5.3 细胞呼吸的原理和应用(实验） 课件-2025-2026学年上学期高中生物必修1

人类、动物、植物等绝大多数生物都是需氧型生物，氧气对他们必不可少 破伤风 破伤风梭菌：厌氧菌 酵母菌细胞富含蛋白质，可以作为饲料添加剂。在培养酵母菌作为饲料时，要给培养装置通气或进行震荡，以利于酵母菌大量繁殖。 通气 （有氧气） 在利用酵母菌生产葡萄酒（酒精）时，却需要密封发酵。 需氧型 生物 厌氧型 生物 兼性厌氧型 生物 （生存需要氧气） （生存不需要氧气） （有氧和无氧都能生存） 氧气在这些生物的生存中到底发挥着怎样的作用呢？ 第5章 第3节 细胞呼吸的原理和应用 （第一课时） 1/ 细胞呼吸的方式 2/ 有氧呼吸 3/ 无氧呼吸 4/ 细胞呼吸原理的应用 细胞呼吸的方式 研究对象： 酵母菌（单细胞真菌） 几丁质 兼性厌氧菌：有氧和无氧都能生存 问题：酵母菌的细胞呼吸方式是怎样？ 呼吸作用的实质是细胞内的有机物氧化分解，并释放能量，因此也叫细胞呼吸。 问题：酵母菌的细胞呼吸方式是怎样？ 呼吸作用的实质是细胞内的有机物氧化分解，并释放能量，因此也叫细胞呼吸。 有机物 能量 氧化分解 + + O2 产物 有机物 能量 氧化分解 + + O2 产物 探究酵母菌细胞呼吸的方式 观察现象，提出问题 做出假设 实验设计思路 进行实验 分析和结果，得出结论 表达和交流 有机物 能量 氧化分解 + + O2 产物 观察现象，提出问题 探究酵母菌细胞呼吸的方式 面团发酵 CO2 有机物 能量 氧化分解 + + O2 产物 观察现象，提出问题 探究酵母菌细胞呼吸的方式 CO2 酒精 无氧 含有酒精 密封 有机物 能量 氧化分解 + + O2 产物 观察现象，提出问题 探究酵母菌细胞呼吸的方式 CO2 酒精 无氧 有氧 通气 （有氧气） 有机物 能量 氧化分解 + + O2 产物 观察现象，提出问题 探究酵母菌细胞呼吸的方式 CO2 酒精 无氧 有氧 提出问题：（可以提出多种问题） ①酵母菌在什么情况下使葡萄糖发酵产生酒精？ ②酵母菌在有氧和无氧条件下是否都产生CO2，产生的量是否一样？ ③………… ④………… 探究酵母菌细胞呼吸的方式 提出问题：（可以提出多种问题） ①酵母菌在什么情况下使葡萄糖发酵产生酒精？ ②酵母菌在有氧和无氧条件下是否都产生CO2，产生的量是否一样？ ③………… ④………… 做出假设 可能的假设： 无氧条件下产生酒精，无氧条件下产生的CO2多； 无氧条件下产生酒精，有氧条件下产生的CO2多； 有氧条件下产生酒精，无氧条件下产生的CO2多； 有氧条件下产生酒精，有氧条件下产生的CO2多； 探究酵母菌细胞呼吸的方式 可能的假设： 无氧条件下产生酒精，无氧条件下产生的CO2多； 无氧条件下产生酒精，有氧条件下产生的CO2多； 有氧条件下产生酒精，无氧条件下产生的CO2多； 有氧条件下产生酒精，有氧条件下产生的CO2多； 实验设计思路 问题1：本实验的自变量和因变量是什么？ 有请以下同学回答： 幸运儿 探究酵母菌细胞呼吸的方式 可能的假设： 无氧条件下产生酒精，无氧条件下产生的CO2多； 无氧条件下产生酒精，有氧条件下产生的CO2多； 有氧条件下产生酒精，无氧条件下产生的CO2多； 有氧条件下产生酒精，有氧条件下产生的CO2多； 实验设计思路 问题1：本实验的自变量和因变量是什么？ 自变量 反应过程氧气的有无 因变量 ①是否有酒精产生 ②是否有CO2产生 问题2：自变量如何处理？因变量怎么观测？ 实验设计思路 自变量 反应过程氧气的有无 问题2：自变量如何处理？因变量怎么观测？ 探究酵母菌细胞呼吸的方式 如何设计实验装置营造有氧和无氧条件？ 酵母菌培养液 酵母菌培养液 初步方案 不通氧气 通氧气 纯氧气成本高，可换成空气 导管可去除 实验设计思路 自变量 反应过程氧气的有无 问题2：自变量如何处理？因变量怎么观测？ 探究酵母菌细胞呼吸的方式 如何设计实验装置营造有氧和无氧条件？ 酵母菌培养液 酵母菌培养液 修改方案1 通空气 该装置还有其他问题吗？ 空气中有O2也有CO2 实验设计思路 自变量 反应过程氧气的有无 问题2：自变量如何处理？因变量怎么观测？ 探究酵母菌细胞呼吸的方式 如何设计实验装置营造有氧和无氧条件？ 酵母菌培养液 酵母菌培养液 修改方案2 通空气 该装置还有其他问题吗？ 空气中有O2也有CO2 NaOH 溶液 空气中有O2 封口放置一段时间，耗尽氧气 实验设计思路 问题2：自变量如何处理？因变量怎么观测？ 探究酵母菌细胞呼吸的方式 因变量 ①是否有酒精产生 ②是否有CO2产生 ①怎么检测酒精是否产生 橙色的重铬酸钾溶液在酸性条件下与乙醇（俗称酒精）发生化学反应，变成灰绿色。 2K2CrO7+8H2SO4+3CH3CH2OH→3CH3COOH+2Cr（SO4）3+11H2O+2K2SO4 橙色 酸性条件 灰绿色 实验设计思路 问题2：自变量如何处理？因变量怎么观测？ 探究酵母菌细胞呼吸的方式 因变量 ①是否有酒精产生 ②是否有CO2产生 ②怎么检测CO2产生的多少？ 通入澄清石灰水，观察是否浑浊（CO2的有无）；混浊程度（CO2的多少）。 方案一 实验设计思路 问题2：自变量如何处理？因变量怎么观测？ 探究酵母菌细胞呼吸的方式 因变量 ①是否有酒精产生 ②是否有CO2产生 ②怎么检测CO2产生的多少？ 通入澄清石灰水，观察是否浑浊（CO2的有无）；混浊程度（CO2得多少）。 方案一 通入溴麝香草酚蓝水溶液，CO2会使其由蓝变绿再变黄，同时通过变化的时间长短判断CO2的多少。 方案二 实验设计思路 问题2：自变量如何处理？因变量怎么观测？ 探究酵母菌细胞呼吸的方式 因变量 ①是否有酒精产生 ②是否有CO2产生 ②怎么检测CO2产生的多少？ 通入澄清石灰水，观察是否浑浊（CO2的有无）；混浊程度（CO2得多少）。 方案一 通入溴麝香草酚蓝水溶液，CO2会使其由蓝变绿再变黄，同时通过变化的时间长短判断CO2的多少。 方案二 蓝→绿→黄 酵母菌 培养液 NaOH 溶液 酵母菌 培养液 澄清 石灰水 澄清 石灰水 无氧装置 有氧装置 通气 吸收空气中的CO2 进行细胞呼吸 检测产物是否有CO2及含量多少 进行细胞呼吸 检测产物是否有CO2 及含量多少 实验设计思路 有氧呼吸和无氧呼吸的完整装置 这两组实验哪个是实验组？哪个是对照组？ 酵母菌 培养液 NaOH 溶液 酵母菌 培养液 澄清 石灰水 澄清 石灰水 无氧装置 有氧装置 实验组 实验组 =相互对照实验 实验设计思路 探究酵母菌细胞呼吸的方式 问题3：该实验的无关变量有哪些？如何控制无关变量？ 无关变量有温度、葡萄糖溶液的浓度、酵母菌活性等 无关变量应保持相同且适宜。 问题4：如何具体进行实验？实验操作中还应注意那些细节？ 探究酵母菌细胞呼吸的方式 问题4：如何具体进行实验？实验操作中还应注意那些细节？ 实验操作提醒 操作目的 配制培养液时，将葡萄糖溶液先煮沸再冷却后加入锥形瓶 ①煮沸：为了除去其他杂菌，防止其他杂菌的干扰。 ②冷却后加入：防止高温将酵母菌杀死 先通入NaOH溶液再通入酵母菌培养液中 排除空气中CO2对实验结果的干扰 酵母菌培养液封口放置一段时间 让酵母菌将瓶中的O2消耗完，确保其在实验过程中只进行无氧呼吸 实验设计思路 探究酵母菌细胞呼吸的方式 问题3：该实验的无关变量有哪些？如何控制无关变量？ 问题4：如何具体进行实验？实验操作中还应注意那些细节？ 问题2：自变量如何处理？因变量怎么观测？ 问题2：自变量如何处理？因变量怎么观测？ 考点考点考点！！！谨记！ 进行实验 分析和结果，得出结论 澄清石灰水变浑浊的程度：有氧呼吸 无氧呼吸 > 实验结果： 表达和交流 实验结果： 有氧呼吸的装置中橙色的重铬酸钾没有变成灰绿色 无氧呼吸的装置中橙色的重铬酸钾变成了灰绿色 实验结论： 酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸 酵母菌在有氧气条件下进行细胞呼吸，产生大量二氧化碳，不产生酒精 酵母菌在无氧条件下进行细胞呼吸，产生了少量的二氧化碳，同时也产生了酒精。 （实际上有氧条件下除了产生大量二氧化碳外，还产生了水） 观察现象，提出问题 做出假设 实验设计思路 进行实验 分析和结果，得出结论 表达和交流 探究酵母菌细胞呼吸的方式 科学家柑橘大量的实验结果得出了结论：细胞呼吸可以分为有氧呼吸和无氧呼吸两种类型。 细胞呼吸 有氧呼吸 无氧呼吸 （产生大量二氧化碳和水） （产生少量二氧化碳和酒精） 课堂小结 观察现象，提出问题 做出假设 实验设计思路 进行实验 分析和结果，得出结论 表达和交流 探究性实验一般流程 问题3：该实验的无关变量有哪些？如何控制无关变量？ 问题4：如何具体进行实验？实验操作中还应注意那些细节？ 问题2：自变量如何处理？因变量怎么观测？ 问题2：自变量如何处理？因变量怎么观测？ 课堂 小结 探究酵母菌细胞呼吸的方式 选材 酵母菌 异养兼性厌氧真菌 通空气 分组 有氧组 NaOH溶液 酵母菌培养液 澄清石灰水 无氧组 澄清石灰水 酵母菌培养液 密封静置一段时间 吸收空气中的CO2 消耗瓶中的O2 自变量的处理 无关变量的控制 观测指标 澄清石灰水是否变浑浊变浑浊的程度 橙色的溴麝香草酚蓝水溶液是否变色，变色的速度 结果 略 结论 有氧条件下发生有氧呼吸，产生大量CO2和水 无氧条件下进行无氧呼吸，产生的少量CO2和酒精 1．下列有关试剂使用不正确的是 (　　) A．用溴麝香草酚蓝溶液鉴定CO2 B．用斐林试剂鉴定可溶性还原糖 C．用NaOH溶液除去空气中O2 D．用橙色的重铬酸钾溶液鉴定酒精 C 2．(2024·杭州高一检测)我国利用废弃的秸秆作为原料生产出了生物乙醇，可作为普通汽油的良好替代品。其主要技术流程为酶解→发酵→蒸馏→成品，其中酵母菌是发酵的主要菌种。生物兴趣小组利用自制的水解液(质量分数为5%的葡萄糖)培养酵母菌，探究其细胞呼吸的方式(如图所示)。下列叙述正确的是 (　　) A.对秸秆进行“酶解”所需的酶主要是葡萄糖酶 B．乳酸菌可以代替酵母菌进行酒精发酵 C．该装置可以探究酵母菌的有氧呼吸和无氧呼吸 D．可以用澄清的石灰水替代乙中的溴麝香草酚蓝溶液 D Lavf58.20.100 Lavf58.20.100 Tencent CAPD MTS (T-tech) Lavf58.20.100 $