5.3 细胞呼吸的原理和应用（第1课时）-2024-2025学年高一生物上学期任务型教学课件（2019人教版必修1）

第5章细胞呼吸的原理和应用 第1课时 1 问题探讨 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。思考有关的问题。 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？ 密封发酵时，酵母菌将有机物转化为酒精的同时，能为自己的生命活动提供少量能量。 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。 发酵生产葡萄酒的车间 一 细胞呼吸的方式 认识酵母菌 在有氧无氧的条件下都能长期存活 需氧型 厌氧型 兼性厌氧型 酵母菌是一种单细胞真菌，（真核生物），其在有氧和无氧条件下都能生存，属于兼性厌氧菌。 酵母菌的电镜照片（放大4750倍） 一 细胞呼吸的方式 实验：探究酵母菌细胞呼吸的方式 任务一 阅读教材90--91页，小组合作讨论以下问题 设计实验 进行实验 观察结果 分析结论 提出问题 作出假设 酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸的产物分别是什么? 通入空气 同学们给出的答案可能有： 有氧条件下产生CO2，无氧条件下产生酒精； 有氧条件下产生酒精，无氧条件下产生CO2； 有氧条件下和无氧条件下都产生酒精和CO2 ； 有氧、无氧条件下都产生CO2，无氧条件下产生酒精 小组讨论：根据已有的知识和经验，针对所提出的问题作出合理的假设 有氧条件下产生CO2 无氧条件下产生CO2+酒精 一 细胞呼吸的方式 实验：探究酵母菌细胞呼吸的方式 任务一 阅读教材90--91页，小组合作尝试总结以下问题 设计实验 进行实验 观察结果 分析结论 提出问题 作出假设 酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸的产物分别是什么? 有氧条件下产生CO2，无氧条件下产生CO2+酒精 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酒精或二氧化碳。 自变量: 因变量: 无关变量: 细胞呼吸的条件 细胞呼吸的产物 有氧 无氧 影响实验结果的可变因素 （温度、葡萄糖溶液浓度、酵母菌活性等） ——酒精、 CO2 隔绝空气 相同且适宜 控制变量 相同且适宜 通入空气 隔绝空气 酸性重铬酸钾 澄清石灰水 溴麝香草酚蓝溶液 一 细胞呼吸的方式 实验：探究酵母菌细胞呼吸的方式 任务二 小组合作，利用以下器材搭建有氧呼吸和无氧呼吸的实验装置 设计实验 进行实验 观察结果 分析结论 提出问题 作出假设 B 酵母菌 培养液 C 质量分数为10%的NaOH溶液 A 酵母菌 培养液 D 澄清的 石灰水 气泵 E 新鲜的食用酵母菌（10g）+5%葡萄糖溶液（240ml) C 质量分数为10%的NaOH溶液 A 酵母菌培养液 D 澄清的 石灰水 气泵 E B 酵母菌培养液 D 澄清的 石灰水 有氧呼吸装置 无氧呼吸装置 一 细胞呼吸的方式 实验：探究酵母菌细胞呼吸的方式 HIAPAD (H) - 一 细胞呼吸的方式 实验：探究酵母菌细胞呼吸的方式 任务三 小组合作结合实验，分析以下问题 设计实验 进行实验 观察结果 分析结论 提出问题 作出假设 将培养液煮沸冷却的目的： 通过含NaOH溶液的目的： 去除空气中的CO2，保证澄清石灰水变浑浊是酵母菌有氧呼吸产生的CO2所致。 B瓶应封口放置一段时间的目的： 消耗掉B瓶中的氧气，确保通过澄清石灰水的CO2是无氧呼吸产生的。 去除培养液中的O2，杀死培养液中的杂菌 C 质量分数为10%的NaOH溶液 A 酵母菌培养液 D 澄清的 石灰水 气泵 E B 酵母菌培养液 D 澄清的 石灰水 一 细胞呼吸的方式 设计实验 进行实验 观察结果 分析结论 提出问题 作出假设 条件 澄清石灰水/出现的时间 溴麝香草酚蓝溶液 重铬酸钾--浓硫酸溶液 有氧(A) 无氧(B) 变混浊／快 变混浊／慢 蓝色→绿色→黄色 蓝色→绿色→黄色 不变灰绿色 出现灰绿色 实验：探究酵母菌细胞呼吸的方式 一 细胞呼吸的方式 设计实验 进行实验 观察结果 分析结论 提出问题 作出假设 酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸。 在有氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生 和 ； 在无氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生 ，还产生 。 大量CO2 酒精 少量CO2 水 条件 澄清石灰水/出现的时间 溴麝香草酚蓝溶液 重铬酸钾--浓硫酸溶液 有氧 无氧 变混浊／快 变混浊／慢 蓝色→绿色→黄色 蓝色→绿色→黄色 不变灰绿色 出现灰绿色 实验：探究酵母菌细胞呼吸的方式 任务四 结合实验，小组合作讨论以下问题？ 一 细胞呼吸的方式 1、有同学认为，在有氧呼吸实验装置中10％的NaOH溶液不能完全吸收空气中的CO2，以致可能对实验结果有干扰，你同意吗？你如何避免这种可能性的发生，以保证实验更严谨？ 酵母菌培养液 气泵 质量分数为10%的NaOH溶液 澄清的 石灰水 澄清的 石灰水 实验：探究酵母菌细胞呼吸的方式 任务四 结合实验，小组合作讨论以下问题？ 一 细胞呼吸的方式 2、还有的同学认为，在无氧呼吸实验装置中不能保证装置内的O2已经被完全消耗完，以致可能对实验结果有干扰。你能不能避免这种可能性的发生，以保证实验更严谨？ 酵母菌培养液 澄清的 石灰水 石蜡油或植物油密封 实验：探究酵母菌细胞呼吸的方式 在无氧呼吸装置的酵母菌培养液的表层滴加适量的植物油或石蜡油，可以完全隔绝O2以提供严格的无氧环境。 任务四 结合实验，小组合作讨论以下问题？ 一 细胞呼吸的方式 3、用酸性重铬酸钾检测时，有氧和无氧装置产生的颜色反应几乎一样。可能原因是什么？ ①有氧呼吸装置实验操作中可能供氧不足，导致部分酵母菌进行无氧呼吸产生少量酒精 ②有氧和无氧组葡萄糖未消耗完所致，重铬酸钾是强氧化剂，酵母菌培养液中的葡萄糖是还原性糖，同样也可以被重铬酸钾氧化，其颜色反应与酒精相同。 葡萄糖（具有还原性）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。 实验：探究酵母菌细胞呼吸的方式 一 细胞呼吸的方式 本实验中哪个是对照组，哪个是实验组？ 对比实验（相互对照实验） 　　设置两个或两个以上的实验组，通过对结果的比较分析，来探究某种因素对实验对象的影响，这样的实验叫作对比实验。 科学方法----- 任务五 阅读92页，分析以下问题 本实验的两组都是实验组 对比实验 实验：探究酵母菌细胞呼吸的方式 一 细胞呼吸的方式 与社会的联系 结合本节课的内容，分析一下交警查酒驾所使用的酒精检测仪的作用机理。 让司机呼出的气体直接接触到用硫酸处理过的重铬酸钾，如果呼出的气体中含有酒精，重铬酸钾会变成灰绿色的硫酸铬． 饮酒驾车是指车辆驾驶人员血液中的酒精含量大于或者等于20mg/100ml，小于80mg/100ml的驾驶行为。 醉酒驾车是指车辆驾驶人员血液中的酒精含量大于或者等于80mg/100ml的驾驶行为。 一 细胞呼吸的方式 酵母菌在 条件下都能进行细胞呼吸。 ①有氧气条件下：产生大量 和 ，不产生酒精； ②无氧条件下：产生 ，还产生少量的 。 有氧和无氧 酒精 二氧化碳 二氧化碳 水 细胞呼吸 有氧呼吸 无氧呼吸 绝大多数生物的主要呼吸方式 酵母菌、许多真菌和细菌能够进行 科学家根据大量的实验结果得出结论 HIAPAD (H) - 二 有氧呼吸 1.有氧呼吸的主要场所？主要场所适于进行有氧呼吸的特点有哪些？ 2.有氧呼吸各阶段的变化有哪些？ 3.有机物中能量的去路有哪些？ 5有氧呼吸总的反应式。 4.同有机物在生物体外燃烧相比，有氧呼吸具有哪些不同的特点？ 呼吸作用（细胞呼吸）的概念：细胞内的有机物氧化分解，并释放能量。 绝大多数生物细胞呼吸的的主要形式都是有氧呼吸 6.总结有氧呼吸的概念。 二 有氧呼吸 1.有氧呼吸的主要场所？主要场所适于进行有氧呼吸的特点有哪些？ 外膜 内膜 DNA/ RNA 核糖体 嵴 基质 线粒体增大膜面积的方式： 。 线粒体增大膜面积的意义： 。 有氧呼吸的酶分布在： 。 线粒体的功能： 。 内膜向内折叠成嵴 增大有氧呼吸酶的附着位点 线粒体内膜和线粒体基质 进行有氧呼吸的主要场所 ①线粒体内膜向内折叠形成嵴,大大增加了线粒体的内膜表面积 ②线粒体内膜和基质中含有许多种与有氧呼吸有关的酶。 任务一 阅读教材92页第二段，小组合作讨论以下问题？ （1）主要场所： （2）线粒体适应于有氧呼吸的主要特点： 线粒体 二 有氧呼吸 任务二 阅读教材92--93页，结合视频小组合作讨论以下问题？ + 6H2O 酶 2C3H4O3 6CO2 + 20[H] + 少量能量 二 有氧呼吸 2.有氧呼吸各阶段的变化有哪些？ 任务二 阅读教材92--93页，结合视频小组合作讨论以下问题？ 有氧呼吸 场所 反应物 产物 释能 第一阶段 第二阶段 第三阶段 细胞质基质 葡萄糖 丙酮酸、[H] 少量 丙酮酸、H20 CO2、[H] 少量 [H]、O2 H2O 大量 线粒体基质 线粒体内膜 第一阶段反应式： 第二阶段反应式： 第三阶段反应式： C6H12O6 酶 + 4[H] + 少量能量 2C3H4O3 酶 12H2O + 大量能量 24[H] + 6O2 一 细胞呼吸的方式 [H]读作还原氢，是还原型辅酶Ⅰ（NADH）简化表示方式，是氧化型辅酶Ⅰ（NAD+）接受电子和质子后转化而成（NAD+ + 2e- + H+ ⇆ NADH) C6H12O6 2丙酮酸 酶 6CO2 4[H] 少量能量 少量能量 酶 6H2O 20[H] 12H2O 6O2 酶 大量能量 线粒体 细胞质基质 ② ① ③ 一 细胞呼吸的方式 （1）据测定，一摩尔葡萄糖彻底氧化分解，可以释放2870kJ的能量，可使977.28kJ左右的能量储存在ATP中。 ATP 热能 977.28÷30.54=？ 32molATP （2）能量转化效率：葡萄糖有氧分解时，能量转化效率为 ，还有约 的能量以热能的形式散失。 （977.28/2 870）×100%≈？ 65.95% 34.05% 维持体温 任务三 阅读教材93页及思考与讨论，完成以下问题？ 3.有机物中能量的去路有哪些？ 任务四 结合所学知识，小组讨论完成以下问题？ 二 有氧呼吸 4.同有机物在生物体外燃烧相比，有氧呼吸具有哪些不同的特点？ 意义：保证有机物中的能量得到充分利用。 ①可使有机物中的能量逐步转移到ATP中； ②能量缓慢有序地释放，有利于维持细胞的相对稳定。 反应过程 ，多步反应， 释放能量，有相当一部分储存在 中。 温和 ATP 逐步 二 有氧呼吸 任务五 根据过程结合过程总结有氧呼吸总的反应式，并概括有氧呼吸概念 C6H12O6 + 6H2O + 6O2 6CO2 + 12H2O + 能量 酶 物质 变化 有机物 （葡萄糖） 无机物 （CO2+H2O） 能量 变化 有机物中 稳定的化学能 ATP中 活跃的化学能 + 散失的 热能 指细胞在氧的参与下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生二氧化碳和水，释放能量，同时生成大量ATP的过程。 5.有氧呼吸总反应式 6.有氧呼吸概念 课堂小结 练一练 1 判断题 （1）配制酵母菌培养液时，葡萄糖溶液煮沸后，即可加入新鲜食用酵母（　） （2）如果产生的气体使澄清的石灰水变混浊，则酵母菌进行有氧呼吸（ 　） （3）橙色的重铬酸钾溶液在碱性条件下遇酒精变为灰绿色（　　） （4）将酵母菌的培养时间适当延长以耗尽溶液中的葡萄糖，这将更有利于酒精的检测（　　） 练一练 2．关于“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验的相关叙述错误的是（ ） A．可以在装有质量分数为10%的NaOH溶液的锥形瓶与有酵母菌培养液的锥形瓶中间再增加一个装有澄清石灰水的装置，以检验通入酵母菌培养液中的气体中CO2是否除尽B．可以根据石灰水的混浊程度或溴麝香草酚蓝溶液变成黄色的时间长短检测CO2产生情况C．葡萄糖也能与酸性重铬酸钾反应发生颜色变化，所以应该等葡萄糖充分消耗完以后再进行酒精的检测D．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 D Lavf57.71.100 Codec by Bilibili XCode Worker v4.8.74(fixed_gap:False) Lavf58.28.100 Lavf58.28.100 Lavf56.40.101 Tencent APD MTS $$