思考：葡萄酒的釀制過程中需要哪種微生物起作用？酵母菌5.3細(xì)胞呼吸的原理和應(yīng)用呼吸器官呼吸(現(xiàn)象)血液循環(huán)（運(yùn)輸氣體）CO2＋水＋能量呼吸作用(本質(zhì))O2＋有機(jī)物O2CO2思考：酵母菌的呼吸作用和我們?nèi)粘Ｋf的呼吸是一樣的嗎？☆呼吸≠呼吸作用一、細(xì)胞呼吸的方式

有機(jī)物在細(xì)胞內(nèi)經(jīng)過一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他產(chǎn)物，釋放出能量并生成ATP的過程。氧化分解有機(jī)物，釋放能量。1.細(xì)胞呼吸的概念2.細(xì)胞呼吸的實(shí)質(zhì)

細(xì)胞呼吸是否都需要氧？生物在有氧和無氧條件下是否都能進(jìn)行細(xì)胞呼吸呢？【探究·實(shí)踐】探究酵母菌細(xì)胞的呼吸方式酵母菌一、細(xì)胞呼吸的方式資料：酵母菌細(xì)胞富含蛋白質(zhì)，可以用作飼料添加劑。在培養(yǎng)酵母菌用作飼料添加劑時(shí)，要給培養(yǎng)裝置通氣或進(jìn)行振蕩，以利于酵母菌大量繁殖。在利用酵母菌生產(chǎn)葡萄酒時(shí)，卻需要密封發(fā)酵。酵母菌：酵母菌是一種單細(xì)胞真菌，在有氧和無氧的條件下都能生存，是兼性厭氧菌，適合用于研究細(xì)胞呼吸的不同方式。【探究·實(shí)踐】探究酵母菌細(xì)胞的呼吸方式1.探究過程提出問題（1）酵母菌在有氧或無氧時(shí)細(xì)胞呼吸的產(chǎn)物是什么？（2）酵母菌在有氧和無氧條件下細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的CO2是否一樣多？作出假設(shè)

根據(jù)自己已有的知識(shí)和生活經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)所提出的問題作出合理的假設(shè)。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)確定變量(1)自變量是什么?如何設(shè)置自變量?有氧/無氧條件通氣/密封一、細(xì)胞呼吸的方式【探究·實(shí)踐】探究酵母菌細(xì)胞的呼吸方式1.探究過程設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)確定變量(2)因變量是什么?如何檢測(cè)因變量?是否產(chǎn)生檢測(cè)CO2：澄清石灰水

溴麝香草酚藍(lán)溶液檢測(cè)酒精：酸性重鉻酸鉀溶液CO2酒精(3)無關(guān)變量有哪些?如何控制無關(guān)變量?溫度25-35℃營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的葡萄糖溶液無關(guān)變量需相同且適宜原則一、細(xì)胞呼吸的方式呼吸方式【探究·實(shí)踐】探究酵母菌細(xì)胞的呼吸方式1.探究過程設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)組裝實(shí)驗(yàn)裝置

小組合作：根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康倪x擇合適的裝置，按照要求排序。

①

②

③

④

⑤橡皮球或氣泵一、細(xì)胞呼吸的方式有氧條件：無氧條件：⑤③①④

②④

【探究·實(shí)踐】探究酵母菌細(xì)胞的呼吸方式1.探究過程設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)組裝實(shí)驗(yàn)裝置甲：有氧呼吸乙：無氧呼吸一、細(xì)胞呼吸的方式【探究·實(shí)踐】探究酵母菌細(xì)胞的呼吸方式1.探究過程設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟（1）配制酵母菌培養(yǎng)液：10g新鮮的食用酵母菌+240mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的葡萄糖溶液。（2）組裝有氧和無氧裝置，放置在25-35℃環(huán)境下培養(yǎng)8-9小時(shí)。（3）觀察CO2的產(chǎn)生情況：觀察澄清石灰水是否變渾濁及渾濁程度。（4）檢測(cè)是否有酒精生成：各取2mL酵母培養(yǎng)液的濾液，分別注入2支干凈的試管中。向試管中分別滴加0.5mL溶有0.1g重鉻酸鉀的濃硫酸溶液（質(zhì)量分?jǐn)?shù)為95%~97%），并輕輕震蕩,使其混合均勻。觀察試管中溶液的顏色變化。一、細(xì)胞呼吸的方式【探究·實(shí)踐】探究酵母菌細(xì)胞的呼吸方式1.探究過程一、細(xì)胞呼吸的方式【探究·實(shí)踐】探究酵母菌細(xì)胞的呼吸方式1.探究過程實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象甲：有氧呼吸乙：無氧呼吸①澄清石灰水都變渾濁，且甲錐形瓶中的渾濁程度較大；②1號(hào)試管不變灰綠色，2號(hào)試管變成灰綠色。實(shí)驗(yàn)結(jié)論

酵母菌在有氧和無氧條件下都能進(jìn)行細(xì)胞呼吸。有氧時(shí)，酵母菌通過細(xì)胞呼吸產(chǎn)生大量的CO2

和水；無氧時(shí)，酵母菌通過細(xì)胞呼吸產(chǎn)生酒精和少量CO2一、細(xì)胞呼吸的方式【探究·實(shí)踐】探究酵母菌細(xì)胞的呼吸方式2.實(shí)驗(yàn)分析

結(jié)合對(duì)實(shí)驗(yàn)材料的選擇和處理，探討以下問題：1.配制酵母菌培養(yǎng)液時(shí)為什么要用新鮮的食用酵母菌？

新鮮的酵母菌繁殖快，細(xì)胞代謝旺盛，實(shí)驗(yàn)效果明顯。

煮沸的目的是殺菌和除去溶液中的氧，冷卻到常溫的目的是防止高溫殺死酵母菌。

在25℃～35℃的條件下，酵母菌中酶的活性最高，生命活動(dòng)最旺盛，細(xì)胞呼吸明顯，可保證實(shí)驗(yàn)效果。2.為什么要將葡萄糖溶液煮沸，且冷卻到常溫后方可加入新鮮的酵母菌？3.為什么要把裝置放置在25℃～35℃的環(huán)境下培養(yǎng)？一、細(xì)胞呼吸的方式空氣先通過NaOH溶液的目的是吸收空氣中的CO2,保證使澄清石灰水變混濁的是酵母菌有氧呼吸產(chǎn)生的CO2，排除空氣中的CO2對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾。4.有氧裝置中的空氣先通過質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的NaOH溶液的目的是什么?【探究·實(shí)踐】探究酵母菌細(xì)胞的呼吸方式2.實(shí)驗(yàn)分析5.圖乙中B瓶先密封放置一段時(shí)間后,再連通盛有澄清石灰水的錐形瓶的目的是什么?B瓶先密封放置一段時(shí)間后,耗盡瓶中的氧氣,確保酵母菌細(xì)胞只進(jìn)行無氧呼吸。保證使澄清石灰水變混濁的是酵母菌無氧呼吸產(chǎn)生的CO2。一、細(xì)胞呼吸的方式【探究·實(shí)踐】探究酵母菌細(xì)胞的呼吸方式2.實(shí)驗(yàn)分析

保證酵母菌有充足的氧氣，以進(jìn)行有氧呼吸。(1)供氧不足,部分細(xì)胞進(jìn)行無氧呼吸。改進(jìn)措施:用氣泵持續(xù)供氧。6.A裝置中用氣泵間歇性地通入空氣的目的是什么？7.如果有氧呼吸裝置中的酵母菌培養(yǎng)液濾液用重鉻酸鉀溶液檢測(cè)時(shí)也出現(xiàn)灰綠色，請(qǐng)分析可能的原因，并提出改進(jìn)措施。(2)酵母菌培養(yǎng)液中還存在葡萄糖,葡萄糖也能與酸性重鉻酸鉀反應(yīng)發(fā)生顏色變化。改進(jìn)措施：應(yīng)將酵母菌的培養(yǎng)時(shí)間適當(dāng)延長(zhǎng)以耗盡溶液中的葡萄糖。一、細(xì)胞呼吸的方式【探究·實(shí)踐】探究酵母菌細(xì)胞的呼吸方式2.實(shí)驗(yàn)分析8.我們能夠根據(jù)是否產(chǎn)生CO2來判斷酵母菌的細(xì)胞呼吸類型嗎？

酵母菌在有氧呼吸和無氧呼吸過程中均會(huì)產(chǎn)生CO2，故不能依據(jù)是否有CO2產(chǎn)生來判斷酵母菌的細(xì)胞呼吸類型，但可以以CO2產(chǎn)生的速率作為檢測(cè)指標(biāo)。

溴麝香草酚藍(lán)溶液檢測(cè)CO2會(huì)有由藍(lán)變綠再變黃的顏色變化，且顏色變化越快說明CO2濃度越高。9.除了用澄清石灰水檢測(cè)CO2我們還提到了哪種方法檢測(cè)呢？

本實(shí)驗(yàn)的兩組都是實(shí)驗(yàn)組。10.本實(shí)驗(yàn)中哪個(gè)是對(duì)照組，哪個(gè)是實(shí)驗(yàn)組？一、細(xì)胞呼吸的方式科學(xué)方法對(duì)比實(shí)驗(yàn)

設(shè)置兩個(gè)或兩個(gè)以上的實(shí)驗(yàn)組，通過對(duì)結(jié)果的比較分析，來探究某種因素對(duì)實(shí)驗(yàn)對(duì)象的影響，這樣的實(shí)驗(yàn)叫作對(duì)比實(shí)驗(yàn)，也叫相互對(duì)照實(shí)驗(yàn)。

一、細(xì)胞呼吸的方式二、有氧呼吸1.有氧呼吸的概念

細(xì)胞在氧的參與下，通過多種酶的催化作用，把葡萄糖等有機(jī)物徹底氧化分解，產(chǎn)生二氧化碳和水，釋放能量，生成大量ATP的過程。2.有氧呼吸的場(chǎng)所細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)線粒體：有氧呼吸的主要場(chǎng)所（真核生物）線粒體的結(jié)構(gòu)與功能線粒體外膜嵴基質(zhì)核糖體內(nèi)膜——“動(dòng)力車間”普遍分布于真核細(xì)胞中呈線狀、粒狀、棒狀雙層膜內(nèi)膜：內(nèi)膜向內(nèi)折疊形成嵴基質(zhì)：含有與有氧呼吸有關(guān)的酶、少量的DNA和RNA有氧呼吸的主要場(chǎng)所，為細(xì)胞生命活動(dòng)提供能量顯微結(jié)構(gòu)分布形態(tài)結(jié)構(gòu)功能知識(shí)回顧嵴使內(nèi)膜的表面積大大增加。二、有氧呼吸

有氧呼吸的全過程十分復(fù)雜，可以概括地分為三個(gè)階段，每個(gè)階段的化學(xué)反應(yīng)都有相應(yīng)的酶催化。閱讀教材P92~93，分析有氧呼吸的過程。細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)O2[H]H2O丙酮酸[H]與O2結(jié)合少量能量少量能量大量能量CO2葡萄糖丙酮酸[H]3.有氧呼吸的過程二、有氧呼吸C6H12O6能量（少量）2丙酮酸（C3H4O3）4[H]酶第一階段：葡萄糖的初步分解場(chǎng)所細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)條件酶，不需要氧氣物質(zhì)變化C6H12O6→2C3H4O3+4[H]能量變化少量能量（熱能+少量ATP）3.有氧呼吸的過程二、有氧呼吸相關(guān)信息

[H]是一種十分簡(jiǎn)化的表示方式，這一過程實(shí)際上是氧化型輔酶I(NAD＋)轉(zhuǎn)化成還原型輔酶I(NADH)。2丙酮酸（C3H4O3）C6H12O6能量（少量）4[H]酶第二階段：丙酮酸徹底分解能量（少量）20[H]6CO26H2O酶場(chǎng)所線粒體基質(zhì)條件酶，不需要氧氣物質(zhì)變化2C3H4O3+6H2O→6CO2＋20[H]能量變化少量能量（熱能+少量ATP）3.有氧呼吸的過程二、有氧呼吸2、有氧呼吸的過程第三階段：[H]的氧化能量（少量）C6H12O6能量（少量）2丙酮酸（C3H4O3）4[H]酶20[H]6CO26H2O酶6O212H2O二、有氧呼吸場(chǎng)所線粒體內(nèi)膜條件酶，需要氧氣物質(zhì)變化24[H]+6O2

→12H2O能量變化大量能量（熱能+大量ATP）能量（大量）酶

因?yàn)榫€粒體膜上含運(yùn)輸丙酮酸的載體蛋白，不含有運(yùn)輸葡萄糖的載體蛋白，葡萄糖不能進(jìn)入線粒體(或線粒體內(nèi)沒有催化葡萄糖分解的酶)。思考1：糖類(葡萄糖)為什么必須分解成丙酮酸后才能進(jìn)行有氧呼吸的第二、三階段？

有氧呼吸過程中，生成物中的水是由有氧呼吸第三階段[H]和O2結(jié)合生成的；反應(yīng)物中的水用于第二階段,與丙酮酸反應(yīng)。思考2：有氧呼吸過程中，水作為反應(yīng)物和生成物，具體參與或生成是在什么階段？葡萄糖2丙酮酸4[H]少量能量＋6H2OCO212H2O6O220[H]少量能量大量能量3.有氧呼吸的過程二、有氧呼吸葡萄糖2丙酮酸4[H]少量能量＋6H2OCO212H2O6O220[H]少量能量大量能量思考3：從組成葡萄糖（C6H12O6）、水（H2O）、氧氣（O2）等物質(zhì)的元素角度分析有氧呼吸過程中各物質(zhì)的來源、去向，寫出反應(yīng)式并用箭頭進(jìn)行標(biāo)注。C6H12O6+6H2O+6O212H2O+6CO2+能量酶3.有氧呼吸的過程二、有氧呼吸葡萄糖2丙酮酸4[H]少量能量＋6H2OCO212H2O6O220[H]少量能量大量能量細(xì)胞呼吸過程中儲(chǔ)存在有機(jī)物中的穩(wěn)定化學(xué)能，轉(zhuǎn)變成儲(chǔ)存在ATP的特殊的化學(xué)鍵中活躍化學(xué)能和熱能。思考4：細(xì)胞呼吸過程中能量發(fā)生了怎樣的變化？思考5：有氧呼吸過程中，1mol葡萄糖徹底氧化分解后釋放出2870kJ的能量，其中977.28kJ的能量?jī)?chǔ)存在ATP中，其余的能量則以熱能的形式散失。請(qǐng)你計(jì)算一下，有氧呼吸的能量轉(zhuǎn)換效率大約是多少？這些能量大約能使多少個(gè)ADP轉(zhuǎn)化為ATP?（注：1molATP含30.54kJ能量）977.28÷2870×100%≈34.05%977.28÷30.54＝32(mol)3.有氧呼吸的過程二、有氧呼吸葡萄糖2丙酮酸4[H]少量能量＋6H2OCO212H2O6O220[H]少量能量大量能量思考6：與有機(jī)物的體外燃燒相比，有氧呼吸有哪些特點(diǎn)？

保證有機(jī)物中的能量得到最充分的利用。

①可以使有機(jī)物中的能量逐步地轉(zhuǎn)移到ATP中；

②有利于維持細(xì)胞的相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)。3.有氧呼吸的過程二、有氧呼吸思考7：與燃燒迅速釋放能量相比，有氧呼吸是逐級(jí)釋放能量的，這對(duì)于生物體來說具有什么意義？

過程溫和；能量逐步釋放；有一部分能量?jī)?chǔ)存在ATP中。有氧呼吸小結(jié)歸納小結(jié)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)O2[H]H2O丙酮酸[H]與O2結(jié)合少量能量少量能量大量能量CO2葡萄糖丙酮酸[H]知識(shí)拓展電子傳遞與ATP合成

在真核細(xì)胞有氧呼吸的第三階段中，糖酵解和丙酮酸氧化過程中生成的還原型輔酶Ⅰ(NADH)脫去氫并釋放電子(e－)，電子最終傳遞給O2。電子傳遞過程中釋放的能量驅(qū)動(dòng)H＋從線粒體基質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)骄€粒體內(nèi)、外膜的間隙，從而建立H＋濃度梯度，隨后H＋在ATP合成酶的協(xié)助下順濃度梯度運(yùn)輸?shù)骄€粒體基質(zhì)，并生成大量ATP，過程如圖所示。

ATP合成酶的功能是運(yùn)輸H＋和催化ATP的合成。二、無氧呼吸1、無氧呼吸的過程C6H12O64[H]

2丙酮酸酶少量能量第一階段第一階段與有氧呼吸相同場(chǎng)所細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)條件酶，不需要氧氣物質(zhì)變化C6H12O6→2C3H4O3+4[H]能量變化少量能量（熱能+少量ATP）二、無氧呼吸三、無氧呼吸場(chǎng)所細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)條件酶，不需要氧氣物質(zhì)變化2C3H4O3+4[H]→2C3H6O32C3H4O3+4[H]→2C2H5OH+2CO2能量變化無能量釋放，不產(chǎn)生ATP1、無氧呼吸的過程第二階段C6H12O64[H]2C2H5OH+2CO2酶酶2C3H6O32丙酮酸

酶少量能量第一階段