5.3.1 探究酵母菌细胞呼吸的方式、有氧呼吸课件 (共28张PPT，含3个视频)2024-2025学年高一生物学人教版（2019）必修1

(共28张PPT)
5.3 课时1 探究酵母菌细胞呼吸的方式、有氧呼吸
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。
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？
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？
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物产生酒精。
在有氧条件下，酵母菌分解营养物质释放的能量多，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。
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。
问题·探讨
细胞呼吸=呼吸？
细胞呼吸≠呼吸
细胞内
O2
O2
呼吸器官
血液循环
CO2
血液循环
呼吸器官
CO2
化学反应
细胞呼吸
呼吸
“呼吸”是指生物体个体吸入氧气、呼出二氧化碳的过程。
“细胞呼吸”是指细胞内 并 的过程。
有机物氧化分解
释放能量
旧知识回顾
思考
细胞呼吸是否都需要氧？
生物在有氧和无氧条件下是否都能进行细胞呼吸呢？
以酵母菌为例探究细胞呼吸的方式
【酵母菌】一种单细胞的 菌，在 和
条件下都能生存，属于 菌。
因此便于用来研究细胞呼吸的不同方式。
真
有氧
无氧
兼性厌氧
一、细胞呼吸的方式
观看视频中酵母菌在生活中的应用，思考：酵母菌呼吸作用有哪些物质产生？
探究酵母菌细胞呼吸的方式
提出问题
作出假设
设计实验
酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸的产物分别是什么
实验组
组A：有氧呼吸组
组B：无氧呼吸组
（对比实验）
如何控制有氧和无氧的条件？
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？
无氧
CO2和酒精
产生
CO2
有氧
产生
设计实验
①该实验的自变量是什么？如何设置自变量？
自变量是有无氧气。
有氧条件： ；
无氧条件： 。
用橡皮球(或气泵)充气
装有酵母菌培养液的锥形瓶密封放置一段时间
接橡皮泵
(或气泵)
质量分数为10%的NaOH溶液
酵母菌培养液
澄清的石灰水
A
有氧呼吸装置图
酵母菌培养液
澄清的石灰水
B
无氧呼吸装置图
B瓶应封口
放置一段时间
思考：
以上锥形瓶中的溶液在实验中的作用分别是什么？
B瓶应封口放置一段时间后，在连通盛有澄清石灰水的锥形瓶，这是为什么？
10%NaOH的作用是：吸收空气中的CO2；
澄清的石灰水作用是：检测CO2的产生。
可以让酵母菌消耗完瓶中原有氧气，创造无氧环境。
设计实验
②该实验的因变量是什么？如何检测因变量？
因变量 检测方法
澄清石灰水变混浊的程度
CO2产生的多少
溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄的时间长短
是否有酒精产生
橙色的重铬酸钾溶液在酸性条件下可与酒精发生化学反应，使溶液变成灰绿色。
③该实验的无关变量有哪些？如何控制无关变量？
无关变量有温度、酵母菌活性等。
无关变量应保持相同且适宜。
实验原理
CO2的检测
①通入澄清的石灰水：
②使溴麝香草酚蓝水溶液：
酒精的检测
酸性重铬酸钾溶液：
澄清→浑浊
蓝→绿→黄
由橙色变成灰绿色
实验步骤
实验结论
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。
思考:能否以CO2的产生为指标来确定酵母菌的细胞呼吸方式？为什么？
否。酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸都有CO2产生。
酵母菌只有进行无氧呼吸时才能产生酒精。
施加实验因素处理的，且实验结果未知。
↑
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。
概念：
设置两个或两个以上的 ，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 实验。也是科学探究中常用的方法之一。
举例：
实验组
相互对照
科学方法：对比实验
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
对于绝大多数生物来说，有氧呼吸是细胞呼吸的主要形式，这一过程必须有 的参与。
氧
思考
有氧呼吸的场所在哪里呢？
有氧呼吸的具体过程是什么？
是细胞进行有氧呼吸的主要场所。
线粒体
阅读教材92页第三段。
外膜
内膜
嵴
基质
含有与有氧呼吸有关的酶
1.线粒体 ，以增加内膜的表面积。
2.线粒体的 和线粒体 中含有许多种与有氧呼吸有关的酶。
内膜的某些部位向内折叠形成嵴
基质
内膜
二、有氧呼吸
有氧呼吸最常利用的物质是葡萄糖，其化学反应式可以简写为：
C6H12O6 + 6H2O + 6O2 6CO2 + 12H2O + 能量
酶
真核细胞中哺乳动物成熟的红细胞、蛔虫中无线粒体，只能进行无氧呼吸。线粒体不是进行有氧呼吸必需的结构，如蓝细菌(原核生物)无线粒体，
但能进行有氧呼吸。
但不是唯一的物质
2丙酮酸
（C3H4O3）
细胞质基质
线粒体基质
线粒体内膜
C6H12O6
酶
少量能量
4[H]
2丙酮酸
6H2O
酶
少量能量
20[H]
6CO2
6O2
[H]与O2结合
12H2O
大量能量
第一阶段：
C6H12O6
酶
2丙酮酸+4[H]+少量能量
细胞质基质
第二阶段：
2丙酮酸+6H2O
酶
6CO2+20[H]+少量能量
线粒体基质
第三阶段：
线粒体内膜
24[H]+6O2
酶
12H2O+大量能量
(C3H4O3)
(C3H4O3)
有机物中稳定的化学能 → 热能+ATP中活跃的化学能
能量变化：
有氧呼吸的总反应式（标出各元素的去向）：
有氧呼吸的概念：
C6H12O6 + 6H2O + 6O2 6CO2 + 12H2O + 能量
酶
细胞在 的参与下，通过多种 的催化作用，把 等有机物彻底氧化分解，产生 ，同时释放能量，生成 的过程，叫做有氧呼吸。
氧
酶
CO2和水
大量ATP
葡萄糖
有氧呼吸 场所 反应物 产物 释能
第一阶段
第二阶段
第三阶段
细胞质基质
主要是葡萄糖
丙酮酸、[H]
少量
丙酮酸
CO2、[H]
少量
[H]、O2
H2O
大量
线粒体基质
线粒体内膜
[H] 是指NADH（还原型辅酶Ⅰ）
思考
同有机物在生物体外的燃烧相比，有氧呼吸具有哪些不同的特点？
①有氧呼吸过程温和。
②有机物中的能量经过一系列化学反应逐步释放。
③有氧呼吸释放的部分能量有相当一部分储存在ATP中。
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
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
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
C
4.线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所。研究发现，经常运动的人肌细胞中线粒体数量通常比缺乏锻炼的人多。下列与线粒体有关的说法，正确的是( )
A.葡萄糖在线粒体中分解释放大量能量
B.线粒体内膜上的酶可以参与丙酮酸的分解
C.肌细胞有氧呼吸形成水的[H]来源于细胞质基质和线粒体基质
D.进行有氧运动时，细胞内葡萄糖氧化分解释放的能量大部分储存在ATP中
C
5.如图甲是某绿色植物叶肉细胞在晴朗的白天有氧呼吸各阶段反应图解(1~8表示物质或能量),图乙是线粒体简图,下列叙述不正确的是( )
A.所有叶肉细胞都能进行2→3过程
B.3→6过程发生在图乙的②处
C.大量能量的生成发生在图乙的③处
D.4和8表示的物质都为水,其来源相同
D