浙科版（2019）生物必修一 第三章第四节课时2 探究酵母菌的呼吸方式及影响细胞呼吸的因素课件(共39张PPT)

(共39张PPT)
课时2　探究酵母菌的呼吸方式及影响细胞呼吸的因素
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1
一、探究酵母菌的呼吸方式
1.酵母菌作为实验材料的原因
酵母菌在 中都能生活。不同的氧环境中,酵母菌的呼吸方式不同, 和产生的 均有差异。
有氧环境和无氧环境
产物
能量
2.呼吸产物的检测
(1)检测CO2的产生:CO2可使澄清的石灰水变 ,也可使 由 变 再变 。
(2)检测酒精的产生:橙色的重铬酸钾溶液,在 条件下与乙醇(酒精)发生化学反应,变成 。
3.实验步骤
(1)配制酵母菌培养液:酵母菌+质量分数为5%的
。
浑浊
溴麝香草酚蓝溶液
蓝
绿
黄
酸性
灰绿色
葡萄糖
溶液
(2)检测CO2的产生,装置如图所示:
①装置甲:用于探究酵母菌的 呼吸。
②装置乙:用于探究酵母菌的 呼吸。
需氧
厌氧
(3)检测酒精的产生:自A、B中各取2 mL酵母菌培养液的滤液,分别注入编号为1、2的两支试管中→分别滴加0.5 mL 5% 溶液→振荡并观察溶液的颜色变化。
重铬酸钾
4.实验现象
(1)澄清的石灰水的变化。
组别 澄清的石灰水的变化
是否变浑浊 浑浊程度
甲组 是
乙组 是
高
低
(2)滴加含重铬酸钾的酸性溶液后的变化。
组别 现象(颜色变化) 原因
甲组 甲组不产生酒精,乙组产生酒精,使溶液变为灰绿色
乙组
不变色
变灰绿色
5.实验结论
(1)酵母菌在 和 条件下都能进行细胞呼吸。
有氧
无氧
CO2
水
酒精
CO2
结合对实验材料的选择和处理,探讨以下问题。
(1)为什么要将葡萄糖溶液煮沸,且冷却到常温后方可加入新鲜的酵母菌
提示:煮沸的目的是杀菌和除去溶液中的氧,冷却到常温的目的是防止高温杀死酵母菌。
(2)在B瓶酵母菌培养液表面滴加一薄层植物油形成油脂层,其目的是什么
提示:创造无氧环境。
二、影响细胞呼吸的因素
1.温度
通过影响 的活性来影响呼吸速率。与温度影响酶催化效率的曲线特征一致。
呼吸酶
2.O2浓度
(1)具体影响如图所示:
(2)解读:
图A表示O2浓度对厌氧呼吸的影响。随O2浓度增加而受 ,O2浓度越高,抑制作用 ,O2浓度达到一定值时,被完全抑制。
图B表示O2浓度对需氧呼吸的影响。在一定范围内,随着O2浓度的增加,呼吸速率 ,但当O2浓度增加到一定值时,呼吸速率
。
3.CO2浓度
在一定范围内,随CO2浓度的增加,细胞呼吸速率 。
抑制
越强
增强
不再增加
下降
利用降低温度的方法可以实现对蔬菜、水果等的长期保存,试分析原因。
提示:降低温度使植物细胞内酶的活性降低,从而减少了有机物的消耗。
三、细胞呼吸是细胞代谢的核心
单糖
氨基酸
能量(ATP)
碳骨架
用氨基酸饲养饥饿动物,发现动物的肝糖原含量会增加。这一现象说明了什么
提示:糖原不含有N元素,用氨基酸饲养饥饿动物造成肝糖原含量增加,说明氨基酸代谢后可作为原料用于合成糖原。
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1.农田及时排涝能防止根细胞因缺氧产生乙醇而烂根。
(　 　)
2.创可贴要透气是为了促进伤口部位细胞的需氧呼吸。
(　 　)
提示:创可贴要透气是为了抑制厌氧微生物的繁殖。
3.CO2可使澄清的石灰水变浑浊。根据石灰水浑浊程度可以检测酵母菌培养液中CO2的产生情况。(　 　)
√
×
√
4.细胞呼吸一方面为分解反应提供能量(ATP),另一方面为分解反应提供碳骨架。(　 　)
提示:细胞呼吸一方面为合成反应提供能量(ATP),另一方面为合成反应提供碳骨架。
5.温度主要影响呼吸酶的活性。一般而言,在一定范围内,呼吸强度随着温度的升高而增强。(　 　)
√
×
6.将果蔬贮藏于充满氮气的黑暗密闭容器中,产生CO2的物质的量与消耗O2的物质的量的比值低于1。(　 　)
提示:果蔬中细胞呼吸利用的能源物质为糖类,在充满氮气的黑暗密闭容器中,产生CO2的物质的量与消耗O2的物质的量的比值应当大于1。
7.糖类、蛋白质和脂肪均能通过相应途径进入细胞呼吸过程被氧化分解,释放能量。(　 　)
×
√
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2
[任务突破1]
探究酵母菌呼吸方式的实验分析
(1)实验设置思路。
任务一　探究酵母菌的呼吸方式
①对比实验(相互对照实验):两个实验组,分别为有氧条件和无氧条件。
②分析结果,得出结论:
(2)实验操作的提醒及主要目的。
实验操作提醒 主要目的
配制培养液时,将葡萄糖溶液先煮沸冷却后再加入锥形瓶 ①煮沸:除去其他杂菌,防止其他杂菌的干扰;
②冷却后再加入:防止高温将酵母菌杀死
先通入NaOH溶液中再通入酵母菌培养液中 既能保证O2的充分供应,又能排除空气中的CO2对实验结果的干扰
其中一瓶酵母菌培养液用植物油覆盖液面形成油脂层 确保实验过程中只进行厌氧呼吸
[典例1-1] 为了探究酵母菌在不同条件下的呼吸产物,设计如图两套装置,图中注射器的作用是便于抽取样液用于检测,过氧化氢在二氧化锰催化下会产生氧气。下列有关该实验的说法,正确的是(　 　)
A.图一为对照组,图二为实验组
B.A瓶添加花生油的目的是营造无氧环境
C.试管B、E中可加适量5%重铬酸钾溶液用于检测是否产生酒精
D.抽取A、D瓶中的样液加入适量0.1%溴麝香草酚蓝溶液可用于检测是否产生CO2
[迁移应用]
√
解析:此实验为对比实验,没有对照组,两组都是实验组,相互对照;试管B、E中的液体应是澄清的石灰水或溴麝香草酚蓝溶液,用于检验酵母菌呼吸作用是否产生二氧化碳;抽取A、D瓶中的样液加入适量5%重铬酸钾溶液,在酸性条件下可用于检测是否产生酒精。
[任务突破2]
基于液滴移动测定细胞呼吸类型及细胞呼吸速率
(1)细胞呼吸类型测定。
①实验装置。
欲确认某生物的呼吸类型,应设置两套呼吸装置,如图所示(以发芽种子为例,假设呼吸底物只有葡萄糖)。
②实验结果预测和结论(见下表):
实验现象 结论
装置一 液滴 装置二 液滴
不动 不动 只进行产生乳酸的厌氧呼吸或种子已死亡
不动 右移 只进行产生乙醇的厌氧呼吸
左移 右移 进行需氧呼吸和产生乙醇的厌氧呼吸
左移 不动 只进行需氧呼吸或进行需氧呼吸和产生乳酸的厌氧呼吸
③实验拓展:呼吸底物与着色液滴移动的关系。
脂肪含氢量高,含氧量低,等质量的脂肪与葡萄糖相比,氧化分解时耗氧量高,而产生CO2量少。因此以脂肪为呼吸底物时,产生的CO2量小于消耗的O2量,着色液滴移动更明显。
(2)细胞呼吸速率的测定。
①实验装置。
②实验原理:组织细胞呼吸作用吸收O2,释放CO2,CO2被NaOH溶液吸收,使容器内气体压强减小,刻度管内的液滴左移。单位时间内液滴左移的距离也表示呼吸速率。装置乙为对照。
③误差的校正。
a.如果实验材料是绿色植物,整个装置应遮光处理,否则植物的光合作用会干扰呼吸速率的测定。
b.如果实验材料是种子,为防止微生物呼吸对实验结果的干扰,应对装置及所测种子进行消毒处理。
c.为防止气压、温度等物理因素所引起的误差,应设置对照实验,将所测的生物材料灭活(如将种子煮熟),其他条件均不变。
[典例1-2] (2022·北斗星盟高二联考)图1所示是某兴趣小组为测定大豆种子呼吸速率所组装的实验装置,图2是根据两组装置的测量结果绘制的大豆种子萌发过程中CO2释放和O2吸收速率的变化趋势,下列叙述错误的是(　 　)
A.图1设置乙装置的目的是排除大豆表面微生物及环境因素的干扰
B.图1实验过程中有色液滴不断向左移动时,说明需氧呼吸速率不断增强
C.由图2可知,在12～24 h期间,萌发种子的呼吸方式主要是厌氧呼吸
D.由图2可知,48 h后萌发种子细胞呼吸的底物中可能还有油脂等物质
[迁移应用]
√
解析:图1中甲和乙的不同是发芽的种子是否保持活性,乙中的种子被加热杀死,是对照组,对照组的目的是排除微生物及环境因素的干扰;装置中的10% NaOH溶液能吸收细胞呼吸以及装置中的CO2,故实验过程中有色液滴不断向左移动,可表示细胞呼吸不断消耗氧气,但不是说明需氧呼吸速率不断增强;由图2可知,在12～24 h期间,萌发种子消耗O2的速率几乎不变,但释放的CO2不断增加,说明种子的呼吸方式主要是厌氧呼吸;由图2可知,48 h后萌发种子吸收O2的量大于释放CO2的量,说明细胞呼吸的底物中不只有葡萄糖,可能还有油脂等物质。
任务二　探究影响酵母菌呼吸的因素
[任务突破1]
影响细胞呼吸的因素及曲线分析
项目 坐标曲线 曲线分析
温度 ①在最适温度时,呼吸速率最大;②超过最适温度,呼吸酶活性降低甚至变性失活,呼吸速率下降;③低于最适温度,酶活性下降,呼吸速率下降
O2浓度 ①O2浓度=0时,只进行厌氧呼吸;②0CO2浓度 CO2是细胞呼吸的最终产物,积累过多会抑制细胞呼吸的进行
水分 在一定范围内,细胞呼吸速率随含水量的增加而加快,随含水量的减少而减慢。当含水量过多时,呼吸速率减慢,甚至死亡
[典例2-1] 细胞呼吸是细胞能量的根本来源,细胞呼吸容易受外界环境的影响。如图是温度与氧气浓度对植物叶片细胞呼吸速率的影响,以下分析不正确的是(　 　)
A.图中细胞呼吸速率可用单位时间内二氧化碳的释放量表示
B.从图甲可知细胞呼吸最旺盛时的温度是B点对应的温度
C.温度对曲线Ⅱ代表的呼吸类型影响较大,对曲线Ⅰ影响较小
D.分析图甲、乙可知,水果储存需要低温和低氧的条件
[迁移应用]
√
解析:由于需氧呼吸的产物是二氧化碳和水,所以图中细胞呼吸速率可用单位时间内二氧化碳的释放量表示;分析题图甲可知,B点细胞呼吸的相对速率最高,该点对应的温度是细胞呼吸的最适温度;温度通过影响酶的活性进而影响细胞呼吸,温度对不同酶的影响基本相同,故温度对曲线Ⅰ、Ⅱ代表的呼吸类型影响基本相同;分析图甲、乙可知,在低温和低氧的条件下,细胞呼吸的相对速率都较低,所以水果储存需要低温和低氧的条件。
[任务突破2]
归纳总结影响细胞呼吸的因素在实践中的应用
项目 应用
温度 ①冰箱中水果和蔬菜保鲜;②蔬菜大棚夜间适当降温以降低呼吸消耗,提高产量
O2 浓度 ①中耕松土促进植物根部需氧呼吸;②厌氧发酵过程需要严格控制无氧环境;③低氧储藏粮食、水果和蔬菜
CO2 浓度 在蔬菜和水果保鲜中,增加CO2浓度可抑制细胞呼吸,减少有机物的消耗
水分 ①粮食在收仓前要进行晾晒处理;②干种子萌发前进行浸泡处理
[迁移应用]
[典例2-2] (2022·Z20名校联盟联考)细胞呼吸相关原理常应用于农业生产、食品生产和瓜果储存过程中。下列叙述正确的是(　 　)
A.“中耕松土”可促进葡萄糖在线粒体中的分解
B.酒精发酵过程应避免氧气进入使酒精减产
C.“合理灌溉”防止积累过多乳酸导致烂根
D.采用无氧条件储存瓜果以减少有机物消耗
√
解析:葡萄糖不能进入线粒体中,需氧呼吸时葡萄糖先在细胞溶胶中分解,形成丙酮酸后再进入线粒体;酿酒时,早期通气促进酵母菌需氧呼吸,利于菌种繁殖,后期密封发酵,促进酵母菌厌氧呼吸,利于产生酒精;“合理灌溉”防止厌氧呼吸积累过多酒精导致烂根;水果、蔬菜需要在低温、低氧和一定湿度的环境下储存,以减少有机物的消耗。