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必修1

第5章

细胞的能量供应和利用第3节

细胞呼吸的原理和应用

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。问题探讨问题1:都是培养酵母菌，为什么有的需要通气，有的却需要密封？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。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。问题2:为什么通气有利于酵母菌大量增殖？在有氧条件下，酵母菌分解营养物质释放能量多，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。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。问题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？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。一、细胞呼吸和认识酵母菌1.细胞呼吸的实质指

的有机物氧化分解，并释放能量的过程。也称呼吸作用。2.细胞呼吸的方式——有氧呼吸和无氧呼吸依据是否需要氧气细胞内3.酵母菌酵母菌是一种单细胞真菌，（真核生物），其在有氧和无氧条件下都能生存，属于兼性厌氧菌（同化类型）。【探究】探究酵母菌细胞呼吸的方式(一)实验原理

酵母菌细胞呼吸以葡萄糖作为底物时，通过测定在有氧条件和无氧条件下细胞呼吸的产物，来确定细胞呼吸作用的类型。（二）实验方法：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现象的关系。1.提出问题2.作出假设3.设计实验5.得出结论6.交流讨论4.进行实验【探究】探究酵母菌细胞呼吸的方式提出问题做出假设设计实验进行实验得出结论交流讨论同学们给出的答案可能有：有氧条件下产生CO2，无氧条件下产生酒精；有氧条件下产生酒精，无氧条件下产生CO2；有氧条件下和无氧条件下都产生酒精和CO2；有氧、无氧条件下都产生CO2，无氧条件下产生酒精；…提出问题：酵母菌在什么条件下使葡萄糖发酵产生酒精？酵母菌在有氧和无氧的条件下产生的二氧化碳是否一样多？大本p79【探究】任务一提出问题做出假设设计实验进行实验得出结论交流讨论【探究】探究酵母菌细胞呼吸的方式根据自己已有的知识和经验，针对所提出的问题作出假设。酵母菌在无氧条件下使葡萄糖发酵产生酒精。酵母菌在有氧条件下产生的二氧化碳比无氧的条件下产生的多。提出问题做出假设设计实验进行实验得出结论交流讨论【探究】探究酵母菌细胞呼吸的方式确定实验目的细化控制无关变量写出具体做法自变量是什么？因变量是什么？如何控制自变量？如何检测因变量？有哪些？如何控制？自变量：有无氧气因变量：是否产生酒精

二氧化碳的产生量有氧：用橡皮球或气泵通气无氧：密封放置一段时间橙色的重铬酸钾溶液在酸性条件下与乙醇（俗称酒精）发生化学反应，变成灰绿色1.石灰水浑浊程度2.溴麝香草酚蓝溶液变成黄色的时间长短提出问题做出假设设计实验进行实验得出结论交流讨论【探究】探究酵母菌细胞呼吸的方式确定实验目的细化控制无关变量写出具体做法自变量是什么？因变量是什么？如何控制自变量？如何检测因变量？有哪些？如何控制？空气中的二氧化碳让空气先通过NaOH溶液温度置于相同适宜温度下营养物质给予相同的适量营养无关变量的相同且适宜原则提出问题做出假设设计实验进行实验得出结论交流讨论运用下列元件分别搭建有氧呼吸和无氧呼吸装置气泵有氧呼吸装置：无氧呼吸装置：设计实验装置【探究】探究酵母菌细胞呼吸的方式ABCDECADBD提出问题做出假设设计实验进行实验得出结论交流讨论设计实验装置【探究】探究酵母菌细胞呼吸的方式提出问题做出假设设计实验进行实验得出结论交流讨论取20g新鲜的食用酵母菌，分两等份，分别放入锥形瓶A和锥形瓶B中；分别向瓶中注入240mL质量分数为5%的葡萄糖溶液；搭建有氧呼吸装置和无氧呼吸装置；培养、观察、检测、记录实验步骤为酵母菌的生命活动提供营养物质

【探究】探究酵母菌细胞呼吸的方式提出问题做出假设设计实验进行实验得出结论交流讨论B瓶先封口放置一段时间，再联通盛有澄清石灰水的锥形瓶，这是为什么？让酵母菌消耗完瓶中原有氧气，确保生成的CO2是无氧呼吸产生的。除去空气中的CO2避免对实验结果造成影响。注意事项

【探究】探究酵母菌细胞呼吸的方式提出问题做出假设设计实验进行实验得出结论交流讨论

【探究】探究酵母菌细胞呼吸的方式提出问题做出假设设计实验进行实验得出结论交流讨论

【探究】探究酵母菌细胞呼吸的方式结果现象澄清石灰水（酸性）重铬酸钾有氧无氧注意：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。提出问题做出假设设计实验进行实验得出结论交流讨论结论：酵母菌在有氧和无氧条件下均进行细胞呼吸。在有氧条件下，通过细胞呼吸产生大量的CO2，在无氧条件下通过细胞呼吸产生酒精和少量的CO2。条件澄清石灰水/出现的时间重铬酸钾-浓硫酸溶液有氧无氧变混浊／快无变化变混浊／慢出现灰绿色

【探究】探究酵母菌细胞呼吸的方式C6H12O6CO2(大量)＋H2OC2H5OH＋CO2(少量)酵母菌有O2无O2提出问题做出假设设计实验进行实验得出结论交流讨论本实验中哪个是对照组，哪个是实验组？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，来探究某种因素对实验对象的影响，这样的实验叫作对比实验，也叫相互对照实验。本实验的两组都是实验组对比实验实验组1：实验组2：结果未知结果未知对照实验对照组：实验组：结果已知结果未知

【探究】探究酵母菌细胞呼吸的方式二、有氧呼吸1.主要场所——线粒体(1)写出序号代表的结构名称①

；②

；③

。(2)与有氧呼吸有关的酶分布在

。(3)线粒体的功能：进行有氧呼吸的

。2.化学反应式__________________________________________。外膜内膜形成的嵴线粒体基质②③主要场所第一阶段：试管自变量实验结果1号线粒体葡萄糖的量不变，没有荧光2号细胞质基质葡萄糖的量减少，有丙酮酸生成，出现微弱荧光3号线粒体和细胞质基质葡萄糖的量减少，有CO2生成，出现较强荧光Q1.由材料1的实验结果可推测物质发生了什么变化？发生这些变化的部位，能量又有什么变化？提示

葡萄糖在细胞质基质中被分解成丙酮酸，并且有少量ATP生成；丙酮酸在线粒体内被分解产生了CO2，并且有大量ATP生成。二、有氧呼吸

分析有氧呼吸的三个阶段

材料2

使用超声波将线粒体破碎，分离线粒体膜状结构和线粒体基质，加入等量的氧气、丙酮酸、荧光素和荧光素酶，一段时间后，检测各试管变化情况。试管自变量实验结果4号线粒体膜状结构丙酮酸的量不变，没有荧光出现5号线粒体基质丙酮酸减少，产生CO2，出现微弱荧光6号线粒体膜状结构和基质丙酮酸减少，产生CO2，出现较强荧光Q2.从实验结果可得到的推论是什么？提示

丙酮酸在线粒体基质中被分解。推论1：丙酮酸分解发生在线粒体基质中，并且产生CO2，释放少量能量；推论2：丙酮酸在线粒体基质中被分解后，在线粒体膜状结构上继续发生反应，生成较多的ATP。二、有氧呼吸

分析有氧呼吸的场所

大本p80材料3

超声波震碎线粒体之后，内膜自然卷成了颗粒朝外的小囊泡。这些小囊泡具有氧化[H]的功能。当用胰蛋白酶处理后，这些小囊泡不再具有氧化[H]的功能。当把这些小颗粒装上去之后，小囊泡重新具有了氧化[H]的功能。这些小颗粒后被证实是线粒体内膜上的一系列酶。Q3.通过材料3可以确定在线粒体内膜上发生了什么样的反应？提示

在线粒体内膜上发生了[H]的氧化，即[H]和氧气发生反应。二、有氧呼吸

分析有氧呼吸的场所

大本p803.过程第一阶段细胞质基质第二阶段线粒体基质线粒体内膜4202C6H12O6酶+

[H]

+少量能量

C3H4O3

第三阶段66+H2O酶2C3H4O3

CO2

+

[H]

+少量能量

126酶H2O+大量能量

24[H]

+

O2总反应式C6H12O6+6O2+6H2O6CO2+12H2O+能量酶[H]=NADH(还原型辅酶I)二、有氧呼吸总结指细胞在

的参与下，通过多种

的催化作用，把葡萄糖等有机物

，产生

，释放

，生成

的过程。氧酶彻底氧化分解二氧化碳和水能量大量ATP