5.3 细胞呼吸的原理和应用课件2023-2024学年高一上学期生物人教版必修1

第3节 细胞呼吸的原理和应用 酵母菌细胞富含蛋白质,可以用作饲料添加剂。在培养酵母菌用作饲料添加剂时,要给培养装置通气或进行振荡,以利于酵母菌大量繁殖。在利用酵母菌生产葡萄酒时,却需要密封发酵。 1.都是培养酵母菌,为什么有的需要通气,有的却需要密封? 2.为什么通气有利于酵母菌大量繁殖? 3.在密封发酵时,酵母菌将有机物转化为酒精对它自身有什么意义? 通气可以给酵母菌提供呼吸需要的氧气,利于酵母菌进行旺盛的细胞分裂;密封则是避免空气进入,便于酵母菌在无氧条件下分解有机物产生酒精。 在有氧条件下,酵母菌分解营养物质释放的能量多,这些能量可以为酵母菌细胞进行物质代谢和细胞分裂提供充足的动力。 能为自己的生命活动提供少量能量。 问题探讨 一.细胞呼吸的方式 实验 探究酵母菌细胞呼吸的方式 1.实验原理: 酵母菌是一种单细胞真菌(真核生物),在有氧和无氧的条件下都能生存,属于异养型兼性厌氧菌。通过定性测定酵母菌在有氧和无氧条件下细胞呼吸的产物,来确定酵母菌细胞呼吸方式。 2.提出问题: 酵母菌在有氧和无氧条件下的细胞呼吸产物分别是什么? 3.作出假设: 在有氧条件下酵母菌进行有氧呼吸产生大量C02,在无氧条件下进行无氧呼吸产生酒精和少量CO2。 4.设计实验: ①怎样控制有氧和无氧的条件? 有氧: 通入空气 H2O2分解产生氧气 无氧: 密封 充入氮气 液面铺满石蜡油 4.设计实验: ②怎样鉴定有无CO2的产生?如何比较CO2产生的多少? a.澄清的石灰水: 相同时间内澄清石灰水的浑浊程度。 b.溴麝香草酚蓝水溶液 (蓝 绿 黄) 相同时间内的颜色变化或变为黄色所需时间。 ③怎样鉴定酒精的产生? 酸性重铬酸钾溶液: 橙色 灰绿色 ④怎样保证酵母菌能正常生活? 营养:葡萄糖溶液 无杂菌:培养液和装置消毒 杂菌会进行呼吸作用影响结果,同时会产生代谢产物干扰酵母菌的生长。 ※提示: 葡萄糖也能和酸性重铬酸钾反应,故检测时需要等培养液中葡萄糖耗尽再进行。 5.进行实验: ①酵母菌培养液的制备: 在每个培养瓶中各加入10g新鲜酵母菌和240ml(煮沸冷却)质量分数为5%的葡萄糖溶液。 煮沸:去除溶液中的氧气且杀灭杂菌,冷却:避免高温杀死酵母菌 ②检测CO2的产生: ③检测酒精的产生: 自A,B中分别取酵母菌培养液,过滤并各取2ml,分别加入等量酸性重铬酸钾溶液,震荡并观察现象。 思考 1.A组中的NaOH的作用是什么? 吸收空气中的CO2,避免对实验结果造成影响。 2.B瓶应先封口放置一段时间,然 后再连接澄清的石灰水溶液,这 是为什么? 让酵母菌消耗完瓶中原有氧气,造成无氧环境。 5. 实验现象: 条件 澄清石灰水浑浊程度 酸性重铬酸钾变色情况 有氧 无氧 6. 实验现象分析: ①酵母菌在有氧及无氧条件下均能进行细胞呼吸; ②有氧条件下产生二氧化碳多而快,在无氧条件下产生酒精及 少量二氧化碳。 问题思考 1.本实验能否根据是否产生CO2判断呼吸类型? 不能,但是可以根据CO2的产生速率来进行判断。 2.能否利用澄清石灰水(或溴麝香草酚蓝水溶液)来判断呼吸类型? 可以 3.你还能想到其他方法来判断呼吸类型吗? 还可以根据单位时间内有氧呼吸释放能量高于无氧呼吸来进行判断。分别在A、B装置中连接一个温度计。 4.从控制变量的角度来看,本实验的自变量,因变量,无关变量分别是 什么? 自变量: 氧气的有无 因变量: 酵母菌的呼吸产物 无关变量: 温度,PH,加入的葡萄糖溶液等 甲、乙两组均为实验组,没有对照组的出现,此实验为相互对照实验,也称为对比实验。 二.有氧呼吸 1.线粒体 外膜: 使线粒体与周围的细胞质分开。 内膜: 有许多种与有氧呼吸有关的酶。 嵴: 由内膜的某些部位向内腔折叠形成。嵴使内膜的表面积大大增加,有利于有氧呼吸的进行。 基质: 线粒体基质中含有少量DNA﹑ RNA和核糖体,含有许多种与有氧呼吸有关的酶。 细胞内分布: 一般情况下均匀分布在细胞质中。 但是,活细胞中的线粒体往往定向地运动到代谢旺盛的部位。 思维训练 关于真核细胞线粒体的起源,科学家提出了一种解释:约几十亿年前,有一种真核细胞吞噬了原始的需氧细菌,被吞噬的细胞不仅没有被消化分解,反而在细胞中生存下来了。需氧细菌从宿主细胞那里得到丙酮酸氧化分解释放的能量。在共同生存繁衍的过程中,需氧细菌进化为宿主细胞内专门进行细胞呼吸的细胞器。 以下哪些证据支持这一论点,哪些不支持这一论点? 1.线粒体内存在与细菌DNA相似的环状DNA 2.线粒体内的蛋白质,有少数几种由线粒体DNA指导合成,绝大多 数由核DNA指导合成。 3.真核细胞内的DNA有极高比例的核苷酸序列经常不表现出遗传效 应,线粒体DNA和细菌的却不是这样。 4.线粒体能像细菌一样进行分裂增殖。 √ √ √ 2.有氧