生物 第5章 细胞的能量供应和利用 第3节 ATP的主要来源—细胞呼吸 第1课时 探究酵母菌细胞呼吸的方式、有氧呼吸 新人教版必修1.ppt

第第3 3节节ATPATP的主要来源的主要来源细胞呼吸细胞呼吸第第1 1课时探究酵母菌细胞呼吸的方式、课时探究酵母菌细胞呼吸的方式、有氧呼吸有氧呼吸自主学习自主学习凝练素养凝练素养自主学习自主学习 读教材读教材学基础学基础一、细胞呼吸一、细胞呼吸请仔细阅读教材第请仔细阅读教材第9191页页,完成下面的问题。完成下面的问题。1.1.概念概念(1)(1)物质变化物质变化:有机物氧化分解有机物氧化分解,生成生成 。(2)(2)能量变化能量变化:释放出能量并生成释放出能量并生成 。2.2.类型类型:根据根据 ,可分为可分为 和无氧呼吸两种类型。和无氧呼吸两种类型。二、探究酵母菌细胞呼吸的方式二、探究酵母菌细胞呼吸的方式请仔细阅读教材第请仔细阅读教材第91919393页页“细胞呼吸的方式细胞呼吸的方式”,完成下面的问题。完成下面的问题。1.1.酵母菌作为实验材料的原因酵母菌作为实验材料的原因:在在 的条件下都能生存的条件下都能生存,属于属于兼性厌氧菌。兼性厌氧菌。二氧化碳或其他产物二氧化碳或其他产物ATPATP是否需要氧气是否需要氧气有氧呼吸有氧呼吸有氧和无氧有氧和无氧2.2.呼吸产物的检测呼吸产物的检测检测产检测产物物试剂试剂现现象象COCO2 2澄清石灰水澄清石灰水石灰水石灰水变浑浊变浑浊 水溶液水溶液由由蓝变蓝变 再再变变 .酒精酒精 溶液溶液橙色橙色变变 色色溴麝香草酚蓝溴麝香草酚蓝绿绿黄黄重铬酸钾重铬酸钾灰绿灰绿3.3.实验结论实验结论(1)(1)酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行 。(2)(2)在有氧条件下在有氧条件下,酵母菌通过细胞呼吸产生大量酵母菌通过细胞呼吸产生大量 。(3)(3)在无氧条件下在无氧条件下,酵母菌通过细胞呼吸产生酵母菌通过细胞呼吸产生 ,还产生少量的还产生少量的 。细胞呼吸细胞呼吸COCO2 2和水和水酒精酒精COCO2 2判断判断(1)(1)细胞呼吸的产物都是细胞呼吸的产物都是COCO2 2和和H H2 2O O。()(2)(2)检测检测CO2CO2的产生除澄清的石灰水外的产生除澄清的石灰水外,还可以用溴麝香草酚蓝水溶液。还可以用溴麝香草酚蓝水溶液。()(3)(3)酵母菌无氧呼吸会产生酒精和水。酵母菌无氧呼吸会产生酒精和水。()(4)(4)在酸性条件下酒精与橙色的重铬酸钾反应变成灰绿色。在酸性条件下酒精与橙色的重铬酸钾反应变成灰绿色。()三、有氧呼吸三、有氧呼吸请仔细阅读教材第请仔细阅读教材第93939494页页“有氧呼吸有氧呼吸”,完成下面的问题。完成下面的问题。COCO2 2、H H2 2O O氧氧大量大量2.2.场所及过程场所及过程细胞质基质细胞质基质少量少量线粒体基质线粒体基质少量少量线粒体内膜线粒体内膜大量大量据图可知据图可知:(1)(1)主要场所主要场所:。(2)(2)总反应式总反应式:C:C6 6H H1212O O6 6+6O+6O2 2+6H+6H2 2O 6COO 6CO2 2+12H+12H2 2O+O+能量。能量。(3)(3)特点特点必要条件必要条件:有有 参与参与,多种多种 催化催化。过程特点过程特点:能量是能量是 的的,有机物有机物 。选择选择在生物体内有机物氧化分解的全过程中在生物体内有机物氧化分解的全过程中,完全在线粒体基质中进行的是完全在线粒体基质中进行的是()A.A.葡萄糖和葡萄糖和O O2 2反应生成反应生成COCO2 2和水和水B.B.丙酮酸和水形成丙酮酸和水形成COCO2 2和和HHC.HC.H和和O O2 2结合生成水结合生成水D.D.葡萄糖产生丙酮酸和葡萄糖产生丙酮酸和HH线粒体线粒体逐步释放逐步释放彻底氧化分解彻底氧化分解B B氧氧酶酶主题一主题一凝练素养凝练素养 解难题解难题提能力提能力探究酵母菌细胞呼吸的方式探究酵母菌细胞呼吸的方式教师参考教师参考问题引领问题引领:1.1.探究酵母菌细胞呼吸的方式的实验中探究酵母菌细胞呼吸的方式的实验中,自变量和因变量分别是自变量和因变量分别是什么什么?2.2.如何营造有氧和无氧条件如何营造有氧和无氧条件?1.1.实验课题的分析实验课题的分析(1)(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。吸的情况。(2)(2)根根据据检检测测目目的的不不同同,可可细细化化为为两两个个子子课课题题:在在有有氧氧和和无无氧氧条条件件下下酵酵母母菌菌细细胞胞呼呼吸吸产产生生COCO2 2的的多多少少;在在有有氧氧和和无无氧氧条条件件下下酵酵母母菌菌细细胞胞呼呼吸吸是是否否产产生生酒精。具体分析如下酒精。具体分析如下:课题课题名称名称课题课题一一课题课题二二自自变变量量有氧和无氧有氧和无氧有氧和无氧有氧和无氧因因变变量量产产生的生的COCO2 2的多少的多少酒精的有无酒精的有无观测观测指指标标澄清石灰水澄清石灰水变浑浊变浑浊的程度的程度重重铬铬酸酸钾钾溶液的溶液的颜颜色色变变化化无关无关变变量量温度、温度、营营养物养物质质、空气中的、空气中的COCO2 2(用碱性溶液吸收空气用碱性溶液吸收空气中的中的COCO2 2)实验结论实验结论在有氧条件下酵母菌在有氧条件下酵母菌产产生的生的COCO2 2比无氧条件下多比无氧条件下多在无氧条件下酵母菌在无氧条件下酵母菌产产生酒精生酒精,而在有氧条而在有氧条件下不件下不产产生酒精生酒精2.2.实验装置的分析实验装置的分析(1)(1)第一组装置中的第一个锥形瓶中盛放的试剂是第一组装置中的第一个锥形瓶中盛放的试剂是NaOHNaOH溶液溶液,其目的是使进其目的是使进入入A A中的空气先经中的空气先经NaOHNaOH溶液处理溶液处理,排除空气中排除空气中COCO2 2对实验结果的干扰。对实验结果的干扰。(2)(2)第二组装置中第二组装置中B B瓶放置一段时间后瓶放置一段时间后,才能与装有澄清石灰水的锥形瓶连接才能与装有澄清石灰水的锥形瓶连接,其目的是让酵母菌将其目的是让酵母菌将B B瓶中的氧气消耗掉瓶中的氧气消耗掉,确保产物确保产物COCO2 2均来自无氧呼吸。均来自无氧呼吸。3.3.实验中注意事项实验中注意事项(1)(1)配制酵母菌培养液时配制酵母菌培养液时,必须将煮沸的葡萄糖溶液冷却到常温必须将煮沸的葡萄糖溶液冷却到常温,才可加入新才可加入新鲜食用酵母菌。鲜食用酵母菌。(2)(2)有氧条件装置必须持续通入空气有氧条件装置必须持续通入空气,保证氧气的充足。保证氧气的充足。【典例典例1 1】(20172017湖北武汉期末湖北武汉期末)下图为下图为“探究酵母菌的呼吸方式探究酵母菌的呼吸方式”的实的实验装置验装置,有关叙述正确的是有关叙述正确的是()A.A.该实验需设置有氧和无氧两种条件的对比实验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其中乙组作为对照组B.B.若向若向B B瓶和瓶和E E瓶中加入酸性重铬酸钾溶液瓶中加入酸性重铬酸钾溶液,则则E E瓶内的溶液会变黄瓶内的溶液会变黄C.C.可根据溴麝香草酚蓝水溶液变黄的时间长短可根据溴麝香草酚蓝水溶液变黄的时间长短,来定量检测来定量检测COCO2 2的产生速率的产生速率D.CD.C瓶和瓶和F F瓶中溶液都变浑浊瓶中溶液都变浑浊,澄清石灰水的作用不同澄清石灰水的作用不同解解析析:该该实实验验需需设设置置有有氧氧和和无无氧氧两两种种条条件件的的对对比比实实验验,甲甲、乙乙组组互互为为对对照照组组;若若向向B B瓶瓶和和E E瓶瓶中中加加入入酸酸性性重重铬铬酸酸钾钾溶溶液液,由由于于只只有有无无氧氧呼呼吸吸才才会会产产生生酒酒精精,所所以以E E瓶瓶内内的的溶溶液液会会变变灰灰绿绿色色;C;C瓶瓶和和E E瓶瓶中中澄澄清清石石灰灰水水的的作作用用都都是是用用来检测来检测COCO2 2。答案答案:C C易错提醒易错提醒 对比实验是指设置两个或两个以上的实验组对比实验是指设置两个或两个以上的实验组,通过对结果的比通过对结果的比较分析较分析,来探究某种因素与实验对象的关系。对比实验不设对照组来探究某种因素与实验对象的关系。对比实验不设对照组,均为实均为实验组验组(或互为实验组和对照组或互为实验组和对照组)是对照实验的一种特殊形式是对照实验的一种特殊形式,即相当于即相当于“相相互对照互对照”。备选例题备选例题(2017(2017江西赣州月考江西赣州月考)下列有关酵母菌细胞呼吸方式的探究实验下列有关酵母菌细胞呼吸方式的探究实验,下列下列叙述错误的是叙述错误的是()A.A.用酵母菌来研究细胞呼吸不同方式的原因之一是酵母菌属于兼性厌用酵母菌来研究细胞呼吸不同方式的原因之一是酵母菌属于兼性厌氧菌氧菌B.B.依据石灰水浑浊程度和速度可以判断培养液中酵母菌的呼吸方式依据石灰水浑浊程度和速度可以判断培养液中酵母菌的呼吸方式C.C.溴麝香草酚蓝水溶液可用来检验溴麝香草酚蓝水溶液可用来检验COCO2 2D.D.检验是否有酒精产生的方法是直接向培养液中加入橙色的重铬酸钾检验是否有酒精产生的方法是直接向培养液中加入橙色的重铬酸钾溶液溶液D D解解析析:酵酵母母菌菌属属于于兼兼性性厌厌氧氧菌菌,可可作作为为探探究究细细胞胞呼呼吸吸方方式式的的材材料料,且且有有氧氧呼呼吸吸产产生生二二氧氧化化碳碳的的量量比比无无氧氧呼呼吸吸多多;可可用用澄澄清清石石灰灰水水或或溴溴麝麝香香草草酚酚蓝蓝水水溶溶液液来来检检验验CO2;CO2;检检验验是是否否有有酒酒精精产产生生的的方方法法是是吸吸取取少少量量培培养养液液置置于于试试管管中中,再再向向试试管管中中加加入入酸酸性性重重铬铬酸酸钾钾溶溶液液,而而不不是是直直接接向向培培养养液液中中加加入入橙橙色的重铬酸钾溶液。色的重铬酸钾溶液。【题组演练题组演练】1.(1.(20172017新疆石河子月考新疆石河子月考)在检测酵母细胞呼吸产物时在检测酵母细胞呼吸产物时,常用到的一些特常用到的一些特殊的颜色反应殊的颜色反应,下列描述不正确的是下列描述不正确的是()A.COA.CO2 2可使澄清的石灰水变浑浊可使澄清的石灰水变浑浊B.COB.CO2 2可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄C.C.乙醇在碱性条件下能与灰绿色的重铬酸钾溶液反应变成橙色乙醇在碱性条件下能与灰绿色的重铬酸钾溶液反应变成橙色D.D.乙醇在酸性条件下能与橙色的重铬酸钾溶液反应变成灰绿色乙醇在酸性条件下能与橙色的重铬酸钾溶液反应变成灰绿色C C解析解析:检验乙醇是在酸性条件下检验乙醇是在酸性条件下,能与橙色的重铬酸钾溶液反应变成能与橙色的重铬酸钾溶液反应变成灰绿色。灰绿色。2.(2.(20172017四川南充期末四川南充期末)为了探究酵母菌细胞呼吸的方式为了探究酵母菌细胞呼吸的方式,某同学将实验某同学将实验材料和用具按下图所示安装好。以下关于该实验的说法材料和用具按下图所示安装好。以下关于该实验的说法,错误的是错误的是()C CA.A.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B.B.加入质量分数为加入质量分数为10%10%的的NaOHNaOH溶液是为了吸收空气中的溶液是为了吸收空气中的COCO2 2C.C.为保证实验结果的准确可靠为保证实验结果的准确可靠,甲、乙两组均需在黑暗中进行甲、乙两组均需在黑暗中进行D.D.乙组乙组b b瓶先封口放置一段时间的目的是消耗瓶中的瓶先封口放置一段时间的目的是消耗瓶中的O O2 2以形成无氧的环境以形成无氧的环境解解析析:由由于于甲甲组组有有接接气气泵泵的的结结构构,而而乙乙组组没没有有,所所以以甲甲、乙乙组组实实验验探探究究的的分分别别是是酵酵母母菌菌在在有有氧氧、无无氧氧条条件件下下的的呼呼吸吸方方式式;由由于于空空气气中中有有COCO2 2,所所以以加加入入质质量量分分数数为为10%10%的的NaOHNaOH溶溶液液是是为为了了吸吸收收空空气气中中的的COCO2 2,光光照照或或黑黑暗暗对对酵酵母母菌菌的的细细胞胞呼呼吸吸无无影影响响;由由于于b b瓶瓶中中有有空空气气,存存在在少少量量的的O O2 2,所所以以乙乙组组b b瓶瓶先先封封口口放放置置一一段段时时间间的的目目的的是是消消耗耗瓶瓶中中的的O O2 2以以形形成成无无氧氧的的环境。环境。主题二主题二有氧呼吸的过程有氧呼吸的过程【典例典例2 2】(20172017新疆哈密月考新疆哈密月考)下图表示有氧呼吸过程下图表示有氧呼吸过程,下列有关说下列有关说法正确的是法正确的是()A.A.中数值最大的是中数值最大的是B.B.代表的物质名称是氧气代表的物质名称是氧气C.C.线粒体能完成图示全过程线粒体能完成图示全过程D.D.硝化细菌能完成图示全过程硝化细菌能完成图示全过程解解析析:是是有有氧氧呼呼吸吸第第一一阶阶段段释释放放的的能能量量,是是有有氧氧呼呼吸吸第第二二阶阶段段释释放放的的能能量量,是是有有氧氧呼呼吸吸第第三三阶阶段段释释放放的的能能量量,其其中中有有氧氧呼呼吸吸第第三三阶阶段段释释放放的的能能量量最最多多;所所在在的的过过程程表表示示的的是是有有氧氧呼呼吸吸的的第第二二阶阶段段,反反应应物物是是丙丙酮酮酸酸和和水水分分子子,所所以以代代表表水水分分子子;有有氧氧呼呼吸吸的的场场所所是是细细胞胞质质基基质质和和线线粒粒体体,线线粒粒体体只只能能完完成成有有氧氧呼呼吸吸的的第第二二阶阶段段和和第第三三阶阶段段;硝硝化化细细菌菌属属于于需需氧氧型型的的生生物物,虽虽然然没没有有线线粒粒体体,但但是是含含有有与与有有氧氧呼呼吸吸有有关关的的酶酶,所以能够完成图示全过程。所以能够完成图示全过程。答案答案:D D易错提醒易错提醒 (1)(1)线粒体是细胞有氧呼吸的主要场所线粒体是细胞有氧呼吸的主要场所,而非唯一场所而非唯一场所,因为因为有氧呼吸的第一阶段是在细胞质基质中完成的。有氧呼吸的第一阶段是在细胞质基质中完成的。(2)(2)线线粒粒体体内内不不能能直直接接将将葡葡萄萄糖糖分分解解。葡葡萄萄糖糖需需在在细细胞胞质质基基质质中中分分解解为为丙丙酮酸和酮酸和HH后后,丙酮酸才能在线粒体中被进一步分解。丙酮酸才能在线粒体中被进一步分解。(3)(3)线线粒粒体体是是细细胞胞进进行行有有氧氧呼呼吸吸的的充充分分但但非非必必要要条条件件,如如大大肠肠杆杆菌菌(原原核核生生物物)无线粒体无线粒体,但能进行有氧呼吸。但能进行有氧呼吸。【题组演练题组演练】1.(1.(20172017江西赣州月考江西赣州月考)关于有氧呼吸的叙述不正确的是关于有氧呼吸的叙述不正确的是()A.A.三个阶段都产生能量三个阶段都产生能量 B.B.三个阶段都能合成三个阶段都能合成ATPATPC.C.三个阶段都需要酶催化三个阶段都需要酶催化 D.D.三个阶段都产生三个阶段都产生HHD D解析解析:有氧呼吸的三个阶段都要释放能量并产生有氧呼吸的三个阶段都要释放能量并产生ATP,ATP,有氧呼吸三个阶有氧呼吸三个阶段都需要相关的酶催化段都需要相关的酶催化;有氧呼吸第一、二阶段产生有氧呼吸第一、二阶段产生H,H,第三阶段利第三阶段利用前两个阶段的用前两个阶段的HH与氧气结合生成水。与氧气结合生成水。2.2.在有氧呼吸过程中在有氧呼吸过程中,进入细胞的氧将进入细胞的氧将()与氢结合生成水与氢结合生成水与碳结合生成二氧化碳与碳结合生成二氧化碳在线粒体中被消耗在线粒体中被消耗在线粒体与细胞质基质中被消耗在线粒体与细胞质基质中被消耗A.A.B.B.C.C.D.D.解解析析:在在有有氧氧呼呼吸吸的的第第三三阶阶段段,进进入入细细胞胞的的氧氧将将与与氢氢结结合合生生成成水水,此此过过程程发发生在线粒体内膜上生在线粒体内膜上。A A3.(3.(20172017广广东东汕汕头头期期末末)提提取取鼠鼠肝肝细细胞胞的的线线粒粒体体为为实实验验材材料料,向向盛盛有有线线粒粒体体的的试试管管中中注注入入丙丙酮酮酸酸时时,测测得得氧氧的的消消耗耗量量很很大大;当当注注入入葡葡萄萄糖糖时时,测测得得氧氧的的消消耗耗量量几几乎乎为为零零;同同时时注注入入细细胞胞质质基基质质和和葡葡萄萄糖糖时时,氧氧消消耗耗量量又又较较大大。对对上上述述实实验验结结果果的的解解释释不不正正确确的是的是()A.A.丙酮酸彻底分解和水的生成过程都是在线粒体内进行的丙酮酸彻底分解和水的生成过程都是在线粒体内进行的B.B.在线粒体内不能完成葡萄糖的分解在线粒体内不能完成葡萄糖的分解,但能完成丙酮酸的分解但能完成丙酮酸的分解C.C.葡萄糖分解成丙酮酸是在细胞质基质中完成的葡萄糖分解成丙酮酸是在细胞质基质中完成的D.D.有氧呼吸中有氧呼吸中,水的参与和生成都是在细胞质基质中进行的水的参与和生成都是在细胞质基质中进行的解解析析:丙丙酮酮酸酸彻彻底底氧氧化化分分解解生生成成二二氧氧化化碳碳是是有有氧氧呼呼吸吸的的第第二二阶阶段段,在在线线粒粒体体基基质质中中完完成成,生生成成水水在在线线粒粒体体内内膜膜上上完完成成;葡葡萄萄糖糖分分解解成成丙丙酮酮酸酸是是在在细细胞胞质质基基质质中中进进行行,不不能能在在线线粒粒体体中中进进行行,在在线线粒粒体体内内能能完完成成丙丙酮酮酸酸的的分分解解;葡葡萄萄糖糖分分解解成成丙丙酮酮酸酸是是有有氧氧呼呼吸吸的的第第一一阶阶段段,在在细细胞胞质质基基质质中中进进行行;小小鼠鼠肝肝细细胞胞有有氧氧呼呼吸吸过过程程中中,水水的的参参与与和生成都是在线粒体中进行的。和生成都是在线粒体中进行的。D D形成学科核心素养形成学科核心素养(一一)重要生物学概念重要生物学概念1.1.细细胞胞呼呼吸吸是是指指有有机机物物在在细细胞胞内内经经过过一一系系列列的的氧氧化化分分解解,生生成成二二氧氧化化碳碳或或其其他产物他产物,释放出能量并生成释放出能量并生成ATPATP的过程。的过程。2.“2.“探探究究酵酵母母菌菌细细胞胞呼呼吸吸的的方方式式”实实验验表表明明,酵酵母母菌菌既既可可以以在在有有氧氧条条件件下下进进行行有有氧氧呼呼吸吸又又可可以以在在无无氧氧条条件件下下进进行行无无氧氧呼呼吸吸,即即细细胞胞呼呼吸吸的的类类型型分分为为有有氧呼吸和无氧呼吸氧呼吸和无氧呼吸。3.3.线粒体是真核细胞进行有氧呼吸的重要场所。线粒体是真核细胞进行有氧呼吸的重要场所。4.4.有有氧氧呼呼吸吸的的全全过过程程十十分分复复杂杂,可可以以概概括括地地分分为为三三个个阶阶段段,每每一一阶阶段段的的化化学学反应都有能量的释放。反应都有能量的释放。5.5.有氧呼吸的反应式可简写成有氧呼吸的反应式可简写成:C:C6 6H H1212O O6 6+6O+6O2 2+6H+6H2 2O 6COO 6CO2 2+12H+12H2 2O+O+能量。能量。(二二)学科核心素养学科核心素养1.1.生命观念生命观念:形成形成“线粒体的结构与有氧呼吸相适应线粒体的结构与有氧呼吸相适应”的结构与功能观。的结构与功能观。2.2.理性思维理性思维:运用归纳与概括的方法运用归纳与概括的方法,总结有氧呼吸的过程。总结有氧呼吸的过程。3.3.科学探究科学探究:学会基于生物学事实提出问题学会基于生物学事实提出问题,作出假设作出假设;能根据假设确定实能根据假设确定实验的总体思路和细化实验方案验的总体思路和细化实验方案,学会设置对比实验学会设置对比实验,分析实验结果。分析实验结果。(三三)网络构建网络构建请尝试构建本课时知识网络。请尝试构建本课时知识网络。