5.3 細(xì)胞呼吸的原理和應(yīng)用 課件 （第1課時(shí)） 高一上學(xué)期生物人教版必修1

第1課時(shí)第5章細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用人教版高中生物必修1細(xì)胞呼吸的方式和有氧呼吸第5章

第3節(jié)

細(xì)胞呼吸的原理和應(yīng)用

學(xué)習(xí)目標(biāo)1.設(shè)計(jì)探究酵母菌細(xì)胞呼吸方式的實(shí)驗(yàn)裝置和實(shí)施方案，觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得出正確結(jié)論。2.運(yùn)用結(jié)構(gòu)與功能觀，理解線粒體是有氧呼吸的主要場(chǎng)所，運(yùn)用物質(zhì)和能量觀，闡明有氧呼吸過(guò)程，構(gòu)建有氧呼吸過(guò)程圖解，概述物質(zhì)與能量變化。發(fā)面中會(huì)有很多的小孔，保鮮膜上有水珠，而且在發(fā)面時(shí)，早期并沒(méi)有酒味，而后期會(huì)有酒味。2.面團(tuán)上的小孔是怎么產(chǎn)生的呢？保鮮膜上為什么會(huì)有水珠？3.為什么早期沒(méi)有酒味而后期會(huì)有酒味呢？1.發(fā)面主要與什么微生物有關(guān)？4.酵母菌有氧呼吸和無(wú)氧呼吸產(chǎn)生的物質(zhì)分別是什么呢？細(xì)胞呼吸的方式一有氧呼吸二目錄細(xì)胞呼吸？

定義：是指有機(jī)物在細(xì)胞內(nèi)經(jīng)過(guò)一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他產(chǎn)物，釋放出能量并產(chǎn)生ATP的過(guò)程。呼吸作用的實(shí)質(zhì)：

是細(xì)胞內(nèi)的有機(jī)物氧化分解，并釋放能量?！咀⒁狻亢粑俸粑饔脤?shí)驗(yàn)原理(1)酵母菌是一類(lèi)單細(xì)胞真菌，在有氧和無(wú)氧條件下都能生存，屬于兼性厭氧菌，因此便于用來(lái)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(shí)，通過(guò)測(cè)定有氧和無(wú)氧條件下細(xì)胞呼吸的產(chǎn)物，來(lái)確定細(xì)胞呼吸的類(lèi)型及對(duì)應(yīng)產(chǎn)物。探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式任務(wù)一實(shí)驗(yàn)原理CO2的檢測(cè)①通入澄清的石灰水：②使溴麝香草酚藍(lán)水溶液：酒精的檢測(cè)酸性重鉻酸鉀溶液：澄清→渾濁藍(lán)→綠→黃橙色→灰綠探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式任務(wù)一提出問(wèn)題作出假設(shè)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)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(wú)氧的條件下產(chǎn)生的二氧化碳是否一樣多？實(shí)驗(yàn)組組A：有氧呼吸組組B：無(wú)氧呼吸組（對(duì)比實(shí)驗(yàn)）如何控制有氧和無(wú)氧的條件？怎樣鑒定有無(wú)酒精產(chǎn)生？怎樣鑒定有無(wú)CO2產(chǎn)生？如何比較CO2產(chǎn)生的多少？無(wú)氧CO2和酒精產(chǎn)生CO2有氧產(chǎn)生多核心歸納對(duì)比實(shí)驗(yàn)是指設(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)，也叫相互對(duì)照實(shí)驗(yàn)。對(duì)比實(shí)驗(yàn)不設(shè)對(duì)照組，均為實(shí)驗(yàn)組，是對(duì)照實(shí)驗(yàn)的一種特殊形式。P92分析變量自變量：因變量：無(wú)關(guān)變量：細(xì)胞呼吸的條件細(xì)胞呼吸的產(chǎn)物有氧無(wú)氧影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可變因素（溫度、葡萄糖溶液濃度、酵母菌活性等）酒精、CO2對(duì)比實(shí)驗(yàn)和對(duì)照實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)步驟思考：以上錐形瓶中的溶液在實(shí)驗(yàn)中的作用分別是什么？如何比較CO2產(chǎn)生的多少？

B瓶應(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，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(wú)氧環(huán)境。吸收空氣中的CO2檢測(cè)CO2的產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象條件澄清石灰水/出現(xiàn)的時(shí)間重鉻酸鉀-濃硫酸溶液有氧無(wú)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(wú)氧條件下1.酵母菌在有氧的條件下通過(guò)細(xì)胞呼吸產(chǎn)生大量二氧化碳，不產(chǎn)生酒精；2.酵母菌在無(wú)氧條件下通過(guò)細(xì)胞呼吸產(chǎn)生少量二氧化碳，同時(shí)也產(chǎn)生了酒精。實(shí)驗(yàn)結(jié)論與社會(huì)的聯(lián)系汽車(chē)司機(jī)酒駕檢測(cè)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。跟蹤訓(xùn)練1.(2023·肇慶高一期末)如圖是某同學(xué)制作的探究酵母菌細(xì)胞呼吸方式的實(shí)驗(yàn)裝置，下列敘述正確的是A.實(shí)驗(yàn)中可依據(jù)澄清石灰水是否變渾濁來(lái)判斷細(xì)胞呼吸的方式B.甲裝置中空氣先通過(guò)NaOH溶液的目的是去除空氣中的CO2C.在酸性條件下，乙醇可使溴麝香草酚藍(lán)溶液由藍(lán)變綠再變黃D.乙裝置中B瓶連接后即可連通盛有澄清的石灰水的錐形瓶進(jìn)行實(shí)驗(yàn)√跟蹤訓(xùn)練酵母菌有氧呼吸和無(wú)氧呼吸都產(chǎn)生CO2，所以不能依據(jù)澄清石灰水是否變渾濁來(lái)判斷酵母菌細(xì)胞呼吸的方式，A錯(cuò)誤；甲裝置中添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的NaOH溶液的目的是吸收空氣中的CO2，排除空氣中的CO2對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾，B正確；CO2可使溴麝香草酚藍(lán)溶液由藍(lán)變綠再變黃，C錯(cuò)誤；乙裝置中的B瓶應(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，消耗掉瓶中原有的氧氣，以保證引起澄清的石灰水變渾濁是由無(wú)氧呼吸產(chǎn)生的CO2所致，D錯(cuò)誤。跟蹤訓(xùn)練2.下列關(guān)于“探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式”實(shí)驗(yàn)的敘述，錯(cuò)誤的是A.實(shí)驗(yàn)中將葡萄糖溶液煮沸的目的是滅菌和去除溶液中的O2B.可以根據(jù)石灰水的渾濁程度或溴麝香草酚藍(lán)溶液變成黃色的時(shí)間長(zhǎng)短

檢測(cè)CO2產(chǎn)生情況C.葡萄糖也能與酸性重鉻酸鉀反應(yīng)發(fā)生顏色變化，所以應(yīng)該等葡萄糖充

分消耗完以后再進(jìn)行酒精的檢測(cè)D.該實(shí)驗(yàn)通過(guò)設(shè)置有氧和無(wú)氧兩種條件探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式，其

中有氧條件為實(shí)驗(yàn)組，無(wú)氧條件為對(duì)照組√跟蹤訓(xùn)練該實(shí)驗(yàn)通過(guò)設(shè)置有氧和無(wú)氧兩種條件探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式，運(yùn)用對(duì)比實(shí)驗(yàn)法，有氧條件和無(wú)氧條件都是實(shí)驗(yàn)組，D錯(cuò)誤。1.酵母菌是什么生物，有線粒體嗎？2.有線粒體的功能是什么？剛才實(shí)驗(yàn)以酵母菌進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，我們回顧一下它的知識(shí)。細(xì)胞呼吸的方式一有氧呼吸二目錄線粒體細(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。外膜內(nèi)膜DNA核糖體嵴基質(zhì)內(nèi)膜的某些部位向線粒體的內(nèi)腔折疊形成嵴，嵴使內(nèi)膜的表面積大大增加。線粒體的內(nèi)膜上和基質(zhì)中含有許多種與有氧呼吸有關(guān)的酶。概念1反應(yīng)的主要場(chǎng)所2分析有氧呼吸的過(guò)程任務(wù)二資料一

分離酵母菌的不同結(jié)構(gòu)，分別加入相同濃度葡萄糖溶液，在其他條件均適宜的條件下，發(fā)現(xiàn)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和細(xì)胞勻漿組中，葡萄糖(C6H12O6)減少的同時(shí)，丙酮酸(C3H4O3)含量增加，而線粒體組中葡萄糖不變。A組B組C組細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)線粒體細(xì)胞勻漿(細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體)

(1)閱讀分析資料一：葡萄糖分解的場(chǎng)所是__________，分解后的產(chǎn)物是_______。細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)丙酮酸分析有氧呼吸的過(guò)程任務(wù)二資料二

科學(xué)家改進(jìn)實(shí)驗(yàn)，將檢測(cè)指標(biāo)改為氧氣的消耗量，加入的物質(zhì)為丙酮酸時(shí)，發(fā)現(xiàn)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)組溶解氧的含量不變，而線粒體組和細(xì)胞勻漿組溶解氧的含量下降。(2)閱讀分析資料二：消耗氧氣的場(chǎng)所是__________。線粒體分析有氧呼吸的過(guò)程任務(wù)二(3)閱讀分析資料三：產(chǎn)生能量較多的場(chǎng)所是_______，產(chǎn)生能量較少的場(chǎng)所是__________。細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)線粒體資料三

能量可使熒光素發(fā)光，發(fā)光的強(qiáng)弱與能量的多少有關(guān)。在上述實(shí)驗(yàn)裝置中加入熒光素等物質(zhì)，結(jié)果如表所示。加入物質(zhì)線粒體組細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)組勻漿組葡萄糖無(wú)熒光較弱熒光較強(qiáng)熒光丙酮酸較強(qiáng)熒光無(wú)熒光較強(qiáng)熒光分析有氧呼吸的過(guò)程任務(wù)二(4)綜合分析資料一、二、三，結(jié)合教材P92～93，寫(xiě)出有氧呼吸總反應(yīng)方程式，并標(biāo)注反應(yīng)物葡萄糖、氧氣和水中的氧的去向。有氧呼吸過(guò)程3場(chǎng)所：細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)物質(zhì)變化：產(chǎn)能情況：少量能量場(chǎng)所：線粒體基質(zhì)物質(zhì)變化：產(chǎn)能情況：少量能量酶2C3H4O3

+6H2O6CO2+20[H]

+4[H]

C6H12O62丙酮酸（C3H4O3）酶場(chǎng)所：線粒體內(nèi)膜物質(zhì)變化：產(chǎn)能情況：大量能量24[H]+6O212H2O酶熱能葡萄糖CO2+H2O能量ADP＋PiATP用于各項(xiàng)生命活動(dòng)2870kJ約34.05％（體溫的來(lái)源）有氧呼吸的能量利用特點(diǎn)核心歸納1.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(gè)階段的反應(yīng)式和總反應(yīng)式中的能量都不能寫(xiě)成ATP，因?yàn)锳TP并不是有氧呼吸的直接產(chǎn)物，只是糖類(lèi)等有機(jī)物氧化分解時(shí)釋放的部分能量可以用于合成ATP。核心歸納2.易錯(cuò)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(dòng)物成熟的紅細(xì)胞、蛔蟲(chóng)中無(wú)線粒體，只能進(jìn)行無(wú)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(wú)線粒體，但能進(jìn)行有氧呼吸。跟蹤訓(xùn)練3.如圖為線粒體的結(jié)構(gòu)示意圖。在相應(yīng)區(qū)域中會(huì)發(fā)生的生物過(guò)程是A.②處發(fā)生葡萄糖的分解B.①中的O2穿過(guò)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√跟蹤訓(xùn)練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)，A不符合題意；①是膜間隙，其中的O2往線粒體基質(zhì)擴(kuò)散，穿過(guò)內(nèi)膜的方式為自由擴(kuò)散，不消耗能量，B不符合題意；②處為線粒體基質(zhì)，H2O是在線粒體內(nèi)膜上形成的，C不符合題意；③處為線粒體內(nèi)膜，此處[H]與O2結(jié)合生成水，D符合題意。跟蹤訓(xùn)練4.線粒體是細(xì)胞進(jìn)行有氧呼吸的主要場(chǎng)所。研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)常運(yùn)動(dòng)的人肌細(xì)胞中線粒體數(shù)量通常比缺乏鍛煉的人多。下列與線粒體有關(guān)的說(shuō)法，正確的是A.葡萄糖在線粒體中分解釋放大量能量B.線粒體內(nèi)膜上的酶可以參與丙酮酸的分解C.肌細(xì)胞有氧呼吸形成水的[H]來(lái)源于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體基質(zhì)D.進(jìn)行有氧運(yùn)動(dòng)時(shí)，細(xì)胞內(nèi)葡萄糖氧化分解釋放的能量大部分儲(chǔ)存在ATP中√跟蹤訓(xùn)練葡萄糖在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中分解，A錯(cuò)誤；丙酮酸在線粒體基質(zhì)中分解，相關(guān)酶分布在線粒體基質(zhì)中，B錯(cuò)誤；有氧呼吸第三階段形成水的[H]來(lái)源于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)(有氧呼吸第一階段場(chǎng)所)和線粒體基質(zhì)(有氧呼吸第二階段場(chǎng)所)，C正確；進(jìn)行有氧運(yùn)動(dòng)時(shí)，細(xì)胞內(nèi)葡萄糖氧化分解釋放的能量大部分以熱能的形式散失，D錯(cuò)誤。夯基礎(chǔ)查落實(shí)1.呼吸作用的實(shí)質(zhì)是細(xì)胞內(nèi)的有機(jī)物氧化分解，并釋放能量，因此也叫細(xì)胞呼吸。2.CO2可使溴麝香草酚藍(lán)溶液由藍(lán)變綠再變黃。3.在酸性條件下，橙色的重鉻酸鉀溶液與酒精反應(yīng)變成灰綠色。4.對(duì)比實(shí)驗(yàn)：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)象的影響的實(shí)驗(yàn)。5.有氧呼吸是指細(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。要語(yǔ)必背6.有氧呼吸的反應(yīng)式：C6H12O6＋6H2O＋6O26CO2＋12H2O＋能量。7.有氧呼吸的三個(gè)階段階段場(chǎng)所原料產(chǎn)物能量第一階段細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)葡萄糖丙酮酸、[H]少量能量第二階段線粒體基質(zhì)丙酮酸、水CO2、[H]少量能量第三階段線粒體內(nèi)膜[H]、O2水大量能量8.在細(xì)胞內(nèi)，1mol葡萄糖徹底氧化分解可以釋放出2870kJ的能量，可使977.28kJ左右的能量?jī)?chǔ)存在ATP中，其余的能量則以熱能的形式散失掉了。長(zhǎng)句表達(dá)1.“探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式”實(shí)驗(yàn)裝置中B瓶(無(wú)氧呼吸裝置)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的原因是__________________________________________________________。2.配制酵母菌培養(yǎng)液時(shí)，必須將煮沸的葡萄糖溶液冷卻到常溫，才可加入新鮮酵母菌，煮沸的目的是___________________________________________________________________________________________________。3.應(yīng)將酵母菌的培養(yǎng)時(shí)間適當(dāng)延長(zhǎng)以耗盡溶液中的葡萄糖，原因是_________________________________________。4.糧食儲(chǔ)藏過(guò)程中有時(shí)會(huì)發(fā)生糧堆濕度增大現(xiàn)象，其原因是________________