第3節(jié)細(xì)胞呼吸的原理和應(yīng)用（1）第5章細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用一種既可以釀酒又可以發(fā)面的神奇生物！這種生物是？

酵母菌1.都是培養(yǎng)酵母菌，為什么有的需要通氣，有的卻需要密封？2.為什么通氣有利于酵母菌大量繁殖？3.在密封發(fā)酵時，酵母菌將有機(jī)物轉(zhuǎn)化為酒精對它自身有什么意義？問題探討

通氣：有氧條件利于酵母菌進(jìn)行旺盛的細(xì)胞分裂密封：無氧條件下酵母菌分解有機(jī)物產(chǎn)生酒精。有氧條件下，酵母菌分解營養(yǎng)物質(zhì)釋放能量多轉(zhuǎn)化的同時，能提供少量能量。

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)一、細(xì)胞呼吸的方式

呼吸是指機(jī)體與環(huán)境之間O2和CO2交換的過程。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？酵母菌：酵母菌是一種單細(xì)胞真菌，其代謝類型是___________型，在有氧和無氧的條件下都能生存，適合用于研究細(xì)胞呼吸的不同方式。兼性厭氧提出問題作出假設(shè)設(shè)計實(shí)驗(yàn)酵母菌有氧呼吸和無氧呼吸的產(chǎn)物分別是什么?酒精CO2無氧產(chǎn)生有氧產(chǎn)生自變量:因變量:無關(guān)變量:細(xì)胞呼吸的條件細(xì)胞呼吸的產(chǎn)物有氧——無氧——反應(yīng)物的量、反應(yīng)時間、pH、溫度、酵母菌的活性等酒精、CO2通氣密封對比實(shí)驗(yàn)（p92）：指設(shè)置兩個或兩個以上的實(shí)驗(yàn)組，通過對結(jié)果的比較分析，來探究某種因素對實(shí)驗(yàn)對象的影響，也叫相互對照實(shí)驗(yàn)。對比實(shí)驗(yàn)不設(shè)對照組（結(jié)果已知），均為實(shí)驗(yàn)組（結(jié)果未知），是對照實(shí)驗(yàn)的一種特殊形式。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(

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)葡萄糖溶液酵母菌取20g新鮮的食用酵母菌，分成兩等份，分別放入錐形瓶A（500mL）和錐形瓶B（500mL）中，分別向瓶中注入240mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的葡萄糖溶液。排除無關(guān)變量對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。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.配制酵母菌培養(yǎng)液1.配制酵母菌培養(yǎng)液時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。

先煮沸，目的是殺菌和除去溶液中的氧，

冷卻到常溫后再加入，目的是防止高溫殺死酵母菌。2.如何排除葡萄糖溶液中可能存在雜菌和氧氣放置在25-35℃環(huán)境下培養(yǎng)8-9小時一、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.組裝有氧呼吸和無氧呼吸裝置甲：有氧呼吸乙：無氧呼吸放置在25-35℃環(huán)境下培養(yǎng)8-9小時是吸收空氣中的CO2,排除空氣中的CO2對實(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?5.圖乙中B瓶先密封放置一段時間后,再連通盛有澄清石灰水的錐形瓶的目的是什么?

耗盡瓶中的氧氣,確保酵母菌細(xì)胞只進(jìn)行無氧呼吸。一、細(xì)胞呼吸的方式

【探究·實(shí)踐】探究酵母菌細(xì)胞的呼吸方式在此時酵母菌中酶的活性最高，生命活動最旺盛，細(xì)胞呼吸明顯3.為什么要把裝置放置在25℃～35℃的環(huán)境下培養(yǎng)？批判性思維：實(shí)驗(yàn)裝置的改進(jìn)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%NaOH溶液澄清石灰水澄清石灰水

D

氣泵EC酵母菌培養(yǎng)液D

A驗(yàn)證空氣中的CO2是否完全被吸收檢驗(yàn)有氧呼吸是否產(chǎn)生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)胞的呼吸方式酒精+重鉻酸鉀（濃硫酸溶液）：橙色→灰綠色使澄清石灰水變渾濁（根據(jù)渾濁程度檢測CO2產(chǎn)生的多少）溴麝香草酚藍(lán)溶液：藍(lán)→綠→黃（根據(jù)其變黃色時間的長短，檢測CO2產(chǎn)生的多少）（1）檢測CO2（2）檢測酒精注意：檢測時需要等培養(yǎng)液中葡萄糖耗盡再進(jìn)行。因?yàn)槠咸烟悄芎退嵝灾劂t酸鉀反應(yīng)怎樣鑒定產(chǎn)物？一、細(xì)胞呼吸的方式

【探究·實(shí)踐】探究酵母菌細(xì)胞的呼吸方式實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象條件澄清石灰水/出現(xiàn)的時間重鉻酸鉀——濃硫酸溶液有氧無氧變混濁／快不出現(xiàn)灰綠色變混濁／慢出現(xiàn)灰綠色實(shí)驗(yàn)結(jié)論酵母菌在有氧條件和無氧條件都能進(jìn)行細(xì)胞呼吸C6H12O6CO2(大量)＋H2OC2H5OH＋CO2(少量)酵母菌有O2無O2(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.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時也出現(xiàn)灰綠色，請分析可能的原因，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)時間適當(dāng)延長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

重鉻酸鉀可以檢測有無酒精存在，這一原理可以用來檢測汽車司機(jī)是否喝了酒。具體做法是：讓司機(jī)呼出的氣體直接接觸到載有用硫酸處理過的重鉻酸鉀或三氧化鉻的硅膠(兩者均為橙色)，如果呼出的氣體中含有酒精，重鉻酸鉀或三氧化鉻就會變成灰綠色的硫酸鉻。飲酒駕車是指車輛駕駛?cè)藛T血液中的酒精含量大于或者等于20mg/100ml，小于80mg/100ml的駕駛行為。醉酒駕車是指車輛駕駛?cè)藛T血液中的酒精含量大于或者等于80mg/100ml的駕駛行為。與社會聯(lián)系

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。內(nèi)膜嵴基質(zhì)外膜核糖體2.有氧呼吸的場所

線粒體為有氧呼吸的主要場所。內(nèi)膜向內(nèi)折疊形成嵴，使內(nèi)膜的表面積大大增加內(nèi)膜上和基質(zhì)中含有許多與有氧呼吸有關(guān)的酶。

二、有氧呼吸

探究有氧呼吸的過程【實(shí)驗(yàn)1】：將酵母菌細(xì)胞破碎后進(jìn)行離心處理，獲得細(xì)胞各部分，取3支試管，向其中分別加入各種物質(zhì)，一段時間后檢測各試管的變化情況。線粒體①細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)②葡萄糖量不變；沒有熒光葡萄糖量減少，生成丙酮酸（C3H4O3）出現(xiàn)微弱熒光。葡萄糖量減少，生成CO2，出現(xiàn)較強(qiáng)熒光。等量的葡萄糖、熒光素和熒光素酶線粒體、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)③葡萄糖不能在

內(nèi)被分解，葡萄糖在

內(nèi)被分解成丙酮酸，并釋放

。①②試管對照說明：從物質(zhì)和能量的變化角度分析②③試管對照說明：

在

中被分解為CO2，并釋放

。線粒體細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)少量能量丙酮酸線粒體大量能量【實(shí)驗(yàn)2】：使用超聲波將線粒體破碎，分離線粒體膜和線粒體基質(zhì)，取3支試管，向其中分別加入各種物質(zhì)，一段時間后檢測各試管的變化情況。二、有氧呼吸

探究有氧呼吸的過程丙酮酸量不變；沒有熒光丙酮酸量減少，有CO2生成出現(xiàn)微弱熒光丙酮酸量減少，有CO2生成出現(xiàn)較強(qiáng)熒光。線粒體膜①線粒體基質(zhì)②等量的丙酮酸、熒光素和熒光素酶線粒體膜、線粒體基質(zhì)③丙酮酸不能在

上被分解，丙酮酸在

內(nèi)被分解成CO2，并釋放

。①②試管對照說明：從物質(zhì)和能量的變化角度分析②③試管對照說明：丙酮酸的分解產(chǎn)物繼續(xù)在

上反應(yīng)，并釋放

。線粒體膜線粒體基質(zhì)少量能量線粒體膜大量能量資料1：1912年-1913年，瓦勃從豚鼠肝細(xì)胞勻漿中粗提取了線粒體，發(fā)現(xiàn)它能消耗氧氣?？死撞妓估螟澴语w行肌研究物質(zhì)代謝，發(fā)現(xiàn)丙酮酸在相關(guān)脫羧酶作用下脫氫，該過程沒有氧氣參與。資料2：超聲波震碎線粒體后，形成大小不等的仍具有相關(guān)功能的膜狀結(jié)構(gòu)。內(nèi)膜自然卷成了顆粒朝外的小囊泡。這些小囊泡有氧化[H]的功能。二、有氧呼吸

探究有氧呼吸的過程相關(guān)信息

（校本90頁）

[H]是一種十分簡化的表示方式，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)。1.氧氣參與的反應(yīng)發(fā)生在哪個部位？2.結(jié)合以上三個探究活動分析，線粒體內(nèi)膜上[H]的來源和去路有哪些？線粒體內(nèi)膜[H]來源于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體基質(zhì)，去路是線粒體內(nèi)膜上與O2反應(yīng)產(chǎn)生H2O。二、有氧呼吸

探究有氧呼吸的過程場

所：

物質(zhì)變化：C6H12O6酶2丙酮酸+4[H]細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)場

所：

物質(zhì)變化：場

所：

物質(zhì)變化：6CO2+20[H]

2丙酮酸+6H2O酶線粒體基質(zhì)酶12H2O24[H]+6O2線粒體內(nèi)膜總反應(yīng)式C6H12O6+6O2+6H2O6CO2+12H2O+能量酶產(chǎn)能情況：

產(chǎn)能情況：

產(chǎn)能情況：

少量能量少量能量大量能量細(xì)胞呼吸過程中儲存在有機(jī)物中的穩(wěn)定化學(xué)能，轉(zhuǎn)變成儲存在ATP的特殊的化學(xué)鍵中活躍化學(xué)能和熱能。1.細(xì)胞呼吸過程中能量發(fā)生了怎樣的變化？二、有氧呼吸

探究有氧呼吸的過程2.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的能量儲存在ATP中，其余的能量則以熱能的形式散失。請你計算一下，有氧呼吸的能量轉(zhuǎn)換效率大約是多