高中生物：探究酵母菌细胞呼吸方式和有氧呼吸与无氧呼吸的过程课件 人教版必修1

〔变式训练1〕 下列有关“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验的叙述,错
误的是( )C A．二氧化碳可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄
B．实验中需控制的无关变量有温度、pH、培养液浓度等
C．可通过观察澄清石灰水是否变混浊来判断酵母菌的呼吸方式
D．实验中将葡萄糖溶液煮沸的目的是灭菌和去除溶液中的O2 [解析] 酵母菌呼吸产物CO2可用澄清的石灰水或溴麝香草酚蓝水溶液来检 测,实验现象分别是澄清石灰水变混浊、溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄；
(4)图二中从第12 h到胚根长出期间,萌发种子的干物质总量会_____减__少_,主要 原因是_____种__子__进__行__呼__吸__作__用__消__耗__有__机__物__,使__有__机__物__总__量__减__少______。
[解析] (1)图一中方框内物质是细胞呼吸第一阶段的产物丙酮酸；第二阶 段丙酮酸分解为CO2,第三阶段是前两个阶段产生的[H]和氧气结合生成水,有氧 呼吸途径对应于图1中的①③④。(2)图一中①③阶段产生[H]；过程③为有氧呼 吸第二阶段,发生于线粒体基质。(3)图二中在12～24 h期间,呼吸速率逐渐增强, 但氧气吸收速率较低,呼吸作用的主要方式是无氧呼吸,发生于细胞质基质。(4) 图二中从第12 h到胚根长出期间,种子呼吸作用消耗有机物,使有机物总量减少。
课内探究
知识点1 探究酵母菌的呼吸方式
1．实验原理 (1)酵母菌是兼性厌氧菌，在有氧和无氧条件下均能生存，有氧呼吸产生 H2O 和 CO2，无氧呼吸产生酒精和 CO2。 (2)呼吸产物——CO2 和酒精的检测 ①澄清石灰水―＋―CO→2 变混浊，且混浊程度与 CO2 产量有关； ②蓝色的溴麝香草酚蓝水溶液―＋―CO→2 变绿再变黄，且变黄时间长短与 CO2 产 量有关； ③橙色重铬酸钾溶液―＋酸―酒性精→变灰绿色。
【规律方法】 有关细胞呼吸过程的三点提醒 (1) 产 生 CO2 的 不 只 是 有 氧 呼 吸 , 无 氧 呼 吸 产 生 酒 精 的 过 程 中 也 有 CO2 的 产 生。 (2)有氧呼吸过程中生成的水和反应物中的水其来源和去向不同,所以不是同 一分子。 (3)不是所有植物的无氧呼吸产物都是酒精和二氧化碳,玉米胚、甜菜根等植 物组织的无氧呼吸产物为乳酸。
项目 条件
不同 点
相同 点
场所
分解程度 产物
能量释放 反应条件
本质 过程
有氧呼吸
无氧呼吸
需氧
不需氧
细胞质基质(第一阶段) 线粒体(第 二、三阶段)
细胞质基质
葡萄糖被彻底分解
葡萄糖分解不彻底
CO2、H2O 大量能量
乳酸或酒精和CO2 少量能量
需酶和适宜温度
氧化分解有机物,释放能量,生成ATP
第一阶段从葡萄糖到丙酮酸完全相同
(1)图一中方框内物质名称是___丙__酮__酸_；有氧呼吸的途径是_①__③__④___(填序 号)。
(2)图一中能够产生[H]的阶段是__①__③____(填序号)；过程③发生的场所是 _线__粒__体__基__质____。
(3)图二中在12～24 h期间,呼吸速率逐渐增强,在此期间呼吸作用的主要方式 是_____无__氧_呼吸,在细胞中发生的部位是_______细__胞__质_。基质
葡萄糖――酶→___[H__]_＋__丙__酮__酸___＋少量能量
丙酮酸＋[H]――酶 →
丙酮酸＋[H]――酶→
__酒__精__＋__C__O_2____
Hale Waihona Puke __乳__酸____项目
化学反应式 能量转化
类型
酒精发酵
乳酸发酵
C6H12O6――酶→ __2_C__2H__5O__H__＋__2_C_O_＋2 少
2．探究过程
3．实验分析及拓展 (1)实验分析 ①通入甲中A瓶的空气需先通过NaOH溶液的目的是保证进入A瓶的气体中 不含有CO2,保证使第三个锥形瓶中的澄清石灰水变混浊的CO2完全是由酵母菌 有氧呼吸产生的。
②乙中B瓶应封口放置一段时间,待酵母菌将B瓶中的氧气消耗完后,再连通 盛有澄清石灰水的锥形瓶,确保通入澄清石灰水中的CO2完全是由酵母菌无氧呼 吸产生的。
内绝大部分细胞仍在进行有氧呼吸,B错误；肺炎双球菌是原核生物,细胞中没有 线粒体,C错误；无氧呼吸第一阶段产生[H],第二阶段消耗[H],D正确。
〔变式训练3〕 图一表示细胞内糖分解代谢过程,其中序号表示细胞呼吸 的阶段；图二表示某豆科植物种子萌发过程中CO2释放和O2吸收速率的变化趋 势。据图回答下列问题：
第1课时 探究酵母菌细胞呼吸方式和有氧呼吸与 无氧呼吸的过程
基础知识
一、细胞呼吸 1．概念：细胞呼吸是指有机物在细胞内经过一系列的 氧__化__分__解__ , 生 成 _二__氧__化___碳__或__其__他__产__物___ , 释 放 出 能 量 并 生 成 ___A_T__P__ 的 过 程。 2．实质：氧化分解_有__机__物___,释放能量。
典例 1 (2019·江苏省泰州中学高一)利用右图所示装置探究酵母菌的无氧 呼吸,正确的操作方法是( C)
A．A瓶密封后,应该立即连通B瓶 B．A瓶先敞口,培养一段时间,再连通B瓶 C．A瓶密封后,培养一段时间,再连通B瓶 D．实验后,在B瓶中加入重铬酸钾检验有无酒精产生
[解析] A瓶密封后,锥形瓶内仍有少量氧气,所以不能立即连通B瓶,A错误； 探究酵母菌的无氧呼吸的条件是无氧,所以A瓶先敞口培养一段时间不符合要 求,B错误；A瓶密封后,培养一段时间,以便消耗掉瓶中的氧气,再连通B瓶,确保产 生的二氧化碳都是无氧呼吸产生的,C正确；实验过程中,二氧化碳通过导管进入 B瓶,酒精仍在A瓶中,所以实验结束后,在A瓶中加入重铬酸钾检验酒精,D错误。
(3)无氧呼吸产生的酒精和 CO2 的物质的量相等；有氧呼吸消耗 O2 和产生 CO2 的物质的量相等。
知识贴士 (1)有氧呼吸和无氧呼吸总反应式中的能量不能写成ATP,因为大部分能量以 热能形式散失。 (2)1 mol葡萄糖彻底氧化分解后,释放出2870 kJ的能量,其中1161 kJ的能量储 存在ATP中,其余的以热能形式散失。 (3)1 mol葡萄糖生成酒精释放的能量为225.94 kJ,生成乳酸释放的能量为 196.65 kJ,其中都有61.08 kJ的能量转移到ATP(生成2 mol ATP)中,其余部分以热 能的形式散失。 (4)无氧呼吸只有第一阶段释放能量,第二阶段没有能量释放。而有氧呼吸三 个阶段均释放能量。
(2)不同材料呼吸实验的设计 ①若探究种子呼吸状况则不必遮光,但需“死种子”作对照。 ②若探究“植株或幼苗”呼吸状况,应进行遮光处理,以防止光合作用的干 扰,同时可设置同种状况但杀死的植株或幼苗作对照。
知识贴士 酵母菌是兼性厌氧生物,是因为它既能进行有氧呼吸也能进行无氧呼吸,而人 体中的某些细胞既能进行有氧呼吸也能短暂的进行无氧呼吸,但人只能是需氧型 生物,所以生物异化作用类型的区分,不是以能否进行有氧、无氧呼吸为依据的, 而是以在有氧或无氧的条件下能否正常生存为依据的。
2．检测酵母菌培养过程中是否产生CO2,可判断其呼吸方式。( ×) 3．线粒体将葡萄糖氧化分解成CO2和H2O。( × ) 4．无氧呼吸能产生ATP、但没有[H]的生成过程。( × ) 5．有氧呼吸第二、三阶段都能产生大量ATP。( × ) 6．细胞内葡萄糖分解成丙酮酸和[H]的反应,只发生在细胞有氧时。( ×) 7．呼吸作用产生的能量均以热能释放。( × )
酵母菌在有氧和无氧条件下都能产生CO2,因此不能根据CO2的产生与否来判断 细胞呼吸方式；实验过程中需将葡萄糖溶液煮沸,目的是灭菌和去除溶液中的O2, 减小实验的误差,此外还需保持无关变量温度、pH、培养液浓度等适宜。
知识点2 有氧呼吸和无氧呼吸过程的比较
1．有氧呼吸和无氧呼吸过程图解
2．有氧呼吸和无氧呼吸的比较
量能量
C6H12O6――酶→__2_C__3H__6_ ＋少量能量
只在_第__一__阶__段_释放出少量的能量，生成 __少__量__A_T_P___，葡萄糖分子中的大部分能量则存留在 ____酒__精__或__乳__酸______中
判断题
1．探究酵母菌的呼吸方式时,不能用澄清的石灰水来检测CO2的产生,但可 以用重铬酸钾来检测乙醇。( ×)
典例 2 人体有氧呼吸和无氧呼吸的相同之处是( A ) ①都有葡萄糖分解成丙酮酸的阶段 ②所需的酶基本相同
③都是氧化分解有机物,释放能量的过程 ④都产生CO2 ⑤都产生了[H]
A．①③⑤
B．①③④
C．①③④⑤
D．①②③④⑤
[解析] ①有氧呼吸与无氧呼吸的第一阶段相同,都是葡萄糖分解成丙酮酸, ①正确；②有氧呼吸与无氧呼吸的反应过程不同,酶的作用具有专一性,因此酶不 同,②错误；③不论是有氧呼吸还是无氧呼吸,本质是氧化分解有机物释放能量的 过程,③正确；④人的有氧呼吸的产物是二氧化碳和水,无氧呼吸的产物是乳酸, 不产生二氧化碳,④错误；⑤有氧呼吸与无氧呼吸过程中都有[H]的产生,⑤正 确。综上所述①②③④⑤中人体有氧呼吸和无氧呼吸的相同的是①③⑤。
1．有氧呼吸过程中哪几个阶段有[H]产生？其消耗发生在哪个阶段？ 提示：有氧呼吸过程中第一、二阶段有[H]产生,其去向是与第三阶段的氧 气结合形成水。
2 ． 有 氧 呼 吸 的 生 成 物 CO2 中 的 C 和 O 分 别 来 自 哪 里 ？ 有 氧 呼 吸 的 生 成 物 H2O中的O从何而来？
3.与无氧呼吸有关的几个易错点 (1)不同生物无氧呼吸产物不同是由于催化反应的酶的种类不同,根本原因在 于控制酶合成的基因不同。 (2)大多数植物、酵母菌无氧呼吸的产物为酒精和CO2；有些高等植物的某 些器官如玉米胚、马铃薯块茎、甜菜块根等进行无氧呼吸时产生乳酸；高等动 物、人及乳酸菌的无氧呼吸只产生乳酸。 (3)无氧呼吸第一阶段产生的[H]用于还原丙酮酸。 (4)无氧呼吸只在第一阶段释放能量。