5.3.1 細(xì)胞呼吸的原理和應(yīng)用課件-2024-2025學(xué)年高一上學(xué)期生物人教版（2019）必修1

問題探討

酵母菌細(xì)胞富含蛋白質(zhì)，可以用作飼料添加劑。在培養(yǎng)酵母菌用作飼料添加劑時，要給培養(yǎng)裝置通氣或進(jìn)行振蕩，以利于酵母菌大量繁殖。在利用酵母菌生產(chǎn)葡萄酒時，卻需要密封發(fā)酵。討論1.都是培養(yǎng)酵母菌，為什么有的需要通氣，有的卻需要密封?2.為什么通氣有利于酵母菌大量繁殖?1.酵母菌作飼料添加劑：一直通氣→為酵母菌提供O2→大量繁殖釀酒：先通氣→大量繁殖，再密封→酒精2.在有氧條件下，酵母菌通過呼吸作用分解營養(yǎng)物質(zhì)釋放的能量多。這些能量可以為酵母菌細(xì)胞進(jìn)行物質(zhì)代謝和細(xì)胞分裂提供充足的動力。第五章細(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)1.探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式2.有氧呼吸過程中物質(zhì)與能量的變化本節(jié)目標(biāo)本節(jié)重難點本節(jié)重難點一、細(xì)胞呼吸的方式呼吸作用的實質(zhì)：是細(xì)胞內(nèi)的有機物氧化分解，并釋放能量。

因此也叫細(xì)胞呼吸。【注意】呼吸≠呼吸作用呼吸作用人體與外界進(jìn)行氣體交換的過程一、細(xì)胞呼吸的方式思考：酵母菌是常用來研究細(xì)胞呼吸作用的材料，為什么呢？生物類型：酵母菌是單細(xì)胞真菌，代謝類型：依賴外來的有機物進(jìn)行異養(yǎng)生活；在有氧和無氧條件下都能生存，屬于__________________________。生殖方式：環(huán)境條件良好進(jìn)行出芽生殖（無性繁殖）產(chǎn)生后代，環(huán)境惡劣條件下進(jìn)行有性生殖；應(yīng)用：常用來釀酒、面粉發(fā)酵。分布：酵母菌廣泛分布于自然界中尤其是葡萄等水果和蔬菜,生活偏酸性環(huán)境兼性厭氧菌一、細(xì)胞呼吸的方式

任務(wù)一閱讀課本P90-91,探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式，思考：1.實驗原理是什么？2.如何控制有氧和無氧的條件？3.怎樣檢測酒精和CO2產(chǎn)生？一、細(xì)胞呼吸的方式實驗原理(1)酵母菌是一類單細(xì)胞真菌，在有氧和無氧條件下都能生存，屬于兼性厭氧菌，因此便于用來研究細(xì)胞呼吸的不同方式。(2)酵母菌細(xì)胞呼吸以葡萄糖作為底物時，通過測定有氧和無氧條件下細(xì)胞呼吸的產(chǎn)物，來確定細(xì)胞呼吸的類型及對應(yīng)產(chǎn)物。

任務(wù)一探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式一、細(xì)胞呼吸的方式實驗原理CO2的檢測①通入澄清的石灰水：②使溴麝香草酚藍(lán)溶液：酒精的檢測重鉻酸鉀溶液：澄清→渾濁藍(lán)→綠→黃橙色→

灰綠色

任務(wù)一探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式酸性一、細(xì)胞呼吸的方式

任務(wù)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)計實驗酵母菌在什么條件下使葡萄糖發(fā)酵產(chǎn)生酒精？酵母菌在有氧和無氧的條件下產(chǎn)生的二氧化碳是否一樣多？實驗組組A：有氧呼吸組組B：無氧呼吸組如何控制有氧和無氧的條件？怎樣檢測酒精和CO2產(chǎn)生？怎樣保證酵母菌在整個實驗過程中能正常生活？無氧CO2和酒精產(chǎn)生CO2有氧產(chǎn)生有氧

通氧氣無氧

隔絕空氣CO2：澄清的石灰水或溴麝香草酚藍(lán)溶液(藍(lán)

綠

黃)酒精：重鉻酸鉀(橙色

灰綠色)酸性酵母菌提供5％葡萄糖培養(yǎng)液，為酵母菌的生命活動提供物質(zhì)和能量。（對比實驗）對比實驗是指設(shè)置兩個或兩個以上的實驗組，通過對結(jié)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，也叫相互對照實驗。對比實驗不設(shè)對照組，均為實驗組，是對照實驗的一種特殊形式。(P92)對比實驗和對照實驗(1)起對照作用的是_____號試管。(2)能形成對比實驗是________號試管。對照實驗、對比實驗2、3、490℃水浴FeCl3肝臟研磨液比較過氧化氫在不同條件下的分解1一、細(xì)胞呼吸的方式

任務(wù)一探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式實驗步驟無氧呼吸有氧呼吸分析變量自變量：因變量：無關(guān)變量：細(xì)胞呼吸的條件細(xì)胞呼吸的產(chǎn)物有氧無氧影響實驗結(jié)果的可變因素(溫度、葡萄糖溶液濃度、酵母菌活性等)

能否產(chǎn)生酒精、CO2生成量的多少一、細(xì)胞呼吸的方式

任務(wù)一探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式實驗步驟思考：以上錐形瓶中的溶液在實驗中的作用分別是什么？如何說明CO2產(chǎn)生的多少？

B瓶應(yīng)封口放置一段時間后，再連通盛有澄清石灰水的錐形瓶，這是為什么？

根據(jù)石灰水的渾濁程度可以讓酵母菌消耗完瓶中原有氧氣，創(chuàng)造無氧環(huán)境。吸收空氣中的CO2檢測CO2的產(chǎn)生無氧呼吸有氧呼吸一、細(xì)胞呼吸的方式

任務(wù)一探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式實驗現(xiàn)象條件澄清石灰水/出現(xiàn)的時間重鉻酸鉀-濃硫酸溶液有氧無氧變混濁程度高/快不變灰綠色變混濁程度低/慢出現(xiàn)灰綠色加入重鉻酸鉀A:有氧條件下；B:無氧條件下注：檢測酒精時，酵母菌培養(yǎng)液反應(yīng)時間要夠長，否則葡萄糖也會和酸性重鉻酸鉀反應(yīng)一、細(xì)胞呼吸的方式

任務(wù)一探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式1.酵母菌在有氧氣條件下進(jìn)行有氧呼吸，產(chǎn)生大量二氧化碳，不產(chǎn)生酒精；2.酵母菌在無氧條件下進(jìn)行無氧呼吸，產(chǎn)生了少量二氧化碳，同時也產(chǎn)生了酒精。實驗結(jié)論與社會的聯(lián)系如何檢測汽車司機是否喝了酒？具體做法：讓司機呼出的氣體直接接觸到用硫酸處理過的重鉻酸鉀，如果呼出的氣體中含有酒精，重鉻酸鉀會變成灰綠色的硫酸鉻。課堂檢測1、下列關(guān)于“探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式”實驗，說法不正確的是()

A.酵母菌常被用作研究細(xì)胞呼吸的實驗材料，其主要原因是酵母菌屬于兼性厭氧生物B.在有氧呼吸的裝置中，可將空氣直接通入酵母菌的培養(yǎng)液C.酵母菌呼吸產(chǎn)生的CO2可使溴麝香草酚藍(lán)溶液由藍(lán)變綠再變黃D.酵母菌呼吸產(chǎn)生的酒精在酸性條件下能與橙色的重鉻酸鉀溶液反應(yīng)變成灰綠色B課堂檢測2、某生物興趣小組對酵母菌細(xì)胞呼吸方式進(jìn)行探究實驗。他們想探究的具體問題:酵母菌是否在有氧、無氧條件下均能產(chǎn)生CO2?，F(xiàn)提供若干套(每套均有數(shù)個)實驗裝置如圖(A-B)所示，請分析回答:(1)請根據(jù)實驗?zāi)康倪x擇裝置序號，并按照實驗的組裝要求排序(裝置可重復(fù)使用)。有氧條件下的裝置序號：

;無氧條件下的裝置序號:

。(2)裝置中c瓶的作用是

。b瓶中澄清的石灰水還可用

代替。c→a→bd→b除去空氣中的CO2溴麝香草酚藍(lán)溶液二、有氧呼吸1.酵母菌是什么生物，有線粒體嗎？2.線粒體的功能是什么？剛才實驗以酵母菌進(jìn)行實驗，我們回顧一下它的知識。二、有氧呼吸1.概念：2.反應(yīng)的主要場所：線粒體細(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。外膜內(nèi)膜DNA核糖體嵴基質(zhì)線粒體基質(zhì)、線粒體內(nèi)膜線粒體如何擴大膜面積？酶主要分布在哪里？DNA主要分布在哪里？線粒體基質(zhì)內(nèi)膜向內(nèi)折疊形成嵴思考：二、有氧呼吸1.有氧呼吸第一階段分析

任務(wù)二分析有氧呼吸的過程資料一科學(xué)家提取了新鮮的動物肝臟組織，研磨離心后獲取了細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)(作為A組)和線粒體(作為B組)以及細(xì)胞勻漿(其中既有細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)又有線粒體，作為C組)。分別向三組材料中加入等量的葡萄糖，檢測葡萄糖含量的變化，實驗結(jié)果如圖。二、有氧呼吸

任務(wù)二分析有氧呼吸的過程A組B組C組細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)線粒體細(xì)胞勻漿(其中既有細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)又有線粒體)加入等量葡萄糖

從圖中你能夠得出有氧呼吸的場所在哪里嗎？葡萄糖可以在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中分解；葡萄糖不能在線粒體中直接分解；線粒體促進(jìn)了葡萄糖的分解。二、有氧呼吸

任務(wù)二分析有氧呼吸的過程

葡萄糖具體分解成什么物質(zhì)？(P92,1min)NADH丙酮酸產(chǎn)生[H]的過程主要是指：氧化型輔酶Ⅰ(NAD+)轉(zhuǎn)化成還原型輔酶Ⅰ(NADH)少量能量二、有氧呼吸

任務(wù)二分析有氧呼吸的過程資料二有氧呼吸第二階段圖解請結(jié)合資料，完善有氧呼吸第二階段的簡化圖解。簡化圖解H2OCO22.有氧呼吸第二階段分析少量能量二、有氧呼吸

任務(wù)二分析有氧呼吸的過程3.有氧呼吸第三階段分析

有氧呼吸第三階段具體有什么特點？(P93,1min)有氧呼吸第三階段的特點有：

[H]和O2參與反應(yīng)，產(chǎn)生大量能量，場所為線粒體內(nèi)膜。二、有氧呼吸場所：細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)物質(zhì)變化：產(chǎn)能情況：少量能量場所：線粒體基質(zhì)物質(zhì)變化：產(chǎn)能情況：少量能量酶2丙酮酸（C3H4O3）

+6H2O6CO2+20[H]

+4[H]

C6H12O62丙酮酸（C3H4O3）酶場所：線粒體內(nèi)膜物質(zhì)變化：產(chǎn)能情況：大量能量24[H]+6O212H2O酶圖示展示有氧呼吸的過程第一階段第二階段第三階段+少量能量+少量能量+大量能量+H2O+O2酶CO2+

H2OC6H12O6+能量６６６12

有機物在有氧呼吸過程中釋放有能量都用于合成ATP嗎？34%32mol思考：與有機物在體外燃燒相比，細(xì)胞內(nèi)的有氧呼吸具有哪些特點？有氧呼吸：①溫和②能量逐步釋放維持細(xì)胞相對穩(wěn)定狀態(tài)有利于③有一部分能量儲存在ATP中保證有機物中的能量能得到充分利用呼吸作用：有機物中穩(wěn)定的化學(xué)能→ATP中活躍的化學(xué)能和熱能（少部分）（大部分）二、有氧呼吸總反應(yīng)式剖析有氧呼吸反應(yīng)式中的能量與ATP的關(guān)系：有氧呼吸各個階段的反應(yīng)式和總反應(yīng)式中的能量都不能寫成ATP，因為ATP并不是有氧呼吸的直接產(chǎn)物，只是糖類等有機物氧化分解時釋放的部分能量可以用于合成ATP。二、有氧呼吸總反應(yīng)式剖析原核生物可以與有氧呼吸相關(guān)的酶、通氧氣1.沒有線粒體可以進(jìn)行有氧呼吸嗎？2.進(jìn)行有氧呼吸需要什么條件？思考：二、有氧呼吸易錯提醒(1)葡萄糖是有氧呼吸最常利用的物質(zhì)，但不是唯一的物質(zhì)。(2)葡萄糖不能進(jìn)入線粒體，需要在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中分解為丙酮酸和[H]后，丙酮酸才能進(jìn)入線粒體中進(jìn)一步分解。(3)真核細(xì)胞中哺乳動物成熟的紅細(xì)胞、蛔蟲中無線粒體，只能進(jìn)行無氧呼吸。線粒體不是進(jìn)行有氧呼吸必需的結(jié)構(gòu)，如藍(lán)細(xì)菌(原核生物)無線粒體，但能進(jìn)行有氧呼吸。課堂小結(jié)練一練1.(2023·北京順義牛欄山第一中學(xué)高一期末)如圖為線粒體的結(jié)構(gòu)示意圖。在相應(yīng)區(qū)域中會發(fā)生的生物過程是A.②處發(fā)生葡萄糖的分解B.①中的O2穿過內(nèi)膜耗能C.②處丙酮酸分解為CO2和H2OD.③處[H]與O2結(jié)合生成水√②處為線粒體基質(zhì)，葡萄糖的分解發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)①是膜間隙，其中的O2往線粒體基質(zhì)擴散，穿過內(nèi)膜的方式為自由擴散，

不消耗能量H2O是在線粒體內(nèi)膜上形成的③處為線粒體內(nèi)膜，此處[H]與O2結(jié)合生成水練一練4.