO2。1、酵母菌在有氧和無(wú)氧條件下都能進(jìn)行細(xì)胞呼吸。結(jié)論：觀察項(xiàng)目有氧裝置無(wú)氧裝置澄清石灰水溴麝香草酚藍(lán)水溶液重鉻酸鉀檢驗(yàn)情況（酸性條件）渾濁程度高渾濁程度低顏色變化時(shí)間短顏色變化時(shí)間長(zhǎng)無(wú)顏色變化橙色→灰綠色5、分析結(jié)果，得出結(jié)論：拓展延伸1.哪兩個(gè)試管形成對(duì)比實(shí)驗(yàn)？2.如何創(chuàng)造有氧和無(wú)氧條件？3.6號(hào)試管有什么作用？1（有氧）和2（無(wú)氧）形成對(duì)比實(shí)驗(yàn)有氧：FeCl3催化H2O2分解產(chǎn)生氧氣；無(wú)氧：用石蠟油隔絕空氣。與4號(hào)、5號(hào)結(jié)果進(jìn)行對(duì)照，以便比較4、5號(hào)試管中有CO2通入時(shí)發(fā)生的顏色變化。汽車(chē)司機(jī)酒駕檢測(cè)與社會(huì)的聯(lián)系飲酒駕車(chē)是指車(chē)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(chē)是指車(chē)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(jìn)行檢測(cè)課堂檢測(cè)1.判一判（1）配置酵母菌培養(yǎng)液時(shí)，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(jìn)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(duì)課本實(shí)驗(yàn)改進(jìn)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(duì)實(shí)驗(yàn)的干擾作用×××三、有氧呼吸與無(wú)氧呼吸自主學(xué)習(xí)（一）有氧呼吸指細(xì)胞在氧的參與下，通過(guò)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(guò)程。1.概念：2.主要場(chǎng)所：3.有氧呼吸的化學(xué)反應(yīng)式線粒體C6H12O6+6H2O+6O2酶6CO2+12H2O+能量對(duì)于大多數(shù)生物而言，有氧呼吸是細(xì)胞呼吸的主要形式（真核細(xì)胞）外膜內(nèi)膜線粒體基質(zhì)嵴為什么說(shuō)線粒體是有氧呼吸的主要場(chǎng)所？探究有氧呼吸的過(guò)程合作探究有氧呼吸的過(guò)程C6H12O6+6H2O+6O2酶6CO2+12H2O+能量1.實(shí)驗(yàn)原理：熒光素+能量+O2

氧化熒光素（發(fā)出熒光）熒光素酶2.實(shí)驗(yàn)過(guò)程：實(shí)驗(yàn)1：將酵母菌破碎后進(jìn)行離心處理，獲得細(xì)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(shí)間以后檢測(cè)試管物質(zhì)的變化情況。實(shí)驗(yàn)1：線粒體1細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)2細(xì)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(wú)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(qiáng)填由1、2號(hào)試管對(duì)照說(shuō)明：1.葡萄糖不能在

被分解，應(yīng)先在

被分解。2.葡萄糖先被分解為

，并釋放

能量。線粒體細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)丙酮酸少量有氧呼吸第一階段產(chǎn)所：化學(xué)反應(yīng)式：細(xì)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(hào)試管對(duì)照說(shuō)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(shí)驗(yàn)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(shí)間以后檢測(cè)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(wú)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(qiáng)由1、2號(hào)試管對(duì)照說(shuō)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(xué)反應(yīng)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(hào)試管對(duì)照說(shuō)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(qiáng)丙酮酸的分解產(chǎn)物繼續(xù)在線粒體膜反應(yīng)，并釋放大量能量。有氧呼吸第三階段產(chǎn)所：化學(xué)反應(yīng)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(xiě)出各階段分反應(yīng)式及場(chǎng)所。2.O2在哪個(gè)階段參與反應(yīng)？H2O和CO2分別在哪個(gè)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(xì)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(yīng)式C6H12O6

+6O2+6H2O

6CO2+12H2O+能量酶4.有氧呼吸過(guò)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(chǔ)存在ATP中（），大多數(shù)能量以熱能形式散失掉了。有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能熱能ATP中活躍的化學(xué)能合32mol與有機(jī)物在體外燃燒相比，有氧呼吸的特點(diǎn)：過(guò)程溫和、逐步釋放能量，一部分能量?jī)?chǔ)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(méi)有線粒體的細(xì)胞也可以能進(jìn)行有氧呼吸（

）（3）有氧呼吸的實(shí)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(guò)程（

）課堂檢測(cè)1