5.3 细胞呼吸的原理及应用 （第1课时）课件(共26张PPT1份视频) 2024—2025学年高一上学期生物人教版必修1

(共26张PPT)
5.3 课时1 探究酵母菌细胞呼吸的方式、有氧呼吸
1：做面包、馒头、酿酒等与哪种微生物有关？利用了什么原理？
2：“细胞呼吸”与我们通常所说的“呼吸”是一回事吗？
细胞呼吸产生CO2
酵母菌
细胞内
+ 有机物
或 其他
物质
能量
细胞呼吸
O2
呼吸器官（肺）
血液循环
气体运输
+
呼吸
O2
CO2
CO2
宏观
微观
机体与环境进行O2和CO2交换的过程
细胞的有机物氧化分解，释放能量的过程。
区别呼吸和细胞呼吸
【资料一】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。
2、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？
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？
思 考：
【资料二】酵母菌是单细胞真菌。在有氧和无氧的条件下都能生存，属于兼性厌氧型微生物,普遍用于发酵领域。一位同学知道酵母菌能使葡萄糖产生酒精，但不清楚是在有氧还是无氧条件下进行；另一位同学知道酵母菌细胞呼吸能产生CO2,但不知道有氧和无氧条件下产生的CO2是否一样多？
一、探究酵母菌细胞呼吸的方式
设计实验
进行实验
观察结果
分析结论
提出问题
作出假设
1.有氧还是无氧条件下产生酒精？
2.有氧和无氧条件下产生的CO2是否一样多？
1.有氧/无氧条件下产生酒精。
2.有氧和无氧条件下产生的CO2是/否一样多。
3、怎样保证酵母菌在整个实验过程中能正常生活？
分别给酵母菌提供有氧和无氧的条件，一段时间后检测其产物是否含酒精或CO2 并对比CO2的量
2、怎样鉴定有无酒精产生？怎样鉴定有无CO2产生？
如何比较CO2产生的多少？
1、怎样控制有氧和无氧条件？
问题细化：
实验思路：
小组展开讨论、设计、展示
设计实验
进行实验
观察结果
分析结论
提出问题
作出假设
变量 处理方法
自变量
因变量
有氧条件
无氧条件
通气
密封
是否产生CO2
用澄清石灰水检测
溴麝香草酚蓝溶液是否由蓝变绿再变黄
是否产生酒精
酸性重铬酸钾溶液
无关变量
相同且适宜（pH、温度、酵母菌的活性、葡萄糖浓度等）
设计实验
进行实验
观察结果
分析结论
提出问题
作出假设
B
酵母菌
培养液
C
质量分数为10%的NaOH溶液
A
酵母菌
培养液
D
澄清的
石灰水
气泵
E
运用以上装置分别搭建有氧呼吸和无氧呼吸装置
C
质量分数为10%的NaOH溶液
A
酵母菌培养液
D
澄清的
石灰水
气泵
E
B
酵母菌培养液
D
澄清的
石灰水
有氧呼吸装置
无氧呼吸装置
新鲜的食用酵母菌（10g）
+5%葡萄糖溶液（240ml)
设计实验
进行实验
观察结果
分析结论
提出问题
作出假设
思考：1.C装置中的质量分数为10%的NaOH溶液有什么作用？
2.锥形瓶B为什么要放置一段时间后连接D瓶？
3.该实验有没有对照组？什么是对比实验？
去除空气中的CO2，保证澄清石灰水变浑浊是酵母菌有氧呼吸产生的CO2所致。
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。
该实验中有氧条件和无氧条件均为实验组，相互对照。
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,来探究某种因素与实验对象的关系,这样的实验叫作对比实验,也叫相互对照实验。对比实验也是科学探究中常用的方法之一。
设计实验
进行实验
观察结果
分析结论
提出问题
作出假设
设计实验
进行实验
分析结论
提出问题
作出假设
观察结果
条件 澄清石灰水/出现的时间 溴麝香草酚蓝溶液/出现的时间 重铬酸钾—
浓硫酸溶液
有氧
无氧
变混浊／快
变混浊／慢
出现灰绿色
不变灰绿色
蓝→绿→黄/长
蓝→绿→黄/短
CO2
多
酒精
1.酵母菌在有氧和无氧条件下都能产生___________。
2.酵母菌有氧比无氧时释放出的CO2___________。
3.酵母菌无氧时分解葡萄糖还产生_____________。
特别提醒：由于葡萄糖也能与酸性重铬酸钾反应发生颜色变化，因此，应将酵母菌的培养时间适当延长以耗尽溶液中的葡萄糖。
1.下列关于“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验的叙述，错误的是(　　)
A．酸性重铬酸钾溶液鉴定酒精，颜色呈现灰绿色
B．实验中需控制的无关变量有温度、pH、培养液浓度等
C．实验中将葡萄糖溶液煮沸的目的是灭菌和去除溶液中的 O2
D．可通过观察澄清石灰水是否变混浊来判断酵母菌细胞呼吸的方式
D
如何检查酒驾？
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．
与社会的联系
一、细胞呼吸的方式
酵母菌在有氧和无氧条件下都进行细胞呼吸，为兼性厌氧菌。科学家根据大量的实验结果得出结论：细胞呼吸可分为有氧呼吸和无氧呼吸两种类型。
对于绝大多数生物来说，有氧呼吸是细胞呼吸的主要形式，这一过程必须要有氧气的参与。
什么是有氧呼吸？有氧呼吸的场所在哪儿？过程又是怎样的呢？
氧
有氧呼吸是指细胞在 的参与下，通过多种 的催化作用,把 等有机物 氧化分解，产生 ，释放 ，生成大量 _____________的过程。
酶
葡萄糖
彻底
二氧化碳和水
能量
ATP
二、有氧呼吸
1.概念：
2.场所：
主要场所是线粒体
①线粒体内膜向内折叠形成嵴,大大增加了线粒体的内膜表面积。
②线粒体内膜和基质中含有多种与有氧呼吸有关的酶。
阅读教材P92-93并思考
（1）有氧呼吸可分为几个阶段？
（2）各阶段反应物、生成物、场所？
（3）[H]是什么 哪些阶段会产生[H]？[H]的去向如何？
（4）各阶段释放能量有什么特点？
（5）有机物分解释放能量的去路？
（6）有氧呼吸的总反应式如何表示？
3.有氧呼吸过程：
C6H12O6
2丙酮酸
酶
4[H]
能
2ATP
热能
线粒体
细胞质基质
①
第一阶段：葡萄糖的初步分解
细胞膜
3.过程：
场所：细胞质基质
C6H12O6——→2C3H4O3+4[H]+少量能量
C6H12O6
2丙酮酸
酶
6CO2
4[H]
能
2ATP
热能
能
2ATP
热能
酶
6H2O
20[H]
线粒体基质
细胞质基质
②
①
丙酮酸彻底分解
第二阶段：
细胞膜
场所：线粒体基质
2C3H4O3+6H2O——→6CO2+20[H]+少量能量
酶
C6H12O6
2丙酮酸
酶
6CO2
4[H]
能
2ATP
热能
能
2ATP
热能
酶
6H2O
20[H]
12H2O
6O2
酶
能
28ATP
热能
线粒体基质
细胞质基质
②
①
③
氧的参与
第三阶段：
细胞膜
线粒体内膜
场所：线粒体内膜
24[H]+6O2——→12H2O+大量能量
酶
场所：
细胞质基质
物质变化：
产能情况：
少量能量
场所：
线粒体基质
物质变化：
产能情况：
少量能量
酶
2C3H4O3
+6H2O
6CO2
+20[H]
+4[H]
C6H12O6
2丙酮酸（C3H4O3）
酶
场所：
线粒体内膜
物质变化：
产能情况：
大量能量
24[H]
+6O2
12H2O
酶
[H]:还原型辅酶Ⅰ（NADH）
C6H12O6＋6H2O＋6O2 6CO2＋12H2O＋大量能量
酶
总反应式：
1.有氧呼吸中H2O既是反应物，又是生成物。
2.有氧呼吸中吸收O2的量和CO2的释放量相等。
特别提醒
① 原核生物可以进行有氧呼吸
②无线粒体的真核细胞只能进行无氧呼吸，
如哺乳动物成熟红细胞和蛔虫等。
第三阶段在细胞膜上
【思考】
1.没有线粒体可以进行有氧呼吸吗？
2.猜想好氧细菌的有氧呼吸三个阶段分别在哪里？
第一和二阶段在细胞质基质中
1、哪个阶段产生CO2？
2、哪个阶段有氧气参与反应？
3、哪个阶段产生能量最多？
５、哪个阶段产生水？
４、哪个阶段有水参与？
6、哪个阶段产生[H]最多
第二阶段
第三阶段
第三阶段
第二阶段
第三阶段
第二阶段
在有氧呼吸过程中
【段段清】
4.有氧呼吸能量转化：
1moL葡萄糖 2870kJ
977.28kJ
储存在ATP中
1892.72kJ
以热能形式散失（大部分）
有氧呼吸的能量转化过程：将葡萄糖等有机物中稳定的化学能转化为ATP中活跃的化学能和热能（大部分）。
请你计算一下，有氧呼吸的能量转化效率大约是多少，这些能量大约能使多少ADP转化为ATP
34% 32mol
同有机物在生物体外的燃烧相比，有氧呼吸有什么特点？这对于生物体来说有什么意义？
特点：①过程温和
②有机物中的能量经过一系列的化学反应逐步释放
③这些能量有相当一部分储存在ATP中
意义：使有机物中的能量逐步地转移到ATP中；
能量缓慢有序地释放，有利于维持细胞的相对稳定。
2.下图是有氧呼吸的过程图解，请依图回答：
(1)写出长方框内1、2、3所依次代表的物质名称： _______ 、 、 ________ 。
(2)依次填出椭圆框内4、5、6所代表的能量的多少______ 、______、 _____ 。
(3)有氧呼吸的主要场所是______，进入该场所的氧化分解的底物是 。
H2O
丙酮酸
CO2
少量
少量
大量
线粒体
丙酮酸 、[H]
C6H12O
1
2
3
O2
酶
酶
4
5
6
酶
[H] [H]