5.3 细胞呼吸的原理和应用1 （课件））人教版（2019）高中生物必修一(共23张PPT)

(共23张PPT)
生物（人教版）
高中生物 必修一
第五章 细胞的能量供应和利用
第3节 细胞呼吸的原理和应用
第一课时
探究酵母菌细胞呼吸的方式
【学习目标】
1. 探究酵母菌细胞呼吸的方式，认识有氧呼吸
和无氧呼吸的条件和产物。
2. 通过实验探究酵母菌细胞呼吸方式，提高实
验设计和实验结果分析的科学探究能力。
复 习 提 问
1.生物体生命活动的主要能源物质是什么？
2.生物体生命活动所需的直接能源物质是什么？
糖类
ATP
那么，糖类中储存的能量如何转化为生命活动所需要的直接能量ATP的呢？
呼吸： 机体与环境之间O2和CO2交换的过程。
对比
呼吸和呼吸作用的区别
细胞呼吸
细胞呼吸的方式：
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？
是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成CO2或其他产物，释放出能量并生成ATP的过程。也称呼吸作用。
酵母菌：一种单细胞的真菌（真核生物），在有氧和无氧条件下都能生存，属于兼性厌氧菌。
人们通常用酵母和面，放置一段时间后就会成为发面，发面可以用来做包子馒头等。为了促进发面，有时还会向其中加入一点蔗糖。发面时，早期并没有酒味，而后期会有酒味。
我们喝的啤酒、白酒、米酒、医院里的酒精、化妆品中的甘油，都是用酵母菌生产的。
探究酵母菌细胞呼吸的方式
1
提出问题
作出假设
设计实验步骤
设置对照：
预测实验结果
探究酵母菌细胞呼吸的方式
1
酵母菌在什么条件下进行细胞呼吸产生酒精？不同条件下呼吸产生的CO2一样多吗？
提出问题
作出假设
无氧
CO2和酒精
产生
CO2
有氧
产生
设计实验步骤
控制变量：自变量、因变量、无关变量
设置对照：
CO2可使澄清石灰水变浑浊，也可在酸性环境下使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄。橙色的重铬酸钾溶液，在酸性条件下与酒精发生反应，变成灰绿色。
预测实验结果
1.关于酵母菌细胞呼吸的方式,请你提出要探究的问题？
做探究实验时首先要提出要探究的问题,如:①在有氧和无氧条件下酵母菌细胞呼吸产生CO2的多少;②在有氧和无氧条件下酵母菌细胞呼吸是否产生酒精。
2.根据已有的知识,对你提出的问题做出假设？
针对上述问题,根据已有的知识和生活经验(如酵母菌可用于酿酒、发面等)作出合理的假设,如:酵母菌在有氧情况下进行有氧呼吸,产生CO2多;在无氧情况下进行无氧呼吸,产生少量的CO2和酒精。
怎样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？
怎样保证酵母菌在整个实验过程中能正常生活？
利用提供的实验材料，设计实验装置
设计实验装置
1.1
供选的材料和试剂
带活塞的锥形瓶若干
连接导管若干
酵母菌培养液
澄清石灰水
溴麝香草酚蓝水溶液
酸性重铬酸钾
设计时应考虑以下问题：
组装实验装置
1.2
连通橡皮球(或气泵)，让空气间歇性地依次通过3个锥形瓶(约50 min)。再将实验装置放到25-35℃的环境中培养8-10h。
B瓶应封口放置一段时间，等瓶内O2消耗完，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶。
无氧呼吸装置图
有氧呼吸装置图
接橡皮泵
质量分数为10%的NaOH溶液
酵母菌培养液
澄清的石灰水
酵母菌培养液
澄清的石灰水
无氧呼吸装置图
A
B
完成教材P91图旁 思考题
设计实验装置及分析
①第一组装置中的第一个锥形瓶中盛放的试剂是NaOH溶液,其目的是？
②第二组装置中B瓶放置一段时间后,才能与装有澄清石灰水的锥形瓶
连接,其目的是？
【讨论】装置甲一定能排除空气中CO2对实验结果的干扰吗？装置乙也一定会是无氧的条件吗？
如何改进实验装置？
使进入A中的空气先经NaOH处理后,排除空气中CO2对实验结果的干扰。
让酵母菌将B瓶中的氧气消耗掉,确保产物CO2均来自无氧呼吸。
在有氧呼吸装置中添加装有澄清石灰水的锥形瓶，以检测进入酵母菌培养液中的气体没有CO2 。
在无氧呼吸装置的酵母菌培养液的表层滴加适量的植物油或石蜡油，可以完全隔绝O2以提供严格的无氧环境。
改进实验装置
1.4
有氧呼吸装置图
接橡皮泵
质量分数为10%的NaOH溶液
酵母菌培养液
澄清的石灰水
酵母菌培养液
澄清的石灰水
无氧呼吸装置图
澄清的石灰水
油层
分析实验设计
1.3
自变量：氧气的有无。
因变量：细胞呼吸的产物------产生CO2的多少以及酒精的有无。
无关变量：影响实验结果的其他因素。
（如酵母菌的菌种，培养液的浓度和体积，温度、PH等培养条件等）
无氧呼吸装置图
有氧呼吸装置图
接橡皮泵
质量分数为10%的NaOH溶液
酵母菌培养液
澄清的石灰水
酵母菌培养液
澄清的石灰水
无氧呼吸装置图
A
B
探究课题 有氧呼吸 无氧呼吸
自变量控制 通入空气、保证O2的充分供应 先将锥形瓶内的O2消耗完,再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶
无关变量控制 空气先通入NaOH溶液中,除去CO2 排除有氧呼吸的干扰
自变量 O2的有无
因变量 酵母菌的呼吸产物,即产生CO2的多少、酒精的有无
无关变量 酵母菌的菌种，培养液的浓度和体积，温度、PH等培养条件等
产物及鉴定
1.2
根据石灰水混浊程度或溴麝香草酚蓝水溶液变成黄色的时间长短，可以检测酵母菌培养液中CO2的产生情况。
各取2 mL酵母菌培养液的滤液，分别注入2支干净的试管中。向试管中分别加入适量酸性重铬酸钾并轻轻振荡，观察试管中溶液的颜色是否由橙色变为灰绿色。
无氧呼吸装置图
有氧呼吸装置图
接橡皮泵
质量分数为10%的NaOH溶液
酵母菌培养液
澄清的石灰水
酵母菌培养液
澄清的石灰水
无氧呼吸装置图
A
B
怎样鉴定有无酒精产生？怎样鉴定有无二氧化碳产生？
如何比较产生二氧化碳产生的多少？
CO2的检测：
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
CO2多少：石灰水变浑浊的程度或产生浑浊的快慢或由蓝→绿→黄所需时间长短
酒精的检测：
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
通气
∵
∵
∵
∵
∵
∵
∵
∵
∵
∵
∵
∵
∵
∵
∵
∵
∵
∵
∵
Ａ
Ｂ
两只试管各加入等量的硫酸处理过的重铬酸钾
无酒精
有酒精
分析实验设计
1.3
对比试验：指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。在本实验中，设置了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。
无氧呼吸装置图
有氧呼吸装置图
接橡皮泵
质量分数为10%的NaOH溶液
酵母菌培养液
澄清的石灰水
酵母菌培养液
澄清的石灰水
无氧呼吸装置图
A
B
实验总结
1.4
酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸
无氧呼吸
有氧呼吸
有氧呼吸
（消耗O2产生CO2 ）
C6H12O6+6H2O+6O2→6CO2+12H2O+能量
无氧呼吸
(不消耗O2产生CO2)
C6H12O6→2C2H5OH+2CO2+能量
酵母菌在有氧和无氧条件下均能进行细胞呼吸，均能产生二氧化碳。在有氧的条件下，酵母菌产生的二氧化碳多于在无氧的条件下产生的二氧化碳。
1.下列有关“探究酵母菌的呼吸方式”实验的叙述,不正确的是
A.二氧化碳可使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄
B.在探究有氧呼吸的实验过程中,泵入的空气应去除CO2
C.实验中需控制的无关变量有温度、pH、培养液浓度等
D.若澄清石灰水变混浊则说明酵母菌的呼吸方式为有氧呼吸
【练习1】
1.选D解析:CO2可使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄,因此可以用溴麝香草酚蓝溶液检测CO2;在探究有氧呼吸的实验过程中,由于产物中有CO2,因此泵入的空气应去除CO2,以排除对实验结果的干扰;实验的自变量是氧气的有无,因变量是CO2的多少或是否产生酒精,则需控制的无关变量有温度、pH、培养液浓度等;酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸都可以产生CO2,无法通过澄清石灰水是否变混浊来判断酵母菌的呼吸方式。
2.如图为“探究酵母菌的呼吸方式”的实验装置,有关叙述正确的是
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.反应完毕若向B瓶和E瓶中加入酸性重铬酸钾溶液,则E瓶内的溶液会变黄
C.可根据溴麝香草酚蓝溶液变黄的时间长短,来定量检测CO2的产生速率
D.C瓶和F瓶中溶液都变混浊,澄清石灰水的作用不同
【练习2】
2.选C解析:该实验需设置有氧和无氧两种条件的对比实验,甲、乙组互为对照组;反应完毕若向B瓶和E瓶中加入酸性重铬酸钾溶液,由于只有无氧呼吸才会产生酒精,所以E瓶内的溶液会变灰绿色;C瓶和F瓶中澄清石灰水的作用都是用来检测CO2。
3.如图所示,甲、乙两瓶盛有等量相同浓度的葡萄糖溶液,溶液内同时加入足量同种酵母菌,甲瓶内液体不断通入N2,乙瓶内不断通入O2,1 h后,测定两瓶溶液的pH,结果是
A.乙的pH高于甲
B.甲的pH下降,乙的上升
C.甲的pH上升,乙的下降
D.乙的pH低于甲
【练习3】
3.选D解析:甲和乙中均可能产生CO2,但由于乙中进行的是有氧呼吸,产生的CO2较多,所以乙中的酸性更强。