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第3节 细胞呼吸的原理和应用(第1课时)
第5章 细胞的能量供应和利用
复 习
生物体生命活动的主要能源物质是什么？
生物体新陈代谢所需能量的直接来源是什么？
葡萄糖
ATP
那么：葡萄糖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？
酵母菌是兼性厌氧菌，既可以有氧呼吸，又可以无氧呼吸
事例1：馒头和面包里面都有一个个的小孔，都很松软，是因为发面时加入酵母菌，酵母菌细胞呼吸产生了CO2 ， CO2受热膨胀。
事例2：酿酒过程中，酵母菌进行细胞呼吸产生了酒精。
产生CO2
产生酒精
问题：酵母菌什么条件下产生CO2,什么条件下产生酒精？
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。酵母菌利用葡萄糖进行细胞呼吸，呼吸产物不相同。
【设计实验】
【作出假设】
【提出问题】
【进行实验】
一、实验设计思路：
【得出结论】
1.提出问题
2.作出假设
探究酵母菌细胞呼吸的方式
酵母菌有氧和无氧条件下呼吸作用的产物分别是什么
有氧条件下产生二氧化碳，
无氧条件下产生酒精
探究酵母菌的呼吸方式
3.设计实验
用酵母菌，分别至于有氧和无氧环境下培养一段时间，然后分别检测在不同条件下酵母菌呼吸产物。
2. 实验设计
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
通气
密封
相同且适宜
吸收空气中的CO2
检测CO2的产生
检测CO2的产生
B瓶封口放置一段时间，消耗瓶中原有氧气
有氧呼吸
无氧呼吸
1.通入澄清的石灰水：
2.使溴麝香草酚蓝溶液：
酒精的检测：
CO2的检测：
澄清→浑浊
蓝变绿再变黄
+酒精
酸性重铬酸钾
灰绿色
橙色的重酪酸钾溶液在酸性下与酒精发生反应，变成灰绿色
进行实验
称取等量的两份食用酵母菌（10g）；
配制质量分数为5%的葡萄糖溶液作为酵母菌的培养液；
搭建如图的有氧呼吸（左）和无氧呼吸（右）装置；
培养、观察、检测、记录
探究·实践
探究酵母菌细胞呼吸的方式
（1）分析溶液在实验中的作用分别是什么？
10%NaOH的作用是：
澄清的石灰水作用是：
无氧呼吸
二、细胞呼吸方式
吸收空气中的CO2
检测CO2的产生
有氧呼吸
（2）如何说明CO2产生的多少？
（3）B瓶应封口放置一段时间后，在连通盛有澄清石灰水的锥形瓶，这是为什么？
根据石灰水的浑浊程度
耗尽B瓶中的O2，确保CO2均来自无氧呼吸
有氧呼吸
无氧呼吸
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／快
不变灰绿色
变混浊／慢
出现灰绿色
初 始
相同时间后
有氧装置
无氧装置
4、实验现象及结论
（1）酵母菌在 条件下都能进行细胞呼吸。
（2）结论：
有氧和无氧
（2）产物：
有氧条件：大量的 和 。
无氧条件：产生 ，还产生少量的 。
CO2
H2O
酒精（C2H5OH）
CO2
（1）现象：
对比实验（相互对照实验） 两个或两个以上实验组，不另设对照组，而是几个实验组之间相互对照，其中的每一组既是实验组也是其他组的对照组。
实验方法-对比实验
当堂训练
1. 在“探究酵母菌细胞呼吸的方式”的实验中，检测是否有酒精产生的试剂及出现的颜色变化是( )
A. 重铬酸钾、灰绿色
B. 重铬酸钾、紫色
C. 碘液、灰绿色
D. 苏丹Ⅲ、橘黄色
A
2.为了探究酵母菌细胞呼吸的方式，某同学将实验材料和用具按如图所示安装好。以下关于该实验的说法，不正确的是( )
A.甲、乙组实验探究的分别是酵母菌在有氧、无氧条件下的呼吸方式
B.加入质量分数为10%的NaOH溶液是为了吸收空气中的CO2
C.将橙色的重铬酸钾溶液滴入B瓶中变成灰绿色证明有酒精产生
D.乙组B瓶先封口放置一段时间的目的是消耗B瓶中的O2以形成无氧的环境
C
重铬酸钾溶液在酸性条件下才能与酒精发生化学反应，使溶液变成灰下灰绿色
3. 在适宜的温度条件下，在下列装置中都放入干酵母(内有活酵母菌)，其中适于产生酒精的装置是( )
A
4. 现有两瓶密封的罐头已过保质期，甲瓶瓶盖鼓起，乙瓶外观无变化，打开后发现两瓶罐头已变质。对此现象解释合理的是( )
①甲罐头变质是被厌氧细菌污染，细菌代谢的产物有 CO2和乳酸
②甲罐头变质是被厌氧细菌污染，细菌代谢的产物有酒精和 CO2
③甲罐头变质是被需氧细菌污染，细菌代谢的产物 CO2 和H2O
④乙罐头变质是被厌氧细菌污染，细菌代谢的产物是乳酸
⑤乙罐头变质是被厌氧细菌污染，细菌代谢的产物是酒精
A. ①④ B. ③⑤ C. ②⑤ D. ②④
D
一、有氧呼吸：
有氧呼吸的场所？主要场所？
物质如何分解？
哪个阶段需要氧气？哪个阶段产生的ATP多？
细胞呼吸的类型：
有氧呼吸:
无氧呼吸:
过程
过程
www.
外膜
内膜
嵴
基质
含有与有氧呼吸有关的酶
线粒体有哪些适应
有氧呼吸的结构？
www.
C6H12O6
2丙酮酸
酶
4[H]
能
2ATP
热
线粒体
细胞质基质
①
第一阶段：葡萄糖的初步分解
C6H12O6
酶
+4[H]+少量能量
场所：细胞质基质
2丙酮酸
www.
C6H12O6
2丙酮酸
酶
6CO2
4[H]
能
2ATP
热
能
2ATP
热
酶
6H2O
20[H]
线粒体
细胞质基质
②
①
丙酮酸彻底分解
酶
6CO2 +20[H]+ 少量能量
场所：线粒体基质
第二阶段：
2丙酮酸
+6H2O
www.
C6H12O6
2丙酮酸
酶
6CO2
4[H]
能
2ATP
热
能
2ATP
热
酶
6H2O
20[H]
12H2O
6O2
酶
能
34ATP
热
线粒体
细胞质基质
②
①
③
氧的参与
酶
12H2O + 大量能量
场所：线粒体内膜
第三阶段：
24[H] + 6O2
１.产生［Ｈ］的阶段？
２.哪个阶段有水的生成？
３. 哪个阶段需要大量的氧气？
4 .哪个阶段释放出的能量最多？
第一二阶段
第三阶段
第三阶段
第三阶段
有氧呼吸总反应式
1mol葡萄糖彻底氧化分解释放出2870KJ，有977.28KJ转移至ATP（合成32molATP）其余主要以热能的形式散失掉。
　　　　　
C6H12O6＋6H2O＋6O２—→6CO2＋ 12H2O＋能量
酶
(1)写出长方框内1、2、3所依次代表的物质名称： 、 、 、
(2)依次填出椭圆框内4、5、6所代表的能量的多少： 、 、 。
(3)有氧呼吸的主要场所是 ______，进入该场所的呼吸底物是 。
下图是有氧呼吸的过程图解，请依图回答：
C6H12O
1
2
3
O2
酶
酶
4
5
6
酶
[H] [H]
H2O
丙酮酸
CO2
少量、
少量
大量
线粒体
丙酮酸
6
4、让一只小白鼠吸入有放射性的18O2，该小白鼠体内最早出现含18O的化合物是
A．CO2 B．水 C．丙酮酸 D．乳酸
5、在有氧呼吸过程中，CO2的产生和 O2的参与分别发生在
A．第一阶段和第二阶段
B．第二阶段和第三阶段
C．第一阶段和第三阶段
D．都在第三阶段
B
B
无氧呼吸
【自主学习】阅读教材P94无氧呼吸的
相关内容，结合过程图，回答下列问题：
(1)无氧呼吸的场所在哪里
(2)无氧呼吸可分为几个阶段
(3)各阶段发生了什么样的反应
(4)无氧呼吸的产物有哪些
(5)每个阶段都释放能量吗
释放的能量是大量还是少量
酶
酶
无氧呼吸
2丙酮酸
（C3H4O3）
C6H12O6
酶
少量能量
4[H]
酶
酶
2酒精（C2H5OH）+2CO2
2乳酸（C3H6O3）
细胞质基质
1. 场所：__________
细胞质基质
2. 过程：
第一阶段:
2C2H5OH（酒精）+ 2CO2
2C3H6O3（乳酸）
酶
酶
第二阶段:
不放能
无氧呼吸
3. 不同生物无氧呼吸的产物不同
C6H12O6 2C3H6O3（乳酸）+少量能量
酶
特别注意：无氧呼吸仅第一阶段释放少量能量 ，生成少量ATP
例：酵母菌、大多数植物（水稻、苹果等）
例：乳酸菌、动物、马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚等
乳酸
酒精
1mol葡萄糖
196.65（kJ）
61.08kJ
ATP
热能
乳酸或
酒精
大部分能量存留在 或 中
少量释放
C6H12O6 2C2H5OH（酒精）+2CO2+少量能量
酶
无氧呼吸
4、意义：
高等植物在水淹的情况下，可以进行短暂的无氧呼吸，将葡萄糖分解为乙醇和二氧化碳，释放出能量以适应缺氧环境条件。
人在剧烈运动时，需要在相对较短的时间内消耗大量的能量，肌肉细胞则以无氧呼吸的方式供给能量，满足人体的需要。
5应用：
产生酒精：酒精发酵
产生乳酸：乳酸发酵
故微生物无氧呼吸叫发酵
无氧呼吸
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
细胞质基质
氧气、多种酶
无氧气、多种酶
葡萄糖彻底分解为CO2和H2O
葡萄糖不彻底分解，
形成乳酸或酒精和CO2
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
有氧呼吸的三个阶段均产生ATP
仅在第一阶段产生ATP
第一阶段反应完全相同，两种呼吸方式实质相同，都是分解有机物，释放能量。
比较有氧呼吸与无氧呼吸的异同
无氧呼吸指细胞在无氧或缺氧条件下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物不彻底地氧化分解成为乙醇或乳酸等，同时释放出较少能量的过程。
概念提升：什么是细胞呼吸
有氧呼吸指细胞在氧气的参与下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物彻底地氧化分解产生二氧化碳和水，释放能量，生成许多ATP的过程。
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CO2或其它产物，释放出能量并生成ATP的过程。
C6H12O6
酶
2分子
丙酮酸
酶2
酶1
2C2H5OH +2CO2 +少量能量
2C3H6O3 +少量能量
无氧条件下
细胞质基质
有氧条件下，线粒体内
6CO2+12H2O+大量能量
酶
总结

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