第三章 第四节　细胞呼吸为细胞生活提供能量1-【优化探究】2023-2024学年新教材高中生物必修第一册同步导学案配套教参（浙科版）

第四节　细胞呼吸为细胞生活提供能量 第1课时　探究酵母菌的呼吸方式及需氧呼吸 [任务驱动] 1．归纳与概括：概述需氧呼吸概念及反应过程，认同活细胞中物质、能量和信息变化的统一性。 2．科学探究：设计并实施实验方案，探究酵母菌的呼吸方式。 授课提示：对应学生用书第80页 一 呼吸与细胞呼吸 1．呼吸：指人体从周围环境中吸入空气，利用其中的氧气，呼出二氧化碳的气体交换过程。 2．细胞呼吸：指在细胞内进行的将糖类等有机物分解成无机物或者小分子有机物，并且释放出能量的过程。 3．二者联系：在气体交换中获得的氧气通过血液循环运送到身体的各个细胞，供细胞在有氧条件下分解有机物，有机物分解时产生的二氧化碳则通过气体交换排出体外。 二 探究酵母菌的呼吸方式 1．实验原理：酵母菌在有氧环境与无氧环境中都能生活。不同的氧环境中，酵母菌的呼吸方式是不同的，呼吸所产生的产物不同，产生的能量也有差异。 2．供选择的实验材料与试剂 (1)酵母菌：可以使用新鲜酵母，也可以将市场销售的干酵母溶于少量的蒸馏水中。 (2)酵母菌培养液：5%葡萄糖溶液，可提供酵母菌生长繁殖所需要的物质与能量，用于酵母菌的培养。 (3)0.1%溴麝香草酚蓝溶液：一种酸碱指示剂，碱性溶液中呈蓝色，酸性溶液中呈黄色，可用于检测CO2。当溶液中溶有CO2时，其颜色由蓝色变成绿色再变成黄色。 (4)澄清的石灰水：用于检测CO2的存在。当溶液中溶有CO2时，澄清的石灰水变浑浊。 (5)5%重铬酸钾溶液：重铬酸钾在酸性条件下为橙色，遇到酒精变成灰绿色，可用于检测溶液中的酒精。 (6)10%NaOH溶液：可吸收CO2。 (7)植物油：如菜籽油、花生油等。植物油可以覆盖溶液形成油脂层以创造无氧环境。 三 需氧呼吸 1．需氧呼吸和木头燃烧 (1)相同点：都是化学变化，反应的实质都是将有机物(如葡萄糖)中的碳氧化为二氧化碳，将氢氧化成水。 (2)区别 ①木头燃烧是在高温下发生的，产生的光和热立即被释放。 ②需氧呼吸是在常温下发生的，所产生的能量逐步释放，其中有一部分能量储存在ATP中，其余的转化成热能，没有剧烈的发光发热现象。 2．场所：需氧呼吸主要在线粒体中进行。ATP绝大部分是在线粒体中产生的，线粒体被称为细胞的“动力车间”。 3．过程：需氧呼吸是由一系列化学反应组成的一个连续完整的代谢过程，每一步化学反应都需要特定的酶参与才能完成。在这个过程中，某一步反应的产物将是下一步反应的底物。根据产物的性质和反应在细胞中发生的部位，将这个连续的过程划分为3个阶段。 (1)第一阶段：这个过程发生在细胞溶胶中，又称为糖酵解。 在糖酵解的过程中，1个葡萄糖分子被分解成2个三碳化合物——丙酮酸和少量的氢(用[H]表示)，分解过程中释放出少量能量，形成少量ATP。丙酮酸是糖酵解的产物，葡萄糖分子中的绝大部分化学能仍存在于丙酮酸中。 (2)第二阶段：这个过程发生在线粒体基质中。 丙酮酸进入线粒体后，在复杂酶系统的催化下，经过一系列的化学反应，被彻底氧化分解形成二氧化碳，并产生[H]和少量ATP，二氧化碳释放到细胞外。 (3)第三阶段：这个过程发生在线粒体内膜上。前两个阶段产生的[H]经过线粒体内膜上电子传递链的传递，与氧结合生成水，产生大量ATP。所以，需氧呼吸在最后一步才用到氧。 4．葡萄糖分子与氧反应的总反应式 C6H12O6＋6H2O＋6O26CO2＋12H2O＋能量。 5．葡萄糖与ATP 对于1个葡萄糖分子来说，从糖酵解开始，一般可以产生32个ATP分子，而其中的28个ATP分子是在电子传递链中产生的。 6．概念：需氧呼吸的过程是一个氧化还原反应。在这个过程中，葡萄糖分子化学键所储存的能量(化学能)通过氧化还原作用释放出来。部分能量合成ATP，用于各种生命活动。由于电子传递链中生成水的一系列反应只能在有氧气存在的条件下发生，所以称为需氧呼吸。 预习诊断—————————————————— 1．当溶液中溶有CO2时，重铬酸钾颜色由蓝色变成绿色再变成黄色。(×) 2．检测酵母菌培养过程中是否产生CO2，可判断其呼吸方式。(×) 3．线粒体将葡萄糖氧化分解成CO2和H2O。(×) 4．需氧呼吸第二、三阶段都能产生大量ATP。(×) 5．细胞内葡萄糖分解成丙酮酸和[H]的反应，只发生在细胞有氧时。(×) 6．呼吸作用产生的能量均以热能释放。(×) 7．呼吸是指人体从周围环境中吸入空气，利用其中的氧气，呼出二氧化碳的气体交换过程。(√) 8．对于1个葡萄糖分子来说，从糖酵解开始，一般可以产生28个ATP分子。(×) 授课提示：对应学生用书第82页 　探究酵母菌的呼吸方式 　(阅读教材P89～91) 下面是某生物兴趣小组探究酵母菌呼吸方式实验的装置图，思考讨论相关问题： (1)分析该实验的自变量、因变量、无关变量。