5.3 细胞呼吸的原理和应用（第一课时）课件-2026-2027学年高一上学期生物人教版必修1

该高中生物学课件聚焦细胞呼吸的原理，以生活案例（馒头发酵、酿酒）和问题导入，通过对比呼吸与呼吸作用明确概念，再以探究酵母菌呼吸方式为核心，搭建从生活现象到科学实验的学习支架。 其亮点在于以探究实践为主线，通过控制有氧/无氧自变量、设计对比实验培养科学思维，结合CO₂与酒精的检测实验落实物质与能量观。社会联系（酒驾检测、地窖安全）增强态度责任，考点剖析巩固知识。学生提升探究能力，教师获得完整教学方案。

第五章 细胞的能量供应和利用 5.3 细胞呼吸的原理和应用（第一课时） “呼吸”是指生物体或细胞吸入氧气和呼出二氧化碳的过程。 “呼吸作用”是指细胞内的有机物氧化分解并释放能量的过程，也称作细胞呼吸。 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。 呼吸和呼吸作用的区别 （1）酵母菌在有氧和无氧的环境下均能进行细胞呼吸吗？（2）其细胞呼吸的产物有什么？ 事例1：利用酵母菌发酵的馒头和面包里面都有一个个的小孔。在通风情况下，发酵的面团可以制成松软香甜的馒头、面包；但在密闭的情况下，发面会有酒精味。 事例2：酵母菌可以用来酿酒。在酿制的早期，需要向发酵罐中通入氧气，而后期必须隔绝氧气。同时，发酵装置需要定期排放气体。 酵母菌在有氧和无氧的环境下均能进行细胞呼吸吗？其细胞呼吸产物有什么？ 酵母菌在有氧和无氧条件下均能进行细胞呼吸，细胞呼吸的产物可能有CO2和酒精。 提出问题 作出假设 探究酵母菌细胞呼吸的方式 探究酵母菌细胞呼吸的方式 实验原理： 酵母菌是一类单细胞真菌，做馒头、面包、酿酒等，都是利用酵母菌的呼吸作用。 酵母菌在有氧和无氧的条件下都能生存，属于兼性厌氧菌，生长周期短，增殖速度快，因此便于用来研究细胞呼吸的不同方式。 设计实验 探究酵母菌细胞呼吸的方式 变量 自变量 细胞呼吸条件 有氧 通入空气 无氧 隔绝空气 因变量 细胞呼吸的产物 水、二氧化碳 酒精、二氧化碳 无关变量 温度、pH、营养物质的浓度和总量等 相同且适宜 设计实验 自变量 细胞呼吸条件 有氧 无氧 通入空气 隔绝空气 A:质量分数为10%的NaOH溶液 B:酵母菌培养液 C:产物检测溶液 D:酵母菌培养液 E:产物检测溶液 ①封口放置一段时间后再连通E瓶 ②液面上封一层石蜡油 成分：酵母菌+葡萄糖溶液 去除空气中CO2 气泵 设计实验 因变量 细胞呼吸产物 CO2 酒精 在酸性条件下，橙色重铬酸钾(K2Cr2O7)溶液与酒精发生化学反应，变成灰绿色。 CO2可使澄清石灰水变浑浊； 可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝→绿→黄。 CO2的生成量 酒精是否产生 浑浊程度 变黄时间 是否变色 ①适当延长培养时间以耗尽溶液中的葡萄糖。 ②将酒精从溶液中分离出来检测。 葡萄糖也能与酸性重铬酸钾反应发生颜色变化。 质量分数为10%NaOH 溶液 酵母菌 培养液A 澄清的 石灰水 酵母菌 培养液B 澄清的 石灰水 ①配制酵母菌培养液（等量原则）置于A、B锥形瓶 ②将实验装置放置在25-35 ℃、环境下培养8-10小时。 ③检测CO2的产生速率以及酒精是否产生 探究酵母菌细胞呼吸的方式 设计实验 A、B培养瓶中先加入等量的加热煮沸后冷却的葡萄糖溶液，再接种等量酵母菌。其中加热煮沸的目的是什么？ 除去溶液中的氧气，避免对自变量的影响。 杀死葡萄糖溶液中可能存在的杂菌，避免对实验结果的干扰。 质量分数为10%的NaOH溶液 酵母菌 培养液A 澄清的石灰水 酵母菌 培养液B 澄清的石灰水 甲组中通过含NaOH溶液的目的：__________________ ______________________________________________________。 去除空气中CO2， 保证澄清石灰水变混浊是酵母菌有氧条件产生CO2所致 质量分数为10%的NaOH溶液 酵母菌 培养液A 澄清的石灰水 酵母菌 培养液B 澄清的石灰水 D瓶应封口放置一段时间后，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶的目的： 。 消耗掉B瓶中的氧气，确保通入澄清石灰水的CO2是无氧呼吸产生的 质量分数为10%的NaOH溶液 酵母菌 培养液A 澄清的石灰水 酵母菌 培养液B 澄清的石灰水 进行实验 观察项目 有氧装置 无氧装置 澄清石灰水变浑浊程度 溴麝香草酚蓝水溶液颜色变化时间 酸性重铬酸钾检验情况 浑浊程度高 浑浊程度低 颜色变化时间短 颜色变化时间长 无颜色变化 橙色→灰绿色 观察并记录实验结果 1.酵母菌在有氧和无氧条件下都能产生___________。 3.酵母菌无氧时分解葡萄糖还产生_____________。 CO2 多 酒精 2.酵母菌有氧比无氧时释放出的CO2 ————————。 结果分析 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，通过细胞呼吸产生大量的CO2 在无氧条件下，通过细胞呼吸产生酒精和少量的CO2 实验结论 C6H12O6 CO2(大量)＋H2O C2H5OH＋CO2 (少量) 酵母菌 有O2 无O2 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，这样的实验叫做对比实验，也叫做相互对照实验。 科学方法：对比实验 质量分数为10%的NaOH溶液 酵母菌 培养液A 澄清的石灰水 酵母菌 培养液B 澄清的石灰水 结合本节课的内容，分析一下交警查酒驾所使用的酒精检测仪的作用机理。 让司机呼出的气体直接接触到用硫酸处理过的重铬酸钾，如果呼出的气体中含有酒精，重铬酸钾会变成灰绿色的硫酸铬． 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。 与社会的联系——检查酒驾 到地窖中取储存的水果、蔬菜之前，通常需要先打开地窖的盖子通风一段时间，否则可能会出现缺氧甚至窒息的情况。 与社会的联系——危险的地窖 这是因为储存的水果、蔬菜会进行细胞呼吸，消耗地窖中的O2，导致CO2浓度较高，使地窖成为一个低氧的环境。 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？ 通气可以给酵母菌提供有氧呼吸所需的氧气，利于酵母菌大量繁殖； 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。 2.为什么通气有利于酵母菌大量繁殖？ 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细胞分裂提供充足的动力。 问题探讨 3.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？ 为自身生命活动提供少量的能量。 1、为探究酵母菌细胞呼吸的方式，某研究小组利用图中a、b、c、d装置进行实验。下列叙述错误的是（    ） A．若探究厌氧呼吸可选择的装置及连接顺序为d→b B．若探究需氧呼吸可选择的装置及连接顺序为c→b→a→b C．可在b瓶中加入酸性重铬酸钾用于检测是否产生酒精 D．不能通过装置中的b瓶是否变浑浊来判断呼吸方式 考点剖析 C 2．为探究酵母菌的细胞呼吸方式，可利用酵母菌、葡萄糖溶液等材料进行实验。下列关于该实验的叙述，错误的是（    ） A．酵母菌用量和葡萄糖溶液浓度是本实验的无关变量 B．酵母菌可利用的氧气量是本实验的自变量 C．可选用是否生成酒精作为因变量的检测指标 D．不同方式的细胞呼吸消耗等量葡萄糖所释放的能量相等 考点剖析 D 3．秸秆的纤维素经酶水解后可作为生产生物燃料乙醇的原料。生物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）。下列叙述正确的是（　　） A．培养开始时向甲瓶中加入溶有重铬酸钾的浓硫酸溶液以便检测乙醇生成 B．乙瓶的溶液由黄色变成蓝色，表明酵母菌已产生了CO2 C．仅根据该实验结果不能完全确定酵母细胞呼吸的方式 D．实验中增加甲瓶的酵母菌数量可以提高乙醇最大产量 考点剖析 C 4．某学生兴趣小组对“探究酵母菌的呼吸方式”的实验装置进行改进，可用于定量和定性检测酵母菌的细胞呼吸产物。反应发生装置如图所示，吸入等量配好的葡萄糖溶液5mL，分别设置有氧组和无氧组。下列叙述错误的是（　　） A．培养开始时向甲瓶中加入溶有重铬酸钾的浓硫酸溶液以便检测乙醇生成 B．乙瓶的溶液由黄色变成蓝色，表明酵母菌已产生了CO2 C．仅根据该实验结果不能完全确定酵母细胞呼吸的方式 D．实验中增加甲瓶的酵母菌数量可以提高乙醇最大产量 考点剖析 C Lavf57.83.100 Lavf58.28.100 $