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5.3 细胞呼吸的原理和应用（第1课时）
光
合
作
用
呼
吸
作
用
呼
吸
作
用
人、动物、
真菌、多数细菌等
绿 色 植 物
能量
ADP + Pi +
ATP
酶
有机物氧化分解
化
能
合
成
硝化细菌
ATP合成：
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。 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，释放出能量并产生ATP的过程。（教材P94）
一、细胞呼吸
二、细胞呼吸的方式
细胞呼吸是否都需要氧？
生物在有氧和无氧条件下是否都能进行细胞呼吸呢？
思考：酵母菌是常用来研究细胞呼吸作用的材料，为什么呢？生活中有哪些应用？
酵母菌是单细胞真菌，是异养兼性厌氧型生物，能将糖发酵成酒精和二氧化碳，在有氧和无氧条件下都能够存活，常用来酿酒、面粉发酵。
实验：探究酵母菌细胞呼吸的方式
酵母菌在什么条件下进行细胞呼吸产生酒精？不同条件下呼吸产生的CO2一样多吗？
提出问题
作出假设
无氧
CO2和酒精
产生
CO2
有氧
产生
设计实验步骤
控制变量：自变量、因变量、无关变量
设置对照：
CO2可使澄清石灰水变浑浊，也可在酸性环境下使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄。橙色的重铬酸钾溶液，在酸性条件下与酒精发生反应，变成灰绿色。
预测实验结果
实验：探究酵母菌细胞呼吸的方式
实验原理：
（1）酵母菌在有氧和无氧的条件下都能生存，属于兼性厌氧型微生物。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
实验：探究酵母菌细胞呼吸的方式
实验原理：
（2）观察什么？
CO2可使澄清石灰水变浑浊（浑浊程度），也可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄（变成黄色的时间）。 橙色的重铬酸钾溶液，在酸性条件下可与酒精发生化学反应，变成灰绿色。
实验：探究酵母菌细胞呼吸的方式
设计并进行试验
实验思路？
分析变量
自变量:
因变量:
无关变量:
细胞呼吸的条件
细胞呼吸的产物
有氧
无氧
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）
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
实验：探究酵母菌细胞呼吸的方式
NaOH
实验设计
实验：探究酵母菌细胞呼吸的方式
实验设计--有氧呼吸装置
10％NaOH溶液
（吸收通入空气中的CO2，避免对实验结果产生影响）
葡萄糖溶液＋酵母菌
（培养酵母菌）
第一个锥形瓶：
第二个锥形瓶：
第三个锥形瓶：
澄清的石灰水或者溴麝香草酚蓝水溶液
（根据混浊程度进行比较CO2的产生量或者根据溶液颜色的变化时间长短比较）
接入橡皮球或气泵
（保持通入空气）
实验：探究酵母菌细胞呼吸的方式
B瓶应封口一段时间后，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶，为什么？
耗尽B瓶中的O2，确保CO2均来自无氧呼吸
实验设计
实验：探究酵母菌细胞呼吸的方式
实验设计--无氧呼吸装置
葡萄糖溶液＋酵母菌
封口放置一段时间后，再与第二个锥形瓶连接
（使酵母菌消耗瓶内的氧气，造成无氧环境，确保产物是无氧呼吸的产生的）
第二个 锥形瓶：
澄清的石灰水或溴麝香草酚蓝水溶液
根据混浊程度、颜色的变化时间进行比较CO2的产生量
第一个 锥形瓶：
实验：探究酵母菌细胞呼吸的方式
实验设计—注意事项
②质量分数为10%的NaOH溶液的作用是什么？
③B瓶应封口放置一段时间后，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶，为什么？
①配制酵母菌培养液时，必须先将煮沸的葡萄糖溶液冷却至常温，才可加入酵母菌，为什么？
煮沸葡萄糖溶液为了灭菌，防止其他微生物的干扰；放至室温，防止高温杀死酵母菌；
去除空气中的CO2，排除空气中的CO2对实验的干扰；
将B瓶中的O2消耗完，确保通入澄清石灰水中的CO2均来自无氧呼吸；
④葡萄糖也能与酸性重铬酸钾反应发生颜色变化，所以应将酵母菌的培养时间适当_____以_____________________；
延长
耗尽溶液中的葡萄糖
实验：探究酵母菌细胞呼吸的方式
实验：探究酵母菌细胞呼吸的方式
实验结果
有氧装置
无氧装置
初 始
相同时间后
实验：探究酵母菌细胞呼吸的方式
实验结果
用溶有重铬酸钾的浓硫酸检测酒精
溶有重铬酸钾的浓硫酸
+A装置的酵母菌滤液
+B装置的酵母菌滤液
灰绿色
不变灰绿色
实验：探究酵母菌细胞呼吸的方式
实验结论
酵母菌在有氧和无氧条件下均能进行细胞呼吸
在有氧条件下，通过细胞呼吸产生大量的CO2
在无氧条件下通过细胞呼吸产生酒精和少量的CO2
实验：探究酵母菌细胞呼吸的方式
科学方法
讨论：本实验中哪个是对照组，哪个是实验组？
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。
实验组
实验组
一、探究酵母菌细胞呼吸的方式
二、科学探究实验的一般步骤
酵母菌细胞呼吸的产物
有氧：CO2+H2O
无氧： CO2+酒精
细胞呼吸方式：有氧呼吸、无氧呼吸
小结
即时练习
1、下列关于“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验，说法不正确的是( )
A.酵母菌常被用作研究细胞呼吸的实验材料，其主要原因是酵母菌属于兼性厌氧生物
B.在有氧呼吸的装置中，可将空气直接通人酵母菌的培养液
C.酵母菌呼吸产生的CO2可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄
D.酵母菌呼吸产生的酒精在酸性条件下能与橙色的重铬酸钾溶液反应变成灰绿色
B
即时练习
2、某生物兴趣小组对酵母菌细胞呼吸方式进行探究实验。他们想探究的具体问题:酵母菌是否在有氧、无氧条件下均能产生CO2。现提供若干套(每套均有数个)实验装置如图(A-B)所示，请分析回答:
(1)请根据实验目的选择装置序号，并按照实验的组装要求排序(装置可重复使用)。有氧条件下的装置序号： ;无氧条件下的装置序号: 。
(2)装置中c瓶的作用是 。b瓶中澄清的石灰水还可用 代替。
c→a→b
d→b
除去空气中的CO2
溴麝香草酚蓝溶液
3、适宜的温度条件下，在下列装置中都加入活酵母，其中适于产生酒精的装置是（ ）
即时练习
A
A
B
C
D
加入葡萄
糖和水
加入葡萄糖
加入水
加入葡萄糖
并不断搅拌
即时练习
4、下图是某研究小组在探究酵母菌细胞呼吸方式时的两套实验装置图,下列分析合理的是(　　)。
A.为检验空气中的二氧化碳是否被A瓶完全
吸收,可在B瓶前加一个盛有澄清石灰水的
锥形瓶
B.实验中发现C瓶先变混浊后又澄清了,说明实验不成功
C.实验进行一段时间后用酸性的重铬酸钾溶液检测E瓶中物质会出现灰绿色
D.D瓶封口后应立即接通E瓶,防止D瓶中的培养液被分解完
A
即时练习
5、检测酵母菌细胞呼吸的产物,下列叙述正确的是(　　)。
A.如果产生的气体使澄清的石灰水变混浊,则酵母菌只进行有氧呼吸
B.如果产生的气体使溴麝香草酚蓝溶液变黄色,则酵母菌只进行无氧呼吸
C.无论是进行有氧呼吸还是无氧呼吸,酵母菌都能产生CO2
D.酵母菌无氧呼吸不产生气体,但其中的产物能使酸性重铬酸钾溶液变成灰绿色
C

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