5.3细胞呼吸的原理和应用（第一课时）（教学课件）-2023-2024学年高一上学期生物人教版（2019）必修1

第3节 细胞呼吸的原理和应用 （第一课时） 第5章 细胞的能量供应和利用 教学目标 能初步用物质与能量观，说出呼吸作用中物质与能量的变化。 生命观念 说明有氧呼吸的过程。比较有氧呼吸和无氧呼吸的区别。 科学思维 基于给定的条件，设计实验探究细胞呼吸的方式。 科学探究 依据影响细胞呼吸的因素，形成人与自然和谐共处的观念。 社会责任 问题探讨 新课导入 知识讲解 课堂小结 基础检测 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。 发酵生产葡萄酒的车间 问题探讨 新课导入 知识讲解 课堂小结 基础检测 1.都是培养酵母菌，为什么有的通气有的需要密封？ 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自身有什么意义？ 有氧条件下，酵母菌分解营养物质释放能量多 通气让酵母菌进行有氧呼吸,有利于酵母菌快速繁殖; 密封让酵母菌进行无氧呼吸,产生酒精。 密封发酵时，酵母菌将有机物分解为酒精时，也能为自身的生命活动提供少量能量。 细胞呼吸的方式 新课导入 知识讲解 课堂小结 基础检测 酵母菌 酵母菌是一种单细胞真菌，在有氧和无氧条件下都能生存，属于兼性厌氧型生物。 细胞呼吸的方式 新课导入 知识讲解 课堂小结 基础检测 细胞呼吸 呼吸作用的实质是细胞内的有机物氧化分解，并释放能量，也叫作细胞呼吸。 细胞呼吸是否都需要氧？ 生物在有氧和无氧条件下是否都能进行细胞呼吸呢？ 有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他产物，释放出能量并生成ATP的过程。 概 念 实质 思考 细胞呼吸的方式 新课导入 知识讲解 课堂小结 基础检测 实验原理 探究·实践——探究酵母菌细胞呼吸的方式 酵母菌细胞呼吸以葡萄糖作为底物时，通过测定在有氧条件和无氧条件下细胞呼吸的产物，来确定细胞呼吸作用的类型。 对比实验 设置两个或两个以上的实验组，通过对结果的比较分析，来探究某种因素与实验现象的关系。 细胞呼吸的方式 新课导入 知识讲解 课堂小结 基础检测 设计实验 探究·实践——探究酵母菌细胞呼吸的方式 自变量 【实验思路】 分别给酵母菌提供有氧和无氧的条件，一段时间后检测其产物是否含CO2或酒精。 因变量 无关变量 【分析变量】 影响 有无氧气 是否产生CO2或酒精 如何控制？ 如何检测？ 通气/密闭 保持一致 细胞呼吸的方式 新课导入 知识讲解 课堂小结 基础检测 设计实验 探究·实践——探究酵母菌细胞呼吸的方式 【产物检测】 CO2的检测 ①通入澄清的石灰水： ②使溴麝香草酚蓝水溶液： 酒精的检测 酸性重铬酸钾溶液： 澄清→浑浊 蓝→绿→黄 由橙色变成灰绿色 细胞呼吸的方式 新课导入 知识讲解 课堂小结 基础检测 设计实验 探究·实践——探究酵母菌细胞呼吸的方式 【控制无关变量】 空气中的二氧化碳 让空气先通过NaOH溶液 温度 置于相同适宜温度下 营养物质 给予相同的适量营养 思考：还有哪些因素会影响实验结果？ 无关变量的相同且适宜原则 细胞呼吸的方式 新课导入 知识讲解 课堂小结 基础检测 实验步骤 探究·实践——探究酵母菌细胞呼吸的方式 通入空气，保证酵母菌有充足氧气进行有氧呼吸。 酵母菌+葡萄糖溶液 NaOH 酵母菌培养液 澄清石灰水 除去空气中的CO2，避免对实验结果产生影响 检测CO2 有氧呼吸装置： 细胞呼吸的方式 新课导入 知识讲解 课堂小结 基础检测 实验步骤 探究·实践——探究酵母菌细胞呼吸的方式 无氧呼吸装置： 酵母菌培养液 澄清石灰水，检测CO2 B瓶应封口放置一段时间后再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶： B瓶刚封口，有氧气存在，酵母菌进行有氧呼吸，一段时间后再连接盛有澄清石灰水的锥形瓶，可确保是无氧呼吸产生的CO2通入澄清石灰水瓶内 细胞呼吸的方式 新课导入 知识讲解 课堂小结 基础检测 实验现象 探究·实践——探究酵母菌细胞呼吸的方式 条件 澄清石灰水浑浊程度/时间 溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄时间 重铬酸钾--浓硫酸溶液 有氧 无氧 变浑浊程度高／快 不变灰绿色 变浑浊程度低／慢 出现灰绿色 长 短 细胞呼吸的方式 新课导入 知识讲解 课堂小结 基础检测 实验结论 探究·实践——探究酵母菌细胞呼吸的方式 大量水和CO2 酵母菌 有氧 无氧 C2H5OH、少量CO2 无氧呼吸 有氧呼吸 细胞呼吸 细胞呼吸的方式 新课导入 知识讲解 课堂小结 基础检测 注意事项 探究·实践——探究酵母菌细胞呼吸的方式 1. 酵母菌必须是新鲜的，防止酵母菌因存放时间过长而死亡，导致实验结果不明显。 2. 有氧呼吸装置必须持续通入空气，保证氧气充足。 3. 配制酵母菌培养液时，将葡萄糖溶液先煮沸再冷却后加入锥形瓶。煮沸是为了除去其他杂菌，防止其他杂菌的干扰。冷却后再加入锥形瓶是防止高温将酵母菌杀死。 4. 有氧条件下比无氧条件下石灰水变混浊的程度大而速度快。说明有氧呼吸产生的二氧化碳比无氧呼吸产生的多。 细胞呼吸的方式 新课导入 知识讲解 课堂小结 基础检测 科学方法——对比实验 概念 示例 设置两个或两个以上的实验组，通过对结果的比较分析，来探究某种因素对实验对象的影响，这样的实验叫作对比实验，也叫相互对照实验。 本次实验中，需要设置有氧和无氧两种条件来探究酵母菌在不同氧气条件下细胞呼吸的方式，这两个实验组的结果都是事先未知的，通过对比可以看出氧气条件对细胞呼吸的影响。 课堂小结 新课导入 知识讲解 课堂小结 基础检测 练习与应用 新课导入 知识讲解 课堂小结 基础检测 1.下列有关“探究酵母菌细胞呼吸方式”实验的说法，正确的是（ ） A.有氧装置和无氧装置中加入酵母菌培养液后，均需立即连上盛有澄清石灰水的锥形瓶 B.可根据溴麝香草酚蓝溶液变黄的颜色深浅，来判断CO2产生量的多少 C.用酸性重铬酸钾检测酒精时，发现有氧装置的滤液也出现了灰绿色，则说明该装置中一定同时发生了无氧呼吸 D.该实验中两组装置均为实验组，无空白对照组 答案：D 解析：无氧装置中加入酵母菌培养液后应封口放置一段时间，待酵母菌将瓶中的O2消耗完，再连接盛有澄清石灰水的锥形瓶，确保是无氧呼吸产生的CO2通入澄清石灰水中，A错误；有氧呼吸产生CO2的速率比无氧呼吸快，因此可根据溴麝香草酚蓝溶液变黄的时间长短，来检测CO2的产生速率，B错误；由于葡萄糖也能与酸性重铬酸钾反应发生颜色变化，故用酸性重铬酸钾检测酒精时，有氧装置的滤液也出现了灰绿色，不能说明该装置中一定同时发生了无氧呼吸，C错误；该实验需设置有氧和无氧两种条件的对比实验，两组均为实验组，相互对照，无空白对照组，D正确。 练习与应用 新课导入 知识讲解 课堂小结 基础检测 2.为探究酵母菌的细胞呼吸方式，可利用酵母菌、葡萄糖溶液等材料进行实验。下列关于该实验的叙述，正确的是（ ） A.酵母菌用量和葡萄糖溶液浓度是本实验的自变量 B.酵母菌可利用的氧气量是本实验的无关变量 C.可选用酒精和CO2生成量作为因变量的检测指标 D.不同方式的细胞呼吸消耗等量葡萄糖所释放的能量相等 答案：C 解析：在探究酵母菌的细胞呼吸方式实验中，酵母菌用量和葡萄糖溶液浓度是无关变量，A项错误；酵母菌可利用的氧气量是该实验的自变量，B项错误；1分子葡萄糖经需氧呼吸可产生6分子CO2，1分子葡萄糖经厌氧呼吸可产生2分子酒精和2分子CO2，故可选用酒精和CO2生成量作为因变量的检测指标，C项正确；消耗等量的葡萄糖，需氧呼吸释放的能量比厌氧呼吸释放的能量多，D项错误。 练习与应用 新课导入 知识讲解 课堂小结 基础检测 3.下列有关探究酵母菌细胞呼吸方式实验的叙述，正确的是（ ） A.选择酵母菌为实验材料的原因是其为兼性厌氧型细菌 B.该实验通过设置有氧和无氧两种条件探究酵母菌细胞的呼吸方式，其中有氧条件下为实验组，无氧条件下为对照组 C.在检测酒精产生时应延长培养时间以耗尽培养液中的葡萄糖 D.在测定无氧呼吸时锥形瓶中加入酵母菌培养液后应立即连通盛有澄清石灰水的锥形瓶 答案：C 解析：酵母菌是真菌，A错误；题述实验通过设置有氧和无氧两种条件来探究酵母菌细胞的呼吸方式，进行的是对比实验，有氧条件和无氧条件都是实验组，B错误；由于葡萄糖也能与酸性重铬酸钾反应发生颜色变化，因此，应将酵母菌的培养时间适当延长以耗尽溶液中的葡萄糖，C正确；在测定无氧呼吸时，盛有酵母菌培养液的锥形瓶应封口放置一段时间再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶，以耗尽盛有酵母菌培养液的锥形瓶中的氧气，D错误。 练习与应用 新课导入 知识讲解 课堂小结 基础检测 4.如图是探究酵母菌细胞呼吸方式的装置。下列说法错误的是（ ） A.若要探究酵母菌的有氧呼吸，则应选择装置a、b、c B.在有氧或无氧的条件下，酵母菌细胞呼吸都会产生CO2 C.b瓶中的溶液也可以换成溴麝香草酚蓝水溶液，遇CO2的颜色变化为由黄变绿再变蓝 D.检测d瓶中的产物可用酸性的重铬酸钾溶液，现象是出现灰绿色 C 练习与应用 新课导入 知识讲解 课堂小结 基础检测 答案：C 解析：本题考查探究酵母菌细胞呼吸的方式。若要探究酵母菌的有氧呼吸，应选择装置a、b、c，其中c锥形瓶中的10% NaOH溶液用于吸收空气中的CO2，b锥形瓶中的澄清石灰水用于检测有氧呼吸产生的CO2，A正确；酵母菌既能进行有氧呼吸，也能进行无氧呼吸，其中有氧呼吸的产物是CO2和H2O，无氧呼吸的产物是酒精和CO2，B正确；b瓶中的石灰水也可以换成溴麝香草酚蓝水溶液，用于检测CO2，溴麝香草酚蓝水溶液遇CO2会由蓝变绿再变黄，C错误；d瓶中的酵母菌进行无氧呼吸，产物为酒精和CO2，酒精属于d瓶中的产物，在酸性条件下会使橙色的重铬酸钾溶液变成灰绿色，D正确。 $$