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第3节 细胞呼吸的原理和应用
第五章细胞的能量供应和利用
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A} 学习目标
学科素养
科学探究：
通过相关实验，学会控制自变量，观察和检测因变量，设置对比实验。
进行酵母菌细胞呼吸方式的探究。
即：酵母菌进行有氧呼吸？还是无氧呼吸？还是两者兼有？
酵母菌是一种单细胞真菌，
酵母菌与人类的生活息息相关，做面包、馒头、酿酒等，都是利用酵母菌的呼吸作用。呼吸作用也叫细胞呼吸。其实质是：细胞内的有机物氧化分解，并释放出能量。
酵母菌在有氧和无氧条件下都能生存，属于兼性厌氧菌，因此便于用来研究呼吸作用的不同方式。
提出问题
作出假设
设计实验
进行实验，
观察并记录结果
分析结果，得出结论
表达与交流
进一步探究
科学探究的一般过程
回忆：
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。
1.提出问题
酵母菌是否在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸？
有氧和无氧条件下产生的CO2量是否一样多？
什么条件下产生酒精？
…………
任务一、探究酵母菌细胞呼吸的方式
2.做出假设
①酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行呼吸作用并产生CO2。
②有氧呼吸产生的CO2量比无氧呼吸多。
③酵母菌在无氧条件下还产生酒精。
酵母菌是否在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸？
有氧和无氧条件下产生的CO2量是否一样多？
什么条件下产生酒精？
根据以上提出的问题，结合酿酒时，要密封。
任务一、探究酵母菌细胞呼吸的方式
3.设计实验
通气/密闭
有氧/无氧条件
相同且适宜
自变量
因变量
无关变量
影响实验的因素
温度、pH等
是否产生CO?/酒精
如何控制？
试剂检测
实验思路？
分析变量
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。
任务一、探究酵母菌细胞呼吸的方式
①酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行呼吸作用并产生CO2。
②酵母菌在无氧条件下还产生酒精。
根据你作出的假设，设计实验思路。
（1）怎样控制有氧和无氧条件？
A
B
C
D
E
运用以上元件分别搭建有氧呼吸和无氧呼吸装置
有氧呼吸装置：
无氧呼吸装置：
E-C-A-D
B-D
气泵
有氧
无氧
任务一、探究酵母菌细胞呼吸的方式
★思考：
①甲组中通过含NaOH溶液的目的是什么？
去除空气中CO2 ，保证澄清石灰水变浑浊是酵母菌有氧条件产生CO2所致。
②B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的目的是什么？
消耗掉B瓶中的氧气，确保通过澄清石灰水的CO2是无氧呼吸产生的。
③A、B培养瓶中加入煮沸后冷却的葡萄糖溶液，加热煮沸的目的是什么？
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。
（2）怎样鉴定酒精和CO2的产生？如何比较CO2产生的多少？
酒精+重铬酸钾（浓硫酸溶液）：橙色→灰绿色
注意：检测时需要等培养液中葡萄糖耗尽再进行。
因为葡萄糖能和酸性重铬酸钾反应
任务一、探究酵母菌细胞呼吸的方式
检测CO2
检测酒精
澄清石灰水：澄清石灰水变浑浊
（根据浑浊程度检测CO2产生的多少）
（根据其变黄色时间的长短，检测CO2产生的多少）
溴麝香草酚蓝水溶液：蓝→变绿→再变黄
（3）如何保证酵母菌在整个实验过程中正常生活？
条件适宜（25～35℃ ，pH3.0-7.5）
给予充足的养料（葡萄糖溶液）
任务一、探究酵母菌细胞呼吸的方式
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实验步骤
称取等量的两份食用酵母菌（10g）；
配制质量分数为5%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
4.进行实验
任务一、探究酵母菌细胞呼吸的方式
10g酵母菌+240mL质量分数为5%葡萄糖溶液
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}观察项目
有氧装置
无氧装置
澄清石灰水变浑浊程度
溴麝香草酚蓝水溶液颜色变化时间
酸性重铬酸钾检验情况
5、实验结果
浑浊程度高（+++）
浑浊程度低（+）
颜色变化时间短
颜色变化时间长
无颜色变化
橙色→灰绿色
任务一、探究酵母菌细胞呼吸的方式
6、分析以上结果、得出结论
酵母菌在有氧和无氧条件下均能进行细胞呼吸 , 即：酵母菌为兼性厌氧型生物.酵母菌进行有氧呼吸，会产生大量CO2，进行无氧呼吸，会产生少量CO2和酒精。
呼吸作用的类型
有氧呼吸
无氧呼吸
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}观察项目
有氧装置
无氧装置
澄清石灰水变浑浊程度
溴麝香草酚蓝水溶液颜色变化时间
酸性重铬酸钾检验情况
浑浊程度低
浑浊程度高
颜色变化时间短
颜色变化时间长
无颜色变化
橙色→灰绿色
思考：该实验有没有对照组？
该实验中有氧条件和无氧条件均为实验组，相互对照。
设置两个或两个以上的实验组，通过对结果的比较分析，来探究某种因素对实验对象的影响，这样的实验叫作对比实验，也叫相互对照实验。
对比实验：
科学方法：对比实验
课堂小结
【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、下图为“探究酵母菌的呼吸方式”的实验装置，有关叙述正确的
是 (　　)
A．装置甲中NaOH溶液的作用是吸收B处的CO2
B．装置乙在E处可检测到有酒精生成
C．可根据溴麝香草酚蓝水溶液变黄的时间长短，来检测CO2的产生速率
D．若C瓶和E瓶中溶液都变混浊，不能据此判断酵母菌的呼吸方式
C
课堂小练
2.检测酵母菌细胞呼吸的产物，下列描述正确的是 (　　)
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水溶液变黄色，则酵母菌
只进行无氧呼吸
C．无论进行有氧呼吸还是无氧呼吸，酵母菌都能产生CO2
D．酵母菌发酵时不产生气体，但其发酵液能使重铬酸钾溶液
变灰绿色
C
3、下图为“探究酵母菌的呼吸方式”的实验装置图，请分析：
（1）A瓶加入的试剂是 ，目的是 ________ __
（2）C瓶和E瓶加入的试剂是 ，其作用是 。
（3）图中装置有无错误之处，如果有请在图中加以改正。
（4）D瓶应封口放置一段时间后，再连通E瓶,其原因是________________________________
______________________________________________________________________________________
NaOH溶液
排除空气中CO2对实验结果的干扰
澄清石灰水
检测CO2的产生
放置一段时间让酵母菌将瓶中
的氧气消耗完，确保通入澄清石灰水的CO2是酵母菌无氧呼吸所产生的。
1.有人认为：实验装置中酒精和二氧化碳的产生是葡萄糖水溶
液的纯化学反应，与酵母菌无关，你如何看待这种观点？
七、进一步探究：
葡萄糖 溶液
葡萄糖 溶液
课下作业
2.有同学认为，在有氧呼吸实验装置中１０％的氢氧化钠溶液
不能完全吸收二氧化碳，以致可能对实验结果有干扰，你同
意吗？你如何避免这种可能性的发生，以保证实验更严谨？
3.在实验中，有同学发现和有氧装置相连的澄清石灰水在出现浑浊后又慢慢变澄清了。因此，他觉得该实验现象不能说明酵母菌通过有氧呼吸产生了CO2。你如何看待这个问题？
先浑浊
后澄清
二氧化碳过量，与碳酸钙反应生成了碳酸氢钙。
4、怎么检测是否有酒精生成，应该取哪个锥形瓶中的样品？
应该取A瓶和B瓶中的样品各2ml进行检测是否有酒精生成
酒精+酸性重铬酸钾：橙色→灰绿色
(2)可能氧气供应不足，部分酵母菌进行无氧呼吸。
5.在本实验中，有一组同学在检测因变量时发现，有氧装置中的酵母菌培养液也能使酸性重铬酸钾变为灰绿色。你知道为什么吗?
（1）葡萄糖也能与酸性重铬酸钾反应发生颜色反应，
因此，应将酵母菌的培养时间适当延长以耗尽溶
液中的葡萄糖。

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