5.3细胞呼吸的原理和应用（第一课时）-2025-2026学年高一上学期生物人教版必修一

该高中生物学课件聚焦“探究酵母菌细胞呼吸的方式”，通过生活实例（通气培养酵母菌作饲料与密封酿酒）导入，连接呼吸作用实质，引导学生提出问题并设计实验，构建“生活现象-理论假设-实验验证”的学习支架。 其亮点是以科学探究为主线，采用对比实验（有氧/无氧组），多方法检测产物（澄清石灰水、溴麝香草酚蓝等），结合批判性问题（如设置对照组驳斥纯化学反应观点），培养科学思维与探究实践能力。联系酒驾检测渗透态度责任，助力学生深化理解，教师可高效开展实验教学。

探索生物课堂 5.3细胞呼吸的原理和应用 Time：2025.12 第5章 细胞的能量供应和利用 第一课时 目标素养 进一步加强学生的探究能力，掌握检测CO2和酒精的方法，提高学生动手和合作交流的能力 联系生活，激发学生对探究实验的兴趣，培养科学严谨的实验态度；通过改进实验方法的可操作性，增强学生乐于创新，敢于质疑的能力 通过探究酵母菌细胞呼吸方式，总结细胞呼吸的类型 2 重点难点 02 01 难点 探究酵母菌细胞呼吸的方式 重点 探究酵母菌细胞呼吸的方式 3 01 新课导入 问题探讨 新课讲授 呼吸作用 探究酵母菌细胞呼吸的方式 课堂小结 课堂练习 02 03 04 目录 4 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。 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? 问题探讨 通气：提供氧气，利于酵母菌进行旺盛的细胞分裂 密封：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 有氧条件下，酵母菌分解营养物质释放的能量多，为酵母菌细胞进行物质代谢和细胞分裂提供充足的动力 为自己的生命活动提供少量的能量 呼吸作用 酿酒、做馒头、面包 呼吸作用 利用酵母菌 O2 CO2 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 呼吸： 机体与环境之间O2和CO2交换的过程 对比 呼吸作用 细胞呼吸是否都需要氧？ 生物在有氧和无氧条件下是否都能进行细胞呼吸呢？ 探究酵母菌细胞呼吸的方式 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，依赖外来的有机物进行异养生活，属于异养兼性厌氧菌 实验原理 探究酵母菌细胞呼吸的方式 1.提出问题 在有氧和无氧条件下酵母菌细胞呼吸的产物分别是什么？ 2.做出假设 无氧 CO2+酒精 产生 CO2 有氧 产生 3.设计实验 ——实验设计思路 1.该实验的自变量是什么?如何设置自变量? 阅读教材相关内容,小组合作讨论: 是否有氧气 有氧气组: 无氧气组: 自变量: 通气 密封发酵瓶 探究酵母菌细胞呼吸的方式 无氧气组:密封发酵瓶 有氧气组:通气 有空气，空气中有氧气,可以通过酵母菌的有氧呼吸消耗掉 空气中含有少量的CO2,通入发酵液之前需要进行什么操作? 空气通入发酵液前要利用NaOH溶液吸收空气中的CO2 密封的发酵瓶中有没有空气? 有没有氧气? 怎么处理才能达到无氧环境? 2.该实验的因变量是什么?如何检测它们? 呼吸作用的产物———酒精和CO2 探究酵母菌细胞呼吸的方式 检测产物 试剂 现象 说明 CO2 酒精 澄清石灰水 石灰水变浑浊 溴麝香草酚蓝溶液 蓝→绿→黄 酸性条件下的 重铬酸钾溶液 溶液由橙色变成灰绿色 浑浊程度大，速度快，CO2多 溶液变成黄色时间短，CO2多 CO2传感器 探究酵母菌细胞呼吸的方式 3.该实验的无关变量有哪些?如何控制这些无关变量? 无关变量应相同且适宜 无关变量： 控制： 培养温度,酵母菌的活性,培养液的pH、浓度和体积等 3.设计实验 ——实验方案 根据以上分析,小组合作设计实验方案: 配制酵母菌培养液 500mL锥形瓶A/B: 葡萄糖溶液浓度不能太高，否则会影响酵母菌活性，从而影响实验效果 10g酵母菌+240mL5%葡萄糖溶液 酵母菌培养液 A 酵母菌培养液 B 搭建实验装置 探究酵母菌细胞呼吸的方式 有氧气组:通气 气泵 无氧气组:密封发酵瓶 锥形瓶B放置一段时间,通过酵母菌的有氧呼吸把氧气消耗完再连接石灰水,控制无氧条件 吸收空气中的CO2 A 酵母菌培养液 质量分数为10%的NaOH溶液 C 澄清的 石灰水 D 澄清的 石灰水 B 酵母菌培养液 探究酵母菌细胞呼吸的方式 4.进行实验 相同的适宜条件下培养、观察、检测、记录 5.观察实验现象，得出结论 变浑浊/程度小/慢 （1）实验现象 探究酵母菌细胞呼吸的方式 检测酒精： 酸性重铬酸钾 检测CO2： 变浑浊/程度大/快 不变色 橙色→灰绿色 探究酵母菌细胞呼吸的方式 思考：葡萄糖也可以与酸性条件下的重铬酸钾发生颜色反应,如何排除发酵液中的葡萄糖对实验结果的影响? 应将酵母菌的培养时间适当延长以耗尽培养液中的葡萄糖 橙色→灰绿色 需反应充分再检测酒精 探究酵母菌细胞呼吸的方式 5.观察实验现象，得出结论 （2）实验现象分析 酵母菌在有氧和无氧条件下,都会产生的产物是什么物质? 有差别吗? 在有氧条件下产生的CO2更多，产生速率更快 CO2 酒精是什么条件下的产物? 酒精是无氧条件下的产物 5.观察实验现象，得出结论 （3）实验结论 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大量的CO2 在无氧条件下,酵母菌通过细胞呼吸产生少量的CO2和酒精 细胞呼吸类型：有氧呼吸和无氧呼吸 6.表达与交流 探究酵母菌细胞呼吸的方式 B瓶除了封口放置一段时间来控制无氧条件的方法外，还有哪些方法可以控制无氧条件？ 将葡萄糖溶液煮沸以排出葡萄糖溶液中溶解的氧气，但要等葡萄糖溶液冷却至常温后再加入酵母菌，否则，高温会杀死酵母菌 石蜡油膜覆盖、装置内充入氮气 阻止空气与培养液接触:隔绝氧气 用惰性气体取代氧气 葡萄糖溶液煮沸 +装置内充入氮气 6.表达与交流 探究酵母菌细胞呼吸的方式 有人认为：不能保证B瓶内O2已经被完全消耗完，可能对实验结果有干扰，如何避免这种可能性的发生，让实验更严谨？ 去除溶解氧 置换空气中氧气(直接/主要) B瓶放置一段时间+装置内充入氮气 最优 次优 消耗氧（优先溶解氧） A 酵母菌培养液 C 澄清的 石灰水 C 澄清的 石灰水 6.表达与交流 探究酵母菌细胞呼吸的方式 有人认为：10％的NaOH溶液不能完全吸收空气中的CO2，可能对实验结果有干扰，你同意吗？如何避免这种可能性的发生？ 有氧气组:通气 气泵 质量分数为10%的NaOH溶液 6.表达与交流 探究酵母菌细胞呼吸的方式 有人认为：酒精和CO2的产生是葡萄糖溶液的纯化学反应，与酵母菌无关，你如何驳斥这种错误观点？ 设置对照组：将有氧组和无氧组的酵母菌培养液改为加热杀死的酵母菌培养液，其他条件相同 6.表达与交流 探究酵母菌细胞呼吸的方式 有人认为：酒精和CO2的产生是葡萄糖溶液的纯化学反应，与酵母菌无关，你如何驳斥这种错误观点？ 设置对照组：将有氧组和无氧组的酵母菌培养液改为加热杀死的酵母菌培养液，其他条件相同 探究酵母菌细胞呼吸的方式 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 实验组 实验组 探究酵母菌细胞呼吸的方式 联系生活 对机动车驾驶员进行酒精测试的原理是什么? 酒精可与酸性条件下橙色的重铬酸钾溶液反应,呈现灰绿色 饮酒驾驶：20 mg/100mL≤车辆驾驶人员血液酒精含量<80mg/100 mL 醉酒驾驶：80mg/100 mL≤车辆驾驶人员血液酒精含量 每一位公民都应尊重自己和他人的生命，做到：喝酒不开车，开车不喝酒 课堂小结 实验组 实验组 吸收空气中的CO2 酸性重铬酸钾 检测CO2 变浑浊/大/快 不变色 变浑浊/小/慢 橙色→灰绿色 需反应充分再检测酒精 需放置一段时间，再连接石灰水 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大量的CO2 在无氧条件下,酵母菌通过细胞呼吸产生少量的CO2和酒精 结论： 归纳总结 课堂练习 为探究酵母菌细胞呼吸方式，有同学利用如下装置进行实验。下列叙述错误的是（　　） 若要探究需氧呼吸，则需要打开阀门a通入O2 在探究厌氧呼吸时可在溶液表面加入一层植物油隔绝O2 为检验细胞呼吸产物是否含有CO2，在管口2接入装有澄清石灰水的试剂瓶 用酸性重铬酸钾检测管口3取出的溶液变橙色，说明酵母菌发生了厌氧呼吸 D 课堂练习 关于“探究酵母菌细胞的呼吸方式”的实验，下列说法正确的是（    ） A．实验要在黑暗条件下进行，防止产生氧气对呼吸作用产生影响 B．因酵母菌是异养兼性厌氧菌，所以才能成功完成两个对比实验 C．为了使酵母菌有充足的氧气，需要向酵母菌培养液中直接通入空气 D．如果产生的气体使澄清石灰水变混浊，则酵母菌只进行有氧呼吸 B 课堂练习 某兴趣小组进行“探究酵母菌细胞呼吸的方式”的探究实践，部分装置如图所示。下列叙述正确的是（　　） A．甲瓶封口后立即与乙瓶连通以确保反应同步进行 B．酵母菌进行细胞呼吸产生CO2的同时会产生酒精 C．适当延长培养时间以耗尽甲瓶培养液中的葡萄糖 D．向乙瓶中加入含有重铬酸钾的浓硫酸以检测酒精 C 某小组探究酵母菌和乳酸菌的呼吸方式，实验装置如下图所示。①~③装置中溴麝香草酚蓝（BTB）溶液的最终颜色依次是（　　） 课堂练习 黄色、黄色、蓝色 蓝色、黄色、蓝色 黄色、蓝色、蓝色 蓝色、黄色、黄色 A 同 学 们 再 见 Time：2025.12 $