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(共54张PPT)
第3节 细胞呼吸的原理和应用
呼吸作用和呼吸是一个意思？
我们日常说的呼吸一般指的是呼吸运动
是呼吸肌收缩舒张引起胸廓节律性扩张与缩小的过程，也是为肺与外界进行气体交换提供原动力的过程。
呼吸作用指的是细胞呼吸
是机体将来自环境的或细胞自己储存的有机营养物的分子，通过一步步反应降解成较小的、简单的终产物过程。
呼吸作用的实质是细胞内有机物的氧化分解，并释放能量，因此也叫细胞呼吸。
是否一定需要氧气？
酵母菌是一种单细胞真菌，我们生活中做馒头、
面包、酿酒等，都是利用酵母菌的呼吸作用。
在有氧和无氧的条件下都能生存，属于兼性厌氧菌。因此便于用来研究细胞呼吸的不同方式。
一、细胞呼吸的方式
探究酵母菌细胞呼吸的方式
提出问题
酵母菌什么条件下产生CO2？什么条件下产生酒精？
作出假设
有氧条件下产生 CO2
无氧条件下产生 CO2和酒精
设计实验
实验思路
分别给酵母菌提供有氧和无氧的条件，一段时间后检测其产物是否含酒精或CO2
分析变量
01
有无氧气
自变量:
02
产物的种类（CO2，酒精）
因变量:
03
影响实验结果的可变因素（温度、葡萄糖溶液浓度、酵母菌活性等）
无关变量:
如何设置？
通气、密封
阅读教材P91下方图示
自变量设置
NaOH的作用是什么？
吸收通入空气中CO2，排除空气中CO2的干扰。
B瓶为什么要封口放置一段时间，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶？
让酵母菌耗尽瓶内O2，造成无氧环境，确保产物是无氧呼吸产生的
B
酵母菌培养液
澄清石灰水
接气泵
A
10% NaOH
酵母菌培养液
澄清石灰水
分析变量
01
有无氧气
自变量:
02
产物的种类（CO2，酒精）
因变量:
03
影响实验结果的可变因素（温度、葡萄糖溶液浓度、酵母菌活性等）
无关变量:
如何检测？
产物检测
检测CO2
CO2可使澄清石灰水变浑浊
也可使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄
检测酒精：
橙色的重铬酸钾溶液在酸性条件下与乙醇发生化学反应，变成灰绿色。
B
酵母菌培养液
澄清石灰水
接气泵
A
10% NaOH
酵母菌培养液
澄清石灰水
变黄的时间
相同时间内颜色
浑浊程度
如何检测CO2产生速率？
酸性重铬酸钾也能和葡萄糖发生颜色反应。
如何避免葡萄糖带来的影响？
P91做好勾画
思考
查酒驾
饮酒驾车是指车辆驾驶人员血液中的酒精含量大于或者等于20mg/100ml，小于80mg/100ml的驾驶行为。
醉酒驾车是指车辆驾驶人员血液中的酒精含量大于或者等于80mg/100ml的驾驶行为。
实际应用
分析变量
01
有无氧气
自变量:
02
产物的种类（CO2，酒精）
因变量:
03
影响实验结果的可变因素（温度、葡萄糖溶液浓度、酵母菌活性等）
无关变量:
应当如何设置？
相同且适宜
酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸。在有氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生大量的二氧化碳和水；在无氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生酒精，还产生少量的二氧化碳。
科学家根据大量的实验结果得出结论：细胞呼吸可分为有氧呼吸和无氧呼吸两种类型。
对比实验
设置两个或两个以上的实验组，通过对结果的比较分析，来探究某种因素对实验对象的影响，这样的实验叫作对比实验，也叫相互对照实验。
P92做好勾画
判断
在“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验中，必须保证酵母菌是新鲜的、有活性的。(√)
只检测有无CO2产生即可确定酵母菌细胞呼吸的方式。(×)
根据石灰水变浑浊的程度可以确定CO2产生量的多少。(√)
酒精在中性或酸性条件下与重铬酸钾溶液反应产生灰绿色。(×)
练习
下列关于“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验的叙述，错误的是(　　)
酸性重铬酸钾溶液鉴定酒精，颜色呈现灰绿色
实验中需控制的无关变量有温度、pH、培养液浓度等
实验中将葡萄糖溶液煮沸的目的是灭菌和去除溶液中的 O2
可通过观察澄清石灰水是否变浑浊来判断酵母菌细胞呼吸的方式
√
二、有氧呼吸
二、有氧呼吸
对于绝大多数生物来说，有氧呼吸是细胞呼吸的主要形式，这一过程必须有氧的参与。有氧呼吸的主要场所是线粒体。（P92，做好勾画）
1、线粒体
内膜向内折叠成嵴
外膜
内膜
嵴
线粒体基质
增大膜面积
为有氧呼吸有关的酶提供附着位点
嵴
有氧呼吸有关的酶
DNA、RNA
其他物质
2、有氧呼吸过程
场 所：
物质变化：
产生能量：
第一阶段
场 所：
物质变化：
产生能量：
第二阶段
场 所：
物质变化：
产生能量：
第三阶段
2C3H4O3+ 4[H]+少量能量
C6H12O6
酶
细胞质基质
少量能量
6CO2+20[H]+少量能量
2C3H4O3
+6H2O
酶
线粒体基质
少量能量
线粒体内膜
酶
12H2O+大量能量
24[H]+6O2
大量能量
少数储存在ATP中
大部分以热能的形式散失
少数储存在ATP中
大部分以热能的形式散失
少数储存在ATP中
大部分以热能的形式散失
2、有氧呼吸过程
场 所：
物质变化：
产生能量：
第一阶段
场 所：
物质变化：
产生能量：
第二阶段
场 所：
物质变化：
产生能量：
第三阶段
2C3H4O3+ 4[H]+少量能量
C6H12O6
酶
细胞质基质
少量能量
6CO2+20[H]+少量能量
2C3H4O3
+6H2O
酶
线粒体基质
少量能量
线粒体内膜
酶
12H2O+大量能量
24[H]+6O2
大量能量
如果把反应物中水用18O标记，能否在产物中的水中检测到18O
整理笔记
写在P92
有氧呼吸概念 反应式
细胞在_______的参与下，通过_________的催化作用，把_________等有机物_________________，产生______和_______，释放________，生成___________的过程。
氧
多种酶
葡萄糖
能量
彻底氧化分解
大量ATP
CO2
H2O
阅读教材P92反应式和P93黑体字，勾画重点内容并记忆。
3、概念
4、反应式
判断
有氧呼吸全部在线粒体中进行。(×)
有氧呼吸的三个阶段均可产生ATP，但第三个阶段产生的最多。(√)
有氧呼吸的第三个阶段既消耗水又产生水。(×)
氧气作为反应物参与有氧呼吸的第二、三个阶段。(×)
5、特点
（1）物质转化特点
有机物
无机物
5、特点
（2）能量利用特点
少数储存在ATP中
大部分以热能的形式散失
有机物中稳定的化学能
ATP中活跃的化学能
热能
大部分
5、特点
（3）氧元素转移（标到P92总反应式上）
练习
①②④表示的是能量还是ATP？
能量，释放的能量只有一部分储存在ATP当中
③⑤⑥表示什么物质？
水、氧气、水
其中的[H]代表的是什么？
还原型辅酶Ⅰ（NADH）
（P93右上角）
如图表示的是有氧呼吸过程，A～F表示物质，①②③表示过程，下列有关叙述不正确的是(　　)
B代表CO2，D代表O2
产生的[H]可以用C表示
可表示水的是E和F
①②③过程都是在线粒体中完成的
练习
√
线粒体膜上没有葡萄糖载体；
同时线粒体中没有氧化分解葡萄糖的酶。
思考.为什么线粒体不能直接氧化分解葡萄糖？
原因：含有与有氧呼吸有关的酶；
场所：细胞质和细胞膜内表面。
思考.原核生物（如蓝藻、硝化细菌等）没有线粒体，但也能进行有氧呼吸的原因及场所是
三、无氧呼吸
三、无氧呼吸（P94勾画批注）
无氧呼吸概念：
细胞在没有氧气参与的情况下，葡萄糖等有机物经过不完全分解，释放少量能量的过程。
场所：
细胞质基质
总反应式
C6H12O6
2C2H5OH + 2CO2 + 少量能量
酶
C6H12O6
2C3H6O3 + 少量能量
酶
4、无氧呼吸过程
场 所：
物质变化：
产生能量：
第一阶段
场 所：
物质变化：
产生能量：
第二阶段
细胞质基质
少量能量
细胞质基质
无能量释放
整理笔记
写在P94
2C3H4O3+ 4[H]+少量能量
C6H12O6
酶
2C3H4O3+ 4[H]
2C2H5OH+2CO2
酶
2C3H4O3+ 4[H]
2C3H6O3
酶
或
5、无氧呼吸适用范围
产酒精
绝大多数植物细胞、酵母菌等。
整理笔记
写在P94
产乳酸
人、动物、乳酸菌、甜菜的块根、马铃薯块茎、玉米的胚、胡萝卜的叶子等。
6、特点
（1）物质转化特点
有机物
有机物
有机物中稳定的化学能
ATP中活跃的化学能
热能
（2）能量转化特点
无机物
有机物中稳定的化学能
大部分
最少
呼吸方式 有氧呼吸 无氧呼吸
不 同 点 场所 细胞质基质、线粒体 细胞质基质
条件 氧气、多种酶 无氧气、多种酶
分解 程度 彻底分解 不彻底分解
产物 CO2和H2O 形成乳酸或酒精和CO2
能量 释放大量能量 释放少量能量，大部分能量储存在乳酸或酒精中
ATP产生 阶段 有氧呼吸的三个阶段均产生ATP 仅在第一阶段产生ATP
相同点 第一阶段反应完全相同；两种呼吸方式实质相同，都是分解有机物，释放能量。
如图表示呼吸作用过程中葡萄糖分解的两个途径。下列叙述正确的是(　　)
A．个体必须生活在无氧环境中才能发生图中过程
B．葡萄糖→乳酸过程只能存在于动物细胞中
C．酶1位于细胞质基质中，酶2、酶3位于线粒体中
D．葡萄糖→丙酮酸过程会释放少量能量
练习
√
四、细胞呼吸
四、细胞呼吸（P94）
概念：
有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其它产物，释放能量并生成ATP的过程。
实质：
细胞内有机物的氧化分解，并释放能量
意义：
为生物体的生命活动提供能量。
生物体代谢的枢纽。
应用：（P95）
原理：增加通气量，抑制破伤风杆菌等厌氧菌的无氧呼吸，从而抑制其繁殖。
原理：早期通气，促进酵母菌有氧呼吸，有利于菌种繁殖；后期密封，促进酵母菌无氧呼吸产生酒精。
原理：促进根部有氧呼吸，为主动运输提供能量，有利于矿质元素的吸收。
原理：降低温度、降低氧气含量可以降低呼吸作用强度，减少有机物的消耗。
原理：避免破伤风芽胞杆菌（只能进行无氧呼吸）进行无氧呼吸而大量繁殖，引起破伤风。
原理：避免肌肉细胞因供氧不足进行无氧呼吸而产生大量乳酸。
四、细胞呼吸（P94）
概念：
实质：
意义：
应用：（P95）
影响因素
氧气浓度
温度
水
判断（P96）
1.某超市有一批过保质期的酸奶出现涨袋现象。酸奶中可能含有的微生物有乳酸菌、酵母菌等。据此分析涨袋现象的原因，判断以下解释是否合理。
（1）是乳酸菌无氧呼吸产生气体造成的。（×）
（2）如果有酒味，可能是酵母菌无氧呼吸造成的。（√）
.
练习与应用
一、概念检测
2.下图表示某种植株的非绿色器官在不同氧浓度下，O2的吸收量和CO2的释放量的变化。下列叙述正确的是( )
A.氧气浓度为0时，该器官不进行呼吸作用
B.氧气浓度在10%以下时，该器官只进行无氧呼吸
C.氧气浓度在10%以上时，该器官只进行有氧呼吸
D.保存该器官时，氧气浓度越低越好
C
B
R
A
C
O2浓度
CO2的释放量
O
P
有氧呼吸
Q
无氧呼吸
选择（P96）
3.将酵母菌培养液进行离心处理。把沉淀的酵母菌破碎后，再次离心处理为只含有酵母菌细胞质基质的上清液和只含有酵母菌细胞器的沉淀物两部分，与未离心处理过的酵母菌培养液分别放入甲、乙、丙3支试管中，并向这3支试管内同时滴入等量、等浓度的葡萄糖溶液。在有氧条件下，最终能产生CO2和H2O的试管是（ B ）
A.甲 B.丙 C.甲和乙 D.丙和乙
在密封发酵时，酵母菌将有机物转化为酒精对自身有什么意义？
都是培养酵母菌，为什么有的通气有的需要密封？
为什么通气有利于酵母菌大量繁殖？
补充

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