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第五章 细胞的能量供应和利用
细胞呼吸的原理和应用 第三课时
学习目标：
一、有氧呼吸
【任务一】：阅读教材P92-93有氧呼吸的相关内容，结合过程图,完成过程部分、科学探究部分。
场所：线粒体内膜
C6H12O6 （葡萄糖）
2C3H4O3 （丙酮酸）
+ 4[H]
+ (少量)能量
酶
+ 6H2O
酶
6CO2
+ 20[H]
+ （少量）能量
24[H]
+ 6O2
12H2O
+ （大量)能量
酶
场所：细胞质基质
场所：线粒体基质
（1）葡萄糖的初步分解
（2）丙酮酸的彻底分解
2C3H4O3 （丙酮酸）
（3）[H]（还原性辅酶Ⅰ：NADH）的氧化
(1)过程
【科学探究】根据有氧呼吸三个阶段的分反应，尝试写出有氧呼吸的总反应方程式，用箭头标出O元素的来源与去向:
C6H12O6+6H2O+6O2 6CO2+12H2O+能量
酶
ATP
热能散失
（大量）
能量转换： 葡萄糖中稳定的化学能→ATP中活跃的化学能和热能
细胞在 的参与下，通过多种 的催化作用，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生 ，同时释放能量，生成 的过程，叫做有氧呼吸。
O2
酶
CO2和水
大量ATP
二、无氧呼吸
【任务二】阅读教材P93-94无氧呼吸的相关内容，结合过程图，完成导学案的问题，并从不同角度比较与有氧呼吸的异同。
（1）过程及类型
场所：细胞质基质
C6H12O6
酶
2C3H4O3 + 4[H] + 少量能量
第一阶段
第二阶段
2C3H4O3 + 4[H]
2C3H4O3 + 4[H]
2C2H5OH +2CO2
2C3H6O3乳酸
酶
酶
乳酸发酵
酒精发酵
C6H12O6 2C2H5OH（酒精）+2CO2+少量能量（来自第一阶段）
酶
C6H12O6 2C3H6O3（乳酸）+少量能量（来自第一阶段）
酶
总反应式：
（2）定义：
细胞在无氧条件下，通过酶的催化作用把葡萄糖等有机物分解成不彻底的氧化产物，释放少量能量，生成少量ATP的过程。酵母菌、乳酸菌等微生物的无氧呼吸叫做发酵。
乳酸
酒精
(3)不同生物或细胞的无氧呼吸产物及原因：
重点剖析归纳
有氧呼吸和无氧呼吸的比较
呼吸类型 有氧呼吸 无氧呼吸
不 同 点 进行场所
进行条件
分解产物
放能情况
分解程度
[H]的来源
[H]的去路
ATP来源
细胞质基质、线粒体
细胞质基质
O2
缺氧或无氧
H2O、CO2
C2H5OH、CO2或C3H6O3
释放大量能量
释放少量能量
彻底
不彻底
葡萄糖、(丙酮酸）、 H2O
葡萄糖
与氧气结合生成水
还原丙酮酸
一、二、三阶段均有
只有第一阶段产生少量
都需要酶和适宜温度，第一阶段完全相同，都是为各项生命活动提供能量
【自主探究】根据有氧呼吸和无氧呼吸的过程，尝试概括出细胞呼吸（呼吸作用）的概念和实质:
1、概念：细胞呼吸是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他产物，释放出能量并生成 ATP的过程。
2、实质：分解有机物，释放能量。
【思考】蓝细菌等部分原核生物虽然没有线粒体，却能进行有氧呼吸？试分析可能的原因是什么？
蓝细菌含有与有氧呼吸相关的酶
1、为生物体提供能量。
2、细胞呼吸是生物体代谢的枢纽
（产生许多中间产物，为其他化合物的合成提供原料）
5.细胞呼吸的意义
【盲点判断】
1.有氧呼吸的酶存在于细胞质基质、线粒体内膜、线粒体基质中( )　
2.细胞中不能合成ATP的部位是线粒体的内膜。　( )
3.无氧呼吸能产生ATP,但没有[H]的生成过程。　( )
4.有水产生的细胞呼吸一定是有氧呼吸。　( )
5.无氧呼吸时，有机物中的大部分能量以热能的形式散失出来。( )
6. 无论在哪种运动强度下，假设细胞呼吸底物均为葡萄糖，肌肉细胞CO2的产生量始终等于O2的消耗量（ ）
√
×
×
√
×
√
【典例】不同种类的生物在不同的条件下，呼吸作用方式不同。若分解底物是葡萄糖，下列判断不正确的是(　　)
A.若只释放CO2，不消耗O2，则细胞只进行无氧呼吸
B.若既不吸收O2同时也不释放CO2，则说明该细胞已经死亡
C.若CO2的释放量多于O2的吸收量，则细胞既进行有氧呼吸，
也进行无氧呼吸
D.若CO2的释放量等于O2的吸收量，则细胞只进行有氧呼吸或同时进行有氧呼吸和产生乳酸的无氧呼吸
B
考查科学思维能力
三、细胞呼吸方式的判断
（1）依据反应方程式和发生场所判断：
总结归纳：
（2）液滴移动法探究生物的呼吸方式---气压的变化
呼吸产生的CO2与消耗O2的差值
若液滴不移动
→产生的CO2=消耗的O2
若液滴左移
→产生的CO2＜消耗的O2
若液滴右移
→产生的CO2＞消耗的O2
实验结果 实验结论
装置一液滴 装置二液滴
不动
不动
不动
不动
右移
右移
左移
左移
只进行产生乳酸的无氧呼吸或种子已死亡
只进行产生酒精的无氧呼吸
进行有氧呼吸和产生乙醇的无氧呼吸
只进行有氧呼吸或进行有氧呼吸和产生乳酸的无氧呼吸
左移
左移
种子进行有氧呼吸时，底物除了糖类外还有脂质
（2）液滴移动法探究细胞的呼吸方式：
典例分析
【典例】某生物兴趣小组用实验装置在一定条件下测定了萌发的小麦种子(已消毒)的呼吸速率(仅考虑氧化糖类)，如图所示。下列有关说法错误的是
A.如果X为无菌水，液滴不移动说明种子只进
行了有氧呼吸
B.如果X为NaOH溶液，液滴不移动说明种子
只进行了无氧呼吸
C.如果X为无菌水，液滴向右移动说明种子只
进行了无氧呼吸
D.如果X为NaOH溶液，液滴向左移动说明种子进行了有氧呼吸
C
（2）液滴移动法探究生物的呼吸方式：
有时还需要启用装置3，其作用是：
防止气压、温度等物理膨胀因素（无关变量）对实验结果的干扰，使实验更准确，另外还应对种子进行消毒处理、装置灭菌处理等。
若探究对象为植物，则应该怎么做？
遮光黑暗处理
误差纠正：
实 验 设 计
原则
对照原则
单一变量原则
思路
分析课题 把握原则 确认变量
关键
自变量如何控制
无关变量如何控制
因变量如何检测
设置对照 一般步骤
三、探究酵母菌细胞呼吸的方式
异养兼性厌氧型
一、实验材料
及设计原则
课题 有氧呼吸 无氧呼吸
自变量
因变量
无关 变量
自变量控制
无关变量控制
O2的有无
酵母菌呼吸产物，产生CO2的多少、酒精的有无
温度、营养物质的浓度和总量、pH等
通入空气，保证O2的
充分供应
先将锥形瓶内的O2消
耗完，再连通盛有澄
清石灰水的锥形瓶
等量适量。空气先通入
NaOH溶液中，除去CO2
等量适量。
排除有氧呼吸的干扰
探究酵母菌细胞呼吸方式的变量分析
三、探究酵母菌细胞呼吸的方式
耗尽B中氧气
清除空气中的CO2　
配制酵母菌培养液(酵母菌＋ 溶液)
葡萄糖
检测酒精的产生：从A、B中各取2 mL酵母菌培养液的滤液，分别注入编号为1、2的两支试管中→分别滴加0.5 mL溶有0.1 g 的浓硫酸溶液→振荡并观察溶液的颜色变化。
重铬酸钾
2、实验步骤：
CO2的检测：
1.通入澄清的石灰水： 澄清→浑浊
2.溴麝香草酚蓝水溶液：蓝→绿→黄
酒精的检测：
橙色的重铬酸钾溶液在酸性下与酒精
发生反应： 橙色→灰绿色
3.实验现象
条件 澄清石灰水的变化/出现变化的快慢 重铬酸钾的浓硫酸溶液
甲组(有氧) 变混浊程度 /快 无变化
乙组(无氧) 变混浊程度 /慢 出现 色
4.实验结论
(1)酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸。
(2)在有氧条件下产生大量CO2，在无氧条件下进行细胞呼吸产生_______
。
高
低
灰绿
酒精和
CO2

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