【生物】細胞呼吸的原理和應(yīng)用（第一課時） 2023-2024學(xué)年高一生物上學(xué)期同步優(yōu)質(zhì)課件（人教版2019必修1）

第五章

細胞的能量供應(yīng)和利用

第3節(jié)細胞呼吸的原理和應(yīng)用(第一課時)目標010203利用結(jié)構(gòu)與功能觀分析線粒體結(jié)構(gòu)與細胞呼吸的關(guān)系。(生命觀念）根據(jù)實驗?zāi)康?，設(shè)計探究酵母菌細胞呼吸方式的實驗裝置，實施方案，觀察實驗結(jié)果，得出正確結(jié)論。（科學(xué)探究）運用細胞呼吸原理，對生活和生產(chǎn)中的應(yīng)用實例作出科學(xué)解釋。（社會責任）

學(xué)習(xí)目標ATPADP水解合成（各項生命活動）吸能反應(yīng)放能反應(yīng)能量能量葡萄糖、脂肪等溫故知新：細胞的能量“貨幣”ATP問題1:

葡萄糖、脂肪等中儲存的能量如何轉(zhuǎn)化為生命活動的直接能源物質(zhì)ATP的能量呢情景材料一

酵母菌細胞富含蛋白質(zhì)，可以用作飼料添加劑。在培養(yǎng)酵母菌用作飼料添加劑時，要給培養(yǎng)裝置通氣或進行振蕩，以利于酵母菌大量繁殖。在利用酵母菌生產(chǎn)葡萄酒時，卻需要密封發(fā)酵。培養(yǎng)酵母菌酵母菌發(fā)酵

通氣可以給酵母菌提供呼吸需要的氧氣，利于酵母菌進行旺盛的細胞分裂；密封則是避免空氣進入，便于酵母菌在無氧條件下分解有機物產(chǎn)生酒精。問題2:

都是培養(yǎng)酵母菌，為什么有的需要通氣，有的卻需要密封？問題3:

為什么通氣有利于酵母菌大量繁殖？情景材料一

酵母菌細胞富含蛋白質(zhì)，可以用作飼料添加劑。在培養(yǎng)酵母菌用作飼料添加劑時，要給培養(yǎng)裝置通氣或進行振蕩，以利于酵母菌大量繁殖。在利用酵母菌生產(chǎn)葡萄酒時，卻需要密封發(fā)酵。培養(yǎng)酵母菌酵母菌發(fā)酵問題3:

為什么通氣有利于酵母菌大量繁殖？

在有氧條件下，酵母菌分解營養(yǎng)物質(zhì)釋放能量多，這些能量可以為酵母菌細胞進行物質(zhì)代謝和細胞分裂提供充足的動力。問題4:

在密封發(fā)酵時，酵母菌將有機物轉(zhuǎn)化為酒精對它自身有什么意義？情景材料一

酵母菌細胞富含蛋白質(zhì)，可以用作飼料添加劑。在培養(yǎng)酵母菌用作飼料添加劑時，要給培養(yǎng)裝置通氣或進行振蕩，以利于酵母菌大量繁殖。在利用酵母菌生產(chǎn)葡萄酒時，卻需要密封發(fā)酵。培養(yǎng)酵母菌酵母菌發(fā)酵問題4:

在密封發(fā)酵時，酵母菌將有機物轉(zhuǎn)化為酒精對它自身有什么意義？

密封發(fā)酵時，酵母菌將有機物轉(zhuǎn)化為酒精的同時，能為自己的生命活動提供少量能量。問題5:

通過以上的學(xué)習(xí)，你知道酵母菌的培養(yǎng)和酵母菌發(fā)酵的運用了什么原理嗎？CO2O2CO2O2CO2O2O2O2CO2CO2肺泡細胞呼吸毛細血管O2呼吸呼吸：機體與環(huán)境之間O2和CO2交換的過程。細胞呼吸是指有機物在細胞內(nèi)經(jīng)過一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他產(chǎn)物，釋放能量并生成ATP的過程。細胞呼吸是否都需要氧氣呢？【注意】呼吸≠呼吸作用問題6:

細胞呼吸是否一定需要氧呢？生物在有氧和無氧條件下是否都能進行細胞呼吸呢？請用實例來論證你的猜想。合作探究二：請同學(xué)們自主閱讀教材P90-91探究酵母菌細胞呼吸的方式相關(guān)內(nèi)容，小組合作完成以下問題。

一、細胞呼吸的方式1.你能對酵母菌細胞呼吸的方式提出什么問題？2.作出假設(shè):___________________________________________3.自變量？因變量？因變量如何檢測？4.實驗思路及預(yù)期結(jié)果。5.如何選擇器材設(shè)計實驗裝置酵母菌培養(yǎng)液酵母菌培養(yǎng)液10%NaOH培養(yǎng)液澄清石灰水ABCDE橡皮球一、細胞呼吸的方式探究酵母菌細胞呼吸的方式探究.實驗酵母菌單細胞真菌，在有氧和無氧條件下都能生存，屬于兼性厭氧菌。產(chǎn)生二氧化碳和水產(chǎn)生酒精和二氧化碳有氧呼吸無氧呼吸1實驗材料一、細胞呼吸的方式探究酵母菌細胞呼吸的方式探究.實驗一、細胞呼吸的方式探究酵母菌細胞呼吸的方式探究.實驗提出問題作出假設(shè)設(shè)計實驗酵母菌有氧呼吸和無氧呼吸的產(chǎn)物分別是什么?實驗組組A：有氧呼吸組組B：無氧呼吸組（對比實驗）如何控制有氧和無氧的條件？怎樣鑒定有無酒精產(chǎn)生？怎樣鑒定有無CO2產(chǎn)生？如何比較CO2產(chǎn)生的多少？無氧CO2和酒精產(chǎn)生CO2有氧產(chǎn)生一、細胞呼吸的方式探究酵母菌細胞呼吸的方式探究.實驗實驗原理CO2的檢測①通入澄清的石灰水：②使溴麝香草酚藍水溶液：酒精的檢測酸性重鉻酸鉀溶液：澄清→渾濁藍→綠→黃由橙色變成灰綠色CO2產(chǎn)生的多少檢測：根據(jù)石灰水的混濁程度或溴麝香草酚藍溶液變成黃色的時間長短。一、細胞呼吸的方式探究酵母菌細胞呼吸的方式探究.實驗實驗步驟（1）配置酵母菌培養(yǎng)液排除無關(guān)變量對實驗結(jié)果的影響取20g新鮮的食用酵母菌，分成兩等份，分別放入錐形瓶A（500mL）和錐形瓶B（500mL）中，分別向瓶中注入240mL質(zhì)量、分數(shù)為5%的葡萄糖溶液。問題7:兩錐形瓶中酵母菌溶液的體積以及葡萄糖溶液的體積和濃度均保持一致是為什么？一、細胞呼吸的方式探究酵母菌細胞呼吸的方式探究.實驗實驗步驟（2）實驗過程及現(xiàn)象無氧呼吸酵母菌培養(yǎng)液酵母菌培養(yǎng)液質(zhì)量分數(shù)為10%的NaOH溶液澄清的石灰水澄清的石灰水AB如何在通入空氣中去除CO2？B瓶應(yīng)封口放置一段時間后再連通澄清石灰水，為何？空氣有氧呼吸NaOH溶液可吸收空氣中的CO2。消耗瓶內(nèi)的氧氣，造成無氧環(huán)境。一、細胞呼吸的方式探究酵母菌細胞呼吸的方式探究.實驗結(jié)果分析（1）CO2的檢測及結(jié)論現(xiàn)象：結(jié)論：澄清石灰水都變渾濁，且有氧呼吸裝置比無氧呼吸的更渾濁。有氧呼吸與無氧呼吸都產(chǎn)生CO2，且有氧呼吸產(chǎn)生的更多。溴麝香草酚藍水溶液由藍變綠再變黃一、細胞呼吸的方式探究酵母菌細胞呼吸的方式探究.實驗結(jié)果分析（1）酒精的檢測及結(jié)論酵母菌培養(yǎng)液酵母菌培養(yǎng)液質(zhì)量分數(shù)為10%的NaOH溶液澄清的石灰水澄清的石灰水AB空氣橙色重鉻酸鉀溶液在酸性下與酒精發(fā)生反應(yīng)，變成灰綠色結(jié)論：有氧呼吸不產(chǎn)生酒精，無氧呼吸產(chǎn)生酒精。

由于葡萄糖也能與酸性重鉻酸鉀反應(yīng)發(fā)生顏色變化，因此應(yīng)將酵母菌的培養(yǎng)時間適當延長以耗盡溶液中的葡萄糖。一、細胞呼吸的方式探究酵母菌細胞呼吸的方式探究.實驗結(jié)果結(jié)論細胞呼吸有氧呼吸:產(chǎn)生大量二氧化碳和水無氧呼吸:產(chǎn)生酒精和少量二氧化碳絕大多數(shù)生物細胞呼吸的的主要形式都是有氧呼吸

酵母菌單細胞真菌，在有氧和無氧條件下都能生存，屬于兼性厭氧菌。拓展延伸

有同學(xué)認為，在有氧呼吸實驗裝置中10％的NaOH溶液不能完全吸收空氣中的CO2，以致可能對實驗結(jié)果有干擾，你同意嗎？你如何避免這種可能性的發(fā)生，以保證實驗更嚴謹？

質(zhì)量分數(shù)為10%NaOH溶液酵母菌培養(yǎng)液澄清石灰水A氣泵ECD質(zhì)量分數(shù)為10%NaOH溶液澄清石灰水澄清石灰水

D

氣泵EC酵母菌培養(yǎng)液D

A驗證空氣中的CO2是否完全被吸收實戰(zhàn)訓(xùn)練

1.如圖是某同學(xué)制作的探究酵母菌細胞呼吸方式的實驗裝置，下列敘述正確的是()A.實驗中可依據(jù)澄清石灰水是否變渾濁來判斷細胞呼吸的方式B.甲裝置中空氣先通過NaOH溶液的目的是去除空氣中的CO2C.在酸性條件下，乙醇可使溴麝香草酚藍溶液由藍變綠再變黃D.乙裝置中B瓶連接后即可連通盛有澄清的石灰水的錐形瓶進行實驗實戰(zhàn)訓(xùn)練

2.下列關(guān)于“探究酵母菌細胞呼吸的方式”實驗的敘述，錯誤的是（

）A.實驗中將葡萄糖溶液煮沸的目的是滅菌和去除溶液中的O2B.可以根據(jù)石灰水的渾濁程度或溴麝香草酚藍溶液變成黃色的時間長短檢

測CO2產(chǎn)生情況C.葡萄糖也能與酸性重鉻酸鉀反應(yīng)發(fā)生顏色變化，所以應(yīng)該等葡萄糖充分

消耗完以后再進行酒精的檢測D.該實驗通過設(shè)置有氧和無氧兩種條件探究酵母菌細胞呼吸的方式，其中

有氧條件為實驗組，無氧條件為對照組問題8:

本實驗中哪個是對照組，哪個是實驗組？一、細胞呼吸的方式本實驗中哪個是對照組，哪個是實驗組？本實驗的兩組都是實驗組設(shè)置兩個或兩個以上的實驗組，通過對結(jié)果的比較分析，來探究某種因素對實驗對象的影響，這樣的實驗叫作對比實驗，也叫相互對照實驗。對比實驗（相互對照實驗）酵母菌10%NaOH澄清石灰水有氧呼吸裝置酵母菌澄清石灰水無氧呼吸裝置實戰(zhàn)訓(xùn)練

3．關(guān)于生物實驗中“對照”及“變量”的相關(guān)敘述，正確的是（）A．觀察紫色洋蔥鱗片葉外表皮細胞質(zhì)壁分離與復(fù)原實驗中，滴加蔗糖和清水，屬于自變量，原生質(zhì)層位置為因變量，該實驗不存在對照B．蠑螈受精卵橫縊實驗是對比試驗，只存在相互對照，無自身前后對照C．檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)實驗中，沒有進行對照D．探究酵母菌細胞呼吸的方式的實驗中，沒有對照組，只有兩個實驗組4．對照原則是科學(xué)實驗中的重要原則，下列實驗中對照組的設(shè)計，錯誤的是（

）A．還原糖的鑒定實驗中，可以設(shè)置清水組和葡萄糖組作對照B．血漿對pH的調(diào)節(jié)實驗中對照組也應(yīng)該分別滴加相應(yīng)劑量的HCl和NaOHC．探究水溫對加酶洗衣粉的效果影響實驗，分別設(shè)置0℃和100℃作對照D．探究酵母菌細胞呼吸的方式實驗中兩組均為實驗組，相互對照實戰(zhàn)訓(xùn)練

問題9:

對比實驗與對照實驗有何區(qū)別呢？拓展延伸拓展：對比實驗與對照實驗區(qū)別對比實驗：對照實驗：實驗組1：實驗組2：對照組：實驗組：結(jié)果未知結(jié)果未知結(jié)果已知結(jié)果未知與社會的聯(lián)系飲酒駕車是指車輛駕駛?cè)藛T血液中的酒精含量大于或者等于20mg/100ml，小于80mg/100ml的駕駛行為。醉酒駕車是指車輛駕駛?cè)藛T血液中的酒精含量大于或者等于80mg/100ml的駕駛行為。實戰(zhàn)訓(xùn)練

(1)配制酵母菌培養(yǎng)液時，葡萄糖溶液煮沸后，即可加入新鮮食用酵母(

)(2)如果產(chǎn)生的氣體使澄清的石灰水變混濁，則酵母菌進行有氧呼吸(

)(3)橙色的重鉻酸鉀溶液在堿性條件下遇酒精變?yōu)榛揖G色(

)(4)在有氧和無氧條件下的實驗分別是對照組和實驗組(

)××××5.判斷下面的正誤實戰(zhàn)訓(xùn)練

6.一種微生物一般只有一條無氧呼吸途徑，研究者將乳酸脫氫酶基因?qū)肫胀ń湍?，并選取普通酵母和轉(zhuǎn)基因酵母分別進行培養(yǎng)與相關(guān)檢測，證明轉(zhuǎn)基因酵母具有兩條無氧呼吸途徑，可同時產(chǎn)生乙醇和乳酸。下列說法正確的是（）A．不同無氧呼吸途徑，相同階段的反應(yīng)發(fā)生的場所相同、產(chǎn)物不同B．普通酵母和轉(zhuǎn)基因酵母都需要在無氧條件下培養(yǎng)才能達到實驗?zāi)康腃．普通酵母培養(yǎng)液和轉(zhuǎn)基因酵母培養(yǎng)液都能使酸性重鉻酸鉀溶液變?yōu)槌壬獶．相同實驗條件下，普通酵母組培養(yǎng)液的pH比轉(zhuǎn)基因酵母組培養(yǎng)液的pH低實戰(zhàn)訓(xùn)練

7．中學(xué)生物實驗可培養(yǎng)學(xué)生動手實踐和分析問題的能力。下列有關(guān)實驗的敘述合理的是（）A．利用0.3g/mL的蔗糖溶液處理黑藻細胞，其細胞質(zhì)流動會變慢B．向左下方移動玻片可將光學(xué)顯微鏡視野右上方的物像移至視野中央C．pH分別為2與7時，淀粉酶催化淀粉水解速率相同，說明酶的活性相同D．探究酵母菌無氧呼吸方式時，實驗裝置需立即連通盛有澄清石灰水的錐形瓶實戰(zhàn)訓(xùn)練

8．某生物興趣小組利用酵母菌設(shè)計了4組實驗如下表，培養(yǎng)相同時間（8h）后，可選擇溴麝香草酚藍溶液或重鉻酸鉀溶液進行產(chǎn)物的鑒定。下列相關(guān)敘述正確的是（

）實驗①用50mL含酵母菌的葡萄糖培養(yǎng)液，破碎酵母菌細胞后（保持細胞器完整），無氧培養(yǎng)實驗②用50mL含酵母菌的葡萄糖培養(yǎng)液，破碎酵母菌細胞后（保持細胞器完整），通氣培養(yǎng)實驗③用50mL含酵母菌的葡萄糖培養(yǎng)液，不破壞酵母菌細胞，在無氧條件下培養(yǎng)實驗④用50mL含酵母菌的葡萄糖培養(yǎng)液，不破壞酵母菌細胞，在通氣條件下培養(yǎng)A．實驗①和②互為實驗組，均可以使溴麝香草酚藍溶液的顏色發(fā)生變化B．實驗①和③互為對照組，兩者產(chǎn)生的酒精量相等C．實驗①和③的培養(yǎng)液中均含酒精，均可使橙色的堿性重鉻酸鉀溶液變?yōu)榛揖G色D．4組實驗中，各組產(chǎn)生的二氧化碳的差異是自變量，培養(yǎng)時間為無關(guān)變量實戰(zhàn)訓(xùn)練

9．乳酸脫氫酶（ADH，利用NADH將丙酮酸還原成乳酸）和乙醇脫氫酶（LDH，利用NADH將丙酮酸還原成酒精）能催化不同類型的無氧呼吸。低氧脅迫處理玉米第3天，研究人員發(fā)現(xiàn)玉米品系A(chǔ)根系中ADH活性顯著提高，LDH活性無顯著變化，而玉米品系B根系中LDH活性顯著提高，ADH活性變化不大。下列說法正確的是（）A．ADH和LDH都催化丙酮酸分解，并釋放少量能量，生成少量的ATPB．低氧脅迫下，玉米品系A(chǔ)和品系B細胞呼吸的途徑完全不同C．玉米品系B被水淹后，體內(nèi)可能會出現(xiàn)酒精、乳酸、CO2等呼吸產(chǎn)物D．低氧脅迫下，玉米品系A(chǔ)是否產(chǎn)生酒精可通過是否能讓酸性重鉻酸鉀變藍來判斷實戰(zhàn)訓(xùn)練

10．興趣小組利用自制的纖維素水解液(含5%葡萄糖)培養(yǎng)酵母菌并探究其細胞呼吸(如圖)。下列說法正確的是（

）A．開始培養(yǎng)時向甲瓶中加入重鉻酸鉀以便檢測乙醇生成B．實驗中可通過增加甲瓶的酵母菌數(shù)量提高乙醇最大產(chǎn)量C．通過乙瓶溶液顏色是否變化可判斷酵母菌的呼吸方式D．可根據(jù)溴麝香草酚藍變色的時間長短檢測酵母菌CO?的產(chǎn)生情況實戰(zhàn)訓(xùn)練

11．下圖所示是以酵母菌和葡萄糖為材料，用澄清石灰水檢測CO2的裝置簡圖，下列敘述正確的是（）A．甲溶液為酵母菌和葡萄糖混合液，乙溶液為澄清石灰水B．在甲溶液表面滴加一薄層液體石蠟以制造無氧條件C．根據(jù)澄清的石灰水變渾濁，可推知酵母菌細胞呼吸產(chǎn)生了CO2D．若向混合液中通入空氣，酵母菌會因為乙醇發(fā)酵速率減慢而大量死亡實戰(zhàn)訓(xùn)練

12．某興趣小組為探究酵母菌在無氧條件下的呼吸產(chǎn)物，設(shè)計了下圖所示裝置并進行了相關(guān)實驗。下列敘述錯誤的是（

）A．需要排盡甲裝置中的空氣，再進行該實驗B．酵母菌通過無氧呼吸產(chǎn)生酒精和CO?的場所均為細胞質(zhì)基質(zhì)C．取甲瓶溶液與酸性重鉻酸鉀反應(yīng)，若溶液為橙色，則說明酵母菌產(chǎn)生了酒精D．若乙瓶溶液顏色由藍色變成黃色，則說明酵母菌呼吸產(chǎn)生了CO?實戰(zhàn)訓(xùn)練

13．生物學(xué)實驗設(shè)計中應(yīng)遵循單一變量原則和對照原則，在對照實驗中可以采用加法原理或減法原理實現(xiàn)對自變量的控制。下列有關(guān)實驗的敘述中正確的是（）A．在“探究過氧化氫醇的最適pH”的實驗中，應(yīng)將每一組溫度控制在適宜溫度屬于對無關(guān)變量的控制B．在“探究酵母菌細胞呼吸方式”的實驗中，通入氧氣的組別是實驗組，沒有通入氧氣的組別是對照組C．在“觀察紫色洋蔥鱗片葉外表皮細胞質(zhì)壁分離與復(fù)原”的實驗中不存在對照D．在“比較過氧化氫在不同條件下的分解”實驗中利用了減法原理來控制自變量實戰(zhàn)訓(xùn)練

14．“踏漿發(fā)酵釀酒法”是唐朝的一種主流紅酒釀造工藝。踏漿發(fā)酵即是碾碎葡萄，用葡萄汁單純發(fā)酵。已知在葡萄酒的自然發(fā)酵過程中，起主要作用的是附著在葡萄皮上的野生型酵母菌。相關(guān)說法正確的是（

）A．在葡萄酒釀制的整個過程中需要先通氣后密封B．酒精生成過程合成ATP所需能量來自于丙酮酸中的化學(xué)能C．“踏漿”有利于葡萄皮表面的酵母菌與葡萄汁液充分混合D．可用溴麝香草酚藍水溶液來檢測發(fā)酵液中是否生成了酒精實戰(zhàn)訓(xùn)練

15．某生物小組為探究酵母菌細胞呼吸的方式，制作了如圖中a-d所示裝置。下列說法正確的是（

）A．用圖中所示的裝置探究酵母菌有氧呼吸的過程，則裝置的連接順序為c→b→a→bB．若增加裝置d中酵母菌的量，那么實驗結(jié)束后d中乙醇的量也會增加C．要檢驗d中是否有乙醇產(chǎn)生，反應(yīng)結(jié)束后可直接向d中滴加重鉻酸鉀溶液D．裝置b中的澄清石灰水可換成溴麝香草酚藍溶液，若有CO2產(chǎn)生，實驗現(xiàn)象應(yīng)該是由黃變綠再變藍實戰(zhàn)訓(xùn)