第3節(jié)細胞呼吸的原理和應用第5章細胞的能量供應和利用細胞呼吸過程中能量是怎樣轉化的？有氧呼吸與無氧呼吸各有什么特點？細胞呼吸原理在生產和生活中有哪些應用？新課導入1.發(fā)面中的“窟窿”是怎么產生的？2.發(fā)面中有什么味道，這個味道是怎么來的？為什么早期卻沒有出現？3.發(fā)面團里頭經常是熱乎乎的，這說明了什么？日常生活中做饅頭、面包，釀酒等，都是利用酵母菌的呼吸作用。呼吸作用的實質細胞內的有機物氧化分解，并釋放能量，也叫細胞呼吸。一、探究酵母菌細胞呼吸的方式酵母菌的電鏡照片酵母菌是一類單細胞真菌在有氧和無氧條件下都能生存，是兼性厭氧菌高等動物的呼吸和細胞呼吸細胞內+有機物+水CO2能量細胞呼吸（實質）O2O2呼吸（現象）呼吸器官血液循環(huán)血液循環(huán)呼吸器官CO2氣體運輸+【注意】呼吸≠呼吸作用提出問題作出假設酵母菌有氧呼吸和無氧呼吸的產物分別是什么?有氧條件下產生CO2，無氧條件下產生CO2+酒精怎樣控制有氧和無氧的條件？怎樣鑒定有無酒精產生？怎樣鑒定有無CO2產生？如何比較CO2產生的多少？一、探究酵母菌細胞呼吸的方式設計實驗變量自變量細胞呼吸條件有氧通入空氣無氧隔絕空氣因變量細胞呼吸的產物酒精二氧化碳無關變量溫度、pH等相同且適宜酸性重鉻酸鉀橙色→灰綠色澄清石灰水渾濁溴麝香草酚藍溶液藍→綠→黃DBCA酵母菌培養(yǎng)液：（

+

)酵母菌

5%葡萄糖溶液煮沸冷卻，殺死其他微生物及除去溶解氧進行實驗一、探究酵母菌細胞呼吸的方式進行實驗嘗試運用以上裝置分別搭建有氧呼吸和無氧呼吸裝置酵母菌培養(yǎng)液酵母菌培養(yǎng)液澄清石灰水質量分數為10％NaOH溶液ABCD氣泵E酵母菌培養(yǎng)液澄清石灰水質量分數為10％NaOH溶液橡皮球(接氣泵)ADCE有氧呼吸裝置是否完美？連接氣泵的目的是？NaOH溶液的目的是？保證O2的充分供應NaOH溶液的作用是除去空氣中的CO2澄清石灰水酵母菌培養(yǎng)液澄清石灰水質量分數為10％NaOH溶液橡皮球(接氣泵)ADCC檢驗空氣中的CO2是否已被吸收干凈進行實驗無氧呼吸裝置酵母菌培養(yǎng)液澄清石灰水BCB瓶應封口放置一段時間后，再連通盛有澄清石灰水的錐形瓶為什么？使酵母菌先將瓶中的O2

消耗完，確保通入澄清石灰水中的CO2是酵母菌無氧呼吸產生的。一、探究酵母菌細胞呼吸的方式進行實驗吸收空氣中的CO2檢測CO2的產生檢測CO2的產生B瓶封口放置一段時間，消耗瓶中原有氧氣有氧呼吸無氧呼吸一、探究酵母菌細胞呼吸的方式有氧裝置無氧裝置初始

相同時間后分析結果哪個裝置的石灰水更渾濁？溶有重鉻酸鉀的濃硫酸+A裝置的酵母菌濾液+B裝置的酵母菌濾液灰綠色不變灰綠色哪個裝置產生了酒精？葡萄糖（具有還原性）也能和酸性重鉻酸鉀反應，故檢測時需要等培養(yǎng)液中葡萄糖耗盡再進行。分析結果條件澄清石灰水/出現的時間重鉻酸鉀-濃硫酸溶液有氧無氧變混濁／快無變化變混濁／慢出現灰綠色酵母菌在有氧和無氧條件下均能進行細胞呼吸。有氧條件下產生大量CO2酵母菌呼吸作用的類型有氧呼吸無氧呼吸無氧條件下產生酒精和少量CO2分析結果得出結論一、探究酵母菌細胞呼吸的方式思考對比實驗（相互對照實驗）設置兩個或兩個以上的實驗組，通過對幾個實驗組結果的分析比較，來探究某種因素對實驗對象的影響，這樣的實驗叫作對比實驗。本實驗中哪個是對照組，哪個是實驗組？實驗組實驗組一、探究酵母菌細胞呼吸的方式如何檢測汽車司機是否喝了酒？具體做法：讓司機呼出的氣體直接接觸到用硫酸處理過的重鉻酸鉀，如果呼出的氣體中含有酒精，重鉻酸鉀會變成灰綠色的硫酸鉻．一、探究酵母菌細胞呼吸的方式1、下列關于“探究酵母菌細胞呼吸的方式”實驗，說法不正確的是()

A.酵母菌常被用作研究細胞呼吸的實驗材料，其主要原因是酵母菌屬于兼性厭氧生物B.在有氧呼吸的裝置中，可將空氣直接通人酵母菌的培養(yǎng)液C.酵母菌呼吸產生的CO2可使溴麝香草酚藍溶液由藍變綠再變黃D.酵母菌呼吸產生的酒精在酸性條件下能與橙色的重鉻酸鉀溶液反應變成灰綠色B課堂練習2、某生物興趣小組對酵母菌細胞呼吸方式進行探究實驗。他們想探究的具體問題:酵母菌是否在有氧、無氧條件下均能產生CO2?，F提供若干套(每套均有數個)實驗裝置如圖(A-B)所示，請分析回答:(1)請根據實驗目的選擇裝置序號，并按照實驗的組裝要求排序(裝置可重復使用)。有氧條件下的裝置序號：

;無氧條件下的裝置序號:

。(2)裝置中c瓶的作用是

。b瓶中澄清的石灰水還可用

代替。c→a→bd→b除去空氣中的CO2溴麝香草酚藍溶液課堂練習向內折疊1.主要場所:_______線粒體內膜外膜嵴①②③④基質_______和________含有許多種與有氧呼吸有關的酶?；|中內膜上有氧呼吸是否還需要在其他場所中才能進行呢？二、有氧呼吸C6H12O6(葡萄糖)酶[H]丙酮酸能量散失ATP（2）能量散失ATP（2）CO2H2O酶[H]O2H2O酶散失ATP（28）能量2.有氧呼吸的過程：細胞質基質線粒體基質線粒體內膜[H]:還原型輔酶Ⅰ（NADH）二、有氧呼吸場所：細胞質基質物質變化：產能情況：少量能量場所：線粒體基質物質變化：產能情況：少量能量酶2C3H4O3

+6H2O

6CO2+20[H]+4[H]C6H12O62丙酮酸（C3H4O3）酶場所：線粒體內膜物質變化：產能情況：大量能量24[H]+6O212H2O酶2.有氧呼吸的過程：C6H12O6

+6O2+12H2O+能量+6H2O6CO2酶3.有氧呼吸的總反應式：有機物（葡萄糖）無機物（CO2+H2O）能量變化有機物中穩(wěn)定的化學能ATP中活躍的化學能+散失的熱能物質變化ATP熱能散失（大量）二、有氧呼吸

細胞在

的參與下，通過多種

的催化作用，把葡萄糖等有機物徹底氧化分解，產生

，同時釋放能量，生成

的過程，叫做有氧呼吸。生成CO2和H2O、在溫和的條件下進行、逐步釋放能量。O2酶CO2和水大量ATP4.有氧呼吸的概念及意義：葡萄糖等有機物體外燃燒生成CO2和H2O、非常劇烈、一次性釋放能量。有氧呼吸

意義？保證有機物中的能量得到最充分的利用，有利于維持細胞的相對穩(wěn)定狀態(tài)。二、有氧呼吸

指細胞在___________參與的情況下，葡萄糖等有機物經過_______分解，釋放_______能量，生成_______ATP的過程。沒有氧氣不完全少量少量2、過程C6H12O6

2丙酮酸+

4

[H]+2C2H5OH（酒精）+2CO2酶1酶22C3H6O3（乳酸）酶第一階段：第二階段：少能ATP熱能與有氧呼吸第一階段完全相同細胞質基質細胞質基質不釋放能量1、概念三、無氧呼吸產物:酒精和CO2絕大多數植物如水稻根、蘋果果實；酵母菌等微生物產物:乳酸人和動物；植物某些器官如馬鈴薯塊莖、甜菜塊根、玉米胚；乳酸菌等微生物在沒有氧氣參與的情況下，葡萄糖等有機物經過不完全分解，釋放少量能量的過程，就是無氧呼吸。沒有氧氣不完全分解少量能量3.無氧呼吸的總反應式C6H12O62C2H5OH(酒精)+2CO2+少量能量酶C6H12O6酶2C3H6O3(乳酸)+少量能量三、無氧呼吸（2）無氧呼吸第二階段有能量釋放嗎？沒有（3）產生乳酸的同時有CO2產生嗎？沒有全部人體產生的CO2全部來自線粒體嗎？（4）為什么無氧呼吸分解葡萄糖釋放的能量少？（1）細胞質基質能分解丙酮酸嗎？不能，缺少[H]

因為無氧呼吸的產物酒精或乳酸中仍含有大量能量未釋放出來課堂練習有氧呼吸無氧呼吸區(qū)別場所條件物質變化能量釋放聯系細胞質基質、線粒體（主要）在細胞質基質氧氣，多種酶無氧氣，多種酶葡萄糖徹底氧化分解，生成CO2和H2O葡萄糖分解不徹底，生成乳酸,或者酒精和CO2釋放大量能量，三個階段都有能量釋放只在第一階段釋放少量能量，大部分能量儲存在酒精或乳酸中，（1）二者第一階段反應完全相同，都在細胞質基質中進行；（2）都是氧化分解有機物、釋放能量；【有氧呼吸和無氧呼吸的比較】三、無氧呼吸細胞呼吸是指有機物在細胞內經過一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他產物，釋放能量并生成ATP的過程。（1）為生物體的生命活動提供能量（2）生物體代謝的樞紐（如丙酮酸）細胞呼吸能量熱能散失能量轉移ATPADPPi能量細胞分裂生長發(fā)育主動運輸肌肉收縮神經沖動的傳導C6H12O6CO2＋H2O意義丙酮酸葡萄糖氨基酸甘油四、細胞呼吸概念條件

6CO2+12H2O+能量

C6H12O6+6H2O+6O2反應物產物酶影響細胞呼吸的因素:溫度（酶）、O2濃度、CO2濃度、水等四、細胞呼吸通過影響呼吸酶的活性來影響呼吸速率。與溫度影響酶催化效率的曲線特征一致。1.溫度:溫度呼吸速率0應用①

儲存食品（冰箱）②大棚栽培在夜間和陰天適當

以降低呼吸作用消耗的有機物③

水和面發(fā)得快零上低溫降溫溫四、細胞呼吸O2（%）CO2釋放量直接影響呼吸速率和呼吸性質，對無氧呼吸有抑制作用CO2釋放總量有氧呼吸①氧氣濃度為0時只進行無氧呼吸②氧氣濃度0-10%時有氧呼吸和無氧呼吸同時存在，有氧呼吸速率增大，無氧呼吸速率減?、垩鯕鉂舛却笥?0%細胞只進行有氧呼吸51015201.00.5無氧呼吸2.氧氣濃度O2（%）CO2釋放量CO2釋放總量有氧呼吸51015201.00.5無氧呼吸④p點時無氧呼吸減弱，有氧呼吸較弱，細胞呼吸最弱，儲存蔬菜、水果、糧食等，應控制氧氣濃為5%⑤氧氣濃度為10%時無氧呼吸被完全抑制，只進行有氧呼吸，細胞呼吸即為有氧呼吸⑥氧氣濃度大于20%時有氧呼吸速率最大，限制因素可能是呼吸底物的量、酶的量、酶的活性等p2.氧氣濃度O2（%）CO2釋放量CO2釋放總量有氧呼吸51015201.00.5無氧呼吸p（3）應用：

①中耕松土促進根呼吸。

②無氧發(fā)酵控制無氧環(huán)境。

③低氧儲存糧食、蔬菜、水果。2.氧氣濃度四、細胞呼吸①原理：CO2是細胞呼吸的最終產物，積累過多

(填“促進”或“抑制”)細胞呼吸的進行。②應用：在蔬菜和水果保鮮中，增加CO2濃度可抑制細胞呼吸，減少有機物的消耗。抑制3.二氧化碳濃度四、細胞呼吸

在一定范圍內，細胞呼吸速率隨含水量的增加而加快，超過一定范圍，細胞呼吸速率隨含水量的增加而減慢呼吸速率環(huán)境含水量糧食儲存：零上低溫，低氧，干燥水果蔬菜儲存：零上低溫，低氧，一定濕度定期排水：農作物定期排水防止其水分過多進行無氧呼吸，造成根的腐爛4.水含量應用四、細胞呼吸O2濃度呼吸速率O2濃度呼吸速率無氧呼吸CO2濃度呼吸速率4

O2濃度2

co2濃度3

H2O1

溫度溫度呼吸速率影響酶的活性有氧呼吸四、細胞呼吸選用透氣的“創(chuàng)可貼”、通氣的消毒紗布包扎傷口。既為傷口敷上藥物，又為傷口創(chuàng)造了有氧環(huán)境、避免厭氧細菌繁殖，有利于傷口的痊愈。生產各種酒。利用麥芽、葡萄、糧食和酵母菌以及發(fā)酵罐等，在控制通氣的情況下，使酵母菌進行無氧呼吸可以生產各種酒。作物栽培及時松土透氣。根細胞充分地進行有氧呼吸，產生大量能量，有利于根系生長，促進根系對無機鹽（礦質離子）的吸收。五、細胞呼吸原理的應用較深的傷口里缺少氧氣，破傷風芽孢桿菌適合在這種環(huán)境中生存并大量繁殖。所以，傷口較深或被銹釘扎傷后，患者應及時請醫(yī)生處理。提倡有氧運動。避免肌細胞因供氧不足進行無氧呼吸積累過多乳酸，從而使肌肉酸脹乏力。物質的儲存：（1）儲存糧食：適宜的低溫，低氧，干燥（水分很少）。（2）儲存水果、蔬菜：適宜的低溫，低氧，適宜的濕度。五、細胞呼吸原理的應用①根據反應物和產物消耗O2產生H2O產生酒精或乳酸無CO2釋放一定存在有氧呼吸一定存在有氧呼吸一定存在無氧呼吸一定為產生乳酸的無氧呼吸五、細胞呼吸原理的應用②根據物質的量的關系變化特點細胞呼吸的方式有水生成有酒精或乳酸生成酒精量＝CO2量酒精量＜CO2量不消耗O2，釋放CO2五、細胞呼吸原理的應用一定存在有氧呼吸一定存在無氧呼吸只進行無氧呼吸兩種呼吸方式同時進行，多出的CO2來自有氧呼吸只進行無氧呼吸O2吸收量＝CO2釋放量O2吸收量＜CO2釋放量CO2釋放量∶O2吸收量＝4∶3CO2釋放量∶O2吸收量＞4∶3CO2釋放量∶O2吸收量＜4∶3②根據物質的量的關系五、細胞呼吸原理的應用只進行有氧呼吸（或同時無氧呼吸生成乳酸）兩種呼吸方式同時進行，多出的CO2來自無氧呼吸有氧呼吸與無氧呼吸消耗的葡萄糖量相等無氧呼吸占優(yōu)勢有氧呼吸占優(yōu)勢③根據場所只在細胞質基質中進行有線粒體的參與無氧呼吸一定存在有氧呼吸五、細胞呼吸原理的應用甲組測定___________，乙組測定_________________。CO2-O2的差值O2吸收量甲萌發(fā)的種子NaOH溶液萌發(fā)的種子蒸餾水乙五、細胞呼吸原理的應用①若甲組液滴________，乙組液滴________，則種子只進行以葡萄糖為底物的有氧呼吸。②若甲組液滴________，乙組液滴________，則種子只進行了無氧呼吸。左移不動不動右移甲萌發(fā)的種子NaOH溶