【公开课课件】第5章 第3节 第1课时 细胞呼吸的原理和应用 课件【新教材】人教版(2019)必修一(共50张PPT)

生物学(必修1 · 分子与细胞 RJ)
二、有氧呼吸
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(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。( √ )
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思考： 1．利用课本酵母菌呼吸方式实验装置，设计实验，比较有氧呼吸与 无氧呼吸能量释放的多少？ 提示：在A、B瓶增加温度计，加入等量的酵母菌、葡萄糖培养液 等，相同条件下观察比较温度计刻度上升情况。 2．酿酒业常用的菌种是酵母菌，发酵池往往封入一部分空气，为什 么？ 提示：酵母菌是兼性厌氧菌，有氧时进行有氧呼吸，大量繁殖获得 大量菌种，把氧气耗尽，然后进行无氧呼吸产生酒精。
(2) 有 氧 呼 吸 的 主 要 场 所 是 ___线__粒__体___ ； 进 入 该 场 所 的 呼 吸 底 物 是 ___丙__酮__酸___；释放的CO2是在第___二___阶段产生的；H2O是在第___三___阶 段形成的；产生能量最多的是第___三___阶段。
(3)有氧呼吸中O2的作用是_与__[_H__]结__合__生__成__H__2_O_，__产__生__大__量__的__能__量___， 写出有氧呼吸的总反应式：C__6H__1_2O__6＋__6_H__2_O_＋__6_O__2―__―酶__→__6_C_O__2_＋__1_2_H_2_O_＋__ _能__量___。
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2．探究过程 提出问题：酵母菌使葡萄糖发酵产生酒精是在有氧还是无氧条件
下；酵母菌在有氧和无氧条件下细胞呼吸的产物是什 么？ ↓ 作出假设：针对上述问题，根据已有的知识和生活经验(如酵母菌可 用于酿酒、发面等)作出合理的假设
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特别提醒：反应式中左右两边的水不能抵消，原因是左边的水是用 于生成[H]和部分CO2的，而右边的水分子中的氧原子全部来自O2。CO2 中的氧原子一半来自C6H12O6，一半来自参与反应的水分子。
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4．有氧呼吸过程中的产能及能量利用率 (1)产能： 12m8o7l0葡k萄J 糖―呼有―吸氧→3大2量m的ol 热AT量P――→→为维各持项体生温命的活恒动定供等能1 899727..7228kkJJ (2)能量利用率：葡萄糖有氧分解时，能量利用率为927787.208×100%≈ 34.05%，还有约 65.95%的能量以热能的形式散失。
变式训练
2．(2019·南京一中月考)下图是有 氧呼吸过程的图解，据图回答(1)～(3) 题：
(1) 有 氧 呼 吸 是 从 __葡___萄__糖___ 的 氧 化 分 解 开 始 的 ， 全 过 程 分 为 __三____ 个 阶段。
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不同，理解细胞呼吸的本质。
系。
2.概述有氧呼吸的三个阶段，写出有氧呼吸的反 2.科学思维——分析与综合：分析有氧呼吸的三个阶段，理解
应式。
细胞呼吸的实质。
3.探究酵母菌细胞呼吸的方式，学会控制和检测 3.科学探究——根据实验目的，设计探究酵母菌细胞呼吸方式
实验变量。
的实验装置，实施方案，观察实验结果，得出正确结论。
课内探究·名师点睛
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一 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。
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(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。
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，取A瓶中培养液加入重铬酸钾检验酒精的产生，D错误。
第5章
细胞的能量供应和利用
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第3节 细胞呼吸的原理和应用
第1课时 细胞呼吸的方式和有氧呼吸过程
课标要求
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核心素养
1.分析细胞呼吸和有机燃料燃烧产生能量过程的 1.生命观念——结构与功能观：线粒体结构与细胞呼吸的关
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3 ． 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，其去向是在第三阶 段与氧气结合形成水。
4．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？
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解析：对照图解分析有氧呼吸过程。第一阶段发生在细胞质基质 中，1分子葡萄糖分解为2分子的丙酮酸，同时产生[H]和少量能量；第二 阶段发生在线粒体基质中，丙酮酸和水彻底分解为CO2，同时产生[H]和 少量能量；第三阶段发生在线粒体内膜上，[H]和O2结合生成H2O，同时 产生大量能量。
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典例剖析
典例 1 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
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二 有氧呼吸
1．线粒体的结构(如图所示)
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(1)双层膜外 内膜膜：：使有许线多粒种体与与有周氧围呼的吸细有胞关质的基酶质分开 (2)嵴：由内膜的某些部位向内腔折叠形成。嵴使内膜的表面积大大 增加，更有利于有氧呼吸的进行。 (3)基质：嵴的周围充满液态的基质。线粒体基质中含有少量的 DNA 和 RNA，含有许多种与有氧呼吸有关的酶。
(2)只检测有无CO2产生即可确定酵母菌的呼吸方式。 ( × ) (3)根据石灰水变混浊的程度可以确定CO2产生量的多少。 ( √ ) (4)酒 精 在 中 性 或 酸 性 条 件 下 与 重 铬 酸 钾 溶 液 反 应 产 生 灰 绿 色 。 (×) (5)有氧呼吸的过程只发生在线粒体内。 ( × )
知识导图
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新知预习·双基夯实 学霸记忆·素养积累 课内探究·名师点睛 指点迷津·拨云见日 训练巩固·课堂达标 夯基提能作业
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新知预习·双基夯实
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一、探究酵母菌细胞呼吸的方式
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2．有氧呼吸的概念及实质 (1) 概 念 ： 有 氧 呼 吸 是 指 细 胞 在 氧 的 参 与 下 ， 通 过 多 种 酶 的 催 化 作 用，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生二氧化碳和水，释放能量， 生成大量ATP的过程。 (2)实质：细胞在O2的参与下，氧化分解有机物，释放能量，供给生 命活动的需要。
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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、溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿 再变黄；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。
3．有氧呼吸的过程
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有氧呼吸过程
第一阶段
场所
wenku.baidu.com
细胞质基质
反应物 产物
是否需氧
葡萄糖(C6H12O6) 丙酮酸＋[H] 不需氧
第二阶段 线粒体基质 丙酮酸(C3H4O3)＋H2O CO2＋[H]
不需氧
第三阶段 线粒体内膜
[H]＋O2 H2O 需氧
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(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。
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(6)有氧呼吸三个阶段所需要的酶是相同的。( × ) (7) 有 氧 呼 吸 的 三 个 阶 段 均 可 产 生 ATP ， 但 第 三 阶 段 产 生 的 最 多 。 (√ ) (8)有氧呼吸产生的[H]在线粒体基质中与氧结合生成水。( × ) (9)有氧呼吸的第三阶段既消耗水又产生水。( × ) (10)需氧型细菌有氧呼吸的主要场所是线粒体。( × )
变式训练
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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
有氧呼吸过程 第一阶段
第二阶段
第三阶段
产生 ATP 数量 少量(2 mol) 少量(2 mol) 大量(28 mol)
反应式
C6H12O6――酶→ C3H4O3＋3H2O 24[H]＋6O2 2C3H4O3＋4[H] ――酶→3CO2＋ ――酶→12H2O
＋能量
10[H]＋能量 ＋能量
总反应式及各 元素的去向
提示：有氧呼吸的生成物CO2中的C来自葡萄糖，O来自葡萄糖和 水。有氧呼吸的生成物H2O中的O来自氧气。
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1．CO2 可使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄。 2．橙色的重铬酸钾溶液在酸性条件下可与酒精发生化学反应，变成 灰绿色。 3．有氧呼吸的反应式为：C6H12O6＋6O2＋6H2O――酶→6CO2＋12H2O ＋能量。
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1甲、乙两装置中石灰水都变混浊，且甲中混浊程度
实验现象 大且快 22号试管中溶液由橙色变成灰绿色，1号试管不变色
↓
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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。
典例剖析
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典例 2 (2020·河北定州中学高一月考)如图表示有氧呼吸过程，下 列有关说法正确的是( D )
A．①②④中数值最大的是① C．线粒体能完成图示全过程
B．③代表的物质名称是氧气 D．原核生物能完成图示全过程
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解析：有氧呼吸过程中第三阶段释放的能量最多，即图中的④，A错 误；③是有氧呼吸第二阶段的反应物——水，B错误；有氧呼吸第一阶段的 场所是细胞质基质，C错误；原核细胞没有线粒体，但是可以进行有氧呼 吸，如蓝细菌，故原核生物能完成图示全过程，D正确。