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

细胞呼吸 第1课时 方 式 目 录 Contents 01、细胞呼吸的方式 Ways of cellular respiration 02、对比实验 Comparative experiment 03、习题检测 Exercise check 一种既可以酿酒又可以发面的神奇生物！ 这种生物是？ 酵母菌 酵母菌的电镜照片 1.酵母菌是真核生物还是原核生物？ 多细胞还是单细胞？ 2.做馒头、面包、酿酒等，都是利用了 。 3.呼吸作用的实质是细胞内 ，并释放能量，也叫 。 4.酵母菌在有氧和无氧的条件下都能生存，属于 ，因此便于用来研究细胞呼吸的不同方式。 单细胞真菌 酵母菌的呼吸作用 有机物的氧化分解 细胞呼吸 兼性厌氧菌 酵 母 菌 酵母菌的光镜照片 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。 5 问题探讨 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。 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。 6 将糖类中储存的能量转化为生命活动所需要的直接能量ATP 生物体生命活动所需的直接能源物质 生物体生命活动的主要能源物质 糖类 ATP 细胞呼吸 细胞呼吸的方式 7 Part 01 细胞呼吸的方式 CO2 O2 CO2 O2 CO2 O2 O2 O2 CO2 CO2 肺泡 细胞呼吸 毛细血管 O2 呼吸 呼吸：机体与环境之间O2和CO2交换的过程。 细胞呼吸是指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，释放能量并生成ATP的过程。 细胞呼吸是否 都需要氧气呢？ 【注意】呼吸≠呼吸作用 1.你能对酵母菌细胞呼吸的方式提出什么问题？ 2.作出假设:___________________________________________ 3.自变量？因变量？因变量如何检测？ 4.实验思路及预期结果。 5.如何选择器材设计实验装置 酵母菌培养液 酵母菌培养液 10%NaOH培养液 澄清石灰水 A B C D E 橡皮球 探究酵母菌细胞呼吸的方式 探究酵母菌细胞呼吸的方式 酵母菌 单细胞真菌，在有氧和无氧条件下都能生存，属于兼性厌氧菌。 产生二氧化碳和水 产生酒精和二氧化碳 有氧呼吸 无氧呼吸 1 实验材料 探究酵母菌细胞呼吸的方式 提出问题 作出假设 设计实验 酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸的产物分别是什么? 实验组 组A：有氧呼吸组 组B：无氧呼吸组 （对比实验） 如何控制有氧和无氧的条件？ 怎样鉴定有无酒精产生？ 怎样鉴定有无CO2产生？如何比较CO2产生的多少？ 无氧 CO2和酒精 产生 CO2 有氧 产生 探究酵母菌细胞呼吸的方式 2.实验原理 酒精+重铬酸钾（浓硫酸溶液）： ②溴麝香草酚蓝溶液： （1）检测CO2 （2）检测酒精 ①通入澄清石灰水： 澄清→浑浊 ☞根据浑浊程度检测CO2产生的多少 蓝→变绿→再变黄 ☞根据其变黄色时间的长短，检测CO2产生的多少 橙色→灰绿色 探究酵母菌细胞呼吸的方式 14 实验步骤 （1）配置酵母菌培养液 排除无关变量对实验结果的影响 取20g新鲜的食用酵母菌，分成两等份，分别放入锥形瓶A（500mL）和锥形瓶B （500mL）中，分别向瓶中注入240mL质量、分数为5%的葡萄糖溶液。 问题: 两锥形瓶中酵母菌溶液的体积以及葡萄糖溶液的体积和浓度均保持一致是为什么？ 探究酵母菌细胞呼吸的方式 加入瓶中的葡萄糖溶液需加热并冷却的目的分别是： a.加热目的是 。 b.冷却目的是 。 加热以杀死其他微生物及除去溶解氧 防止高温杀死酵母菌 知识补充 无氧呼吸 酵母菌培养液 酵母菌培养液 质量分数为10%的NaOH溶液 澄清的石灰水 澄清的石灰水 A B 如何在通入空气中去除CO2？ B瓶应封口放置一段时间后再连通澄清石灰水，为何？ 空气 有氧呼吸 NaOH溶液可吸收空气中的CO2。 消耗瓶内的氧气，造成无氧环境。 实验步骤 （2）实验过程及现象 探究酵母菌细胞呼吸的方式 17 结果分析 （1）CO2的检测及结论 现象： 结论： 澄清石灰水都变浑浊，且有氧呼吸装置比无氧呼吸的更浑浊。 有氧呼吸与无氧呼吸都产生CO2，且有氧呼吸产生的更多。 溴麝香草酚蓝水溶液 由蓝变绿再变黄 探究酵母菌细胞呼吸的方式 结果分析 （1）酒精的检测及结论 酵母菌培养液 酵母菌培养液 质量分数为10%的NaOH溶液 澄清的石灰水 澄清的石灰水 A B 空气 橙色重铬酸钾溶液在酸性下与酒精发生反应，变成灰绿色 结论： 有氧呼吸不产生酒精，无氧呼吸产生酒精。 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。 探究酵母菌细胞呼吸的方式 结果结论 细胞呼吸 有氧呼吸:产生大量二氧化碳和水 无氧呼吸: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 酵母菌单细胞真菌，在有氧和无氧条件下都能生存，属于兼性厌氧菌。 探究酵母菌细胞呼吸的方式 与社会的联系 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。 Part 02 对比实验 对比实验 本实验中哪个是对照组，哪个是实验组？ 本实验的两组都是实验组 对比实验（相互对照实验） 酵母菌 10%NaOH 澄清石灰水 有氧呼吸装置 酵母菌 澄清石灰水 无氧呼吸装置 23 概念 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。 对比实验 在“探究酵母菌细胞呼吸的方式”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。对比实验也是科学探究中常用的方法之一。 举例 对比实验 拓展：对比实验与对照实验区别 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 结果未知 结果已知 结果未知 拓展延伸 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？ 质量分数为10%NaOH溶液 酵母菌 培养液 澄清 石灰水 A 气泵 E C D 质量分数为10%NaOH溶液 澄清 石灰水 澄清 石灰水 D 气泵 E C 酵母菌 培养液 D A 验证空气中的CO2是否完全被吸收 拓展延伸 1.管口2与澄清石灰水或溴麝香草酚蓝溶液 的试剂瓶相连。 2.一组阀a打开，探究有氧条件下的呼吸方式； 另一组阀a关闭，探究无氧条件下的呼吸方式。 3.实验结束后，打开阀b， 通过管口3检测酒精的产生情况。 探究酵母菌细胞呼吸的方式的其他装置1 28 甲组：一定量的煮沸后冷却的葡萄糖溶液+ 一定量的活性干酵母，加石蜡油铺满液面；30分钟后记录温度为A 乙组：等量的煮沸后冷却的葡萄糖溶液+ 等量的活性干酵母，不加石蜡油； 30分钟后记录温度为B 丙组：一定量的煮沸后冷却的葡萄糖溶液，加石蜡油铺满液面；30分钟后记录温度为C 预期实验结果 B＞A＞C 探究酵母菌细胞呼吸的方式的其他装置2 29 Part 03 习题检测 习题检测 1.如图是某同学制作的探究酵母菌细胞呼吸方式的实验装置，下列叙述正确的是( ) A.实验中可依据澄清石灰水是否变浑浊来判断细胞呼吸的方式 B.甲装置中空气先通过NaOH溶液的目的是去除空气中的CO2 C.在酸性条件下，乙醇可使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄 D.乙装置中B瓶连接后即可连通盛有澄清的石灰水的锥形瓶进行实验 习题检测 2.下列关于“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验的叙述，错误的是（ ） A.实验中将葡萄糖溶液煮沸的目的是灭菌和去除溶液中的O2 B.可以根据石灰水的浑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呼吸的方式，其中 有氧条件为实验组，无氧条件为对照组 习题检测 3．关于生物实验中“对照”及“变量”的相关叙述，正确的是（　　） A．观察紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞质壁分离与复原实验中，滴加蔗糖和清水，属于自变量，原生质层位置为因变量，该实验不存在对照B．蝾螈受精卵横缢实验是对比试验，只存在相互对照，无自身前后对照C．检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质实验中，没有进行对照D．探究酵母菌细胞呼吸的方式的实验中，没有对照组，只有两个实验组 习题检测 4．对照原则是科学实验中的重要原则，下列实验中对照组的设计，错误的是（ ） A．还原糖的鉴定实验中，可以设置清水组和葡萄糖组作对照B．血浆对pH的调节实验中对照组也应该分别滴加相应剂量的HCl和NaOHC．探究水温对加酶洗衣粉的效果影响实验，分别设置0℃和100℃作对照D．探究酵母菌细胞呼吸的方式实验中两组均为实验组，相互对照 习题检测 (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)在有氧和无氧条件下的实验分别是对照组和实验组(　　) × × × × 5.判断下面的正误 习题检测 6．兴趣小组利用自制的纤维素水解液(含5%葡萄糖)培养酵母菌并探究其细胞呼吸(如图)。下列说法正确的是（ ） A．开始培养时向甲瓶中加入重铬酸钾以便检测乙醇生成B．实验中可通过增加甲瓶的酵母菌数量提高乙醇最大产量C．通过乙瓶溶液颜色是否变化可判断酵母菌的呼吸方式D．可根据溴麝香草酚蓝变色的时间长短检测酵母菌 CO₂ 的产生情况 习题检测 7．下图所示是以酵母菌和葡萄糖为材料，用澄清石灰水检测CO2的装置简图，下列叙述正确的是（　　） A．甲溶液为酵母菌和葡萄糖混合液，乙溶液为澄清石灰水B．在甲溶液表面滴加一薄层液体石蜡以制造无氧条件C．根据澄清的石灰水变浑浊，可推知酵母菌细胞呼吸产生了CO2D．若向混合液中通入空气，酵母菌会因为乙醇发酵速率减慢而大量死亡 习题检测 8．某兴趣小组为探究酵母菌在无氧条件下的呼吸产物，设计了下图所示装置并进行了相关实验。下列叙述错误的是（ ） A．需要排尽甲装置中的空气，再进行该实验B．酵母菌通过无氧呼吸产生酒精和CO₂的场所均为细胞质基质C．取甲瓶溶液与酸性重铬酸钾反应，若溶液为橙色，则说明酵母菌产生了酒精D．若乙瓶溶液颜色由蓝色变成黄色，则说明酵母菌呼吸产生了CO₂ 习题检测 9．某生物小组为探究酵母菌细胞呼吸的方式，制作了如图中a-d所示装置。下列说法正确的是（ ） A．用图中所示的装置探究酵母菌有氧呼吸的过程，则装置的连接顺序为c→b→a→bB．若增加装置d中酵母菌的量，那么实验结束后d中乙醇的量也会增加C．要检验d中是否有乙醇产生，反应结束后可直接向d中滴加重铬酸钾溶液D．装置b中的澄清石灰水可换成溴麝香草酚蓝溶液，若有CO2产生，实验现象应该是由黄变绿再变蓝 习题检测 10．小明同学对“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验进行了改进，装置如下图所示。下列叙述不恰当的是（　　） A．装置1中土豆片含过氧化氢酶，可以持续不断地提供氧气B．装置2应静置一段时间后再将软管插入溴麝香草酚蓝溶液中C．装置1和装置2中溴麝香草酚蓝溶液都会由蓝变绿再变黄D．在实验过程中还要注意对温度等其他条件的控制 习题检测 11．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 习题检测 12．下图为“探究酵母菌细胞呼吸的方式”设计的实验装置。实验中先向气球中加入10mL酵母菌培养液，再向气球中注入一定量的氧气，扎紧气球，固定于装有20℃温水的烧杯底部。再将整个装置置于20℃的恒温水浴中，记录实验开始30min后烧杯中液面变化量。（备注：水浴温度对气球体积的影响忽略不计） 依据上述材料中的实验装置进行分析，下列叙述错误的是（ ）A．若酵母菌进行了厌氧呼吸则液面应该下降B．还应设置一个气球中加入等量煮沸过的酵母菌培养液的相同装置作为对照C．若30min后液面没有变化是因为酵母菌只进行了需氧呼吸D．若要确认气球内是否进行了厌氧呼吸，还需用酸性重铬酸钾检测酒精 谢谢 观 看 Lavf58.20.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $$