5.3細(xì)胞呼吸的原理和應(yīng)用（第1課時）課件高一上學(xué)期生物人教版必修1

第5章

細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用第3節(jié)

細(xì)胞呼吸的原理和應(yīng)用

酵母菌細(xì)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。問題探討問題1:都是培養(yǎng)酵母菌，為什么有的需要通氣，有的卻需要密封？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(xì)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。問題探討

酵母菌細(xì)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。問題2:為什么通氣有利于酵母菌大量增殖？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(xì)胞進行物質(zhì)代謝和細(xì)胞分裂提供充足的動力。問題探討

酵母菌細(xì)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。問題3: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。一、細(xì)胞呼吸和認(rèn)識酵母菌1.細(xì)胞呼吸的實質(zhì)指

的有機物氧化分解，并釋放能量的過程。也稱呼吸作用。2.細(xì)胞呼吸的方式——有氧呼吸和無氧呼吸依據(jù)是否需要氧氣細(xì)胞內(nèi)3.酵母菌酵母菌是一種單細(xì)胞真菌，（真核生物），其在有氧和無氧條件下都能生存，屬于兼性厭氧菌（同化類型）?！咎骄俊刻骄拷湍妇?xì)胞呼吸的方式(一)實驗原理

酵母菌細(xì)胞呼吸以葡萄糖作為底物時，通過測定在有氧條件和無氧條件下細(xì)胞呼吸的產(chǎn)物，來確定細(xì)胞呼吸作用的類型。（二）實驗方法：對比實驗：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，來探究某種因素與實驗現(xiàn)象的關(guān)系。1.提出問題2.作出假設(shè)3.設(shè)計實驗5.得出結(jié)論6.交流討論4.進行實驗【探究】探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式提出問題做出假設(shè)設(shè)計實驗進行實驗得出結(jié)論交流討論同學(xué)們給出的答案可能有：有氧條件下產(chǎn)生CO2，無氧條件下產(chǎn)生酒精；有氧條件下產(chǎn)生酒精，無氧條件下產(chǎn)生CO2；有氧條件下和無氧條件下都產(chǎn)生酒精和CO2；有氧、無氧條件下都產(chǎn)生CO2，無氧條件下產(chǎn)生酒精；…提出問題：酵母菌在什么條件下使葡萄糖發(fā)酵產(chǎn)生酒精？酵母菌在有氧和無氧的條件下產(chǎn)生的二氧化碳是否一樣多？大本p79【探究】任務(wù)一提出問題做出假設(shè)設(shè)計實驗進行實驗得出結(jié)論交流討論【探究】探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式根據(jù)自己已有的知識和經(jīng)驗，針對所提出的問題作出假設(shè)。酵母菌在無氧條件下使葡萄糖發(fā)酵產(chǎn)生酒精。酵母菌在有氧條件下產(chǎn)生的二氧化碳比無氧的條件下產(chǎn)生的多。提出問題做出假設(shè)設(shè)計實驗進行實驗得出結(jié)論交流討論【探究】探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式確定實驗?zāi)康募?xì)化控制無關(guān)變量寫出具體做法自變量是什么？因變量是什么？如何控制自變量？如何檢測因變量？有哪些？如何控制？自變量：有無氧氣因變量：是否產(chǎn)生酒精

二氧化碳的產(chǎn)生量有氧：用橡皮球或氣泵通氣無氧：密封放置一段時間橙色的重鉻酸鉀溶液在酸性條件下與乙醇（俗稱酒精）發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，變成灰綠色1.石灰水渾濁程度2.溴麝香草酚藍(lán)溶液變成黃色的時間長短提出問題做出假設(shè)設(shè)計實驗進行實驗得出結(jié)論交流討論【探究】探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式確定實驗?zāi)康募?xì)化控制無關(guān)變量寫出具體做法自變量是什么？因變量是什么？如何控制自變量？如何檢測因變量？有哪些？如何控制？空氣中的二氧化碳讓空氣先通過NaOH溶液溫度置于相同適宜溫度下營養(yǎng)物質(zhì)給予相同的適量營養(yǎng)無關(guān)變量的相同且適宜原則提出問題做出假設(shè)設(shè)計實驗進行實驗得出結(jié)論交流討論運用下列元件分別搭建有氧呼吸和無氧呼吸裝置氣泵有氧呼吸裝置：無氧呼吸裝置：設(shè)計實驗裝置【探究】探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式ABCDECADBD提出問題做出假設(shè)設(shè)計實驗進行實驗得出結(jié)論交流討論設(shè)計實驗裝置【探究】探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式提出問題做出假設(shè)設(shè)計實驗進行實驗得出結(jié)論交流討論取20g新鮮的食用酵母菌，分兩等份，分別放入錐形瓶A和錐形瓶B中；分別向瓶中注入240mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的葡萄糖溶液；搭建有氧呼吸裝置和無氧呼吸裝置；培養(yǎng)、觀察、檢測、記錄實驗步驟為酵母菌的生命活動提供營養(yǎng)物質(zhì)

【探究】探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式提出問題做出假設(shè)設(shè)計實驗進行實驗得出結(jié)論交流討論B瓶先封口放置一段時間，再聯(lián)通盛有澄清石灰水的錐形瓶，這是為什么？讓酵母菌消耗完瓶中原有氧氣，確保生成的CO2是無氧呼吸產(chǎn)生的。除去空氣中的CO2避免對實驗結(jié)果造成影響。注意事項

【探究】探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式提出問題做出假設(shè)設(shè)計實驗進行實驗得出結(jié)論交流討論

【探究】探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式提出問題做出假設(shè)設(shè)計實驗進行實驗得出結(jié)論交流討論

【探究】探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式結(jié)果現(xiàn)象澄清石灰水（酸性）重鉻酸鉀有氧無氧注意：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(dāng)延長以耗盡溶液中的葡萄糖。提出問題做出假設(shè)設(shè)計實驗進行實驗得出結(jié)論交流討論結(jié)論：酵母菌在有氧和無氧條件下均進行細(xì)胞呼吸。在有氧條件下，通過細(xì)胞呼吸產(chǎn)生大量的CO2，在無氧條件下通過細(xì)胞呼吸產(chǎn)生酒精和少量的CO2。條件澄清石灰水/出現(xiàn)的時間重鉻酸鉀-濃硫酸溶液有氧無氧變混濁／快無變化變混濁／慢出現(xiàn)灰綠色

【探究】探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式C6H12O6CO2(大量)＋H2OC2H5OH＋CO2(少量)酵母菌有O2無O2提出問題做出假設(shè)設(shè)計實驗進行實驗得出結(jié)論交流討論本實驗中哪個是對照組，哪個是實驗組？對比實驗設(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。本實驗的兩組都是實驗組對比實驗實驗組1：實驗組2：結(jié)果未知結(jié)果未知對照實驗對照組：實驗組：結(jié)果已知結(jié)果未知

【探究】探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式二、有氧呼吸1.主要場所——線粒體(1)寫出序號代表的結(jié)構(gòu)名稱①

；②

；③

。(2)與有氧呼吸有關(guān)的酶分布在

。(3)線粒體的功能：進行有氧呼吸的

。2.化學(xué)反應(yīng)式__________________________________________。外膜內(nèi)膜形成的嵴線粒體基質(zhì)②③主要場所第一階段：試管自變量實驗結(jié)果1號線粒體葡萄糖的量不變，沒有熒光2號細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)葡萄糖的量減少，有丙酮酸生成，出現(xiàn)微弱熒光3號線粒體和細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)葡萄糖的量減少，有CO2生成，出現(xiàn)較強熒光Q1.由材料1的實驗結(jié)果可推測物質(zhì)發(fā)生了什么變化？發(fā)生這些變化的部位，能量又有什么變化？提示

葡萄糖在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中被分解成丙酮酸，并且有少量ATP生成；丙酮酸在線粒體內(nèi)被分解產(chǎn)生了CO2，并且有大量ATP生成。二、有氧呼吸

分析有氧呼吸的三個階段

材料2

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，一段時間后，檢測各試管變化情況。試管自變量實驗結(jié)果4號線粒體膜狀結(jié)構(gòu)丙酮酸的量不變，沒有熒光出現(xiàn)5號線粒體基質(zhì)丙酮酸減少，產(chǎn)生CO2，出現(xiàn)微弱熒光6號線粒體膜狀結(jié)構(gòu)和基質(zhì)丙酮酸減少，產(chǎn)生CO2，出現(xiàn)較強熒光Q2.從實驗結(jié)果可得到的推論是什么？提示

丙酮酸在線粒體基質(zhì)中被分解。推論1：丙酮酸分解發(fā)生在線粒體基質(zhì)中，并且產(chǎn)生CO2，釋放少量能量；推論2：丙酮酸在線粒體基質(zhì)中被分解后，在線粒體膜狀結(jié)構(gòu)上繼續(xù)發(fā)生反應(yīng)，生成較多的ATP。二、有氧呼吸

分析有氧呼吸的場所

大本p80材料3

超聲波震碎線粒體之后，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是線粒體內(nèi)膜上的一系列酶。Q3.通過材料3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)膜上發(fā)生了[H]的氧化，即[H]和氧氣發(fā)生反應(yīng)。二、有氧呼吸

分析有氧呼吸的場所

大本p803.過程第一階段細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)第二階段線粒體基質(zhì)線粒體內(nèi)膜4202C6H12O6酶+

[H]

+少量能量

C3H4O3

第三階段66+H2O酶2C3H4O3

CO2

+

[H]

+少量能量

126酶H2O+大量能量

24[H]

+

O2總反應(yīng)式C6H12O6+6O2+6H2O6CO2+12H2O+能量酶[H]=NADH(還原型輔酶I)二、有氧呼吸總結(jié)指細(xì)胞在

的參與下，通過多種

的催化作用，把葡萄糖等有機物

，產(chǎn)生

，釋放

，生成

的過程。氧酶徹底氧化分解二氧化碳和水能量大量ATP