5.3细胞呼吸的原理和应用课件-2024-2025学年高一上学期生物人教版（2019）必修1

第5章细胞的能量供应和利用 第5章细胞的能量供应和利用 第3节 细胞呼吸的原理和应用 一、探究酵母菌细胞呼吸的方式 二、呼吸类型的测定 主要内容 三、细胞呼吸的判断方法 四、影响细胞呼吸的因素 五、有关细胞呼吸的易错点 一、探究酵母菌细胞呼吸的方式 2.酒的主要成分是酒精。它是酵母菌在什么条件下产生的呢？ １.我们吃的面包和馒头为什么比较松软？这与酵母菌有什么关系？酵母菌发挥这种作用需要什么条件呢？ 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。 一、探究酵母菌细胞呼吸的方式 酵母菌有氧、无氧条件下进行的呼吸作用的产物分别是什么？ 1.提出问题 2.作出假设 酵母菌在有氧情况下进行有氧呼吸，产生CO2，在无氧情况下进行无氧呼吸，产生CO2和酒精。 3.设计实验 实验思路？ 分析变量 自变量: 因变量: 无关变量: 细胞呼吸的条件 细胞呼吸的产物 影响实验结果的可变因素 反应物的量、反应时间、pH、温度、酵母菌的活性 接橡皮球 （ 或气泵） 质量分数为10% 的NaOH 溶液 酵母菌 培养液 澄清的 石灰水 酵母菌 培养液 澄清的 石灰水 装置甲 装置乙 一、探究酵母菌细胞呼吸的方式 ①.上述两个装置哪个是有氧条件装置，哪个是无氧条件装置？ ②.甲组接橡皮球的目的是_________________________ 保证氧气的充分供应 ③.甲组气体通过NaOH溶液的目的是_________________________________ ____________________________________________________________________ 去除空气中CO2，保证澄清石灰水 变混浊是酵母菌有氧呼吸产生CO2所致。 取20 g新鲜的食用酵母菌，分成两等份，分别放入锥形瓶A(500 mL)和锥形瓶B(500 mL)中。向锥形瓶A、B中分别加入240 mL质量分数为5%的葡萄糖溶液。 一、探究酵母菌细胞呼吸的方式 橙色的重铬酸钾溶液在酸性下与酒精发生反应： 橙色→灰绿色 原理 酒精的检测： ①.通入澄清的石灰水：澄清→浑浊 ②.溴麝香草酚蓝水溶液：蓝→ 绿→黄 CO2的检测： 一、探究酵母菌细胞呼吸的方式 4.进行实验 ①.取两个锥形瓶，__________，依次加入20g新鲜食用酵母菌，再分别加入____________的葡萄糖溶液。 【注意】先将葡萄糖溶液煮沸，冷却后再加入甲、乙瓶内 编号甲、乙 适量且等量 冷却的目的是__________________。 避免杀死酵母菌 煮沸的目的是________________________________________________ _____________________________________。 除去葡萄糖溶液中的O2，避免对自变量的影响；杀死溶液中的杂菌，避免对实验结果的干扰 该实验的自变量是氧气的有无，因变量是酵母菌的呼吸产物。该实验为相互对照实验，有氧和无氧条件下的实验都为实验组。 由于母菌有氧呼吸和无氧呼吸均可以产生CO2，故不能依据是否有CO2产生判断酵母菌细胞呼吸的类型，但可以以CO2产生的多少作为检测指标。 一、探究酵母菌细胞呼吸的方式 4.进行实验 ②.组装有氧条件和无氧条件对应的实验装置，甲装置连通橡皮球，让空气间歇性依次通过锥形瓶。乙装置放置一段时间后，再与盛有澄清石灰水的锥形瓶连通。 ③.将甲、乙两套实验装置放到 适宜条件下培养一段时间，观察并记录实验现象 让酵母菌将乙瓶中原有氧气消耗掉，形成无氧环境，确保通入澄清石灰水中的是无氧呼吸产生的CO2。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。 该实验的自变量是氧气的有无，因变量是酵母菌的呼吸产物。该实验为相互对照实验，有氧和无氧条件下的实验都为实验组。 由于母菌有氧呼吸和无氧呼吸均可以产生CO2，故不能依据是否有CO2产生判断酵母菌细胞呼吸的类型，但可以以CO2产生的多少作为检测指标。 6.得出结论 5.实验现象 酵母菌在有氧和无氧条件下均能进行细胞呼吸。 在有氧的条件下，酵母菌进行有氧呼吸，产生大量的CO2。 在无氧的条件下，酵母菌进行无氧呼吸，产生酒精和少量的CO2。 有氧条件 无氧条件 通入澄清石灰水 混浊程度＿ 混浊程度＿ 通入溴麝香草酚蓝水溶液 变黄时间＿ 变黄时间＿ 加入酸性重铬酸钾溶液 ＿＿＿＿＿ ＿＿＿＿＿ 不变色 橙色变成灰绿色 高 短 低 长 一、探究酵母菌细胞呼吸的方式 指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，这样的实验称为对比实验， 也叫“相互对照实验”。 对比实验不设对照组，均为实验组（或互为实验组和对照组） 对比试验 接橡皮球 （ 或气泵） 质量分数为10% 的NaOH 溶液 酵母菌 培养液 澄清的 石灰水 酵母菌 培养液 澄清的 石灰水 装置甲 装置乙 一、探究酵母菌细胞呼吸的方式 1.下列有关探究酵母菌细胞呼吸方式的实验的说法，不正确的是(　　) A．该实验采取的方法是类比实验法 B．可用重铬酸钾溶液来检测酒精的存在 C．可用澄清的石灰水来检测二氧化碳的存在 D．在无氧呼吸的装置中，需将酵母液反应一段时间后再将导管通入澄清石灰水中 2.某实验小组在室温下进行酵母菌无氧呼吸的探究实验(如图)，下列分析不正确的是(　　) A．滴管中冒出气泡是反应产生CO2的结果 B．试管中加水的主要目的是制造无氧环境 C．若试管中的水换成冷水，则气泡释放速率下降 D．试管中可加入澄清石灰水检测生成的酒精 一、探究酵母菌细胞呼吸的方式 二、呼吸类型的测定 主要内容 三、细胞呼吸的判断方法 四、影响细胞呼吸的因素 五、有关细胞呼吸的易错点 二、呼吸类型的测定 ①图甲可以用来测定植物组织细胞有氧呼吸速率。植物有氧呼吸吸收O2,释放CO2，释放的CO2被NaOH溶液吸收，容器内气体压强减小是由于O2的消耗造成的，刻度管内的红墨水滴左移。单位时间内红墨水滴左移的体积即表示有氧呼吸速率。 二、呼吸类型的测定 ②图乙可以用来测定植物组织细胞无氧呼吸速率。植物有氧呼吸吸收O2,释放CO2，不会导致容器内气体体积变化;无氧呼吸不吸收O2却释放CO2,容器内气体压强增大，刻度管内的红墨水滴右移。单位时间内红墨水滴右移的体积即表示无氧呼吸速率。 二、呼吸类型的测定 实验现象 结论 装置一液滴 装置二液滴 不动 不动 不动 右移 左移 右移 左移 不动 只进行产生乳酸的无氧呼吸或种子已死亡 只进行产生酒精的无氧呼吸 进行有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸 只进行有氧呼吸或进行有氧呼吸和产生乳酸的无氧呼吸 3.如图是探究酵母菌呼吸类型的装置，如果装置一中红色液滴向左移，装置二中红色液滴向右移，证明酵母菌(　　) A．只进行有氧呼吸 B．只进行无氧呼吸 C．可能死亡 D．既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸 一、探究酵母菌细胞呼吸的方式 二、呼吸类型的测定 主要内容 三、细胞呼吸的判断方法 四、影响细胞呼吸的因素 五、有关细胞呼吸的易错点 六、细胞呼吸原理的应用 三、细胞呼吸的判断方法 1.根据反应物和生成物的种类 有水产生一定 呼吸 有CO2产生一定不是 发酵 有氧 乳酸 2.在以葡萄糖为呼吸底物的情况下，CO2释放量和O2消耗量是判断细胞呼吸类型的重要依据，总结如下： ①无CO2产生： ②不耗O2，产生CO2： ③耗O2量＝产生CO2量： 呼吸。 ④耗O2量＜产生CO2量： 呼吸。 ⑤耗O2量＞产生CO2量：底物中有脂质类物质存在。 有氧 有氧和无氧 产乳酸的无氧呼吸 产酒精的无氧呼吸 三、细胞呼吸的判断方法 3.根据产生CO2与消耗的O2的多少，又分为以下三种情况： a．若VCO2/VO2＝ ，有氧呼吸＝无氧呼吸。 b．若VCO2/VO2 4/3，有氧呼吸＜无氧呼吸。 c．若VCO2/VO2 4/3，有氧呼吸＞无氧呼吸。 若VCO2 / VO2＜1，则呼吸底物中有脂质。 4/3 ＞ ＜ 4.有氧呼吸无氧呼吸消耗有机物量与产能关系 1．消耗等量的葡萄糖时，无氧呼吸与有氧呼吸产生的CO2物质的量比为_________ 2．产生等量的CO2时，无氧呼吸与有氧呼吸消耗的葡萄糖物质的量比为_________ 1：3 3：1 4.下列测定中可简便而且准确判断贮存的小麦种子细胞呼吸方式的是(　　) A．有无酒精生成 B．有无水生成 C．有无有机物消耗 D．O2消耗量与CO2生成量的比值 5.甲乙两组酵母菌，甲组进行有氧呼吸，乙组进行无氧呼吸，分别产生等量的二氧化碳。它们各自消耗葡萄糖的量之比是(　　) A．2∶1 B．1∶2 C．1∶3 D．3∶1 6.在a、b、c、d条件下，测得某植物种子萌发时CO2和O2体积变化的相对值如下表所示。底物是葡萄糖，则下列叙述正确的是(　　) 条件 a b c d CO2释放量 10 8 6 7 O2吸收量 0 3 4 7 A．a条件下，呼吸产物除CO2外，还有乳酸 B．b条件下，有氧呼吸和无氧呼吸消耗的葡萄糖量的比为5∶1 C．c条件下，无氧呼吸最弱 D．d条件下，产生的CO2全部来自线粒体 一、探究酵母菌细胞呼吸的方式 二、呼吸类型的测定 主要内容 三、细胞呼吸的判断方法 四、影响细胞呼吸的因素 五、有关细胞呼吸的易错点 六、细胞呼吸原理的应用 ②同一植物不同生长发育期呼吸速率 。种子 萌发、幼苗生长呼吸率 ，成熟期 。 四、影响细胞呼吸的因素 1.内因：—遗传因素(决定酶的种类和数量) ①不同种植物的呼吸速率 。 一般规律：水生 陆生；阳生 阴生 ③同一植物的不同器官呼吸速率 。一般来讲，生殖器官 营养器官。 不同 ＞ ＞ 升高 下降 不同 ＞ 不同 四、影响细胞呼吸的因素 2.外因： 通过影响 来影响呼吸强度，其曲线与温度影响酶活性的曲线一致。 ①在零上低温下保存蔬菜水果 应用： ②大棚蔬菜栽培过程中，夜间适当降低温度，减少有机物的消耗 ①.温度： 酶的活性 温度 呼吸速率 ②.CO2浓度：　 增加CO2浓度对细胞的呼吸有抑制作用。 蔬菜水果保鲜时通入适当浓度的CO2，起到减少呼吸作用，起到保鲜作用。 应用： 四、影响细胞呼吸的因素 2.外因： 在一定范围内，呼吸作用的强度随含水量的增加而增加，但是不能过多，过多导致缺少氧气，产生酒精。 ③.水分： 种子保存时晒干，减少水分，减少有机物消耗 应用： ④. O2浓度： O2是有氧呼吸必须的，且对无氧呼吸有抑制作用。 低氧保存 无氧呼吸消失, 只进行有氧呼吸 a.在一定范围内，随O2浓度的增大，有氧呼吸增强，达到一定浓度以后，由于受线粒体数量(或呼吸酶数量)的限制，呼吸作用强度不再增大。 有氧呼吸和无氧呼吸放出CO2量相等 b. O2的存在抑制无氧呼吸的进行。 O2浓度 5 10 15 20 25 30 O2% CO2释放量 无氧呼吸 CO2释放总量 有氧呼吸 A B C 四、影响细胞呼吸的因素 2.外因： ④. O2浓度： A点储存蔬菜水果 7．以下甲、乙两图都表示某植物的非绿色器官CO2释放量和O2吸收量的变化。下列叙述正确的是(　　) A．甲图中氧浓度为a时的情况对应的是乙图中的A点 B．甲图中氧浓度为b时的情况对应的是乙图中的D点 C．甲图的a、b、c、d四种浓度中c是最适合贮藏的 D．甲图中氧浓度为d时没有酒精产生 8.如图表示某植物非绿色器官在不同氧气 浓度下单位时间内氧气的吸收量和二氧化碳的释放量，根据所 提供的信息，以下判断正确的是(　　) A．N点时，该器官氧气的吸收量和二氧化碳的释放量相等，说明其只进行有氧呼吸 B．M点是储藏该器官的最适氧气浓度，此时无氧呼吸的强度最低 C．该器官细胞呼吸过程中有非糖物质氧化分解 D．L点时，该器官产生二氧化碳的场所是细胞中的线粒体基质 9.《齐民要术》记载了葡萄的储藏方法：“极熟时，全房折取，于屋下作荫坑，坑内近地凿壁为孔，插枝于孔中，还筑孔使坚，置土覆之”。目前，我国果蔬主产区普遍使用大型封闭式气调冷藏库(充入氮气替换部分空气)储藏果蔬，可延长果蔬的保鲜时间，从而增加农民收益。下列相关叙述不正确的是(　　) A．“荫坑”和气调冷藏库环境中果蔬营养成分消耗慢 B．“荫坑”中保持低温、潮湿的环境，便于葡萄的储存 C．气调冷藏库中的低温通过改变酶的空间结构降低酶的活性 D．大型封闭式气调冷藏库中充入部分氮气可降低果蔬的有氧呼吸强度 一、探究酵母菌细胞呼吸的方式 二、呼吸类型的测定 主要内容 三、细胞呼吸的判断方法 四、影响细胞呼吸的因素 五、有关细胞呼吸的易错点 六、细胞呼吸原理的应用 五、有关细胞呼吸的易错点 (1)有CO2生成的可能是有氧呼吸，也可能是无氧呼吸，但一定不是 发酵。 (2)不同生物无氧呼吸的产物不同，其直接原因在于催化反应的 不同，根本原因在于控制酶合成的 不同。 乳酸 酶 DNA (3)无氧呼吸只释放少量能量，其余能量储存分解不彻底的氧化产物 或 中。 (4)水稻等植物长期水淹后烂根的原因是无氧呼吸产生的 对细胞有毒害作用。 乳酸 酒精 酒精 低氧保存 五、有关细胞呼吸的易错点 (5)有氧呼吸与无氧呼吸产物最大的区别是无氧呼吸没有 生成，并且无氧呼吸只在 阶段产生ATP。 水 第一 (7)原核生物无线粒体，但有些原核生物仍可进行有氧呼吸，如蓝藻、硝化细菌等,因为其细胞中含有与有氧呼吸有关的 。 (6)真核生物细胞并非都能进行 呼吸，如 、哺乳动物成熟的红细胞只能进行无氧呼吸。 有氧 蛔虫 酶 一、探究酵母菌细胞呼吸的方式 二、呼吸类型的测定 主要内容 三、细胞呼吸的判断方法 四、影响细胞呼吸的因素 五、有关细胞呼吸的易错点 六、细胞呼吸原理的应用 六、细胞呼吸原理的应用 1.作物栽培 ①及时松土——保证根细胞有氧呼吸，促进根对矿质元素的吸收 去除作物变黄的叶片——减少有机物的消耗，以提高作物产量。 定期排水——避免长时间无氧呼吸积累酒精对细胞的毒害作用 ②大棚蔬菜栽培 ：夜间适当降低温度——降低细胞呼吸，减少有机物的消耗。 ③种子贮藏：低温、低氧、低湿度 ，消毒 ④果蔬贮藏： 0℃以上低温、低氧、适宜湿度 2.生活实际中 (1)包扎伤口：选用“创可贴”、透气的消毒纱布——避免厌氧菌的繁殖。 (2)伤口过深或被锈钉扎伤 ：及时治疗 (3)提倡有氧运动——避免剧烈运动发生无氧呼吸积累过多乳酸引起肌肉酸胀无力 3.工业生产上：控制通气情况生产各种发酵产品 六、细胞呼吸原理的应用 10．结合细胞呼吸原理分析，下列日常生活中的做法不合理的是(　　) A．包扎伤口选用透气的创可贴 B．定期地给花盆中的土壤松土 C．低温低氧以延长食品保质期 D．采用快速短跑进行有氧运动 11．在生产和生活中，常常用到细胞呼吸的原理，下列各项中利用了细胞呼吸原理的是(　　) ①真空包装水果延长保质期　②酸奶的制作　③利用酵母菌酿酒　④给农作物施肥以增加其产量　⑤医学上通过通入氧气来驱赶肚子里的蛔虫　⑥消化不良时食用多酶片 A．①②③⑤ B．①②③⑥ C．②③④⑤ D．③④⑤⑥ 第5章细胞的能量供应和利用 第3节 细胞呼吸的原理和应用 $$