5.3.1 细胞呼吸的方式和有氧呼吸（课件PPT）-【状元桥·优质课堂】2024-2025学年高中生物必修1 分子与细胞（人教版2019）

细胞的能量供应和利用 第5章 第3节　细胞呼吸的原理和应用 第1课时　细胞呼吸的方式和有氧呼吸 返回目录 生物学　必修1 　 教材梳理·新知全解 关键能力·合作探究 随堂检测·要点速记 课时作业(十八) 目 录 Contents 教材梳理·新知全解 知识点1　细胞呼吸 二氧化碳或其他产物 ATP 有氧和无氧 兼性厌氧 返回目录 生物学　必修1 　 细胞呼吸 二氧化碳 水 酒精 二氧化碳 返回目录 生物学　必修1 　 有氧呼 吸 无氧呼吸 返回目录 生物学　必修1 　 知识点2　有氧呼吸 多种酶 彻底氧化分解 二氧化碳和水 线粒体 返回目录 生物学　必修1 　 细胞质基质 线粒体内膜 葡萄糖 丙酮酸、水 H2O、ATP 少量能量 12H2O＋能量 返回目录 生物学　必修1 　 氧 多种酶 温和 逐步释放 ATP 977.28 返回目录 生物学　必修1 　 返回目录 生物学　必修1 　 关键能力·合作探究 返回目录 生物学　必修1 　 第一阶段 第二阶段 第三阶段 丙酮酸 [H] CO2 O2 ③ 细胞质基质 线粒体基质 线粒体内膜 返回目录 生物学　必修1 　 探究点1　探究酵母菌细胞呼吸的方式 返回目录 生物学　必修1 　 返回目录 生物学　必修1 　 返回目录 生物学　必修1 　 返回目录 生物学　必修1 　 返回目录 生物学　必修1 　 返回目录 生物学　必修1 　 返回目录 生物学　必修1 　 返回目录 生物学　必修1 　 返回目录 生物学　必修1 　 探究点2　有氧呼吸 返回目录 生物学　必修1 　 返回目录 生物学　必修1 　 返回目录 生物学　必修1 　 返回目录 生物学　必修1 　 返回目录 生物学　必修1 　 返回目录 生物学　必修1 　 返回目录 生物学　必修1 　 随堂检测·要点速记 返回目录 生物学　必修1 　 返回目录 生物学　必修1 　 返回目录 生物学　必修1 　 返回目录 生物学　必修1 　 返回目录 生物学　必修1 　 返回目录 生物学　必修1 　 返回目录 生物学　必修1 　 返回目录 生物学　必修1 　 返回目录 生物学　必修1 　 返回目录 生物学　必修1 　 返回目录 生物学　必修1 　 返回目录 生物学　必修1 　 返回目录 生物学　必修1 　 制 作 者：状元桥 适用对象：高中学生 制作软件：Powerpoint2010、 Photoshop cs3 运行环境：WindowsXP以上操作系统 [课标要求] 1.掌握探究酵母菌细胞呼吸的方式的实验(科学探究)。　2.概述细胞有氧呼吸的三个阶段(科学思维)。 1．概念 (1)物质变化：有机物氧化分解，生成_____________________。 (2)能量变化：释放能量并生成__________。 2．探究酵母菌细胞呼吸的方式 (1)酵母菌作为实验材料的原因：酵母菌在______________的条件下都能生存，属于____________菌。 (2)呼吸产物的检测(连线) (3)实验结论 ①酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行____________。 ②产物 3．根据大量的实验结果得出结论：细胞呼吸的类型有_______ _____和____________. 1．概念：细胞在氧的参与下，通过__________的催化作用，把葡萄糖等有机物________________，产生________________，释放能量，生成大量ATP的过程。 2．主要场所——__________ 3．过程 项目 第一阶段 第二阶段 第三阶段 场所 ______________ 线粒体基质 ______________ 反应物 __________ ______________ O2、[H] 生成物 丙酮酸、[H]、ATP CO2、[H]、ATP ______________ 能量 少量能量 ____________ 大量能量 4.有氧呼吸反应式：____________________________________ ______________。 C6H12O6＋6H2O＋6O26CO2＋ 5．特点 (1)必要条件：有______参与，__________催化。 (2)过程特点：过程________；有机物中的能量经过一系列的化学反应___________；这些能量有相当一部分储存在__________中。 6．能量转化：在细胞内，1 mol葡萄糖彻底氧化分解可以释放出2 870 kJ的能量，其中________________kJ左右的能量储存在ATP中，其余的能量则以热能形式散失掉。 北方人做馒头时，利用酵母发面，发好的面团柔软而且表面水汪汪的。你知道其中的原因吗？ 提示　酵母中酵母菌有氧呼吸产生的CO2使面团充气而变软，产生的水使面团表面有水。 (教材P93“图5-9”拓展)观察有氧呼吸过程示意图，回答问题： (1)写出图中①②③代表的有氧呼吸的对应阶段： ①____________；②____________；③____________。 (2)写出a、b、c代表的物质： a．__________；b.__________；c.________；d.______。 (3)三个阶段均释放出能量，释放能量最多的阶段是______(填图中序号)。 (4)写出图中①②③所处的场所。 ①______________；②______________；③______________。 1．实验原理 酵母菌是兼性厌氧菌，在有氧和无氧条件下均能生存，有氧呼吸产生H2O和CO2，无氧呼吸产生酒精和CO2。 2．设计思路——设计对比实验 控制变量　―→　结果比较分析　―→　得出结论 (有氧、无氧条件)　　(CO2的多少)　 　(两种呼吸方式) 3．实验变量分析 探究课题 有氧呼吸 无氧呼吸 自变量 有氧和无氧 因变量 产生CO2的多少、酒精的有无 无关变量 温度、营养物质的浓度和总量等 实验结论 在有氧条件下产生的CO2多 在无氧条件下能产生酒精 4.实验装置分析 (1)甲组装置的第一个锥形瓶中盛放的试剂是NaOH溶液，其目的是使进入A中的空气先经NaOH处理，排除空气中的CO2对实验结果的干扰。 (2)乙组装置中B瓶放置一段时间后，才能与装有澄清石灰水的锥形瓶连接，其目的是让酵母菌将B瓶中的氧气消耗掉，确保产物CO2只来自无氧呼吸。 注意：在检测酒精时，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。 【例1】 (2023·1月浙江)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　酵母菌用量和葡萄糖溶液浓度是无关变量，A项错误；氧气的有无是自变量，B项错误；有氧呼吸不产生酒精，无氧呼吸产生酒精和CO2且比值为1∶1，因此可选用酒精和CO2生成量作为因变量的检测指标，C项正确；等量的葡萄糖有氧呼吸氧化分解彻底，释放能量多，无氧呼吸氧化分解不彻底，大部分能量还储存在酒精中，释放能量少，D项错误。 【例2】 (2022·重庆)从图中选取装置，用于探究酵母菌细胞呼吸方式，正确的组合是(　　) 酵母菌培养液① 酵母菌培养液② 澄清的石灰水③ 酵母菌培养液④ 酵母菌培养液⑤ 酵母菌培养液⑥ 澄清的石灰水⑦ 质量分数为10%的NaOH溶液⑧ 注：箭头表示气流方向 A．⑤→⑧→⑦和⑥→③ B．⑧→①→③和②→③ C．⑤→⑧→③和④→⑦ D．⑧→⑤→③和⑥→⑦ 答案　B 解析　酵母菌属于异养兼性厌氧型生物，既能进行有氧呼吸，又能进行无氧呼吸。进行有氧呼吸时，先用NaOH溶液去除空气中的CO2，再将空气通入酵母菌培养液，最后连接澄清石灰水检测CO2的生成，通气体的管子要注意应该长进短出，装置组合是⑧—①—③；无氧呼吸装置是直接将酵母菌培养液与澄清石灰水相连，装酵母菌溶液的瓶子不能太满，以免溢出，装置组合是②—③，B项正确。 阅读教材及教材图 5-9有氧呼吸过程示意图，完成如下所示有氧呼吸过程模型构建。 (1)糖类(葡萄糖)为什么必须分解成丙酮酸后才能进行有氧呼吸的第二、三阶段？ (2)有氧呼吸过程中，H2O参与第二阶段反应，在____________阶段产生；[H]在____________阶段产生，参与____________阶段的反应；O2只参与____________阶段反应，CO2是在____________阶段产生的。 (3)若用放射性同位素18O分别标记有氧呼吸中C6H12O6中的氧和O2中的氧，放射性会分别出现在哪种产物中？ 提示(1)因为线粒体膜上不含运输葡萄糖的载体蛋白，葡萄糖不能进入线粒体(或线粒体内没有催化葡萄糖分解的酶)。 (2)第三　第一、二　第三　第三　第二 (3)C6HO6→C18O2；18O2→HO。 【例3】 在有氧呼吸过程中，H2O参与的阶段是(　　) A．葡萄糖分解为丙酮酸 B．与丙酮酸反应生成 CO2和[H] C．[H]与O2结合形成水 D．丙酮酸转变成乳酸 答案　B 解析　在有氧呼吸过程中，水参与第二阶段的反应，与丙酮酸发生化学反应生成二氧化碳和[H]；水是在有氧呼吸的第三阶段，由氧气和[H]结合形成的。 【例4】 (2023·广东)在游泳过程中，参与呼吸作用并在线粒体内膜上作为反应物的是(　　) A．还原型辅酶Ⅰ B．丙酮酸 C．氧化型辅酶Ⅰ D．二氧化碳 答案　A 解析　游泳过程中主要以有氧呼吸提供能量，有氧呼吸的第一阶段和第二阶段都产生了[H]，这两个阶段产生的[H]在第三阶段经过一系列的化学反应，在线粒体内膜上与氧结合生成水，这里的[H]是一种简化的表示方式，实际上指的是还原型辅酶Ⅰ，A项正确。 与有氧呼吸相关的4个易错点 (1)葡萄糖不会进入线粒体内被彻底氧化分解——葡萄糖需在细胞质基质中先分解为丙酮酸，丙酮酸再进入线粒体分解。 (2)能量不可写成ATP——有氧呼吸的能量大部分以热能形式散失，少量转移到ATP中。 (3)真核细胞的有氧呼吸必须有线粒体参与——没有线粒体的真核细胞只能进行无氧呼吸(如蛔虫细胞、哺乳动物成熟红细胞等)。 (4)原核细胞无线粒体但也能进行有氧呼吸——许多原核生物无线粒体，但细胞中含有与有氧呼吸相关的酶，也能进行有氧呼吸(如蓝细菌、醋酸杆菌等)。 1．细胞内葡萄糖分解为丙酮酸的过程(　　) A．不产生CO2 B．必须在有O2条件下进行 C．在线粒体内进行 D．反应速度不受温度影响 答案　A 解析　葡萄糖分解为丙酮酸为有氧呼吸或无氧呼吸的第一阶段，不产生CO2，A项正确；葡萄糖分解为丙酮酸的过程不需要氧气，B项错误；葡萄糖分解为丙酮酸为有氧呼吸或无氧呼吸的第一阶段，场所是细胞质基质，C项错误；细胞内葡萄糖分解为丙酮酸的过程需要酶的催化，而酶的活性受温度影响，D项错误。 2．下列关于细胞呼吸的说法，不正确的是(　　) A．细胞呼吸实质是在细胞内进行有机物分解，释放能量的过程 B．细胞呼吸实质是细胞与环境间的气体交换的过程 C．细胞呼吸是细胞内有机物“缓慢燃烧”的过程 D．即使没有氧气，酵母菌也能进行细胞呼吸 答案　B 解析　细胞呼吸实质是在细胞内进行有机物氧化分解、释放能量的过程，通过细胞呼吸满足了细胞中能量的消耗，A项正确；细胞呼吸是指生物体内的有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，最终生成二氧化碳或其他产物，并且释放出能量的过程，不是一个简单的气体交换过程，B项错误；细胞呼吸是细胞内有机物“缓慢燃烧”、释放能量的过程，C项正确；酵母菌是兼性厌氧微生物，即使没有氧气，酵母菌也能进行细胞呼吸，即无氧呼吸，D项正确。 3．细胞呼吸为细胞的生命活动提供了能量。下列有关细胞呼吸的叙述，正确的是(　　) A．细胞呼吸分解有机物释放的能量大部分用于细胞代谢 B．蓝细菌不含线粒体，因而不能进行有氧呼吸 C．无氧环境下，酵母菌细胞中参与有氧呼吸的酶失活 D．一定条件下，有些生物体内能同时进行两种类型的细胞呼吸 答案　D 解析　细胞呼吸分解有机物释放的能量大部分以热能的形式散失，A项错误；蓝细菌为原核生物，无线粒体，但有与有氧呼吸有关的酶，所以可以进行有氧呼吸，B项错误；无氧环境下，酵母菌进行无氧呼吸，但与有氧呼吸有关的酶并没有失活，若环境中氧气浓度升高，酵母菌可以再一次进行有氧呼吸，C项错误；人在剧烈运动时，体内能同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，D项正确。 4．检测酵母菌细胞呼吸的产物，下列描述正确的是(　　) A．如果产生的气体使澄清的石灰水变混浊，则酵母菌只进行有氧呼吸 B．如果产生的气体使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄，则酵母菌只进行无氧呼吸 C．无论进行有氧呼吸还是无氧呼吸，酵母菌都能产生CO2 D．酵母菌发酵时不产生气体，但其发酵液能使重铬酸钾变灰绿色 答案　C 解析　酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸都能产生二氧化碳，可使澄清的石灰水变混浊，或使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄。 5．某同学利用如图实验装置用酵母菌做了如下实验，请据图回答问题： 注：(1)本实验所用的酵母菌是由5%的葡萄糖溶液＋10克酵母干粉搅拌而成。 (2)BTB试剂(溴麝香草酚蓝)在不同pH的溶液中呈现不同的颜色，当pH＜7时为黄色，pH＞7时为蓝色。 (1)利用该实验装置“探究酵母菌的呼吸方式”，选用酵母菌作为本实验的实验材料，因为____________。判断酵母菌呼吸方式的依据是____________。 (2)一段时间后，观察对比1、2号试管的颜色变化是____________。 (3)在酿造葡萄酒的实验中，将酵母菌种加入葡萄浆后，发酵瓶应先通气一段时间再密闭，原因是____________。 (4)如果给酵母菌提供18O的氧气，在酵母菌中哪些物质可能含18O：____________。 解析　(1)由题图可知，甲和乙的单一变量是有无空气，说明该实验装置是用于探究酵母菌的呼吸方式，之所以选用酵母菌作为实验材料，主要原因是酵母菌属于兼性厌氧菌，既可进行无氧呼吸，也可进行有氧呼吸。根据本实验中选用BTB试剂检测二氧化碳的原理可知，可通过BTB试剂检测相同时间内二氧化碳释放量的多少(或二氧化碳释放速率)来判断酵母菌的呼吸方式。(2)酵 母菌有氧呼吸和无氧呼吸都能产生二氧化碳，且有氧呼吸产生的二氧化碳比无氧呼吸多，二氧化碳和水反应生成碳酸，使溶液的pH下降，所以一段时间后，1、2号试管均变黄，且2号试管较1号试管黄色深。(3)酵母菌在氧气充足时代谢旺盛、繁殖快，在氧气不足时发酵产生酒精，所以在制作葡萄酒的实验中，将酵母菌种加入葡萄浆后，发酵瓶应先通气一段时间再密闭。(4)如果给酵母菌提供含18O的氧气，18O最初出现在H2O中，H2O可能会再次参与有氧呼吸，则会出现在CO2中。 答案　(1)酵母菌属于兼性厌氧菌　相同时间内二氧化碳释放量的多少(或二氧化碳释放速率)　(2)均变黄，2号试管较1号试管黄色深 (3)酵母菌在有氧时代谢旺盛、繁殖快，在无氧时发酵产生酒精　(4)水和二氧化碳 要点速记 1．呼吸作用的实质是细胞内的有机物氧化分解，并释放能量。 2．CO2可使澄清石灰水变混浊，也可使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄。 3．在酸性条件下，橙色的重铬酸钾溶液与酒精发生化学反应，变成灰绿色。 4．有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体，反应式为：C6H12O6＋6O2＋6H2O6CO2＋12H2O＋能量。 $$