5.3 细胞呼吸的原理和应用 课件人教版(2019)高中生物必修一(共52张PPT)

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探究点一
探究点二
探究点三
1.本实验的实验原理是什么?
答案:(1)酵母菌:酵母菌是一种单细胞真菌,其代谢类型是兼性厌 氧型,可用于研究细胞呼吸的不同方式。
(2)细胞呼吸产物的检测
CO2可使澄清石灰水变混浊 ①CO2 的检测 CO2可使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿
再变黄
②酒精的检测:在酸性条件下,橙色的重铬酸钾溶液会与酒精发
答案:C
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探究点一
探究点二
探究点三
活学活练
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
第3节 细胞呼吸的原理和应用
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学习 目标
1.通过设计和实施应用控制变量法探究酵母菌呼吸方式 的实验,总结细胞呼吸的类型。 2.通过对有氧呼吸相关实验的资料分析,阐明有氧呼吸过 程中物质与能量的变化。
3.通过表格归纳,厘清有氧呼吸与无氧呼吸过程的异同,归 纳细胞呼吸的概念,阐明细胞呼吸的实质和意义。 4.关注细胞呼吸原理在生产生活实际中的应用。
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(3)总反应式: ①乳酸发酵:C6H12O6 ②酒精发酵:C6H12O6
2C3H6O3(乳酸)+少量能量。 2C2H5OH(酒精)+2CO2+少量能量。
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预习反馈 1.判断正误。 (1)无氧呼吸的全过程都在细胞质基质中进行。( √ ) (2)无氧呼吸的两个阶段都能产生ATP。( × ) (3)不同生物的无氧呼吸所需要的酶都是相同的。 ( × ) (4)发酵是指酵母菌、乳酸菌等微生物的无氧呼吸,根据其产物不 同又分为酒精发酵和乳酸发酵。( √ )
D.若c瓶和e瓶中溶液都变混浊,不能据此判断酵母菌的呼吸方式
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探究点一
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探究点三
解析:该对比实验两组都未知实验结果,都是实验组, A项错误。d 瓶内酵母菌进行无氧呼吸,生成酒精,其在酸性条件下与重铬酸钾 溶液反应,呈灰绿色;b瓶内酵母菌进行有氧呼吸,不生成酒精,无灰 绿色出现,B项错误。b瓶内酵母菌进行有氧呼吸,产生CO2较多,溴 麝香草酚蓝溶液变黄的时间较短(石灰水变混浊较快或混浊量较 大);d瓶内酵母菌进行无氧呼吸,产生CO2较少,溴麝香草酚蓝水溶液 变黄的时间较长(石灰水变混浊较慢或混浊量较小), C项正确,D项 错误。
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典例剖析 下图为“探究酵母菌的呼吸方式”的实验装置,下列有关叙述正确 的是( )
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探究点一
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探究点三
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.若向b瓶和d瓶中加入酸性重铬酸钾溶液,则d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,来检测CO2的产生 速率
18
O6
中的氧和
18O2
中的氧,请分析 18O 会分别出现在哪种产物中。
答案:C6H1218O6 C18O2;18O2 H218O
3.丙酮酸进入线粒体的条件是什么?为什么丙酮酸在不同类型的
细胞质基质中参与无氧呼吸的产物不同?
答案:当有氧气存在的情况下,丙酮酸进入线粒体进行有氧呼吸。
酶的种类不同,无氧呼吸的产物不同。
生化学反应,变成灰绿色。
2.图甲中的空气先通过质量分数为10%的NaOH溶液的目的是什
么? 答案:图甲中的空气先通过NaOH溶液的目的是吸收空气中的
CO2,保证使澄清石灰水变混浊的是酵母菌有氧呼吸产生的CO2。 -16-
探究点一
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3.图乙中B瓶先密封放置一段时间后,再连通盛有澄清石灰水的 锥形瓶的目的是什么?
答案:B瓶先密封放置一段时间后,耗尽瓶中的氧气,保证使澄清石 灰水变混浊的是酵母菌无氧呼吸产生的CO2。
4.有同学发现A瓶中的酵母菌培养液滤液用重铬酸钾溶液检测时 也出现灰绿色,请分析可能的原因,并提出改进措施。
答案:(1)供氧不足,部分细胞进行无氧呼吸。改进措施:用气泵持 续供氧。
(2)酵母菌培养液中还存在葡萄糖,葡萄糖也能与酸性重铬酸钾反 应发生颜色变化。改进措施:应将酵母菌的培养时间适当延长以耗 尽溶液中的葡萄糖。
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预习反馈 1.在检验酵母菌细胞呼吸产物时常用到一些特殊的反应,下列描 述不正确的是( ) A.CO2可使澄清的石灰水变混浊 B.CO2可使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄 C.灰绿色的重铬酸钾溶液在碱性条件下能与酒精反应,变成橙色 D.橙色的重铬酸钾溶液在酸性条件下能与酒精反应,变成灰绿色
解析:酵母菌既可进行有氧呼吸,也可进行无氧呼吸,产物有CO2、 H2O和酒精。CO2可用澄清的石灰水或溴麝香草酚蓝溶液检测;橙 色的重铬酸钾溶液在酸性条件下与酒精反应,变成灰绿色。
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探究点一
探究点二
探究点三
解析:打开阀a,则外界空气可通入发酵液中;经管口3取样检测酒
精,检测CO2要检测管口2排出的气体;发酵过程需要密封,故需要进 行气密性检测;管口2与盛澄清石灰水的试剂瓶连通,可检测是否有
CO2产生。 答案:B
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探究点三
有氧呼吸和无氧呼吸的过程 情境导引 体育运动大体可以分为有氧运动和无氧运动。有氧运动是强度 较低的较长时间的运动,运动过程中骨骼肌主要靠有氧呼吸供能, 如慢跑、游泳等。无氧运动则是高强度的剧烈运动,运动过程中骨 骼肌除进行有氧呼吸外,还会进行无氧呼吸,产生乳酸,这样的运动 有短跑、举重和力量训练等。有氧运动能够增强心肺功能,提高肌 肉的耐力,无氧运动能够增加肌肉体积,增强肌肉力量。请结合教 材P92~94相关内容,探讨有氧呼吸和无氧呼吸的有关问题。
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(2)检测CO2的产生 ①检测试剂:使用澄清的石灰水或溴麝香草酚蓝溶液。 ②现象:澄清的石灰水变混浊,溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变 黄。 ③观测指标:根据石灰水混浊程度或溴麝香草酚蓝溶液变成黄色 的时间长短,可以检测酵母菌培养液中CO2的产生情况。 (3)检测酒精的产生 ①试剂:重铬酸钾溶液。 ②反应条件:酸性条件。 ③现象:橙色的重铬酸钾溶液在酸性条件下与乙醇(俗称酒精)发 生化学反应,变成灰绿色。
线粒体具有双层膜,[3]内膜的某些部位向内腔折叠形成[2]嵴,嵴 使内膜的表面积大大增加。嵴的周围充满了液态的[4]基质。线粒 体的内膜上和基质中含有许多种与有氧呼吸有关的酶。
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(3)有氧呼吸的过程 第一个阶段:不需要氧的参与,在细胞质基质中进行。1分子的葡 萄糖分解成2分子的丙酮酸,产生少量的[H],并且释放出少量的能量。 第二个阶段:不需要氧直接参与,在线粒体基质中进行。丙酮酸 和水彻底分解成二氧化碳和[H],并释放出少量的能量。 第三个阶段:需要氧的参与,在线粒体内膜上进行。前两个阶段 产生的[H],经过一系列的化学反应,与氧结合形成水,同时释放出大 量的能量。 (4)总反应式:C6H12O6+6O2+6H2O 6CO2+12H2O+能量
温度、营养物质的浓度和总量等
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探究点一
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探究点三
2.需加深理解的问题
(1)配制酵母菌培养液时,必须将灭菌的葡萄糖溶液冷却到常温, 才可加入酵母菌。否则,高温会杀死酵母菌。
(2)有氧条件:必须持续通入空气,以保证O2的充足供应。空气通 入酵母菌培养液之前先用NaOH溶液处理,目的是吸收CO2,排除空 气中的CO2对实验结果的干扰。
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探究点一
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探究点三
4.为什么在训练中会出现肌肉的酸痛感? 答案:部分细胞无氧呼吸,产生乳酸,会导致肌肉酸痛。 5.细胞呼吸的重要意义在于为生命活动提供能量,除此之外,还有 什么作用?
答案:细胞呼吸除了能为生物体提供能量,还是生物体代谢的枢 纽。例如,在细胞呼吸过程中产生的中间产物,可转化为甘油、氨 基酸等非糖物质;非糖物质代谢形成的某些产物与细胞呼吸中间产 物相同,这些物质可以进一步形成葡萄糖。蛋白质、糖类和脂质的 代谢,都可以通过细胞呼吸过程联系起来。
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探究点一
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探究点三
1.有氧呼吸过程中,H2O参与的反应和产生分别发生在哪个阶 段?O2参与反应发生在哪个阶段?CO2是在哪个阶段产生的?
答案:H2O参与第二阶段反应,是在第三阶段产生的;O2只在第三
阶段参与反应;CO2是在第二阶段产生的。 2.若用同位素 18O 分别标记有氧呼吸中 C6H12
答案:C
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2.某课外活动小组想探究酵母菌细胞有氧条件下的呼吸作用,用 下图装置作为备选装置。
该课外活动小组应该选用的装置序号及正确排序
是
。
答案的方式 1.有氧呼吸 (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)主要场所:线粒体
无氧条件:装置中盛有酵母菌培养液的锥形瓶应封口放置一段时 间后,再连接澄清的石灰水,其目的是先让酵母菌将瓶中的O2消耗 完,确保只进行无氧呼吸。
(3)在25~35 ℃的环境中进行实验,此时的酵母菌中酶活性较高,生 命活动旺盛,细胞呼吸明显。
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探究点一
探究点二
探究点三
3.酒精的检测 用重铬酸钾检测酒精,在酸性条件下,橙色的重铬酸钾变成灰绿 色。检测时,需要把酵母菌培养液过滤,然后取滤液2 mL进行检测。
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探究点一
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探究点三
归纳提升
1.有氧呼吸与无氧呼吸的比较
有氧呼吸
无氧呼吸
场所
条件