资源简介

(共22张PPT)
细胞呼吸的原理和应用（第1课时）
第3节
第5章 细胞的能量供应和利用
新叶伸向和煦的阳光，蚱蜢觊觎绿叶的芬芳。
他们为生存而获取能量，能量在细胞里流转激荡！
>>>2019人教版高中生物学必修1课件
导入
糖类
生物体（细胞）生命活动的主要能源物质是什么？
生物体（细胞）生命活动所需要的直接能源物质是什么？
那么，糖类中储存的能量如何转化为生命活动所需要的直接能量ATP的呢？
ATP
细胞呼吸
导入
细胞内
+ 糖类
+ 水 +
能量
O2
O2
肺通气
（呼吸的现象）
呼吸器官
血液循环
血液循环
呼吸器官
CO2
气体运输
CO2
呼吸作用[细胞呼吸]
（呼吸的本质）
1、呼吸是指生物体或细胞吸入O2和呼出CO2（ 机体与环境之间O2和CO2交换）的过程。
2、呼吸作用是指细胞内的有机物氧化分解、释放能量的过程。也叫细胞呼吸。
氧化分解
为什么我们剧烈运动，呼吸频率会加快？
剧烈运动后为什么会出现肌肉酸痛的现象？
问题探讨
酵母菌细胞富含蛋白质，可以用作饲料添加剂。在培养酵母菌用作饲料添加剂时，要给培养装置通气或进行振荡，以利于酵母菌大量繁殖。在利用酵母菌生产葡萄酒时，却需要密封发酵。
1、都是培养酵母菌，为什么有的需要通气，有的却需要密封？
2、为什么通气有利于酵母菌大量繁殖？
3、在密封发酵时，酵母菌将有机物转化为酒精对它自身有什么意义？
通气可以给酵母菌提供呼吸需要的氧气，利于酵母菌进行旺盛的细胞分裂；密封则是避免空气进入，便于酵母菌在无氧条件下分解有机物产生酒精。
在有氧条件下，酵母菌分解营养物质释放的能量多，这些能量可以为酵母菌细胞进行物质代谢和细胞分裂提供充足的动力。
密封发酵时，酵母菌将有机物转化为酒精的同时，能为自己的生命活动提供少量能量。
葡萄酒发酵生产车间
探究·实践：探究酵母菌细胞呼吸的方式
酵母菌是一类单细胞真菌，在有氧和无氧的条件下都能生存，属于兼性厌氧菌，因此便于用来研究细胞呼吸的不同方式。
探究·实践：探究酵母菌细胞呼吸的方式
科学实验探究的一般过程
作出假设
提出问题
实验方案
得出结论
验证假设
进行实验
交流讨论
科学方法：对比实验
探究·实践：探究酵母菌细胞呼吸的方式
提出问题
酵母菌在什么条件下进行细胞呼吸会产生酒精？酵母菌在不同条件下进行细胞呼吸产生的CO2一样多吗？
作出假设
实验方案
分析变量：自变量、因变量、无关变量
设置对照：相互对照实验（对比实验）
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，这样的实验叫作对比实验，也叫相互对照实验。
探究·实践：探究酵母菌细胞呼吸的方式
实验思路：
分析变量：
自变量：
因变量：
无关变量：
细胞呼吸的条件
细胞呼吸的产物（CO2、酒精）
有氧
无氧
影响实验结果的可变因素，如温度、酵母菌活性、葡萄糖溶液浓度等。
分别给酵母菌提供有氧和无氧的条件，一段时间后检测其产物是否含酒精或二氧化碳。
探究·实践：探究酵母菌细胞呼吸的方式
设计实验装置
怎样控制有氧和无氧的条件？
怎样鉴定有无酒精产生？怎样鉴定有无CO2产生？如何比较CO2产生的多少？
怎样保证酵母菌在整个实验过程中能正常生活？
供选的材料和试剂
新鲜的食用酵母菌
带活塞的锥形瓶若干
连接导管若干
酵母菌培养液
澄清石灰水
溴麝香草酚蓝溶液
酸性重铬酸钾
利用提供的实验材料，设计实验装置
★ 设计时请特别关注以下问题：
探究·实践：探究酵母菌细胞呼吸的方式
组装实验装置
有氧条件装置：连通橡皮球(或气泵)，让空气间歇性地依次通过3个锥形瓶(约50 min)。再将实验装置放到25-35℃的环境中培养8-10h。
无氧条件装置：B瓶应封口放置一段时间，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶。
有氧条件装置图
无氧条件装置图
探究·实践：探究酵母菌细胞呼吸的方式
让酵母菌将B瓶中的氧气消耗掉，确保产物CO2均来自无氧呼吸。
1、有氧条件装置第一个锥形瓶中盛放的试剂是NaOH溶液，其目的是什么？
使进入A中的空气先经NaOH处理后，排除空气中CO2对实验结果的干扰。
2、无氧条件装置中B瓶放置一段时间后，才能与装有澄清石灰水的锥形瓶连通，这是为什么？
★ 讨论：上述有氧条件装置一定能排除空气中CO2对实验结果的干扰吗？无氧条件装置也一定会是无氧的条件吗？如何改进实验装置？
组装实验装置
探究·实践：探究酵母菌细胞呼吸的方式
在有氧条件装置中增设一个装有澄清石灰水的锥形瓶，以确保进入酵母菌培养液中的气体没有CO2 。
在无氧条件装置的酵母菌培养液的表层滴加适量的植物油或石蜡油，可以完全隔绝O2，以提供严格的无氧环境。
有氧条件装置图
无氧条件装置图
改进实验装置
探究·实践：探究酵母菌细胞呼吸的方式
检测CO2的产生：根据石灰水的浑浊程度或者溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变成黄色的时间长短，可以检测酵母菌培养液中CO2的产生情况。
有氧条件装置图
石灰水：
澄清→浑浊
溴麝香草酚蓝水溶液：
蓝→绿→黄
产物及鉴定
探究·实践：探究酵母菌细胞呼吸的方式
检测酒精的产生：各取2mL酵母菌培养液的滤液，分别注入2支干净的试管中。向试管中分别加入适量酸性重铬酸钾并轻轻振荡，观察试管中溶液的颜色是否由橙色变为灰绿色。
无氧条件装置图
酸性重铬酸钾溶液： 橙色 → 灰绿色
产物及鉴定
探究·实践：探究酵母菌细胞呼吸的方式
“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验视频
导入视频过大，无法上传，请自行添加，或联系作者。
探究·实践：探究酵母菌细胞呼吸的方式
一、实验目的：探究酵母菌在不同条件下细胞呼吸的方式及产物的异同
二、材料用具：食用酵母菌、气泵、量筒、锥形瓶、连接导管(玻璃管)、橡皮塞、试管、烧杯、天平、药匙、吸管等；酸性重铬酸钾溶液、溴麝香草酚蓝水溶液。
三、操作步骤：
（一）搭建有氧及无氧条件实验装置：略，详见前面的幻灯片和实验视频。
（二）配制酵母菌培养液：用天平称取2份食用酵母菌，10g/份，分别放入锥形瓶(500mL)A和B。然后，分别向A和B瓶中注入240mL质量分数为5%的葡萄糖溶液。
（三）检测的CO2 的产生：
1、用气泵向有氧条件装置中持续通入空气，无氧装置中将装有酵母菌培养液的锥形瓶封口，将有氧及无氧条件装置放到25-35℃的环境中培养一段时间（8-10h），然后记录并比较两套装置中澄清石灰水变浑浊的程度，判断酵母菌培养液在有氧条件和无氧条件下CO2 的产生情况。
2、取2支试管，编号为1和2，分别加入2mL溴麝香草酚蓝水溶液，将有氧和无氧条件装置中放置酵母菌的锥形瓶连接玻璃管，分别接入编号为1和2的试管，一段时间后对比观察2支试管中溶液颜色的变化。
（四）检测酒精的产生：取2支试管，编号为1和2，向试管1中加入2mL B瓶中酵母菌液，试管2中加入2mL A瓶中酵母菌液，再分别加入0.5mL酸性重铬酸钾溶液，轻轻震荡，使其均匀混合，一段时间后观察试管中溶液颜色的变化。
需加热并冷却再使用，为什么
还有没有其他检测方法
探究·实践：探究酵母菌细胞呼吸的方式
四、实验结果：探究酵母菌在不同条件下细胞呼吸的方式及产物的异同
五、实验结论：
酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸。在有氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生大量的CO2和水；在无氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生酒精和少量的CO2。
观察项目 有氧装置 无氧装置
澄清石灰水 变浑浊程度/浑浊出现时间 浑浊程度高/快 浑浊程度低/慢
溴麝香草酚蓝溶液 颜色变化所需时间 时间短 （蓝→绿→黄） 时间长
（蓝→绿→黄）
酸性重铬酸钾检验情况 无颜色变化 橙色→灰绿色
细胞呼吸的类型
科学家根据大量的实验结果得出结论：
细胞呼吸可分为
有氧呼吸 和 无氧呼吸 两种类型。
下节课我们继续学习...
第5章 第3节
下节课继续学习
细胞呼吸的原理和应用(第2课时)
小试牛刀
1、下列有关“探究酵母菌的呼吸方式”实验的叙述，不正确的是（ ）
D
A. 二氧化碳可使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄
B. 在探究有氧呼吸的实验过程中,泵入的空气应去除CO2
C. 实验中需控制的无关变量有温度、pH、培养液浓度等
D. 若澄清石灰水变混浊则说明酵母菌的呼吸方式为有氧呼吸
2、 将酵母菌培养液进行离心处理。把沉淀的酵母菌破碎后，再次离心处理为只含有酵母菌细胞质基质的上清液和只含有酵母菌细胞器的沉淀物两部分，与未离心处理的酵母菌培养液分别放入甲、乙、丙3支试管中，并向这三支试管内同时滴入等量、等浓度的葡萄糖溶液。在有氧条件下，最终能产生CO2和H2O的试管是（ ）
A. 甲 B. 丙 C. 甲和乙 D. 丙和乙
B
3、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（ ）
C
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. 反应完毕若向B瓶和E瓶中加入酸性重铬酸钾溶液，则E瓶内的溶液会变黄
C. 可根据溴麝香草酚蓝溶液变黄的时间长短，来定量检测CO2的产生速率
D. C瓶和F瓶中溶液都变混浊，澄清石灰水的作用不同
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;反应完毕若向B瓶和E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E瓶内的溶液会变灰绿色;C瓶和F瓶中澄清石灰水的作用都是用来检测CO2。
小试牛刀
4、如图所示，甲、乙两瓶盛有等量相同浓度的葡萄糖溶液，溶液内同时加入足量同种酵母菌，甲瓶内液体不断通入N2，乙瓶内不断通入O2，1h后，测定两瓶溶液的pH，结果是（ ）
解析：甲和乙中均可能产生CO2,但由于乙中进行的是有氧呼吸,产生的CO2较多,所以乙中的酸性更强。
A. 乙的pH高于甲
B. 甲的pH下降，乙的上升
C. 甲的pH上升，乙的下降
D. 乙的pH低于甲
D
小试牛刀

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