2019_2020学年新教材高中生物第五章细胞的能量供应和利用5.3.1细胞呼吸的原理和应用(一)课件人教版必修1

课堂互动探究案
【课程标准】 说明生物通过细胞呼吸将储存在有机分子中的能量转化为生命 活动可以利用的能量
探究酵母菌的呼吸方式
【素养达成】 1．简述细胞呼吸的概念和化学变化过程。(科学思维) 2. 通过实验探究不同条件下酵母菌的细胞呼吸方式。(科学 探究) 3．说出线粒体的结构和功能；说明有氧呼吸的过程及原理。 (科学思维) 4．探讨有氧呼吸在生产和生活中的应用。(社会责任)
6．产物检测
(1)酒精的鉴定：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。
(2)CO2 的 鉴 定 ： CO2 可 使 澄___清__石__灰__水_ 变 浑 浊 ， 也 可 使 __溴__麝__香__草__酚__蓝__水溶液由____蓝____变____绿____再变___黄_____。
2．本实验的自变量和因变量分别是什么？甲、乙装置中是 如何控制自变量的？
答案：自变量是氧气的有无，因变量为是否有 CO2 和酒精 的产生。甲中用橡皮球或者气泵充气的目的是保证 A 瓶中有氧 气存在，乙中 B 瓶密封是保证无氧环境。
3．图甲中质量分数为 10%的 NaOH 溶液的作用是什么？
答案：NaOH 与空气中的 CO2 反应生成 Na2CO3 和 H2O，保 证了通入酵母菌培养液的气体中不含 CO2，避免对实验结果造成 干扰。
酵母菌在无氧条件下会产生酒精
8．实验结论：酵母菌的细胞呼吸有两种方式： __有__氧__呼__吸__和__无__氧__呼__吸_________________________________ _____________________。
【智涂笔记】 对比实验和对照实验 对比实验是指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，这样的实验叫做 对比实验。对比实验不设对照组，均为实验组(或互为实验组和 对照组)，是对照实验的一种特殊形式，即相当于“相互对照实 验”。
色，D 正确。 答案：B
3．(合格必考)如图为“探究酵母菌的呼吸方式”的实验装 置，有关叙述正确的是( )
A．该实验需设置有氧和无氧两种条件的对比实验，其中乙 组作为对照组
B．若向 b 瓶和 d 瓶中加入酸性重铬酸钾溶液，则 d 瓶内的 溶液会变黄
C．可根据溴麝香草酚蓝水溶液变黄的时间长短，来检测 CO2 的产生速率
2．化学反应式 C6H12O6＋6H2O＋6O2―― 酶→6CO2＋12H2O＋能量 3．物质转化过程[填图]
4．能量转化
判断有关叙述的正误
(1)在探究酵母菌细胞呼吸的方式实验中，必须保证酵母菌
是新鲜的、有活性的( √ ) (2)重铬酸钾溶液可以直接和酒精发生化学反应变成灰绿色
(× ) (3)有氧呼吸的过程只发生在线粒体内( × ) (4)有氧呼吸三个阶段所需要的酶是相同的( × ) (5)有氧呼吸释放的能量全部用于合成 ATP( × )
第1课时 细方式 1．酵母菌作为实验材料的原因 酵母菌在 有氧和无氧 的条件下都能生存，属于兼性厌氧菌。
2．不同条件下的装置[填图] (1)有氧条件装置：
(2)无氧条件装置：
3．检测细胞呼吸产物所用试剂与现象[填表]
检测产物
所用试剂
答案：A
6．(等级选考)[2019·北京西城高一期末]某实验兴趣小组探
究了种子萌发初期种子质量的变化和所在密闭容器中温度的变
化，结果见下表。下列叙述不正确的是( )
初始种子 现在种子 2 小时前 现在的
质量(g) 质量(g) 的温度 温度(℃)
甲组 萌发的种子 30
25.5
26
32
乙组 煮熟的种子 30
二、实验课题的拓展分析 1．本实验的探究课题可以转变为：探究有氧条件和无氧条 件下酵母菌细胞呼吸的情况。
2．根据检测目的不同，可细化为两个子课题：①在有氧和
无氧条件下酵母菌细胞呼吸产生 CO2 的多少；②在有氧和无氧 条件下酵母菌细胞呼吸是否产生酒精。具体分析如下：
课题名称
课题一
课题二
自变量
有氧和无氧
B．在有氧呼吸的装置中，可将空气直接通入酵母菌的培养 液
C．酵母菌呼吸产生的 CO2 可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变 绿再变黄
D．酵母菌呼吸产生的酒精在酸性条件下能与橙色的重铬酸 钾溶液反应变成灰绿色
解析：酵母菌属于兼性厌氧生物，适用于作为研究细胞呼吸
的实验材料，A 正确；在有氧呼吸的装置中，不可将空气直接通 入酵母菌的培养液，应先用 NaOH 吸收除去空气中的二氧化碳， B 错误；酵母菌呼吸产生的 CO2 可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变 绿再变黄，或使澄清石灰水变浑浊，C 正确；酵母菌无氧呼吸产 生的酒精在酸性条件下能与橙色的重铬酸钾溶液反应变成灰绿
() A．萌发的种子 B．蛔虫
C．草履虫
D．以上均可以
解析：萌发的种子既可以进行有氧呼吸，也可以进行无氧呼 吸；蛔虫只进行无氧呼吸；草履虫只能进行有氧呼吸。
答案：A
2．(合格必考)下列关于“探究酵母菌细胞呼吸的方式”， 说法不正确的是( )
A．酵母菌常被用作研究细胞呼吸的实验材料，其主要原因 是酵母菌属于兼性厌氧生物
实验现象
二氧化碳
澄清的石灰水
变浑浊
溴麝香草酚蓝水溶液 由蓝变绿再变黄
酒精 (酸性)重铬酸钾溶液 橙色变成灰绿色
4.结论
酵母菌的呼吸方式：有氧呼吸和无氧呼吸 。
二、有氧呼吸 1．主要场所——线粒体[据图填空]
(1)写出序号代表的结构名称： ① 外膜 ；② 内膜形成的嵴 ；③ 线粒体基质 。 (2)与有氧呼吸有关的酶分布在：②③ 。 (3)线粒体的分布：集中在 代谢旺盛 的部位。
A．种子在消毒剂中清洗是为了防止微生物呼吸作用干扰实 验结果
B．此实验的目的是测定种子萌发时有氧呼吸及无氧呼吸的 速率
C．一段时间后右侧液面高度不再变化，说明种子的细胞呼 吸完全停止
D．为排除外界因素的影响，需要将装置中的 NaOH 溶液换 成清水(其他保持不变)作为对照组
解析：装置中含有空气，所以测定的是有氧呼吸速率而不是 无氧呼吸速率。一段时间后右侧液面高度不再变化，原因可能是 锥形瓶内氧气消耗完毕，种子不能进行有氧呼吸，但不能说明种 子的细胞呼吸完全停止。D 项中对照组的设置可以校对外界环境 变化带来的误差，但实验设置错误，应该用等量的在稀释的消毒 剂中清洗过的死种子(其他保持不变)作为对照组。
式，D 错误。 答案：C
4．(合格必考)如图中所示烧杯内装有含酵母菌的葡萄糖溶 液，试管中装有澄清的石灰水，两日后发现石灰水变浑浊并有沉 淀产生。对这一现象的正确解释是( )
A．大气中的 CO2 进入试管内 B．酵母菌进行光合作用时放出 CO2 C．酵母菌进行无氧呼吸时放出 CO2 D．酵母菌进行有氧呼吸时放出 CO2
翱翔的飞机需要发动机燃烧油料来提供能量，这一过程中， 油料在发动机内剧烈燃烧，需要消耗氧气，产生二氧化碳，同时 产生大量的能量推动发动机运转。生物体的生命活动也需要消耗 能量，这些能量来自于有机物的氧化分解，也就是细胞呼吸。细 胞呼吸和燃烧有什么区别？它的过程又是怎样的呢？
探究点一 探究酵母菌细胞呼吸的方式 【师问导学】
下图是探究酵母菌细胞呼吸方式的实验装置，请分析：
1．结合对实验材料的选择和处理，探讨以下问题： (1)配制酵母菌培养液时为什么要用新鲜的食用酵母菌？ (2)为什么要将葡萄糖溶液煮沸，且冷却到常温后方可加入 新鲜的酵母菌？ (3)为什么要把装置放置在 25℃～35℃的环境下培养？
答案： (1)新鲜的酵母菌繁殖快，细胞代谢旺盛，实验效果明显。 (2)煮沸的目的是杀菌和除去溶液中的氧，冷却到常温的目 的是防止高温杀死酵母菌。 (3)在 25 ℃～35 ℃的条件下，酵母菌中酶的活性最高，生命 活动最旺盛，细胞呼吸明显，可保证实验效果。
小贴士：重铬酸钾可以检测有无酒精存在，这一原理可以用
来检测汽车司机是否喝了酒。具体做法是：让司机呼出的气体直
接接触到载有用硫酸处理过的重铬酸钾或三氧化铬的硅胶(两者 均为橙色)，如果呼出的气体中含有酒精，重铬酸钾或三氧化铬 就会变成灰绿色的硫酸铬。
酵母菌在有氧呼吸和无氧呼吸过程中均会产生 CO2，故不能 依据是否有 CO2 产生来判断酵母菌的细胞呼吸类型，但可以以 CO2 产生的速率作为检测指标。
29.7
26
26
A．乙组种子不进行细胞呼吸，在该实验中起对照作用
B．甲组种子质量减少是由于细胞呼吸分解了有机物
C．甲组容器中温度上升是由于细胞呼吸吸收了能量
D．本实验结果说明种子萌发初期细胞呼吸强于萌发之前
解析：乙组是煮熟的种子，不能进行呼吸作用，为对照组， A 正确；甲组种子质量减少是由于细胞呼吸分解了有机物，B 正 确；甲组容器中温度上升是由于细胞呼吸释放了能量，C 错误； 甲组容器中温度上升，说明种子萌发初期细胞呼吸强于萌发之 前，D 正确。
(6)有氧呼吸既产生水也消耗水( √ ) (7) 有 氧 呼 吸 第 一 、 二 阶 段 产 生 的 [H] 全 部 用 于 第 三 阶 段 ( √) (8)酵母菌细胞既能进行有氧呼吸，又能进行无氧呼吸( √ ) (9)线粒体基质中含有少量的 DNA 和 RNA( √ ) (10)有氧呼吸的三个阶段都产生能量 ，但产生的量不同 ( √)
【师说核心】 一、本实验课题的分析归纳 1．实验原理
2．实验步骤
3．实验现象
条件
澄清石灰水的变化/出现变化 的快慢
甲组(有氧)
变浑浊/快
乙组(无氧)
变浑浊/慢
重铬酸钾—浓硫酸 溶液
无变化 出现灰绿色
4.实验结论 (1)酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸。 (2)在有氧条件下产生 CO2 多而快，在无氧条件下产生酒精 和 CO2。
解析：CO2 能够与 Ca(OH)2 发生反应生成 CaCO3，使澄清的 石灰水变浑浊；酵母菌是真菌，不能进行光合作用；烧杯被石蜡
密封，因此酵母菌主要进行无氧呼吸，CO2 就产生于无氧呼吸过 程。
答案：C
5．(等级选考)如图是测量种子萌发时锥形瓶中气体体积变 化的实验装置。锥形瓶中放的种子事先用水浸泡过并在稀释的消 毒剂中清洗过(不影响种子的生命力)。实验开始时 U 型管左侧液 面与右侧液面相平，每隔半小时利用标尺量出右侧液面高度变 化，以下关于该实验的分析正确的是( )
D．若 c 瓶和 e 瓶中溶液都变浑浊，不能据此判断酵母菌的 呼吸方式
解析：该实验需设置有氧和无氧两种条件的对比实验，甲、
乙组互为对照组，A 错误；若向 b 瓶和 d 瓶中加入酸性重铬酸钾 溶液，由于只有无氧呼吸才会产生酒精，所以 d 瓶内的溶液会变 灰绿色，B 错误；由于 CO2 能使溴麝香草酚蓝水溶液变黄，所以 可根据溴麝香草酚蓝水溶液变黄的时间长短，来检测 CO2 的产 生速率，C 正确；酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸都能产生二氧化碳， 但产生的量不等，所以可以根据浑浊程度判断酵母菌的呼吸方
4．B 瓶装好后，要过一段时间再连接装有澄清石灰水的锥 形瓶，这是为什么？
答案：B 瓶封口后，锥形瓶内的空气中有氧，酵母菌开始进 行有氧呼吸，也产生 CO2。所以，要过一段时间，等 B 瓶中的 氧气消耗完以后，再将产生的气体通入澄清石灰水，保证通入澄 清石灰水中的是无氧呼吸产生的 CO2。
5．A 装置中用气泵间歇性地通入空气的目的是什么？ 答案：保证酵母菌有充足的氧气，以进行有氧呼吸。
7．结果分析 (1)甲、乙装置中的澄清石灰水都变浑浊，但是甲装置石灰 水变浑浊的程度大。说明?
酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸产生二氧化 碳，但是有氧条件下产生的二氧化碳更多些
(2)从 A、B 中各取少量培养液分别注入 1、2 号两支试管中， 再分别加入 0.5 mL 含有重铬酸钾的浓硫酸溶液，振荡后发现 1 号试管不变色，2 号试管变成灰绿色。这说明?
因变量 观察指标
产生 CO2 的多少
酒精的有无
①澄清石灰水变浑浊的程度 ②溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄所用 时间的长短
重铬酸钾溶液的 颜色变化
无关变量
温度、营养物质的浓度和总量等
实验结论
在有氧条件下产生的 CO2 多
在无氧条件下才 能产生酒精
【检测反馈】
1．(合格必考)下列可用于探究不同呼吸方式的实验材料是