5-3细胞呼吸的原理和应用（教学课件）-高中生物学人教版（2019）必修一(共30张PPT)

(共30张PPT)
第3节细胞呼吸的原理和应用
第1课时有氧呼吸
必修1 第5章细胞的能量供应和利用
通过探究酵母菌的细胞呼吸方式，说出细胞呼吸的类型；
描述线粒体适于进行有氧呼吸的结构，说明有氧呼吸中
物质与能量的变化。
学目标
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。
讨论
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 发酵生产葡萄酒的车间
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
细胞呼吸是否需要氧气
生物在有氧和无氧条件下是否都能进行细胞呼吸呢
呼吸作用(也叫细胞呼吸)
氧化分解有机物，释放能量
实质：
细胞呼吸的方式
探究酵母菌细胞呼吸的方式
实验原理：酵母菌是一种单细胞真菌，在有氧和无氧条件下都能生 存，属于兼性厌氧型生物。
细胞呼吸的方式
探究：
1.提出问题 酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸的产物分别是什么
2.作出假设 假设酵母菌在有氧和无氧条件下均能进行细胞呼吸。
3.设计实验
4.进行实验
5.得出结论
6.表达交流
变量 因变量：细胞呼吸的产物：酒 精 、CO
无关变量：影响实验结果的可变因素
保证酵母菌在整个实验过程中正常生活
①自变量、因变量分别是什么
②怎样鉴定因变量
(自变量：细胞呼吸的条件
细胞呼吸的方式
有氧
无氧
3.设计实验
1.通入澄清的石灰水：澄清→浑浊
2.溴麝香草酚蓝水溶液：蓝 →绿 →黄
CO 多少石灰水浑浊程度或产生浑浊的快慢或由蓝→绿→黄所需时间长短
橙色的重铬酸钾溶液在酸性下与酒精发生反应：
○橙色 → 灰绿色
CO 的检测：
细胞呼吸产物的检测
酒精的检测：
细胞呼吸的方式
为什么B锥形瓶封口放置一段时间后，再与第二个锥形瓶连接
0 (使酵母菌消耗瓶内的氧气，造成无氧环境，防止瓶中O 的干扰，确 保 通
○入石 灰 水 中 的CO 来自酵母菌的无氧呼吸。)
质量分数为10%
的NaOH溶液
吸收通入空
气中的CO
细胞呼吸的方式
设计实验装置
接橡皮球
(或气泵)
澄清的 石灰水
有氧装置
无氧装置
澄清的 石灰水
酵母菌 培养液
酵母菌 培养液
A
条件 澄清石灰水/出现的时间 重铬酸钾--浓硫酸溶液
有氧 变混浊/快 不出现灰绿色
无氧 变混浊/慢 出现灰绿色
1、酵母菌有氧呼吸产生CO ,无氧呼吸产生CO 和酒精。
oo 2、有氧呼吸产生大量CO ,无氧呼吸产生少量CO
5.得出结论
细胞呼吸的方式
实验现象：
二、有氧呼吸
(1)场所：主要在线粒体
线粒体的结构示意图
外膜
内膜
嵴
基质
有氧呼吸
(2)过程 C H O
第一阶段 酶 能量(少量)
4[H]
细胞质基质
酶 线粒体60 (主要)
12H O+能量(大量)
第三阶段
2丙酮酸 (2C H O )
6H O
第二阶段
能量(少量)
20[H]
6CO
酶
第二阶段：
2C H O +6H O 酶 6CO +20[H]+ 少量能量
线粒体基质
第一阶段：
酶
C H 2O 细胞质基质
第三阶段：
0 24[H] +6O
2C H O +4[H]+ 少量能量
酶
线粒体内膜
12H O +大量能量
有氧呼吸
有氧呼吸概念：
细胞在氧的参与下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物彻底氧 化分解，产生CO 和H O, 释放能量，生成大量ATP 的过程。
总反应式：
酶
C H O +6H O +6O —→ 6CO +12H O +能量
有氧呼吸
课堂小结
一 、细胞呼吸的方式—探究酵母菌细胞呼吸的方式
二、有氧呼吸
(3)总反应式：
酶
C H 2O +6H O +6O —→
思考：此过程中原子转移途径
有氧呼吸
6CO +12H O +能量
2、有氧呼吸问题探讨：
①有氧呼吸过程中物质变化和能量变化的特点是什么
物质变化：
第一阶段：1分子葡萄糖分解成2分子的丙酮酸，产生少量的[H] 。 第二阶段：丙酮酸和水彻底分解成CO 和[H]。
第三阶段：前两阶段产生的[H],经一系列反应，与O 结合形成水。 有机物(葡萄糖)中的稳定的化学能，经过一系列的化学反应逐步
释放；这些能量大部分以热能的形式散失，少部分储存在ATP中。
②C H 2O 能否进入线粒体参与有氧呼吸
00 不能，只能是丙酮酸进入。
③有氧呼吸的生成物CO 和H O 分别产生于有氧呼吸 的第几阶段
有氧呼吸的生成物CO 产生于有氧呼吸的第二阶段； 有氧呼吸的生成物H,O产生于有氧呼吸的第三阶段。
④有氧呼吸的生成物CO 中的C和0分别来自哪里
有氧呼吸的生成物H O 中的O 从何而来
有氧呼吸的生成物CO 中的C来自葡萄糖，O 来自葡萄 糖 和水。 有氧呼吸的生成物H O中的0来自氧气。
⑤有氧呼吸过程中哪几个阶段有[H]产生 其去向
有氧呼吸过程中第一、二阶段均有[H]产生， 其消耗发生在第三阶段，与氧气结合形成水。
⑥有氧呼吸过程中哪几个阶段有ATP产生 最多的是 哪一个阶段
有氧呼吸三个阶段都有ATP产生，
第三阶段产生的ATP 最多。
以上反应式中的能量能否写成ATP
绝大多数以热 能形式散失
34.75%
997.28KJ ≈32 ATP
1moL
能量(2870kJ)
其余以热能形式散失
6CO +12H O+ 能量
有氧呼吸
C H 2O +6H O+60
酶
课堂检测
1.下图是探究酵母菌呼吸类型的装置，如果装置一中红色液滴向左移， 装置二中红色液滴向右移，证明酵母菌( D )
B.只进行无氧呼吸
D. 既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸
A.只进行有氧呼吸
C.可能死亡
酵母菌培养液
酵母菌培养液
装置二
装置一
甲 乙
A.该实验需设置有氧和无氧两种条件的对比实验，其中乙组作为对照组
B. 若向B瓶和D瓶中加入酸性重铬酸钾溶液，则D瓶内的溶液会变黄
C.可根据溴麝香草酚蓝水溶液变黄的时间长短，来检测CO 的产生速率
D.若C瓶和E瓶中溶液都变混浊，不能据此判断酵母菌的呼吸方式
2.下图为“探究酵母菌的呼吸方式”的实验装置，有关叙述正确的是( C )
B
E
澄清的 石灰水
质量分数为10%酵母菌 的NaOH溶液 培养液
酵母菌 培养液
澄清的 石灰水
D
3.在有氧呼吸过程中，进入细胞中的氧将( A )
①与氢结合生成水 ②与碳结合生成二氧化碳
③在线粒体中被消耗 ④在线粒体和细胞质基质中被消耗
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
4.有氧呼吸中产生能量最多的是( C )
A.形成二氧化碳时 B 形 成 「H ]A寸
C.形成水时 D.形成丙酮酸时
呼吸作用
1.定义：细胞呼吸是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成 二氧化碳或其他产物，释放出能量并生成ATP的过程。
2.实质：氧化分解有机物，释放能量
细胞呼吸是否需要氧气
生物在有氧和无氧条件下是否都能进行细胞呼吸呢
问题探讨：
1、 实验中是怎样控制有氧和无氧条件的
通过向A锥形瓶通入除去CO 的空气，提供有氧环境：
B锥形瓶密封，不通入空气，提供无氧环境。
2、如果该实验用溴麝香草酚蓝水溶液检验甲、乙两装
置中的CO , 实验现象会是怎样
甲装置中溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再 变黄所需时间短，乙装置所需时间长
3、酸性重铬酸钾可以检测酒精的原理，在日常生活中 有什么用处
可用于检测司机是否酒后驾车等。
易错提示
1、酵母菌在有氧和无氧条件下进行细胞呼吸的产物是否相同 为什么只 检测CO 并不能确定酵母菌的呼吸方式
不相同。因为有氧和无氧条件下均可产生CO 。
2、如何确定酵母菌通过细胞呼吸产生的CO 量的多少
根据石灰水变浑浊的程度或溴麝香草酚蓝水溶液变成黄色的时间长短。
3、如何确定酵母菌通过无氧呼吸产生的酒精的多少
根据重铬酸钾变成灰绿色所需时间的长短。
4、配制葡萄糖溶液时，对葡萄糖溶液进行煮沸、冷却的
目的
葡萄糖溶液煮沸的目的：加热杀死杂菌；排出葡萄糖溶液中 溶解的氧气。
葡萄糖溶液煮沸后冷却的目的：防止酵母菌体内的酶 高温下失活。
5、甲 组 中NaOH 的作用 间歇性通空气的原因
NaOH的作用：吸收CO , 保证通入酵母菌培养液中的 气体不含CO , 避免对实验结果的干扰。
间歇性通空气的原因：使NaOH 充分吸收CO , 保证通
入澄清石灰水的CO 酵母菌产生。
6、(实践应用)酿酒业常用的菌种是酵母菌，在利
用酵母菌酿酒时，发酵池往往封入一部分空气， 为什么
酵母菌是兼性厌氧菌，有氧时进行有氧呼吸，大
量繁殖获得大量菌种，把氧气耗尽，然后进行无
氧呼吸产生酒精。
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