第五章第3节细胞呼吸的原理和应用（1）课件-高一上学期生物人教版必修1

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（1）探究：酵母菌细胞呼吸的方式凉州词【唐】王翰葡萄美酒夜光杯，欲饮琵琶马上催。醉卧沙场君莫笑，古来征战几人回？教学目标及核心素养1.通过设计和实施应用控制变量法探究酵母菌呼吸方式的实验，总结细胞呼吸的类型。重点难点教学重点：

1.实验设计中的变量控制和测量。教学难点：

1.实验设计中的变量控制和测量。资料1:发面中会有很多的小孔，保鲜膜上有水珠，而且在发面时，早期并没有酒味，而后期会有酒味。资料2：在酿酒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放排出气体。2.面团上的小孔是怎么产生的呢？保鲜膜上为什么会有水珠？发面团里头经常是热乎乎的，这说明了什么？3.发面早期没有酒味而后期会有酒味呢？1.发面、酿酒主要与什么微生物有关？4.酿酒过程产生的物质是什么呢？酵母菌发面过程产生了CO2和H2O，并释放了热能缺O2条件下，酵母菌可产生酒精产生了CO2和酒精一、细胞的呼吸方式酵母菌是一种单细胞真菌，酵母菌在有氧和无氧的条件下都能生存，属于兼性厌氧型菌。酵母菌电镜照片1.实验材料：任务一：探究酵母菌细胞呼吸的方式一、细胞的呼吸方式任务一：探究酵母菌细胞呼吸的方式提出问题问题：酵母菌什么条件下产生CO2？什么条件下产生酒精？作出假设如何作出假设？●根据自己已有的知识和经验，针对所提出的问题作出假设。●通过观察、实验、查阅资料等。

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；……一、细胞的呼吸方式任务一：探究酵母菌细胞呼吸的方式提出问题问题：酵母菌什么条件下产生CO2,什么条件下产生酒精？作出假设无氧CO2+酒精产生CO2有氧产生设计实验实验思路分别给酵母菌提供有氧和无氧的条件，一段时间后分别检测其产物是否含酒精或二氧化碳。一、细胞的呼吸方式任务一：探究酵母菌细胞呼吸的方式提出问题问题：酵母菌什么条件下产生CO2,什么条件下产生酒精？作出假设无氧CO2+酒精产生CO2有氧产生设计实验实验思路确定实验目的：●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●材料用具等一、细胞的呼吸方式任务一：探究酵母菌细胞呼吸的方式提出问题问题：酵母菌什么条件下产生CO2,什么条件下产生酒精？作出假设无氧CO2+酒精产生CO2有氧产生设计实验项目内容或原理自变量自变量的控制方法因变量因变量的检测方法无关变量无关变量的控制方法一、细胞的呼吸方式任务一：探究酵母菌细胞呼吸的方式提出问题问题：酵母菌什么条件下产生CO2,什么条件下产生酒精？作出假设无氧CO2+酒精产生CO2有氧产生设计实验项目内容或原理自变量有氧和无氧自变量的控制方法有氧：用气泵或橡皮球通入空气；无氧：密封（液体石蜡膜）因变量是否产生CO2和酒精因变量的检测方法CO2：澄清石灰水浑浊、溴麝香草酚蓝溶液：蓝→绿→黄酒精：酸性重铬酸钾：橙色→灰绿色无关变量酵母菌的活性和用量、葡萄糖溶液的浓度和用量、温度等无关变量的控制方法酵母菌的活化、等体积溶液、相同且适宜的温度等一、细胞的呼吸方式任务一：探究酵母菌细胞呼吸的方式提出问题问题：酵母菌什么条件下产生CO2,什么条件下产生酒精？作出假设无氧CO2+酒精产生CO2有氧产生设计实验实验组A组：有氧呼吸组B组：无氧呼吸组分析变量①自变量:②因变量:③无关变量:细胞呼吸的条件有氧无氧是否产生CO2/酒精酵母菌的活性和用量、葡萄糖溶液的浓度和用量、温度等。（橡皮球或气泵充气）（密封、液体石蜡膜）（对比实验）一、细胞的呼吸方式任务一：探究酵母菌细胞呼吸的方式提出问题问题：酵母菌什么条件下产生CO2,什么条件下产生酒精？作出假设无氧CO2+酒精产生CO2有氧产生设计实验实验原理CO2的检测酒精的检测①通入澄清的石灰水：②使溴麝香草酚蓝水溶液：澄清→浑浊蓝→绿→黄酸性重铬酸钾溶液：由橙色变成灰绿色一、细胞的呼吸方式任务一：探究酵母菌细胞呼吸的方式提出问题问题：酵母菌什么条件下产生CO2,什么条件下产生酒精？作出假设无氧CO2+酒精产生CO2有氧产生设计实验CO2产生的多少检测：根据相同时间石灰水的混浊程度或达到相同浑浊程度所需的时间或使溴麝香草酚蓝溶液变成黄色的时间长短。活动：搭建实验装置气泵ABCDE运用以上元件分别搭建有氧呼吸和无氧呼吸装置一、细胞的呼吸方式任务一：探究酵母菌细胞呼吸的方式有氧呼吸装置：甲同学E-A-D；乙同学：E-C-A-D无氧呼吸装置：甲同学B-D；乙同学：B-D有氧呼吸装置：E-C-A-D接气泵或橡皮球A10%NaOH酵母菌培养液澄清石灰水去除空气中CO2，保证澄清石灰水变浑浊是酵母菌有氧条件产生CO2所致。一、细胞的呼吸方式任务一：探究酵母菌细胞呼吸的方式无氧呼吸装置：B-D将B瓶先反应一段时间，然后再连接盛有澄清石灰水的锥形瓶。为什么？B酵母菌培养液澄清石灰水一、细胞的呼吸方式任务一：探究酵母菌细胞呼吸的方式消耗掉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。控制无关变量空气中的二氧化碳一、细胞的呼吸方式任务一：探究酵母菌细胞呼吸的方式让空气先通过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酵母菌酵母菌活性、数量等相同且适量无关变量的相同且适宜原则葡萄糖溶液中的O2葡萄糖溶液煮沸冷却后加入①

称取等量的两份食用酵母菌（10g），分别放入锥形瓶A和锥形瓶B中；②

配制质量分数为5%葡萄糖溶液作为酵母菌的培养液；③

搭建如图的有氧呼吸（甲）和无氧呼吸（乙）装置；④

培养、观察、检测、记录。一、细胞的呼吸方式任务一：探究酵母菌细胞呼吸的方式实验步骤检测酒精的方法：各取A、B锥形瓶内的2mL酵母培养液的滤液（因为酵母菌培养液本身有颜色且不透明，可能会对颜色反应产生遮盖和干扰），分别注入2支干净的试管中。向试管中分别滴加0.5mL溶有0.1g重铬酸钾的浓硫酸溶液（质量分数为95%～97%），并轻轻震荡，混合均匀。观察试管中溶液的颜色变化。一、细胞的呼吸方式任务一：探究酵母菌细胞呼吸的方式注意事项：a.是将酸性重铬酸钾溶液滴加至酵母培养液滤液中，不能反过来加！b.检测时需要等培养液中葡萄糖耗尽再进行。因为葡萄糖能和酸性重铬酸钾反应。c.加入瓶中的葡萄糖溶液需加热并冷却的目的分别是：a.加热目的是

。b.冷却目的是

。加热以杀死其他微生物及除去溶解氧

防止高温杀死酵母菌一、细胞的呼吸方式任务一：探究酵母菌细胞呼吸的方式结果分析条件澄清石灰水/出现的时间重铬酸钾——浓硫酸溶液有氧无氧变混浊／快变混浊／慢不出现灰绿色出现灰绿色酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸。一、细胞的呼吸方式任务一：探究酵母菌细胞呼吸的方式实验结论细胞呼吸有氧呼吸: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思考·讨论本实验中哪个是对照组，哪个是实验组？一、细胞的呼吸方式本实验中的两组都是实验组对比实验（相互对照实验）设置两个或两个以上的实验组，通过对几个实验组结果的分析比较，来探究某种因素对实验对象的影响，这样的实验叫做对比实验。思考·讨论在本实验中，有一组同学在检测因变量时发现，有氧装置中的酵母菌培养液也能使酸性重铬酸钾变为灰绿色。你知道为什么吗?一、细胞的呼吸方式氧气供应不足，部分酵母菌进行无氧呼吸。一、细胞的呼吸方式思考·讨论有同学认为，在有氧呼吸实验装置中，10％的氢氧化钠溶液不能完全吸收二氧化碳，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？思考·讨论在实验中，有同学发现和有氧装置相连的澄清石灰水在出现浑浊后又慢慢变澄清了。因此，他觉得该实验现象不能说明酵母菌通过有氧呼吸产生了CO2。你如何看待这个问题？一、细胞的呼吸方式先浑浊后澄清二氧化碳过量，与碳酸钙反应生成了碳酸氢钙。思考·讨论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。【典例1】下图表示探究酵母菌细胞呼吸方式的实验装置。下列相关叙述正确的是（）A.Ⅱ瓶和Ⅳ瓶中的酵母菌培养液均由新鲜酵母菌与生理盐水配制而成B.澄清的石灰水变混浊，可说明酵母菌进行了有氧呼吸C.实验结果的观测指标是石灰水的混浊程度，Ⅴ瓶的混浊程度比Ⅲ瓶的小D.Ⅳ瓶酵母菌培养液配好后立即连接Ⅴ瓶，可减少实验误差【解析】A.Ⅱ瓶和Ⅳ瓶中的酵母菌培养液均由新鲜酵母菌与葡萄糖溶液配制而成，A项错误；B.酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸都会产生CO2

，都能使澄清的石灰水变混浊，B项错误；C.实验结果的观测指标是溶液的混浊程度，因为有氧呼吸释放的CO2比无氧呼吸多，所以Ⅴ瓶的混浊程度比Ⅲ瓶的小，C项正确；D.Ⅳ瓶酵母菌培养液配好后，应封口放置一段时间，再连接Ⅴ瓶，这是为了消耗掉瓶中的O2

，创造无氧环境，D项错误。【答案】CC【变式1】下图是测定保温桶内温度变化的实验装置示意图。某研究小组用该装置探究酵母菌在不同条件下细胞呼吸的情况。材料用具：保温桶（500mL）、温度计、活性干酵母、质量浓度为0.1g/mL的葡萄糖溶液、棉花、液体石蜡。实验假设：酵母菌在有氧条件下的细胞呼吸比在无氧条件下的细胞呼吸放出的热量多。（1）取A、B两装置设计实验如下表，请补充下表中的内容。（2）B装置中将葡萄糖溶液煮沸的主要目的是

，这是控制实验的

变量。

不加入液体石蜡加入10g活性干酵母除去O2自【变式1】下图是测定保温桶内温度变化的实验装置示意图。某研究小组用该装置探究酵母菌在不同条件下细胞呼吸的情况。材料用具：保温桶（500mL）、温度计、活性干酵母、质量浓度为0.1g/mL的葡萄糖溶液、棉花、液体石蜡。实验假设：酵母菌在有氧条件下的细胞呼吸比在无氧条件下的细胞呼吸放出的热量多。（3）要测定B装置因细胞呼吸引起的温度变化量，还需要增加一个装置C。请写出装置C的实验步骤。（4）实验预期：在适宜条件下进行实验，30min后记录实验结果，若装置A、B、C的温度大小关系是

（用字母和“<、=、>”表示），则假设成立。 ③加入240mL煮沸后冷却的葡萄糖溶液不加入活性干酵母A>B>C【典例2】（浙江1月）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,正确的是(

)A.酵母菌用量和葡萄糖溶液浓度是本实验的自变量B.酵母菌可利用的氧气量是本实验的无关变量C.可选用酒精和CO2生成量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【解析】A.实验的目的是探究酵母菌的细胞呼吸方式,酵母菌用量和葡萄糖溶液浓度是本实验的无关变量,A错误;B.酵母菌可利用的氧气量是本实验的自变量,B错误;C.可选用酒精和CO2生成量作为因变量的检测指标,C正确;D.不同方式的细胞呼吸消耗等量葡萄糖所释放的能量不相等,需氧呼吸释放的能量更多,D错误。C【变式2】生物兴趣小组培养酵母菌并探究其无氧呼吸产物(如图)。下列叙述正确的是 (

)A.若证明细胞呼吸产生了乙醇,可在培养开始时向甲瓶中直接加入重铬酸钾B.一段时间后,乙瓶的溶液由蓝色变成绿色再变黄,表明酵母菌已产生了CO2C.实验中增加甲瓶的酵母菌数量一定能提高乙醇最大产量D.甲瓶封口后,应立即连通乙瓶,防止产生的气体外溢

【解析】A.应该在充分