細(xì)胞呼吸的原理和應(yīng)用教學(xué)課件-【教學(xué)課件】

第5章細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用探究一探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式

閱讀討論教材第90~91頁(yè)“探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式”,并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究,說(shuō)出細(xì)胞的呼吸類型。1.細(xì)胞呼吸。細(xì)胞內(nèi)的有機(jī)物_________,并釋放_(tái)____的過(guò)程。2.探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式。(1)原理。①酵母菌的代謝類型和細(xì)胞呼吸方式。氧化分解能量兼性厭氧型有氧呼吸酵母菌__________

和________

②細(xì)胞呼吸產(chǎn)物的檢測(cè)。無(wú)氧呼吸產(chǎn)物試劑現(xiàn)象(顏色變化)CO2澄清的石灰水________

溴麝香草酚藍(lán)水溶液____________酒精酸性條件下橙色的________溶液__________變混濁藍(lán)→綠→黃變成灰綠色重鉻酸鉀(2)實(shí)驗(yàn)步驟。①配制酵母菌培養(yǎng)液。②檢測(cè)CO2的產(chǎn)生,裝置如圖所示。a.有氧條件下。b.無(wú)氧條件下。使用方法:B瓶應(yīng)

一段時(shí)間后,再連通盛有澄清石灰水的錐形瓶。③檢測(cè)酒精的產(chǎn)生:自A、B瓶中各取2mL酵母菌培養(yǎng)液的濾液分別注入編號(hào)為1、2的兩支試管中→分別滴加0.5mL溶有0.1g

的濃硫酸溶液→振蕩并觀察溶液的顏色變化。

封口放置

重鉻酸鉀(3)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。條件澄清石灰水的變化1、2兩支試管的變化有氧變混濁快_________________無(wú)氧_________出現(xiàn)灰綠色(4)實(shí)驗(yàn)結(jié)論。①酵母菌在有氧和無(wú)氧條件下都能進(jìn)行細(xì)胞呼吸。3.細(xì)胞呼吸的類型:_________、_________。

沒(méi)有出現(xiàn)灰綠色變混濁慢有氧呼吸無(wú)氧呼吸探究二

有氧呼吸

(1)寫出圖中序號(hào)代表的結(jié)構(gòu)名稱。①

,②____,③_____,④______。外膜嵴內(nèi)膜基質(zhì)

內(nèi)膜的某些部位向線粒體的內(nèi)腔折疊形成嵴,嵴使內(nèi)膜的表面積大大增加

線粒體的內(nèi)膜上和基質(zhì)中提示:①內(nèi)膜向內(nèi)折疊形成嵴,使內(nèi)膜表面積大大增加,增大了與有氧呼吸有關(guān)的酶的附著面積。②內(nèi)膜和基質(zhì)中含有大量與有氧呼吸有關(guān)的酶。

2.有氧呼吸的過(guò)程。

結(jié)合教材第93頁(yè)圖5-9,閱讀相關(guān)內(nèi)容,從物質(zhì)變化和能量轉(zhuǎn)化兩個(gè)角度,闡明有氧呼吸的過(guò)程。

(1)三個(gè)階段的過(guò)程比較。

比較項(xiàng)目第一階段第二階段第三階段場(chǎng)所_______________________________物質(zhì)變化_____________________________________________________產(chǎn)能情況___________________________(2)化學(xué)反應(yīng)式:C6H12O6+6H2O+6O2_____6CO2+12H2O+能量。

細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)線粒體基質(zhì)線粒體內(nèi)膜葡萄糖→丙酮酸+[H]丙酮酸+H2O→CO2+[H][H]+O2→H2O

少量能量少量能量大量能量

3.有氧呼吸的概念。閱讀教材第93頁(yè)第4段內(nèi)容,從物質(zhì)變化和能量轉(zhuǎn)化兩個(gè)角度,闡明有氧呼吸的概念。(1)條件:需要___和多種酶的參與。(2)物質(zhì)變化:______等有機(jī)物_______和___。(3)能量轉(zhuǎn)化:有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能→熱能+_____中活躍的化學(xué)能。(4)同有機(jī)物在生物體外的燃燒相比,具有的不同特點(diǎn)①過(guò)程:______。②能量釋放:經(jīng)過(guò)一系列的化學(xué)反應(yīng)_____釋放,且有相當(dāng)一部分儲(chǔ)存在______中。氧葡萄糖

二氧化碳水ATP溫和逐步ATP探究一探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式

1.實(shí)驗(yàn)中是怎樣控制有氧和無(wú)氧條件的?

提示:通過(guò)向A錐形瓶通入除去CO2的空氣,提供有氧環(huán)境;B錐形瓶密封,不通入空氣,提供無(wú)氧環(huán)境。

2.實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí),B錐形瓶就應(yīng)連通盛有石灰水的錐形瓶嗎?為什么?

提示:否。開(kāi)始時(shí),B錐形瓶中有少量O2存在,應(yīng)先封口放置一段時(shí)間,這時(shí)酵母菌進(jìn)行有氧呼吸,O2消耗盡后,再連通盛有石灰水的錐形瓶。防止瓶中O2的干擾,確保通入石灰水中的CO2來(lái)自酵母菌的無(wú)氧呼吸。

3.甲裝置中NaOH溶液的作用是什么?

提示:除去通入A錐形瓶中空氣中的CO2,排除空氣中CO2對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。4.如果該實(shí)驗(yàn)用溴麝香草酚藍(lán)水溶液檢驗(yàn)甲、乙兩裝置中的CO2,實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象會(huì)是怎樣?

提示:甲裝置中溴麝香草酚藍(lán)水溶液由藍(lán)變綠再變黃所需時(shí)間短,乙裝置所需時(shí)間長(zhǎng)。

5.酸性重鉻酸鉀可以檢測(cè)酒精的原理,在日常生活中有什么用處?

提示:可用于檢測(cè)司機(jī)是否酒后駕車等?？茖W(xué)方法——對(duì)比實(shí)驗(yàn)(1)概念:設(shè)置兩個(gè)或兩個(gè)以上的實(shí)驗(yàn)組,通過(guò)對(duì)結(jié)果的比較分析,來(lái)探究某種因素對(duì)實(shí)驗(yàn)對(duì)象的影響,這樣的實(shí)驗(yàn)叫作對(duì)比實(shí)驗(yàn)。(2)實(shí)例:在本節(jié)課的探究活動(dòng)中,需要設(shè)置有氧和無(wú)氧兩種條件,探究酵母菌在不同氧氣條件下細(xì)胞呼吸的方式,這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)組的結(jié)果都是事先未知的,通過(guò)對(duì)比可以看出氧氣條件對(duì)細(xì)胞呼吸的影響?！纠?】某同學(xué)為了研究酵母菌呼吸作用的類型,制作了如下圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置。甲、乙中各加等量的經(jīng)煮沸后冷卻的葡萄糖溶液,并加等量的酵母菌,乙內(nèi)用液狀石蠟隔絕空氣。對(duì)該實(shí)驗(yàn)的分析,錯(cuò)誤的是(

)A.該實(shí)驗(yàn)不能以有無(wú)CO2的產(chǎn)生來(lái)判斷酵母菌的呼吸作用類型B.將葡萄糖溶液煮沸可以防止雜菌污染,以免影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果C.乙和甲比較,說(shuō)明酵母菌在不同的條件下有不同的呼吸作用類型D.乙為甲的空白對(duì)照實(shí)驗(yàn),以排除無(wú)關(guān)因素對(duì)酵母菌呼吸作用的影響解析:由于酵母菌有氧呼吸和無(wú)氧呼吸都能產(chǎn)生CO2,所以該實(shí)驗(yàn)不能以有無(wú)CO2的產(chǎn)生來(lái)判斷酵母菌的呼吸作用類型,A項(xiàng)正確;由于配制的葡萄糖溶液中可能有雜菌,所以將葡萄糖溶液煮沸可以防止雜菌污染,以免影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果,B項(xiàng)正確;由于乙裝置中用石蠟進(jìn)行密封,形成無(wú)氧環(huán)境,所以乙和甲比較,說(shuō)明酵母菌在不同的條件下有不同的呼吸作用類型,C項(xiàng)正確;乙和甲都是實(shí)驗(yàn)組,相互形成對(duì)照,自變量是有無(wú)氧氣,D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案:D【例2】下圖為“探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式”的實(shí)驗(yàn)裝置,有關(guān)敘述正確的是()A.該實(shí)驗(yàn)需設(shè)置有氧和無(wú)氧兩種條件的對(duì)比實(shí)驗(yàn),其中乙組作為對(duì)照組B.若取B瓶和D瓶中液體分別加入酸性重鉻酸鉀溶液,則D瓶?jī)?nèi)的溶液會(huì)變黃C.若將澄清石灰水換成溴麝香草酚藍(lán)水溶液,則可根據(jù)溶液變黃的時(shí)間長(zhǎng)短,來(lái)檢測(cè)CO2的產(chǎn)生速率D.根據(jù)C瓶和E瓶中石灰水的混濁程度不能判斷酵母菌的呼吸方式答案:C探究二

有氧呼吸

1.有氧呼吸的過(guò)程。分析下面三個(gè)實(shí)驗(yàn),探討問(wèn)題。實(shí)驗(yàn)一:將酵母菌細(xì)胞破碎后進(jìn)行離心處理,獲得上清液和沉淀物兩部分,與未經(jīng)處理的酵母菌培養(yǎng)液分為三組,分別標(biāo)記。然后向其中分別加入等量的氧氣、葡萄糖、熒光素和熒光素酶,一段時(shí)間后,檢測(cè)各試管內(nèi)的變化情況。1號(hào)試管:只含線粒體。2號(hào)試管:只含細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)。3號(hào)試管:有線粒體和細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)。

一段時(shí)間后,各試管內(nèi)的變化情況如下。1號(hào)試管:葡萄糖的量不變,沒(méi)有熒光出現(xiàn)。2號(hào)試管:葡萄糖的量減少,有丙酮酸(C3H4O3)生成,微弱熒光出現(xiàn)。3號(hào)試管:葡萄糖的量減少,有CO2生成以及較強(qiáng)的熒光。(1)葡萄糖能否被線粒體分解?

。

(2)葡萄糖在

中分解,生成丙酮酸,生成______ATP。

(3)丙酮酸在線粒體中分解產(chǎn)生CO2,生成

ATP。

實(shí)驗(yàn)二:使用超聲波將線粒體破碎,分離線粒體膜狀結(jié)構(gòu)和線粒體基質(zhì),加入等量的氧氣、丙酮酸、熒光素和熒光素酶,一段時(shí)間后,檢測(cè)各試管內(nèi)的變化情況。4號(hào)試管:只含線粒體膜狀結(jié)構(gòu)。5號(hào)試管:只含線粒體基質(zhì)。6號(hào)試管:有線粒體膜狀結(jié)構(gòu)和線粒體基質(zhì)。一段時(shí)間后,各試管內(nèi)的變化情況如下。4號(hào)試管:丙酮酸的量不變,沒(méi)有熒光出現(xiàn)。5號(hào)試管:丙酮酸減少,產(chǎn)生CO2,微弱熒光出現(xiàn)。6號(hào)試管:丙酮酸減少,產(chǎn)生CO2,較強(qiáng)的熒光出現(xiàn)。(4)丙酮酸分解發(fā)生在

中,并且產(chǎn)生CO2,釋放

ATP。

(5)丙酮酸被分解后,在

上繼續(xù)發(fā)生反應(yīng),產(chǎn)生

ATP。

實(shí)驗(yàn)三:關(guān)于[H]的研究有一個(gè)非常有趣的實(shí)驗(yàn)。超聲波震碎了線粒體之后,內(nèi)膜自然卷成了顆粒朝外的小囊泡。這些小囊泡具有氧化[H]的功能。當(dāng)用胰蛋白酶處理后,這些小囊泡不再具有氧化[H]的功能。當(dāng)把這些小顆粒裝上去之后,小囊泡重新具有了氧化[H]的功能。這些小顆粒后被證實(shí)是線粒體內(nèi)膜上的酶。(6)通過(guò)以上事實(shí)可以確定,在線粒體內(nèi)膜上發(fā)生了什么樣的反應(yīng)?

提示:在線粒體內(nèi)膜上氧氣與[H]發(fā)生了反應(yīng)。2.有氧呼吸中元素的追蹤。(1)有氧呼吸的裝置如圖,若用同位素18O對(duì)C6H12O6進(jìn)行標(biāo)記,則同位素18O最終出現(xiàn)在

中。

(2)若給圖中的酵母菌提供18O2,則酵母菌細(xì)胞內(nèi)最先出現(xiàn)的化合物是

,然后是

。

答案:(1)CO2

(2)H218O

C18O2生命觀念——結(jié)構(gòu)與功能觀(1)蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者,因此生命活動(dòng)越復(fù)雜,膜蛋白含量越高。線粒體內(nèi)膜、外膜都能控制物質(zhì)進(jìn)出,線粒體內(nèi)膜還是有氧呼吸第三階段的場(chǎng)所,推測(cè)線粒體內(nèi)膜上的蛋白質(zhì)含量高。(2)線粒體是有氧呼吸的主要場(chǎng)所,是細(xì)胞能量的主要來(lái)源,推測(cè)需能多的細(xì)胞中線粒體多。心肌細(xì)胞不斷收縮、舒張,需要的能量多,因此線粒體數(shù)量多?！纠?】下圖為線粒體的結(jié)構(gòu)示意圖,其中不可能發(fā)生的反應(yīng)是()A.②處產(chǎn)生CO2B.①處產(chǎn)生ATPC.②處發(fā)生丙酮酸的分解D.③處發(fā)生[H]與O2的結(jié)合反應(yīng)解析:分析題圖可知,①是線粒體內(nèi)外膜之間的腔隙,②是線粒體基質(zhì),③是線粒體內(nèi)膜向內(nèi)凸起形成的嵴。線粒體是有氧呼吸的主要場(chǎng)所,其中有氧呼吸第二階段的場(chǎng)所是線粒體基質(zhì),該處丙酮酸和水反應(yīng)生成二氧化碳和少量的[H],同時(shí)產(chǎn)生少量的ATP,A、C項(xiàng)正確;線粒體內(nèi)膜是有氧呼吸第三階段的場(chǎng)所,該處O2和[H]反應(yīng)生成水,同時(shí)產(chǎn)生大量的ATP,D項(xiàng)正確;圖中①不是細(xì)胞呼吸的場(chǎng)所,此處不能產(chǎn)生ATP,B項(xiàng)錯(cuò)誤。答案:B【例4】用18O標(biāo)記的葡萄糖跟蹤有氧呼吸過(guò)程中的18O的轉(zhuǎn)移途徑,可檢測(cè)到的順序是()A.葡萄糖→丙酮酸→CO2

B.葡萄糖→丙酮酸→O2C.葡萄糖→O2→H2OD.葡萄糖→丙酮酸→H2O解析:根據(jù)有氧呼吸第一階段是葡萄糖分解成丙酮酸和[H],可知含18O的葡萄糖中的18O到了丙酮酸中;再根據(jù)第二階段是丙酮酸和H2O反應(yīng)生成CO2和[H],可知含18O的丙酮酸中的18O到了CO2中。因此,18O轉(zhuǎn)移的途徑是葡萄糖→丙酮酸