5.3 细胞呼吸的原理和应用（第1课时）课件-2024-2025学年高一上学期生物人教版必修1

驱动细胞生命活动的直接能源物质是什么？ 温故知新 合成ATP所需的能量来源于哪里？ 人和动物 绿色植物 用 作 吸 呼 呼 吸 作 用 光 合 作 用 ADP+Pi+ 能量 ATP ATP合成酶 细胞呼吸 光合作用 呼吸作用 1 第3节 细胞呼吸的原理和应用 (第一课时) 01 02 03 利用结构与功能观分析线粒体结构与细胞呼吸的关系。(生命观念） 根据实验目的，设计探究酵母菌细胞呼吸方式的实验装置，实施方案，观察实验结果，得出正确结论。（科学探究） 对比分析有氧呼吸的三个阶段，理解细胞呼吸的实质。（科学思维） 教学 目标 3 想一想：呼吸与细胞呼吸一样吗？ 细胞呼吸：细胞内的有机物氧化分解，并释放能量的过程。 细胞内 + 糖 类 + 水 能量 O2 肺通气 + CO2 细胞呼吸 （呼吸作用） 细胞呼吸≠呼吸 细胞呼吸是否一定需要氧气？ 一、细胞呼吸的方式 实验材料 酵母菌是一种单细胞真菌，在有氧和无氧的条件下都能生存，属于兼性厌氧菌。 思考：为什么制作馒头时酵母菌可用来发面，工业生产中用来酿酒？ 细胞呼吸产生CO2和酒精 提出问题 作出假设 无氧 CO2+酒精 产生 CO2 有氧 产生 探究酵母菌细胞呼吸的方式 实验 酵母菌什么条件下产生CO2？什么条件下产生酒精？ 实验思路 设计实验 分别给酵母菌提供有氧和无氧的条件，一段时间后分别检测其产物是否含酒精或二氧化碳。 设计实验 实验组 A组：有氧呼吸组 B组：无氧呼吸组 分析变量 ①自变量: ②因变量: ③无关变量: 细胞呼吸的条件 有氧 无氧 是否产生CO2/酒精 请思考：怎样鉴定有无CO2产生？如何比较CO2产生的多少？怎样鉴定有无酒精产生？ 温度、酵母菌量、营养物质量等 （相同且适宜） 实验原理 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 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 CO2产生的多少检测： 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。 ③CO2传感器 取20g新鲜的食用酵母菌，分两等份，分别放入锥形瓶A和锥形瓶B中； 分别向瓶中注入240mL质量分数为5%煮沸冷却的葡萄糖溶液； 为酵母菌的生命活动提供营养物质 （1）配置酵母菌培养液 进行实验 问题：为什么葡萄糖溶液需要煮沸后冷却再加入？ 煮沸：灭菌、除去葡萄糖溶液中的氧气。冷却：避免高温杀死酵母菌。 酵母菌培养液 酵母菌培养液 10%的NaOH A B C D 澄清的石灰水 注意：进气管和出气管如何安装？ 方案一，有氧呼吸装置：E-A-D；无氧呼吸装置：B-D。 【合作探究】 如何选用下列元件组装有氧装置和无氧装置？ E 方案二，有氧呼吸装置：E-C-A-D；无氧呼吸装置：B-D。 √ √ 探究·实践 探究酵母菌细胞呼吸的方式 分析1：NaOH溶液的作用是什么？ 吸收空气中CO2，排除空气中CO2的干扰。 分析2：B瓶为什么要封口一段时间再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶？ 让酵母菌耗尽瓶内O2，确保产物是无氧呼吸产生 分析3：此实验是否有对照组？ 有氧组 无氧组 （2）实验过程及现象 通气 对比实验（相互对照实验） 　　设置两个或两个以上的实验组，通过对几个实验组结果的分析比较，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 思考：对比实验与对照实验有何区别呢？ 对比实验 对照实验 实验组1： 实验组2： 对照组： 实验组： 结果未知 结果已知 结果未知 结果未知 1.检测CO2 变浑浊/快 变浑浊/慢 有氧组 无氧组 实验结果 ①澄清石灰水： ②溴麝香草酚蓝水溶液： 定量：CO2传感器 探究·实践 检测CO2的产生 探究·实践 酒精的检测 2.检测酒精 橙色 灰绿色 有氧组 无氧组 实验结果 酸性重铬酸钾 酒驾检测 定量：酒精检测仪 取出滤液 实验结论 酵母菌在有氧和无氧条件下都进行细胞呼吸。在有氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生大量CO2；在无氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生酒精和少量CO2。 产生大量二氧化碳和水 产生酒精和少量二氧化碳 绝大多数生物细胞呼吸的的主要形式都是有氧呼吸 思考：判断酵母菌是呼吸方式主要靠什么？ 1.有人认为有氧呼吸实验装置中１０％的氢氧化钠溶液不能完全吸收二氧化碳，并对实验结果产生了干扰，怎样排除这种可能？ 拓展 有氧组 无氧组 验证空气中CO2是否完全被吸收 2.如果发现溴麝香草酚蓝水溶液变黄色，怎样才能使实验更严谨？ 20 实验组 对照组 设置对照 3.有人认为：实验装置中酒精和二氧化碳的产生是葡萄糖水溶液的纯化学反应，与酵母菌无关，你如何看待这种观点？ 有氧呼吸装置图 实验组 对照组 无氧呼吸装置图 设置对照 4.判断酵母菌的细胞呼吸方式 现　象 结　论 装置1 装置2 液滴左移 液滴不动 液滴不动 液滴右移 液滴左移 液滴右移 只进行有氧呼吸 只进行无氧呼吸 进行有氧呼吸和无氧呼吸 酵母菌细胞呼吸 有氧呼吸：CO2+H2O 小结 探究细胞呼吸的方式 科学探究的一般步骤 无氧呼吸： CO2+酒精 提出问题 作出假设 设计实验 进行实验 得出结论 向内折叠 1.主要场所：______ 线粒体 线粒体内膜 线粒体外膜 嵴 ① ② ③ ④ 线粒体基质 ______和______含有许多种与有氧呼吸有关的____。 基质 内膜上 酶 【思考·讨论】线粒体是有氧呼吸的主要场所,试从结构与功能相适应的角度,说明线粒体内膜与有氧呼吸相适应的结构特点:_____ 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 二、有氧呼吸 线粒体电镜照片 【自主学习】阅读教材P92-93有氧呼吸的相关内容，结合过程图，回答下列问题： （1）有氧呼吸可分为几个阶段？ （2）各个阶段发生了什么化学反应？ （3）[H]是什么?哪些阶段会产生[H]？ [H]的去向如何？ （4）各阶段释放能量有什么特点？ （5）有氧呼吸的总反应如何表示？ （6）有机物分解释放的能量有何用途？ 2.有氧呼吸过程 C6H12O6 2C3H4O3 酶 6CO2 4[H] 能量 少量ATP 热能 能量 少量ATP 热能 酶 6H2O 20[H] 12H2O 6O2 酶 能量 大量ATP 热能 线粒体 细胞质基质 ② ① ③ 思考：为什么线粒体不能直接氧化分解葡萄糖？ ①线粒体膜上没有葡萄糖载体；②线粒体中没有氧化分解葡萄糖的酶。 [H]:还原型辅酶Ⅰ（NADH） 动一动：同步画出有氧呼吸简要过程。 27 完善课本P.93有氧呼吸过程图解 第二阶段 第三阶段 第一阶段 完成课P.96-3 1.水在第几阶段参与反应，又在哪一阶段生成？在第几阶段产生二氧化碳？ 第二阶段 第三阶段 第二阶段 2.哪些阶段需要酶的催化？与有氧呼吸有关的酶存在于哪些场所？ 第一、二、三阶段 细胞质基质、线粒体基质、线粒体内膜 3．哪个场所（哪个阶段）产生的还原氢最多？最后还原氢参与反应的场所 在哪儿？哪个场所（哪个阶段）产生的能量最多？ 线粒体基质（第二阶段） 线粒体内膜 线粒体内膜（第三阶段） 4．生成的水中的氧、二氧化碳中的氧分别来自什么物质？ 氧气 葡萄糖和水 5.氧气参与了哪个阶段的反应？哪些阶段需要在有氧条件下？ 氧气参与了第三阶段的反应，第二阶段和第三阶段需要在有氧条件下进行。 想一想 无氧 丙酮酸会变成酒精或者乳酸 有氧才会进入线粒体彻底分解 对点训练：如图所示为某绿色植物细胞内部分物质的代谢过程，下列相关叙述中正确的是(　　) A．图解中的①②两种物质依次是H2O和O2 B．图解中(一)、(二)两阶段产生[H]的场所都是线粒体 C．图解中(三)阶段产生的H2O中的氢最终都来自葡萄糖 D．1分子丙酮酸在(二)、(三)阶段产生的能量一样多 A 有氧呼吸 反应场所 反应式 第一阶段 第二阶段 第三阶段 3.总反应式: C6H12O6 + 6H2O+6O2 6CO2 +12H2O+能量 酶 细胞质基质 线粒体基质 线粒体内膜 请根据P92-93的文字及图解，2min内完成表格 （丙酮酸的分子式C3H4O3） 2.有氧呼吸过程 思：18O标记H2O，最先18O会出现在哪里？ 1mol葡萄糖 能量（2870kJ） 有氧呼吸 热能散失 977.28kJ 4.能量去路： 约为34% 对生物体有何意义？ （1）转换效率大约是多少？ 32molATP （维持体温） （2）977.28kJ的能量能形成多少ATP？ 课本P.93 思考讨论 保证有机物中的能量得到最充分的利用，主要表现在两个方面：可以使有机物中的能量逐步地转移到ATP中；能量缓慢有序地释放，有利于维持细胞的相对稳定状态。 （3）与燃烧迅速释放能量相比，有氧呼吸是逐级释放能量的，这对于生物体来说具有什么意义？ 5.概 念 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，生成许多ATP的过程。 6.影响有氧呼吸的因素： ①O2的浓度(第三阶段) ②温度(酶活性) ③水分(第二阶段) ④CO2 浓度 归纳总结有氧呼吸的概念 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：约十几亿年前，有一种真核细胞吞噬了原始的需氧细菌，被吞噬的细菌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获取丙酮酸，宿主细胞从需氧细菌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。 【提示】这一论点包含两个要点：线粒体原本是一种独立生存的细菌，后来与真核细胞共生变成细胞内的结构。由此可见,证据1、证据3和证据4，能够支持这一论点，而论据2不支持。 Lavf58.46.101 $$