人教版（2019）必修1课件: 5.3 细胞呼吸的原理和应用（第1课时）(共18张PPT)

(共18张PPT)
第3节 细胞呼吸的原理和应用
第五章 细胞的能量供应和利用
问题探讨
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。
发酵生产葡萄酒的车间
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呼吸需要的氧气，利于酵母菌进行旺盛的细胞分裂；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食产生酒精。
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物质代谢和细胞分裂提供充足的动力。
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？
密封发酵时，酵母菌将有机物转化为酒精的同时，
能为自己的生命活动提供少量能量。
酵母菌是一种单细胞真菌，它与人类的生活息息相关，做面包、馒头、酿酒等，都是利用酵母菌的呼吸作用。
呼吸作用的实质是细胞内有机物的氧化分解，并释放出能量，因此也叫细胞呼吸
代谢
类型
同化
类型
异化
类型
自养型
异养型
需氧型
厌氧型
兼性厌氧型
细胞呼吸是否一定需要氧？
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
酵母菌在有氧和无氧条件下都能生存，属于兼性厌氧菌，因此便于用来研究细胞呼吸的不同方式。
在本探究活动中，你需要设计和进行对比试验，分析有氧和无氧条件下酵母菌细胞呼吸的情况。
科学方法 对比实验
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，这样的实验叫作对比实验，也叫相互对照实验。
在“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验中，需要设置有氧和无氧两种条件来探究酵母菌在不同氧气条件下细胞呼吸的方式，这两个实验组的结果都是事先未知的，通过对比可以看出氧气条件对细胞呼吸的影响。
对比实验也是科学探究中常用的方法之一。
探究酵母菌细胞呼吸的方式
事例1：馒头和面包里面都有一个个的小孔，都很松软，是因为发面时加入酵母菌，酵母菌细胞呼吸产生了CO2 ， CO2受热膨胀。
事例2：酿酒过程中，酵母菌进行细胞呼吸产生了酒精。
1.提出问题
酵母菌是否在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸？
什么条件下产生酒精？
有氧和无氧条件下产生的CO2量是否一样多？
…………
探究酵母菌细胞呼吸的方式
2.做出假设
①酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行呼吸。
②酵母菌在有氧条件下，产生CO2 ，在无氧条件下产生酒精和CO2 。
③有氧呼吸产生的CO2量比较多。
3.设计实验
自变量
因变量
有氧/无氧条件
是否产生CO /酒精
相同且适宜
无关变量
影响
温度、pH等
自变量
因变量
有氧/无氧条件
是否产生CO /酒精
通气/密闭
CO 的检测：
澄清石灰水：澄清石灰水变浑浊
溴麝香草酚蓝水溶液：蓝→变绿→再变黄
酒精的检测：
酸性重铬酸钾溶液：橙色→灰绿色
相同且适宜
无关变量
影响
温度、pH等
如何控制？
怎样检测？
探究酵母菌细胞呼吸的方式
3.设计实验
①怎样控制有氧和无氧条件？
接气泵或
橡皮球
A
10% NaOH
酵母菌培养液
澄清石灰水
将B瓶先反应一段时间，然后再连接盛有澄清石灰水的锥形瓶
B
酵母菌培养液
澄清石灰水
有氧一组不断通入空气（氧气）以保证反应始终在有氧条件进行。
无氧一组先反应一段时间消耗掉培养液中的氧气以保证反应在无氧条件下进行。
气泵
A
B
C
D
E
运用以上元件分别搭建有氧呼吸和无氧呼吸装置
有氧呼吸装置：
无氧呼吸装置：
吸收空气中的CO2，排除它对实验的干扰
E-C-A-D
B-D
★注意事项
①甲组中通过含NaOH溶液的目的是什么？
去除空气中CO2 ，保证澄清石灰水变浑浊是酵母菌有氧条件产生CO2所致。
②B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是什么？
消耗掉B瓶中的氧气，确保通过澄清石灰水的CO2是无氧呼吸产生的。
③A、B培养瓶中加入煮沸后冷却的葡萄糖溶液，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。
探究酵母菌细胞呼吸的方式
3.设计实验
②怎样鉴定酒精和CO2的产生？如何比较CO2产生的多少？
酒精+重铬酸钾（浓硫酸溶液）：橙色→灰绿色
使澄清石灰水变浑浊（根据浑浊程度检测CO2产生的多少）
溴麝香草酚蓝溶液：蓝→绿→黄
（根据其变黄色时间的长短，检测CO2产生的多少）
（1）检测CO2
（2）检测酒精
注意：检测时需要等培养液中葡萄糖耗尽再进行。
因为葡萄糖能和酸性重铬酸钾反应
与生活的联系
如何检测汽车司机是否喝了酒？
具体做法：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．
探究酵母菌细胞呼吸的方式
3.设计实验
③如何保证酵母菌在整个实验过程中正常生活？
条件适宜（25～35℃ ，pH3.0-7.5）
给予充足的养料（葡萄糖溶液）
探究酵母菌细胞呼吸的方式
4.实验步骤
称取等量的两份食用酵母菌（10g）；
配制质量分数为5%葡萄糖溶液作为酵母菌的培养液；
搭建如图的有氧呼吸（左）和无氧呼吸（右）装置；
培养、观察、检测、记录
探究酵母菌细胞呼吸的方式
5.实验结果
二氧化碳产生情况
探究酵母菌细胞呼吸的方式
5.实验结果
检测酒精的产生
刚加入重铬酸钾 一段时间以后
A
B
A
A: 有氧条件下酵母菌培养液；B: 无氧条件下酵母菌培养液
B
探究酵母菌细胞呼吸的方式
6.实验结论
条件 澄清石灰水/出现的时间 重铬酸钾--浓硫酸溶液
有氧
无氧
变混浊／快
不变灰绿色
变混浊／慢
出现灰绿色
酵母菌在有氧和无氧条件下都进行细胞呼吸。
在有氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生大量CO2
在无氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生酒精和少量CO2
表达与交流
细胞呼吸
有氧呼吸
无氧呼吸
有氧条件
无氧条件
大量的CO2和水
产生
产生
少量的CO2和酒精
小结
科学探究的一般过程
观察
实验
资料
自变量
因变量
无关变量
小试牛刀
(1)配制酵母菌培养液时，葡萄糖溶液煮沸后，即可加入新鲜食用酵母
(　　)
(2)如果产生的气体使澄清的石灰水变混浊，则酵母菌进行有氧呼吸(　　)
(3)橙色的重铬酸钾溶液在碱性条件下遇酒精变为灰绿色(　　)
(4)在有氧和无氧条件下的实验分别是对照组和实验组(　　)
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