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第3节 细胞呼吸的原理和应用
第一课时
思考：做面包、馒头、酿酒等与哪些微生物有关？利用了什么原理？
酵母菌 呼吸作用产生二氧化碳
新课导入
思考：“细胞呼吸”与我们通常所说的“呼吸”是一回事吗？
细胞呼吸的实质：
有机物在细胞内经过一系列氧化分解，生成CO2或其他产物，释放能量并生成ATP的过程。
有机物
氧化分解
分解产物
能量
呼吸≠细胞呼吸
呼吸：机体与环境之间的O2与CO2交换的过程。
思考：细胞呼吸是否都需要氧？酵母菌在有氧和无氧条件下是否都能进行细胞呼吸呢？
细胞呼吸的方式--①细胞呼吸的实质
1
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
细胞呼吸的方式--②探究 实践：探究酵母菌细胞呼吸的方式
实验材料分析----酵母菌：
思考：酵母菌是常用来研究细胞呼吸作用的材料，为什么呢？
探究呼吸方式的理想材料
一种单细胞的真菌(真核生物)，在有氧和无氧条件下都能生存，属于兼性厌氧菌。生长周期短，增殖速度快，可以用酵母菌作为实验材料研究。
细胞呼吸的方式--②探究 实践：探究酵母菌细胞呼吸的方式
1.实验设计
提出问题
作出假设
问题：酵母菌可以进行有氧呼吸和无氧呼吸吗？有氧呼吸和无氧呼吸的产物是什么呢？
根据自己已有的知识和经验，针对所提出的问题作出假设。
如何作出假设？
已有的知识和经验：
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。
2.酿酒过程中，酵母菌进行细胞呼吸产生了酒精。
3.酵母菌是异养兼性厌氧型生物。
实验假设：酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸都能进行，有氧呼吸产物是CO2，无氧呼吸产物是CO2、酒精
细胞呼吸的方式--②探究 实践：探究酵母菌细胞呼吸的方式
1.实验设计
设计实验
思考：1.自变量和因变量分别是什么 如何控制自变量 如何检测因变量
有氧/无氧条件
是否产生CO2/酒精
自变量:
因变量:
通气/密封
2.如何控制无关变量
无关变量保持相同且适宜
（2）实验思路：分别给酵母菌提供有氧和无氧的条件，放在相同且适宜条件下，一段时间后检测其产物是否含酒精或二氧化碳。
A.通入澄清的石灰水：
B.使溴麝香草酚蓝水溶液：
①CO2的检测：
澄清→浑浊
蓝→绿→黄
②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
实验材料
自变量处置
因变量检测
无关变量处理
细胞呼吸的方式--②探究 实践：探究酵母菌细胞呼吸的方式
学生活动：搭建实验装置
B
酵母菌培养液
C
质量分数为10%的NaOH溶液
A
酵母菌培养液
D
澄清的石灰水
气泵
E
运用以上装置分别搭建有氧呼吸和无氧呼吸装置
合作 探究
（3）实验装置：
有氧呼吸装置
A
酵母菌培养液
B
酵母菌培养液
气泵
E
C
质量分数为10%的NaOH溶液
D
澄清的
石灰水
D
澄清的
石灰水
5%葡萄糖溶液
5%葡萄糖溶液
NaOH溶液的作用是除去空气中的CO2
消耗培养瓶中的氧气
（或石蜡油密封）
(为酵母菌的生命活动提供物质和能量)
①除去溶液中的氧气，避免对自变量的影响。
②杀死葡萄糖溶液中可能存在的杂菌，避免对实验结果的干扰。
思考 1.锥形瓶A、B中除了酵母菌还有需加入什么营养物质？
2.锥形瓶C的作用是什么
3.锥形瓶B为什么要放置一段时间后连接D瓶？
4.A、B培养瓶中加入煮沸后冷却的葡萄糖溶液，加热煮沸目的是什么？
细胞呼吸的方式--②探究 实践：探究酵母菌细胞呼吸的方式
称取______的两份食用酵母菌（10g）；
配制质量分数为_________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、观察澄清石灰水的状态或溴麝香草酚蓝溶液颜色变化并检测是否有酒精产生，记录实验结果。
（4）实验步骤：
等量
5%的葡萄糖
细胞呼吸的方式--②探究 实践：探究酵母菌细胞呼吸的方式
实验现象(结果)：（1）CO2的检测及结论结果分析溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄结论：有氧呼吸与无氧呼吸都产生CO2，且有氧呼吸产生的更多。细胞呼吸的方式--②探究 实践：探究酵母菌细胞呼吸的方式酵母菌培养液酵母菌培养液结论：有氧呼吸不产生酒精，无氧呼吸产生酒精。（2）酒精的检测及结论结果分析细胞呼吸的方式--②探究 实践：探究酵母菌细胞呼吸的方式实验现象(结果)：条件澄清石灰水/出现的时间溴麝香草酚蓝溶液/出现的时间重铬酸钾--浓硫酸溶液有氧无氧变浑浊／快变浑浊／慢出现灰绿色不变灰绿色由蓝变绿再变黄/长由蓝变绿再变黄/短细胞呼吸的方式--②探究 实践：探究酵母菌细胞呼吸的方式实验结论：
酵母菌
有氧呼吸:产生大量二氧化碳和水
无氧呼吸:产生酒精和少量二氧化碳
绝大多数生物细胞呼吸的的主要形式都是有氧呼吸
细胞呼吸的方式--②探究 实践：探究酵母菌细胞呼吸的方式
实验分析：
(1)鉴定酒精时处理
将酵母菌培养液过滤后，去滤液进行酒精鉴定，原因是酵母菌培养液本身具有颜色且不透明，可能会对颜色反应产生遮盖和干扰，也可通过闻有氧与无氧呼吸装置是否有酒精气味来替代用酸性重铬酸钾鉴定酒精。
(2)用酸性重铬酸钾时，有氧和无氧装置产生的颜色反应几乎一样。可能原因是什么？
①有氧呼吸装置实验操作中可能供氧不足，导致部分酵母菌进行无氧呼吸产生少量酒精
②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延长以耗尽溶液中的葡萄糖
细胞呼吸的方式--②探究 实践：探究酵母菌细胞呼吸的方式
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。（均为实验组，无对照组）
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、对比实验
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
细胞呼吸的方式--②探究 实践：探究酵母菌细胞呼吸的方式
对比实验：
对照实验：
实验组1：
实验组2：
对照组：
实验组：
结果未知
结果未知
结果已知
结果未知
细胞呼吸的方式--②探究 实践：探究酵母菌细胞呼吸的方式
细胞呼吸的方式--与生活的联系
如何检测汽车司机是否喝了酒？
具体做法：
让司机呼出的气体直接接触到用硫酸处理过的重铬酸钾，如果呼出的气体中含有酒精，重铬酸钾会变成灰绿色的硫酸铬．
1.在检测酵母菌细胞呼吸产物时，下列描述错误的是(　　)
A.CO2可使澄清的石灰水变混浊
B.CO2可使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄
C.酒精在碱性条件下与灰绿色的重铬酸钾溶液反应变成橙色
D.葡萄糖在酸性条件下能与橙色的重铬酸钾溶液发生颜色反应
C
2.如图是探究酵母菌细胞呼吸方式的实验装置。以下说法中正确的是( )
A.两个装置均需要在黑暗条件下同时进行
B.在装置乙Ⅲ处取液体检测是否有酒精生成
C.装置甲中NaOH的作用是吸收Ⅰ处的CO2
D.应让装置乙中Ⅱ先放置一会儿再与Ⅲ连接
D
课中必练
本节小结
3.科学探究的一般过程：
1.细胞呼吸概念：
2.酵母菌呼吸的方式：
有机物分解，释放能量
无氧
CO2+酒精
产生
CO2
有氧
产生

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