新人教版高中生物必修一《细胞呼吸的原理和应用》教学课件

液检测细胞呼吸产生的CO2。
需氧
不需氧
细胞质基质(第一阶
不 场所 段)、线粒体(第二、
细胞质基质
同
三阶段)
点 分解程度 葡萄糖彻底分解 葡萄糖不彻底分解
产物
CO2、H2O
乳酸或酒精、CO2
项目
不 同 点
能量 释放
反应
相 条件
同 点
本质
过程
有氧呼吸 大量能量
无氧呼吸 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(葡萄糖→丙酮酸)相同
三、无氧呼吸 请结合无氧呼吸的概念和过程,判断下列有关无氧呼吸 说法的正误:
√ (1)无氧呼吸发生的场所是细胞质基质。 ( )
(2)不同生物无氧呼吸的产物相同。
(×)
提示:不同生物无氧呼吸的产物不一定相同,如酵母菌
无氧呼吸的产物为酒精和二氧化碳,乳酸菌无氧呼吸的
产物是乳酸。
(3)无氧呼吸两个阶段都可以产生ATP。 ( × )
提示:无氧呼吸只在第一阶段产生ATP。 (4)无氧呼吸产物中只有酒精或乳酸。 ( × )
提示:无氧呼吸的产物是乳酸或酒精和二氧化碳。
(5)葡萄糖经无√氧呼吸后释放的能量大部分以热能的形 式散失。 ( )
四、细胞呼吸原理的应用
说出下列做法所依据的原理或目的:
(1)包扎伤口用透气的敷料:避免厌氧菌的大量繁殖。 酵母菌无氧呼吸产生酒精
(2)科学探究——制订并实施方案 探究无氧和有氧条件下酵母菌细胞呼吸的方式,除控制 有氧和无氧条件外,还应控制哪些因素? 提示:酵母菌培养液浓度、温度等。
【补偿训练】 1.下列关于“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验的叙 述,不正确的是 ( ) A.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 B.在探究有氧呼吸的实验过程中,泵入的空气应去除
(2)写出a、b、c代表的物质:
丙酮酸 a:_______;b:
_[_H_]_;c:_O_2 。
③
(3)三个阶段均释放出能量,释放能量最多的阶段是___。
3.总反应式: _C_6_H_12_O_6_+_6_H_2O_+_6_O_2______6_C_O_2+_1_2_H_2_O_+_能__量__。
【解析】选B。A项中,打开阀a,向装置内通入O2,可用 来探究有氧条件下酵母菌的呼吸方式,故正确;B项中, 经管口3取样可以检测酒精的产生情况,如果检验CO2的 产生情况,需要将管口2通入澄清的石灰水或溴麝香草 酚蓝溶液中,故错误;C项中,由于要制造无氧或有氧环 境,实验开始前必须对改装后的整个装置进行气密性检
2.两种类型:
(1)分类依据:有无_O_2 的参与,有机物是否_彻__底__氧__化__分__ _解__。
有氧呼吸和无氧呼吸 (2)类型: ___________________。
3.探究酵母菌细胞呼吸的方式: (1)酵母菌细胞呼吸的方式:
(2)呼吸产物的检测:
检测产物 CO2 酒精
试剂 澄清石灰水
第3节 细胞呼吸的原理和应用
一、细胞呼吸
1.概念:
(1)物质变化:有机物在细胞内经过一系列的氧化分解,
二氧化碳
生成_________或其他产物。
有机物
ATP
(2)能量变化:_______中稳定的化学能转化为____中活
跃的化学能。
【激疑】 人的呼吸运动和细胞呼吸是同一生理过程吗? 提示:不是。人的呼吸运动是指肺部与外界进行气体交 换的过程,细胞呼吸是在细胞内进行的分解有机物释放 能量的过程。
【思考·讨论】
1.线粒体是有氧呼吸的主要场所,试从结构与功能相适
应的角度,说明线粒体与有氧呼吸相适应的结构特点:
(生命观念)
线粒体的内膜向内折叠
(形1)成从嵴线,粒大体大内增膜加结了构线上粒分体析的:内__膜__表__面__积_____________
____________________________________。
3.细胞呼吸方式的判断方法:
(1)方法秘诀:写出反应式,找出O2消耗量和CO2产生量 之间的关系:
①有氧呼吸:C6H12O6+6O2+6H2O
6CO2+12H2O+能量
②产生酒精:C6H12O6
2C2H5OH+2CO2+少量能量
③产生乳酸:C6H12O6
2C3H6O3+少量能量
(2)依据O2消耗量和CO2产生量,具体判断如下:
条件
结论
情况1 O2消耗量=CO2产生量
只进行有氧呼吸或既进行 有氧呼吸又进行产乳酸的 无氧呼吸
情况2 O2消耗量<CO2产生量
同时进行有氧呼吸和产生 酒精的无氧呼吸
条件 情况3 不消耗O2,产生CO2 情况4 不消耗O2,不产生CO2
结论
只进行产生酒精的无氧呼 吸
只进行பைடு நூலகம்生乳酸的无氧呼 吸或细胞已死亡
【解析】(1)人体细胞的呼吸方式是有氧呼吸和产生乳 酸的无氧呼吸,即可以发生图中①②④过程。 (2)有氧呼吸过程除了图中显示的物质外,还产生了[H]。
(3)②过程中有氧呼吸的第二阶段产生CO2,发生的场所 是线粒体基质;③过程产生CO2是无氧呼吸过程,发生的 场所是细胞质基质;CO2与溴麝香草酚蓝溶液反应,出现 的变化是溶液由蓝变绿再变黄,可以用溴麝香草酚蓝溶
D.D瓶应先封口放置一段时间后再与E瓶相连,以除去瓶 中的O2
【解析】选C。由于甲组有接橡皮球(或气泵)的结构, 而乙组没有,所以甲、乙组实验探究的分别是酵母菌在 有氧、无氧条件下的呼吸方式,A项正确;甲、乙两组中 澄清的石灰水若换成溴麝香草酚蓝溶液,由于在消耗糖 的量相同的情况下,有氧呼吸产生的CO2多,则C中先变 为黄色,B项正确;由于空气中有CO2,所以加入质量分数
因为有氧呼吸和无氧呼吸均能产生CO2,所以通过观察 澄清石灰水是否变混浊不能判断酵母菌的呼吸方式,故 D项错误。
2.为了探究酵母菌细胞呼吸的方式,某同学将实验材料 和用具按下图安装好。以下关于该实验的说法,不正确 的是 ( )
A.甲组探究酵母菌的有氧呼吸,乙组探究酵母菌的无氧 呼吸 B.甲、乙两组中澄清的石灰水若换成溴麝香草酚蓝溶 液,则C中先变为黄色 C.A瓶中加入质量分数为10%的NaOH溶液是为了吸收空 气中的O2
查,故正确;D项中,管口2是出气口,将盛有澄清石灰水 的试剂瓶与管口2连通,可以检测CO2的产生情况,故正 确。
【素养·探究】——母题追问 (1)科学思维——分析与讨论 利用图中装置探究有氧条件下酵母菌细胞呼吸时,充入 瓶中的气体应为空气还是氧气?试解释原因。 提示:氧气。原因是该装置没有连通盛有氢氧化钠的锥 形瓶,不能除去空气中的二氧化碳。直接通入空气,其
(2)利用粮食生产各种酒:_______________________。 利于根细胞的有氧呼吸
(3)及时松土:___________________减__弱。呼吸作用,延 (长4)保储质藏期水果、粮食要低温、低氧:________________ _________。
(5)锻炼时提倡慢跑等有氧活动:_避__免__肌__肉__无__氧__呼__吸__产__ _生__乳__酸__。
C.实验中需控制的无关变量有温度、培养液浓度等 D.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
【解析】选D。“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验中 需要将葡萄糖溶液煮沸,目的是灭菌和去除溶液中的O2, 故A项正确;在探究有氧呼吸的实验过程中,泵入的空气 应去除CO2,是为了避免空气中的CO2对酵母菌呼吸产物 CO2的检测产生干扰,故B项正确;有无O2是实验中的自 变量,温度、培养液浓度等属于无关变量,故C项正确;
(2)从有氧呼吸所需酶的附着上分析:_线__粒__体__的__内__膜__上__ _和__基__质__中__含__有__与__有__氧__呼__吸__有__关__的__酶__。
2.酵母菌和乳酸菌无氧呼吸的产物不同,二者所含有的 酶是否完全不同?二者产物不同的根本原因分别是什 么?(科学思维) 提示:二者无氧呼吸第一阶段所需要的酶相同,但第二 阶段所需要的酶不同。二者产物不同的根本原因是二 者的遗传物质不同。
二氧化碳和水 (2)产物:_____________。
热能 (3)能量A:T释P 放能量,一部分以_____的形式释放,一部分 储存在____中。
2.过程:
(1)写出图中①②③代表有氧呼吸的对应阶段: ①:_第__一__阶__段__; ②:_第__二__阶__段__; ③:_第__三__阶__段__。
为10%的NaOH溶液是为了吸收空气中的CO2,C项错误;由 于D瓶中有空气,存在少量的O2,所以乙组D瓶先封口放 置一段时间的目的是消耗瓶中的O2以形成无氧的环 境,D项正确。
知识点二 细胞呼吸的类型及过程 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:
项目
有氧呼吸
无氧呼吸
条件
【素养案例】 将图中果酒发酵装置改装后用于探究酵母菌呼吸方式 的实验,下列相关操作错误的是 ( )
A.探究有氧条件下酵母菌呼吸方式时打开阀a B.经管口3取样检测酒精和CO2的产生情况 C.实验开始前对改装后整个装置进行气密性检查 D.改装时将盛有澄清石灰水的试剂瓶与管口2连通
【解题导引】解答本题的思维流程如下:
【思考·讨论】 1.配制酵母菌培养液时,将葡萄糖溶液先煮沸再冷却后 加入锥形瓶。(生命观念) (1)先煮沸的原因是什么? 提示:煮沸是为了除去其他杂菌,防止其他杂菌的干扰。
(2)为什么要冷却后再加入锥形瓶? 提示:冷却后再加入锥形瓶是防止高温将酵母菌杀死。
2.有氧和无氧条件下澄清的石灰水都变混浊,且有氧条 件下比无氧条件下石灰水变混浊的程度大而速度快,由 此说明什么问题?(科学思维) 提示:有氧呼吸产生的二氧化碳比无氧呼吸产生的多。
③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。
3.实验拓展: (1)若探究种子的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”的呼吸状况,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。
(4)如果有氧呼吸和无氧呼吸产生等量的CO2,则所消耗 的葡萄糖之比为__________________。
【解题导引】 (1)抓住关键:有氧呼吸与无氧呼吸第一阶段相同,都是 在细胞质基质中完成葡萄糖分解为丙酮酸的过程。 (2)识图判断:根据细胞呼吸的反应物与产物判断,图中 ①②③④分别代表的反应过程:①为有氧呼吸和无氧呼 吸的第一阶段,②为有氧呼吸的第二、三阶段,③④为
知识点一 探究酵母菌细胞呼吸的方式 1.探究过程:
2.实验分析: (1)材料分析:酵母菌必须是新鲜的,防止酵母菌因存放 时间过长而死亡,导致实验结果不明显。
(2)装置分析。 ①有氧呼吸装置必须持续通入空气,保证氧气充足。 ②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。
【素养案例】 如图为生物体内葡萄糖分解过程的图解,请回答:
(1)可在人体细胞中进行的是__________________(填 序号)。 (2)过程①和②中,除了图示的物质外,还产生了 __________________。
(3)反应②③中均产生CO2,产生场所分别为_________ _________和__________________。检测CO2,除了用澄 清石灰水外,还可用__________________溶液,现象为 _______________________________________________ _______________________________________________ _________________________________________。
溴__麝___香__草__酚__蓝__溶液 酸 _重_性_铬_条__酸件__钾下_溶的液
现象
_变__混__浊__
由蓝变绿再变黄
橙___色__变__灰__绿__色__
(3)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。
二、有氧呼吸
1.有氧呼吸: (1)反应物:_葡__萄__糖__等__有__机__物__和__O_2 。