5.3 细胞呼吸的原理和应用（第1课时）课件-高一上学期生物人教版（2019）必修1VIP

第5章细胞的能量供应和利用

炎炎烈日之下，岩石变得很烫，这是因为照射在岩石上的光能转变成热能，而组成岩石的分子并未发生化学变化。岩石旁边的植物同样遭到暴晒，却并未变得发烫。是不是植物不吸收光能呢？当然不是。植物的叶片不但能吸收光能，而且能通过光合作用，将一部分光能转变成储存在有机物中的化学能。

细胞的生命活动是需要能量来驱动的。太阳能是几乎所有生命系统中能量的最终源头。外界能量进入细胞，并为细胞所利用，都要经过复杂的化学反应。

细胞是如何通过化学反应来获取和利用能量的呢？ATPADP水解合成（各项生命活动）吸能反应放能反应能量能量葡萄糖、脂肪等温故知新：细胞的能量“货币”ATP葡萄糖、脂肪等物质中储存的能量是如何转化为生命活动的直接能源物质——ATP中能量的呢

第3节细胞呼吸的原理和应用（第1课时）目标0102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，说明有氧呼吸过程中物质与能量的变化。教学目标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？发酵生产葡萄酒的车间问题探讨讨论：

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。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、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问题探讨讨论：

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。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。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？发酵生产葡萄酒的车间问题探讨讨论：

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。

通过以上的学习，你知道酵母菌的培养和酵母菌的发酵运用了什么原理吗？一、细胞呼吸(呼吸作用）

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，释放能量并生成ATP的过程。1.概念：2.实质：细胞内的有机物氧化分解，并释放能量。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？【注意】呼吸≠呼吸作用

酵母菌是一类单细胞真菌（真核生物），在有氧和无氧条件下都能生存，属于兼性厌氧菌。制作馒头：酿酒：先用温水把干酵母粉化开，加入面团中，几个小时后面团会逐渐膨大，用手抠开里面，会发现面团里面有许多孔隙。你知道这些孔隙是怎么形成的吗？在酿制的早期需要向发酵罐中通入氧气，而后期必须隔绝氧气，以产生酒精，同时发酵装置需要定期排放出气体。结合上述对氧气条件的控制，你能得到什么启发吗？酵母菌有氧呼吸可产生CO2酵母菌探究酵母菌细胞呼吸的方式探究·实践※先通入氧气，是让酵母菌进行有氧呼吸,获得能量多,大量繁殖.

后隔绝氧气,酵母菌进行无氧呼吸产生酒精和CO2.探究·实践分析结果得出结论进行实验，记录结果设计实验表达与交流提出问题作出假设酵母菌什么条件下产生CO2,什么条件下产生酒精？无氧CO2+酒精产生CO2有氧产生怎样设置实验来对所提出的假说进行验证？确定实验目的自变量是什么因变量是什么细化如何控制自变量如何检测因变量控制无关变量控制那些可能影响实验结果的因素写出具体做法方法步骤材料用具等探究酵母菌细胞呼吸的方式酵母菌培养液浓度、体积、温度等表达与交流进行实验，记录结果探究·实践提出问题作出假设设计实验分析结果得出结论自变量因变量有氧/无氧条件是否产生CO₂/酒精通气/密闭

CO2的检测：酒精的检测：相同且适宜无关变量影响(1)材料选择：酵母菌(2)变量的分析和控制：探究酵母菌细胞呼吸的方式②溴麝香草酚蓝溶液：蓝→变绿→再变黄酸性重铬酸钾溶液：橙色→灰绿色①澄清石灰水：澄清→浑浊探究·实践提出问题作出假设设计实验进行实验记录结果表达与交流分析结果得出结论(1)配置酵母菌培养液排除无关变量对实验结果的影响

取20g新鲜的食用酵母菌，分成两等份，分别放入锥形瓶A（500mL）和锥形瓶B（500mL）中，分别向瓶中注入240mL质量分数为5%的葡萄糖溶液。

两锥形瓶中酵母菌溶液的体积以及葡萄糖溶液的体积和浓度均保持一致是为了什么？配制的葡萄糖溶液，要煮沸、冷却，目的是？①杀死杂菌②排出葡萄糖溶液中的气体。防止使酵母菌体内的酶高温下失活煮沸：冷却：探究酵母菌细胞呼吸的方式探究·实践设计实验表达与交流提出问题作出假设进行实验记录结果分析结果得出结论(2)连接装置：气泵ABCDE有氧呼吸装置：无氧呼吸装置：B-DE-C-A-D探究酵母菌细胞呼吸的方式探究·实践设计实验表达与交流提出问题作出假设进行实验记录结果分析结果得出结论接气泵或橡皮球A10%NaOH酵母菌培养液澄清石灰水

B瓶封口放置一段时间后，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶。为什么？

消耗掉B瓶中的氧气，确保通入澄清石灰水的CO2是无氧呼吸产生的。B酵母菌培养液澄清石灰水去除空气中的CO2，保证澄清石灰水变浑浊是酵母菌有氧条件产生的CO2所致。检测CO2的产生。有氧装置无氧装置(2)连接装置：探究酵母菌细胞呼吸的方式探究酵母菌细胞呼吸的方式探究·实践探究·实践设计实验表达与交流提出问题作出假设进行实验记录结果分析结果得出结论(3)产物检测：①CO2的检测①通入澄清石灰水：澄清→浑浊蓝→绿→黄②使溴麝香草酚蓝溶液：CO2产生多少的检测：根据石灰水的混浊程度或溴麝香草酚蓝溶液变成黄色的时间长短。探究酵母菌细胞呼吸的方式B酵母菌培养液澄清石灰水酵母菌培养液接气泵或橡皮球A10%NaOH澄清石灰水探究·实践设计实验表达与交流提出问题作出假设进行实验记录结果分析结果得出结论②酒精的检测酸性重铬酸钾溶液：由橙色变成灰绿色(3)产物检测：探究酵母菌细胞呼吸的方式进行实验，记录结果分析结果得出结论设计实验表达与交流提出问题作出假设探究·实践(1)实验结果：观察项目有氧呼吸装置无氧呼吸装置澄清石灰水/出现时间溴麝香草酚蓝溶液/变色时间酸性重铬酸钾变混浊／快不变色变混浊／慢变成灰绿色变黄／短变黄／长(2)实验结论：细胞呼吸可分为有氧呼吸和无氧呼吸两种类型。

酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸。在有氧条件下产生大量CO2，无氧条件下产生酒精和少量CO2。探究酵母菌细胞呼吸的方式探究·实践进行实验，记录结果设计实验提出问题作出假设分析结果得出结论表达与交流有同学认为，在有氧呼吸实验装置中10％的NaOH溶液不能完全吸收空气中的CO2，以致可能对实验结果有干扰，你同意吗？你如何避免这种可能性的发生，以保证实验更严谨？检测空气中的CO2是否完全被吸收探究酵母菌细胞呼吸的方式酵母菌培养液接气泵或橡皮球A10%NaOH澄清石灰水本实验中哪个是对照组，哪个是实验组？对比实验（相互对照实验）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。实验组实验组对比实验与对照实验有何区别呢？科学方法B酵母菌培养液澄清石灰水有氧呼吸装置无氧呼吸装置拓展：对比实验与对照实验的区别对比实验：对照实验：实验组1：实验组2：对照组：实验组：结果未知结果未知结果已知结果未知科学方法1、下图是探究酵母菌细胞呼吸方式的实验装置。正确的是（

）A.两个装置均需要在黑暗条件下同时进行B.在装置乙Ⅲ处取液体检测是否有酒精生成C.装置甲中NaOH的作用是吸收Ⅰ处的CO2D.应让装置乙中Ⅱ先放置一会儿再与Ⅲ连接随堂练习D2、下图为探究酵母菌细胞呼吸方式的实验装置。正确的是（）A.实验自变量为温度B.实验因变量为CO2的多少C.空气泵泵入的气体应先除去O2D.乙、丙两试管加入干酵母后应煮沸冷却除去CO2随堂练习B细胞呼吸有氧呼吸:产生大量二氧化碳和水无氧呼吸:产生酒精和少量二氧化碳绝大多数生物细胞呼吸的的主要形式都是有氧呼吸二、细胞呼吸的方式PARTONE有氧呼吸

场所反应物产物释能反应式第一阶段第二阶段第三阶段总反应式请自主阅读课本P92-93页，完成以下问题。1.有氧呼吸的主要场所？主要场所适于进行有氧呼吸的特点有哪些？2.有氧呼吸各阶段特征。3.总结有氧呼吸的概念。4.有机物中能量的去路有哪些？绝大部分能量去路呢？5.同有机物在生物体外燃烧相比，有氧呼吸具有哪些不同的特点？(一)有氧呼吸外膜内膜DNA/RNA核糖体嵴基质分布有多种有氧呼吸酶线粒体1.主要场所：2.线粒体适应于有氧呼吸的主要特点：(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。(一)有氧呼吸(2)线粒体内膜和基质中含有许多种与有氧呼吸有关的酶。3.过程：(一)有氧呼吸C6H12O62C3H4O3少量能量酶2C3H4O34[H]+Ⅰ细胞质基质Ⅱ线粒体基质Ⅲ线粒体内膜6CO26H2O6H2O酶20[H]少量能量6O224[H]12H2O大量能量3.过程：(一)有氧呼吸4.各阶段特征比较：第一阶段反应式：第二阶段反应式：第三阶段反应式：C6H12O6酶+4[H]

+少量能量

2C3H4O3

+6H2O酶2C3H4O3

6CO2

+20[H]

+

少量能量

酶12H2O

+大量能量

24[H]

+

6O2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、H2OCO2、[H]少量[H]、O2H2O大量线粒体基质线粒体内膜(一)有氧呼吸C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量酶5.有氧呼吸总反应式：6.有氧呼吸中元素去向：b.H原子的运动轨迹：a.C原子的运动轨迹：c.O原子的运动轨迹：C6H12O62C3H4O36CO

2C6H12O64[H]2C3H4O3+6H2O20[H]12H2OC6H12O62C3H4O3+6H2O

6CO26O212H2O(一)有氧呼吸**7.有氧呼吸的定义：

指细胞在氧的参与下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生二氧化碳和水，释放能量，同时生成大量ATP的过程。

请思考线粒体不能直接氧化分解葡萄糖的可能原因？①线粒体膜上没有葡萄糖载体；②线粒体中没有氧化分解葡萄糖的酶。(一)有氧呼吸

其余1892.72kJ的能量以热能形式散失掉。1mol葡萄糖释放能量2870kJ有977.28kJ的能量储存在ATP中2、同有机物在生物体外燃烧相比，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的化学反应逐步释放；③能量有相当一部分储存在ATP中。1、在细胞内，1mol葡萄糖彻底氧化分解可以释放出2870

kJ的能量，

可使977.28kJ左右的能量储存在ATP中，其余的能量则以热能的形

式散失掉了。请你计算一下，有氧呼吸的能量转化效率大约是多少，