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生物学（新人教版）
分子与细胞
第五章第3节
细胞呼吸的原理和应用
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？
探究酵母菌细胞的呼吸方式
酵母菌在有氧和无氧条件下都能生存，属于兼性厌氧菌。
通过对比实验，分析有氧和无氧条件下酵母菌细胞呼吸的情况。
探究酵母菌细胞的呼吸方式
酵母菌的电镜照片（放大4750倍）
一、细胞呼吸的方式
出芽生殖
1.提出问题
2.作出假设
3.设计实验
5.得出结论
6.交流讨论
4.进行实验
酵母菌什么条件下产生CO2,
什么条件下产生酒精？
一、细胞呼吸的方式
探究酵母菌细胞的呼吸方式
1.提出问题
2.作出假设
3.设计实验
5.得出结论
6.交流讨论
4.进行实验
酵母菌有氧和无氧条件下都能产生CO2,
无氧条件下产生酒精
酵母菌什么条件下产生CO2,
什么条件下产生酒精？
一、细胞呼吸的方式
探究酵母菌细胞的呼吸方式
1.提出问题
2.作出假设
3.设计实验
酵母菌有氧和无氧条件下都能产生CO2,
无氧条件下产生酒精
自变量：
因变量：
无关变量：
有氧和无氧条件
通气或密封（石蜡油或植物油）
CO2和酒精的产生情况
CO2检测：澄清石灰水变浑浊，
溴麝香草酚蓝溶液（BTB）由蓝变绿再变黄
酒精检测：酸性重铬酸钾由橙色变为灰绿色
酵母菌培养液的浓度和体积、温度、PH等
质量分数为10%的NaOH溶液
有氧装置：
无氧装置：
一、细胞呼吸的方式
探究酵母菌细胞的呼吸方式
5.得出结论
6.交流讨论
4.进行实验
酵母菌培养液
澄清的石灰水
酵母菌培养液
C
D
D（C）AC
BC
1.如何排除空气中CO2对实验的影响（有氧条件和无氧条件）？
NaOH吸收，Ca(OH)2检验
2.葡萄糖也能与酸性重铬酸钾反应，因此实验时应如何尽可能排除掉葡萄糖对结果的影响？
3.培养液需要煮沸冷却后再接种酵母菌，煮沸的目的是？
除去其他杂菌
适当延长反应时间
一、细胞呼吸的方式
探究酵母菌细胞的呼吸方式
5.得出结论
6.交流讨论
4.进行实验
3.酵母菌的细胞呼吸方式、条件及产物分别是怎样的？
检测酒精
有氧 无氧
有氧→大量的CO2和水→有氧呼吸
无氧→少量的CO2和酒精→无氧呼吸
A组 细胞质基质 加入等量葡萄糖
B组 线粒体
C组 细胞匀浆
有氧呼吸场所分析
A细胞质基质可以分解葡萄糖；
B线粒体不能直接分解葡萄糖；
C线粒体促进了葡萄糖的分解。
二、有氧呼吸
对于绝大多数生物来说，有氧呼吸是细胞呼吸的主要形式。
　　有氧呼吸的场所包括细胞质基质（先）和线粒体（后）。
向内折叠
二. 有氧呼吸
1.主要场所:_______
线粒体
线粒体内膜
线粒体外膜
线粒体的嵴
①
②
③
④
线粒体基质
_______和________含有许多种与有氧呼吸有关的______。
基质中
内膜上
酶
少能
ATP
热能
2丙酮酸(C3H4O3)
酶
二、有氧呼吸
有氧呼吸第一阶段
还原型辅酶Ⅰ
①细胞质基质
4[H]
酶
4[H]
20[H]
①细胞质基质
酶
ATP
热能
6CO2
6H2O
②线粒体基质
二、有氧呼吸
有氧呼吸第二阶段
2丙酮酸(C3H4O3)
少能
ATP
热能
2丙酮酸(C3H4O3)
少能
12H2O
6O2
大能
ATP
热能
酶
③线粒体内膜
二、有氧呼吸
有氧呼吸第三阶段
酶
4[H]
20[H]
①细胞质基质
酶
ATP
热能
6CO2
6H2O
②线粒体基质
2丙酮酸(C3H4O3)
少能
ATP
热能
2丙酮酸(C3H4O3)
少能
一. 有氧呼吸
好氧细菌
第一和二阶段在细胞质基质中
第三阶段在细胞膜上
细胞膜行使线粒体内膜的功能。
二、有氧呼吸
有氧呼吸过程总结
细胞质基质
线粒体基质
线粒体内膜
第一阶段
场所:
物质能量变化：
第二阶段
场所:
物质能量变化：
第三阶段
场所:
物质能量变化：
C6H12O6→2丙酮酸＋4[H]＋少量能量
酶
2丙酮酸＋6H2O→6CO2＋20[H]＋少量能量
酶
24[H]＋6O2→12H2O＋大量能量
酶
C6H12O6+6H2O+6O2 6CO2+ 12H2O +能量
酶
总反应式
元素追踪
*
*
有氧呼吸分三个阶段,三个阶段的共同特点是都有能量的释放,但释放能量最多的是________;在线粒体中进行的是第________阶段;第____阶段需要O2,氧的作用是_____________;第____阶段产生[H]最多；丙酮酸是第___阶段的产物。
水的分解和合成分别发生在 和 阶段。
产生二氧化碳的阶段是 ，场所为 。
第三阶段
二、三
一
三
与[H]结合生成水
二
第二
第三
第二阶段
线粒体基质
练一练
【思考】为什么葡萄糖不能在线粒体中氧化分解？
①线粒体膜上没有运输葡萄糖的载体，葡萄糖不能进入线粒体；②线粒体中没有氧化分解葡萄糖的酶。
【检测】如图表示绿色植物细胞内部物质的转化过程,以下有关叙述正确的是(　　)
A
A.物质①、②依次是H2O和O2
B.图中产生[H]的场所都是线粒体
C.用18O标记C6H12O6,则产物水中会检测到放射性
D.图示过程只能在有光的条件下进行
2C2H5OH + 2CO2
4[H]
少能
2ATP
热能
2丙酮酸(C3H4O3)
酶
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。
细胞质基质
三、无氧呼吸
2C3H6O3（乳酸）
C6H12O6
酶
+少量能量
（场所：细胞质基质）
第一阶段：
2丙酮酸+ 4[H]
第二阶段：
酶
2丙酮酸+4[H]
2C2H5OH（酒精）+ 2CO2
C6H12O6
酶
2C2H5OH（酒精） + 2CO2+少量能量
总反应式：
产酒精的无氧呼吸全过程
C6H12O6
酶
+少量能量
2丙酮酸+ 4[H]
酵母菌和大多数的植物的无氧呼吸
C6H12O6
酶
+少量能量
（场所：细胞质基质）
第一阶段：
2丙酮酸+ 4[H]
第二阶段：
酶
2C3H6O3（乳酸）
2丙酮酸+ 4[H]
C6H12O6
酶
2C3H6O3（乳酸）
+ 少量能量
总反应式：
产乳酸的无氧呼吸全过程
动物细胞及马铃薯块茎、甜菜块根、乳酸菌、玉米胚细胞
现有甲酵母菌进行有氧呼吸,乙酵母菌进行发酵,若它们消耗等量的葡萄糖,则它们放出CO2和吸收的O2之比是
练一练
4:3
C6H12O6
酶
2C2H5OH（酒精） + 2CO2 + 少量能量
酶
C6H12O6+6H2O+6O2 →6CO2+ 12H2O +能量
a
a
甲
乙
6a
2a
6a
8a
6a
细胞呼吸原理的应用
透气的消毒纱布或”创口贴“
意义：抑制破伤风杆菌等厌氧菌
利用了酵母菌无氧呼吸产生酒精的原理。
及时松土透气。
有利于根系的有氧呼吸，土壤中好氧微生物的生长繁殖。
细胞呼吸原理的应用
降低温度、降低氧气含量等措施储存
零上低温，低氧而非无氧！
有氧运动能避免肌肉细胞因供氧不足进行无氧呼吸产生大量的乳酸。
只要活着：有氧呼吸>无氧呼吸
主要进行有氧呼吸！
四、影响细胞呼吸的因素及应用
1.内因
酶活性、线粒体数量等
2.环境因素
①温度：温度通过影响与呼吸作用有关酶的活性来影响呼吸速率
应用：
①低温储藏食品
②大棚栽培在夜间和阴天适当降温
③温水和面发酵快
四、影响细胞呼吸的因素及应用
1.内因
酶活性、线粒体数量等
2.环境因素：①温度
②O2的浓度：
在一定范围内，随O2浓度的增大，有氧呼吸增强，一定浓度以后，受线粒体的限制，呼吸作用强度不再增大。
O2的存在抑制了无氧呼吸的进行。
C
P
Q
总呼吸曲线
H
15
20
5
10
0
O2浓度
R
P点：无氧呼吸产生CO2为零，此时只有有氧呼吸
CO2释放相对值
四、影响细胞呼吸的因素及应用
1.内因
酶活性、线粒体数量等
2.环境因素：①温度②O2的浓度
③CO2浓度：
CO2是细胞呼吸的最终产物，积累过多会抑制细胞呼吸的进行。
应用：
适当增加CO2浓度，有利于水果和蔬菜的保鲜。
四、影响细胞呼吸的因素
1.内因
酶活性、线粒体数量等
2.环境因素：①温度②O2的浓度③CO2浓度
④水分：
水作为有氧呼吸的反应物可直接参与反应，
水作为生物化学反应的介质影响反应的进行，
在一定范围内，细胞呼吸速率随含水量的　增加而加快，随含水量的减少而减慢
应用：
①粮食在收仓前要进行晾晒处理
②干种子萌发前进行浸泡处理

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