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(共44张PPT)
第5章 第3节 细胞呼吸的原理和应用
导入新课
自主学习
深度学习
迁移应用
发面
酿葡萄酒
问题：酵母菌什么条件下产生CO2,什么条件下产生酒精？
呼吸作用
细胞呼吸
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导入新课
迁移应用
一、细胞呼吸的方式
酵母菌在有氧和无氧的条件下都能生存，属于兼性厌氧菌。
探究酵母菌细胞呼吸的方式
……
……
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自主学习
导入新课
迁移应用
确定实验目的
自变量是什么？
因变量是什么？
细化
如何控制自变量
如何检测因变量
控制无关变量
控制那些可能影响实验结果的因素
写出具体做法
方法步骤
材料用具等
设计实验
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迁移应用
设计实验
自变量
因变量
有氧/无氧条件
是否产生CO2/酒精
通气/密封
用澄清石灰水、酸性重铬酸钾溶液检测
实验目的：探究酵母菌的细胞呼吸方式
细化：
CO2能使澄清石灰水变浑浊或使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄
酒精能使酸性重铬酸钾溶液由橙色变灰绿色
其它量保持一致
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搭建实验装置
A
B
C
D
E
请运用以上元件分别搭建有氧呼吸和无氧呼吸装置。
有氧呼吸装置：
无氧呼吸装置：
E→C → A → D
B → D
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空气中的二氧化碳
让空气先通过NaOH溶液
温度
置于相同适宜温度下
营养物质
给予相同的适量营养
无关变量的相同且适宜原则
思考：还有哪些因素会影响实验结果？
控制无关变量
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实验步骤
4.培养、观察、检测、记录。
1.称取等量的两份食用酵母菌（10g）；
2.配制质量分数为5%葡萄糖溶液作为酵母菌的培养液；
3.搭建如图的有氧呼吸（左）和无氧呼吸（右）装置；
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检测酒精的方法：
　　各取2mL酵母培养液的滤液，分别注入2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%），并轻轻震荡，使其混合均匀。观察试管中溶液的颜色变化。
注意：是将酸性重铬酸钾溶液滴加至酵母培养液滤液中，不能反过来加！
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实验结果
检测酒精的产生
刚加入酸性重铬酸钾
A
B
A: 有氧条件下酵母菌培养液；B: 无氧条件下酵母菌培养液
A
B
一段时间以后
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实验结论
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本实验中哪个是对照组，哪个是实验组？
本实验的两组都是实验组
思 考
对比实验（相互对照实验）
　　设置两个或两个以上的实验组，通过对几个实验组结果的分析比较，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。
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科学探究的一般过程
提出问题
作出假设
设计实验
进行实验
分析结果得出结论
观察
实验
资料
自变量
因变量
无关变量
表达交流
1．某同学为了研究酵母菌呼吸作用的类型，制作了如图所示的实验装置。甲、乙中各加等量的经煮沸后冷却的葡萄糖溶液，并加等量的酵母菌，乙内用液体石蜡隔绝空气。对该实验的分析，错误的是（ ）
A．该实验不能以有无C02的产生来判断酵母菌的呼吸作用类型
B．将葡萄糖溶液煮沸可以防止杂菌污染，以免影响实验结果
C．乙和甲比较，说明酵母菌在不同的条件下有不同的呼吸作用类型
D．乙为甲的空白对照实验，以排除无关因素对酵母菌呼吸作用的影响
D
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迁移应用
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2．如图是探究酵母菌细胞呼吸方式的实验装置。下列说法正确的是（ ）
A．两个装置均需要在黑暗条件下进行
B．在装置乙的Ⅲ中可检测到有酒精生成
C．装置乙中的Ⅱ应先封口放置一段时间，再与Ⅲ连接
D．装置甲中 NaOH 溶液的作用是吸收Ⅰ中的 CO2
3．在一定条件下，某同学利用葡萄糖溶液培养酵母菌并探究酵母菌细胞呼吸的方式。在该实验中不会出现的现象是（ ）
A．只有在无氧条件下酵母菌才能进行增殖并代谢产生 CO2
B．酒精与酸性重铬酸钾溶液混合后，溶液出现灰绿色
C．CO2 使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄
D．用葡萄糖溶液培养酵母菌时，培养液的温度发生变化
C
A
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细胞呼吸
有氧呼吸
无氧呼吸
（主要）
细胞呼吸的实质是细胞内的有机物氧化分解，并释放能量的过程。
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二、有氧呼吸
有氧呼吸场所分析
细胞质基质可以分解葡萄糖；
线粒体不能直接分解葡萄糖；
线粒体促进了葡萄糖的分解。
A组 B组 C组
细胞质基质 线粒体 细胞匀浆
加入等量葡萄糖
结
果
分析实验，可以得出什么结论？
大量的科学研究表明：
　　有氧呼吸的场所包括细胞质基质和线粒体。先由细胞质基质完成葡萄糖的初步分解，之后由线粒体完成剩下的部分。
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有氧呼吸第一阶段分析
阅读下列材料，回答细胞质基质为葡萄糖的分解提供了什么物质？
　　
科学家发现酵母汁液（主要成分是细胞质基质）能够发酵（分解）葡萄糖，但将酵母汁液加热到50℃以上，便会失效。酵母汁液经过透析（除去小分子物质）以后，也失去了发酵能力。
提供了酶和小分子物质
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小分子NAD+是电子和H+的载体
通常将NADH简化为[H]，读作还原氢
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有氧呼吸第一阶段概括
葡萄糖（C6H12O6）
2×丙酮酸（C3H4O3）
ATP（少量）
NADH（ [H]）
细胞质基质
NAD+
ADP+Pi
多种酶
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有氧呼吸第二、三阶段
线粒体的电镜照片（放大45000）
外膜
内膜
嵴
基质
分析：线粒体的结构有哪些适于其功能的特点？
内膜的某些部位向线粒体的内腔折叠形成嵴，使内膜的表面积大大增加。
线粒体的内膜上和基质中含有许多种与有氧呼吸有关的酶。
（含少量DNA和RNA）
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科学家研究的有氧呼吸第二阶段
请从场所、反应物、产物和能量变化的角度概括有氧呼吸第二阶段。
有氧呼吸第二阶段概括
丙酮酸
CO2
H2O
少量ATP
[H]
线粒体基质
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线粒体电镜照片
研究发现，有氧呼吸第三阶段是在线粒体内膜进行的，[H]和O2参与反应生成H2O，产生大量ATP。
有氧呼吸第三阶段概括
第一阶段产生的[H]
线粒体内膜
第二阶段产生的[H]
H2O
O2
大量ATP
请从场所、反应物、产物和能量变化的角度概括有氧呼吸第三阶段。
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尝试在下图画中出有氧呼吸的简要过程
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葡萄糖
丙酮酸
少量ATP
[H]
细胞质基质
CO2
H2O
少量ATP
[H]
H2O
O2
大量ATP
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迁移应用
请根据有氧呼吸的过程，写出有氧呼吸的总反应式，并给有氧呼吸下一个定义。
总反应式：
有氧呼吸的定义：
C6H12O6+6O2+6H2O→6CO2+12H2O+能量
酶
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。
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葡萄糖的燃烧
同有机物在生物体外的燃烧相比，有氧呼吸的特点:
有氧呼吸过程温和;
有机物中的能量经过一系列的化学反应逐步释放;
能量有相当一部分储存在ATP中。
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有氧呼吸的能量利用特点
　　在细胞内，1mol 葡萄糖彻底氧化分解可以释放出2870 kJ 的能量，可使977.28 kJ左右的能量储存在ATP中，其余的能量则以热能形式散失掉了。
特 点:
意 义:
能量缓慢有序地释放，有利于维持细胞的相对稳定状态；
使有机物中的能量逐步地转移到ATP中，保证有机物中的能量得到最充分的利用
逐步缓慢释放能量
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4. 用含18O 的葡萄糖跟踪有氧呼吸过程中的氧原子，18O 转移的途径是 （ ）
A．葡萄糖→丙酮酸→水
B．葡萄糖→丙酮酸→O2
C．葡萄糖→O2→水
D．葡萄糖→丙酮酸→CO2
5．在有氧呼吸的下列反应阶段中，不在线粒体中进行的只有（ ）
A．[H]传递给氧气生成水
B．C6H12O6分解为丙酮酸和[H]
C．丙酮酸分解为 CO2和[H]
D．ADP 与磷酸结合生成 ATP
D
B
三、无氧呼吸
酶
酶
酶
酒精发酵
乳酸发酵
酶
酶
乳酸菌
分析酵母菌酒精发酵和乳酸菌乳酸发酵的过程，阅读教材P94；思考讨论以下问题：
⑴无氧呼吸的场所是什么？
⑵无氧呼吸分为哪几个阶段？各阶段发生了什么样的反应？
⑶无氧呼吸只有在哪个阶段释放少量能量？无氧呼吸过程中未释放的能量存留在什么物质中？无氧呼吸过程中有没有[H]的产生和积累？
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教材P94
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场所：
过程：
特点：
请根据无氧呼吸的过程，写出无氧呼吸的总反应式，并给无氧呼吸下一个定义。
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总反应式：
无氧呼吸的定义：
C6H12O6
酶
2C3H6O3（乳酸）＋少量能量
2C2H5OH＋2CO2＋少量能量
C6H12O6
酶
或
人和动物、乳酸菌、马铃薯块茎、玉米胚、甜菜块根等
大多数植物、酵母菌
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。
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有氧呼吸和无氧呼吸的比较
呼吸方式 有氧呼吸 无氧呼吸
不同点 场所
条件
分解产物
能量
ATP产生阶段
相同点
细胞质基质、线粒体（主要）
细胞质基质
需氧气、多种酶
不需氧气、需多种酶
二氧化碳和水
酒精和二氧化碳或乳酸
释放大量能量
释放少量能量，大部分能量储存在酒精或乳酸中
三个阶段均产生ATP
仅在第一阶段产生ATP
第一阶段反应完全相同，并且都是在细胞质基质中进行。两种呼吸作用方式的实质相同，都能够分解有机物，释放能量。
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教材P96
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教材P94
细胞呼吸的意义：
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影响细胞呼吸的外界因素
1.氧气浓度
随氧气浓度的升高无氧呼吸逐渐减弱
在一定浓度范围内，随氧气浓度的升高有氧呼吸逐渐增强。
受线粒体数量限制（或受呼吸酶量的限制）
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2.温度
温度主要是影响______的活性， 在一定的温度范围内，呼吸强度随着温度的升高而____；但超过一定的温度，酶的活性____，甚至会变性失活，从而使呼吸作用减弱直至停止。
呼吸酶
增强
下降
3.二氧化碳
CO2是呼吸作用的产物，
对细胞呼吸有_____作用。
抑制
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4.水
在一定范围内，细胞呼吸速率随含水量的增加而____，随含水量的减少而____。
加快
减慢
应用：贮存农产品
　　条件 种类　　　 氧气含量 温度 水分
粮油种子
水果蔬菜
低氧
低氧
低温
低温
干燥
适宜湿度
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四、细胞呼吸原理的应用
为伤口创造疏松通气的环境，避免厌氧病原菌的繁殖。
缺氧
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四、细胞呼吸原理的应用
促进根细胞的有氧呼吸，利于根系的生长和无机盐的吸收；
利于好氧微生物的生长繁殖，促进好氧微生物对土壤有机物的分解，从而利于植物对无机盐的吸收。
减少有机物的消耗
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四、细胞呼吸原理的应用
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？
给酵母菌提供呼吸需要的O2，利于酵母菌进行旺盛的细胞分裂。
避免空气进入，便于酵母菌要无氧条件下分解有机物产生酒精。
有氧条件下，酵母菌进行有氧呼吸释放的能量多，为酵母细胞进行物质代谢和细胞分裂提供充足的动力。
能为自己的生命活动提供能量。
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6．细胞内糖分解代谢过程如右图，下列叙述不正确的是 （ ）
A．酵母菌细胞能进行过程①②或过程①③
B．人体细胞的线粒体中能进行过程①
C．低温下苹果细胞中过程①②的速率降低
D．乳酸菌细胞中能进行过程①④
7．贮藏苹果时既要保持其口感又要减少养分的消耗，下列最适宜的贮藏条件是
（ ）
A．高 CO2 浓度、低 O2 浓度和零下低温、干燥
B．完全无 O2、高 CO2 浓度和零上低温、干燥
C．低 O2 浓度、高 CO2 浓度和零上低温、适宜湿度
D．低 CO2 浓度、高 O2 浓度和零下低温、适宜湿度
B
C
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8．为探究酵母菌的细胞呼吸，将酵母菌破碎并进行差速离心处理，得到细胞质基质和线粒体，与酵母菌分别装入 A～F 试管中，加入不同的物质，进行了如下实验。
（1）会产生 CO2 和 H2O 的试管有_______，会产生酒精的试管有_____，根据试管____________的实验结果可判断出酵母菌进行无氧呼吸的场所（均填试管编号）。
（2）有氧呼吸产生的[H]，经过一系列的化学反应，与氧结合形成水。2，4-二硝基苯酚（DNP）对该氧化过程没有影响，但使该过程所释放的能量都以热的形式耗散，表明DNP 使分布在________________的酶无法合成 ATP。若将 DNP 加入试管 E 中，葡萄糖的氧化分解_______（填“能”或“不能”）继续进行。
C、E
B、F
B、D、F
线粒体内膜
能
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导入新课
迁移应用
课堂小结
细胞呼吸
类型
有氧呼吸
无氧呼吸
过程
过程
实质
分解有机物释放能量
意义
为各项生命活动提供能量
影响的环境因素
氧气浓度
二氧化碳浓度
温度、水等
应用
工业生产：酿酒、饲料
农业生产：中耕松土
水果、粮食储存
健康生活：包扎伤口
有氧运动

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