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(共24张PPT)
1.分别写出生命活动的主要能源物质、细胞的主要能源物质、直接能源物质
2.写出ATP的结构简式、A的名称及组成，去掉两个磷酸后的化合物名称以及是 的基本组成单位。
3.分别写出动植物产生ATP的生理过程
糖类、葡萄糖、ATP
那么：糖类中储存的能量如何转化为生命活动所需要的直接能量ATP的呢？
课前提问
第3节 细胞呼吸的原理和应用
1.说出细胞呼吸的概念和本质
2.通过探究酵母菌细胞呼吸方式，
学会探究实验的设计。
3.能准确说出细胞有氧呼吸的场所、过程、物质与能量的变化
学习 目标
？
问题探讨
酵母菌细胞富含蛋白质，可以用作饲料添加剂。在培养酵母菌用作饲料添加剂时，要给培养装置通气或进行振荡，以利于酵母菌大量繁殖。在利用酵母菌生产葡萄酒时，却需要密封发酵。
1、都是培养酵母菌，为什么有的需要通气，有的却需要密封？
2、为什么通气有利于酵母菌大量繁殖？
3、在密封发酵时，酵母菌将有机物转化为酒精对它自身有什么意义？
通气可以给酵母菌提供呼吸需要的氧气，利于酵母菌进行旺盛的细胞分裂；密封则是避免空气进入，便于酵母菌在无氧条件下分解有机物产生酒精。
在有氧条件下，酵母菌分解营养物质释放的能量多，这些能量可以为酵母菌细胞进行物质代谢和细胞分裂提供充足的动力。
密封发酵时，酵母菌将有机物转化为酒精的同时，能为自己的生命活动提供少量能量。
一、细胞呼吸
做面包、馒头、酿酒等与那些微生物有关？利用了什么原理？
“细胞呼吸”与我们通常所说的“呼吸”是一回事吗？
呼吸作用的实质是细胞内有机物氧化分解，并且释放能量的过程，因此也叫细胞呼吸。
发生场所：
实质：
活细胞内
分解有机物，释放能量
细胞呼吸
呼吸≠呼吸作用
酵母菌 呼吸作用产生二氧化碳
在有氧和无氧的条件下都能生存，属于兼性厌氧型单细胞真菌、真核生物酵母菌进行有氧呼吸能产生大量的CO2，在进行无氧呼吸时能产生酒精和CO2
二、探究酵母菌细胞呼吸的方式
实验材料——酵母菌
实验原理
CO2的检测
①通入澄清的石灰水：
②使溴麝香草酚蓝溶液：
酒精的检测
酸性重铬酸钾溶液：
澄清→浑浊
蓝→绿→黄
探究酵母菌细胞呼吸的方式
橙色→灰绿色
二、探究酵母菌细胞呼吸的方式
提出问题
作出假设
设计实验
进行实验
（验证假设）
分析结果
得出结论
科学探究步骤
提出问题
作出假设
设计实验
酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸的产物分别是什么
实验组
组A：有氧呼吸组
组B：无氧呼吸组
如何控制有氧和无氧的条件？
怎样鉴定有无酒精产生？
怎样鉴定有无CO2产生？如何比较CO2产生的多少？
无氧
CO2和酒精
产生
CO2
有氧
产生
（对比实验）
设计并进行试验
实验思路？
分析变量（探究1④）
自变量:
因变量:
无关变量:
氧气的有无
细胞呼吸的产物
有氧（接入橡皮球或气泵）
无氧（封口放置一段时间后）
温度、空气中的CO2、葡萄糖溶液浓度、酵母菌活性等（相同且适宜）
酒精、CO2
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二氧化碳
二、探究酵母菌细胞呼吸的方式
二、探究酵母菌细胞呼吸的方式
有氧呼吸
无氧呼吸
长进短出
1.配制酵母菌培养液:取20g新鲜的食用酵母菌.分成两等份.分别放入锥形瓶A(500mL)和锥形瓶B(500mL)中→分别向瓶中注人240ml质量分数为5%的葡萄糖溶液;
2.检测酒精的产生:从A、B两瓶中各取2mL酵母菌培养液的滤液→分别注入编号为1、2的两支干净的试管中→向试管中分别滴加0.5mL溶有0.1g重铬酸钾的浓硫酸溶液(质量分数为95%-97%)→轻轻振荡试管并观察溶液颜色的变化
3.实验现象：两装置中澄清的石灰水都变浑浊，且甲装置中浑浊程度高，反应速度快，
2号试管中溶液由______色变成______色,1号试管中溶液 (变色/不变色)
4.现象分析：酵母菌在有氧（相对于无氧）条件下产生的CO2更（多/少）些
5.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/少量）的CO2和______；
在无氧条件下,酵母菌通过细胞呼吸产生酒精，还产生（大量/少量）的CO2
√
橙
灰绿色
（大量/少量）
水
（大量/少量）
√
B瓶封口放置一段时间后，再与第二个锥形瓶连接
实验现象
条件 澄清石灰水/出现的时间 重铬酸钾-浓硫酸溶液
有氧
无氧
变混浊程度高／快
不变灰绿色
变混浊程度低／慢
出现灰绿色
加入重铬酸钾
A: 有氧条件下；B: 无氧条件下
实验注意事项：
①甲装置中，让空气间歇性地依次通过3个锥形瓶，在通入A瓶之前先用NaOH溶液处理,这样既能保证O2的充分供应，又能排除空气中的CO2对实验结果的干扰。
②10%NaOH溶液作用：
③澄清石灰水的作用：检测产生的CO2
④预检测NaOH溶液是否将泵入的CO2全部吸收，本实验应在原装置的基础上如何改进：
⑤分析右图中B锥形瓶先封口一段时间的目的：
⑥检测酒精时能否向B锥形瓶中直接滴加酸性重铬酸钾？若不行如何操作：
取一支试管，取少量酵母菌滤液置于试管中，向试管中滴加酸性重铬酸钾
⑦在右图中，有人在B锥形瓶溶液表面封一层石蜡，目的：
⑧配制酵母菌培养液时，必须将煮沸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。煮沸目的是：杀菌、去除O2 ，冷却的目的是：防止高温杀死酵母菌
葡萄糖也能与酸性重铬酸钾反应发生颜色变化？
吸收CO2，排除空气中的CO2对实验结果的干扰
在氢氧化钠和酵母菌之间加澄清石灰水的锥形瓶
将瓶中的氧气消耗完，确保酵母菌进行无氧呼吸
隔绝空气中的氧气
p91应将酵母菌的培养时间适当延长以耗尽溶液中的葡萄糖；
1、酵母菌在 条件下都能进行细胞呼吸。
6、实验结论
有氧和无氧
2、产物：有氧条件：大量的 。
无氧条件：产生 ，还产生少量的 。
二氧化碳（CO2）
酒精（C2H5OH）
二氧化碳（CO2）
二、探究酵母菌细胞呼吸的方式
有氧呼吸：有机物彻底氧化分解，释放大量能量
无氧呼吸：有机物不彻底氧化分解，释放少量能量
细胞呼吸的类型
科学方法：
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，来探究某种因素与实验对象的关系。
在实验人为设置有氧和无氧两种条件，探究酵母菌在不同氧气条件下的呼吸方式，通过对比可以看出氧气条件对呼吸的影响。
(1)起对照作用的是_____号试管。
(2)能形成对比实验是__________号试管。
对照实验
1
2、3、4
90℃水浴
FeCl3
肝脏研磨液
比较过氧化氢在不同条件下的分解
将酵母菌细胞破碎后进行离心处理，获得细胞各部分，取三支试管，向其中分别加入各种物质，一段时间后监测各试管内的变化情况。
A
B
C
线粒体
细胞质基质
线粒体和
细胞质基质
氧气、葡萄糖、荧光素和荧光素酶
葡萄糖不变，
无荧光
葡萄糖减少，
丙酮酸（C3H4O3）
生成，微弱荧光
葡萄糖减少，
CO2生成，
较强荧光
（1）加入荧光素和荧光素酶的意图？荧光强弱说明了什么？
（2）葡萄糖在 （场所）被分解为 ，并释放少量 。
（3）丙酮酸在 分解为CO2 ，并释放大量 。
细胞质基质
丙酮酸
能量
线粒体
能量
三、有氧呼吸
是细胞进行有氧呼吸的主要场所。
线粒体有哪些适应有氧呼吸的结构？
线粒体
阅读教材92页第三段
外膜
内膜
嵴
基质
含有与有氧呼吸有关的酶
1.线粒体 ，以增加内膜的表面积。
2.线粒体的 和线粒体 中含有许多种与有氧呼吸有关的酶。
内膜的某些部位向内折叠形成嵴
基质
内膜
有氧呼吸
Aerobic Respiration
（教材P92）有氧呼吸最常利用的物质是葡萄糖，其化学反应式可以简写为：
C6H12O6 + 6H2O + 6O2 6CO2 + 12H2O + 能量
酶
但不是唯一的物质
真核细胞中哺乳动物成熟的红细胞、蛔虫中无线粒体，只能进行无氧呼吸。线粒体不是进行有氧呼吸必需的结构，如蓝细菌(原核生物)无线粒体，
但能进行有氧呼吸。
C6H12O6
酶
2丙酮酸(C3H4O3)+4[H]+少量能量
2丙酮酸(C3H4O3)+6H2O
酶
6CO2+20[H]+少量能量
24[H]+6O2
酶
12H2O+大量能量
Ⅰ场所：
细胞质基质
Ⅱ场所：
线粒体基质
Ⅲ场所：
线粒体内膜
有氧呼吸的过程：
C6H12O6 + 6H2O + 6O2 6CO2 + 12H2O + 能量
酶
P93相关信息：[H]—还原型辅酶Ⅰ(NADH)
氧化型辅酶Ⅰ(NAD+)→还原型辅酶Ⅰ(NADH)
元素去向
有氧呼吸
Aerobic Respiration
元素去向
C6H12O6 + 6H2O + 6O2 6CO2 + 12H2O + 能量
酶
易错提醒：
①反应式前后的H2O不能消去。反应过程中，第二阶段消耗了水，而第三阶段生成了水。
②反应式中间不能用等号，要用箭头。
③反应条件“酶”不能省去。
④不要认为细胞呼吸的底物只有葡萄糖，有氧呼吸最常利用的物质是葡萄糖。
（1）有氧呼吸产生水的阶段是 ，场所是 。消耗水的阶段是 ，场所是 。（2）产生[H]的阶段是 ，场所是 。消耗[H]的阶段是 ，场所是 。（3）产生能量的场所是 。 （4）产生少量[H]的场所 ，产生少量能量的场所 。（5）产生CO2场所 ，消耗O2场所 ，产生丙酮酸场所 。
第三阶段
线粒体内膜
第二阶段
线粒体基质
第一、二阶段
细胞质基质、
线粒体基质
线粒体内膜
第三阶段
细胞质基质、线粒体基质、线粒体内膜
细胞质基质
细胞质基质、线粒体基质
线粒体基质
线粒体内膜
细胞质基质
归纳总结
葡萄糖分解的场所？丙酮酸分解的场所？
葡萄糖不能在线粒体被分解的原因：
①线粒体膜上没有运输葡萄糖的载体，
葡萄糖不能进入线粒体；
②线粒体中没有分解葡萄糖的酶。
在细胞内，1mol葡萄糖彻底氧化分解可以释放出2870 kJ能量，可以使977.28kJ左右的能量储存在ATP中，其余的能量则以热能的形式散失掉了。请你计算一下，有氧呼吸的能量转化效率大约是多少，这些能量大约能使多少ADP转化为ATP？
大约34%；大约32molATP
977.28÷2870≈34.05%
977.28÷30.54=32mol
教材93页
思考 讨论1
有氧呼吸过程的能量变化：葡萄糖中的能量彻底释放出来，其中大部分以热能形式散失，少部分储存在ATP中。
与燃烧迅速释放能量相比，有氧呼吸是逐级释放能量的，这对于生物体来说具有什么意义？
思考 讨论2
燃烧是一种迅速释放能量的过程，而有氧呼吸过程则是逐步缓慢释放能量，这种方式保证有机物中的能量得到最充分的利用，主要表现在两个方面:
可以使有机物中的能量逐步地转移到ATP中;
能量缓慢有序地释放，有利于维持细胞的相对稳定状态。
教材93页
有氧呼吸
Aerobic Respiration
C6H12O6 + 6H2O + 6O2 6CO2 + 12H2O + 能量
酶
（教材P93）概括地说，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。同有机物在生物体外的燃烧相比，有氧呀吸具有不同的特点：①有氧呼吸是在温和的条件下进行的；
②有机物中的能量是经过一系列的化学反应逐步释放的；
③这些能量有相当一部分储存在ATP中。
物质
变化
有机物
（葡萄糖）
无机物
（CO2+H2O）
能量
变化
有机物中
稳定的化学能
ATP中
活跃的化学能
+
散失的
热能
细胞
C6H12O6
能量（少量）
2丙酮酸
（2C3H4O3 ）
4[H]
酶
6H2O
能量（少量）
20[H]
酶
6CO2
12H2O+能量（大量）
酶
6O2
细胞质基质
第一阶段
第三阶段
第二阶段
（线粒体基质）
（线粒体内膜）
小结
有氧呼吸的过程

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