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(共28张PPT)
第3节细胞呼吸的原理和应用
第1课时细胞呼吸的方式和有氧呼吸
通过探究酵母菌的细胞呼吸方式，说出细胞呼吸的类型。
01
描述线粒体适于进行有氧呼吸的结构，说明有氧呼吸过程中物质与能量的变化。
02
课程标准
核心素养
利用结构与功能观分析线粒体结构与细胞呼吸的关系。(生命观念)
01
对比分析有氧呼吸的三个阶段，理解细胞呼吸的实质。(科学思维)
02
根据实验目的，设计探究酵母菌细胞呼吸方式的实验装置，实施方案，观察实验结果，得出正确结论。(科学探究)
03
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。
问题探讨
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意义？
讨论
发酵生产葡萄酒的车间
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。
生活中制作馒头和酿酒时都需要酵母菌，所需要的条件有什么不同
思考：
1
细胞呼吸？
细胞呼吸的实质：细胞内的有机物氧化分解，并释放能量。
细胞呼吸
细胞呼吸：有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成CO2或其他物质，释放出能量并生成ATP的过程。
2
探究酵母菌细胞呼吸的方式
酵母菌：是一种单细胞真菌，依赖外来的有机物进行异养生活，以出芽生殖的方式产生后代，属于兼性厌氧菌。
2
探究酵母菌细胞呼吸的方式
在有氧的条件下才能长期存活
需氧型
在有氧无氧的条件下都能才能长期存活
兼性厌氧型
在无氧的条件下才能长期存活
厌氧型
异化作用
实验思路：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
分解自身有机物，产生能量的过程
设计实验
酒精和CO2是酵母菌在什么条件产生的（有氧？无氧？）
提出问题
进行实验
分析结果，得出结论
CO2
有氧
产生
无氧
CO2和酒精
产生
作出假设
2
2
实验原理
CO2的检测方法：
CO2使澄清石灰水变浑浊。使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄。
酒精的检测方法：
橙色的重铬酸钾溶液在酸性条件下与乙醇发生反应，变成灰绿色。
2
实验设计
质量分数为10%
的NaOH溶液
酵母菌
培养液
澄清
石灰水
空气
A
装置一
酵母菌
培养液
澄清
石灰水
装置二
B
目的：使进入A中的空气先经过NaOH处理后，排除空气中CO2对实验结果的干扰。
B放置一段时间，与澄清石灰水连接。目的：让酵母菌把B瓶中O2消耗完，确保通过澄清石灰水的CO2是酵母菌无氧呼吸产生的。
2
实验结果
条件 澄清石灰水/变化速率 重铬酸钾—浓硫酸溶液
有氧
无氧
变混浊／快
无变化
变混浊／慢
出现灰绿色
实验结论
酵母菌
有氧条件下产生大量CO2
无氧条件下产生酒精和少量CO2
呼吸作用的类型
有氧呼吸
无氧呼吸
2
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。
在本节课的探究活动中，需要设置有氧和无氧两种条件，探究酵母菌在不同氧气条件下细胞呼吸的方式，这两个实验组的结果都是事先未知的，通过对比可以看出氧气条件对细胞呼吸的影响。
对比实验也是科学探究中常用的方法之一。
3
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。
主要场所：线粒体
嵴
基质
外膜
内膜
含有与有氧呼吸有关的酶
3
有氧呼吸
C6H12O6 + 6H2O + 6O2 6CO2+ 12H2O +能量
酶
有氧呼吸最常利用的物质是葡萄糖，其化学反应式可以简写成：
3
有氧呼吸
1分子C6H12O6
2分子丙酮酸（C3H4O3）
4[H]
酶
6H2O
20[H]
酶
酶
12H2O
6CO2
（一）
（二）
ATP
（三）
ATP
ATP
6O2
细胞质基质
线粒体内膜
线粒体基质
C6H12O6 + 6H2O + 6O2 6CO2+ 12H2O +能量
酶
总反应式：
少量能量
少量能量
大量能量
3
有氧呼吸
一种十分简化的表示方式。产生[H]
的过程实际上是指氧化型辅酶Ⅰ（ NAD+）转化成还原型辅酶Ⅰ(NADH)。
葡萄糖的初步分解
C6H12O6
酶
2C3H4O3 +4 [H] +能量 (少量)
场所：细胞质基质
①
丙酮酸彻底分解
酶
6CO2 +20 [H] +能量(少量)
场所：线粒体基质
②
2C3H4O3
（丙酮酸）
[H]的氧化
酶
12H2O +能量（大量）
场所：线粒体内膜
③
24[H] + 6O2
+6H2O
（丙酮酸）
3
有氧呼吸的三个阶段
3
有氧呼吸
有氧呼吸 场 所 反应物 产 物 释能
第一阶段
第二阶段
第三阶段
细胞质基质
主要是葡萄糖
丙酮酸[H]
少量
丙酮酸，H2O
CO2、[H]
少量
[H]、O2
H2O
大量
线粒体基质
线粒体内膜
3
有氧呼吸
H2O中的H: H2O→[H]→H2O
H2O中的O: H2O→CO2
O2中的O: O2→H2O
有氧呼吸过程中的物质转移途径：
C6H12O6 + 6H2O + 6O2 12H2O + 6CO2+ 能量
酶
3
有氧呼吸
在细胞内，1mol葡萄糖彻底氧化分解可以释放出2870KJ的能量，可使977.28KJ左右的能量储存在ATP中，其余的能量则以热能的形式散失掉了。请你计算一下，有氧呼吸的能量转化效率大约是多少，这些能量大约能使多少ADP转化为ATP？
思考与讨论-1
热能
葡萄糖
CO2+H2O
能量
ADP＋Pi
ATP
用于各项生命活动
2870kJ
约40％
（体温的来源）
1mol葡萄糖彻底氧化分解，共释放2870kJ/mol的能量，其中一部分以热能形式散失(约65.95%)； 另一部分转移到ATP中(977.28 kJ/mol，约34.05%)储存，约形成32个ATP。
约60％
3
有氧呼吸的能量转化值
3
有氧呼吸
与燃烧迅速释放能量相比，有氧呼吸是逐级释放能量的，这对于生物体来说具有什么意义？
思考与讨论- 2
提示：燃烧是一种迅速释放能量的过程，而有氧呼吸过程则是逐步缓慢释放能量，这种方式保证有机物中的能量得到最充分的利用，主要表现在两个方面:可以使有机物中的能量逐步地转移到ATP中；能量缓慢有序地释放，有利于维持细胞的相对稳定状态。
①主要场所：
线粒体
②能量去向：
一部分以热能形式散失
另一部分转移到ATP中　
③总反应式：
④有氧呼吸概念：
细胞在____的参与下，通过_______的催化作用，把_______等有机物______________，产生_____和_____，释放______,生成_________的过程。
　　C6H12O6+6H2O+6O2 6CO2+ 12H2O +能量
酶
氧
多种酶
葡萄糖
CO2
H2O
能量
彻底氧化分解
大量ATP
4
课堂总结
1. 下列关于细胞呼吸的叙述，正确的是 (　　)
A.细胞呼吸必须在酶的催化下进行
B.人体成熟红细胞不能进行呼吸作用
C.线粒体是进行细胞呼吸的唯一场所
D.叶肉细胞在光照下不进行呼吸作用
5
A
课堂练习
2.　某同学为了研究酵母菌呼吸作用的类型，只做了如图所示的实验。甲、乙中各加等量的经煮沸后冷却的葡萄糖溶液，并加等量的酵母菌，乙中用液状石蜡隔绝空气。对该实验的分析，错误的是 (　　)
A.该实验不能以有无CO2的产生来判断酵母菌的呼吸作用类型
B.将葡萄糖溶液煮沸可以防止杂菌污染，以免影响实验结果
C.乙和甲比较，说明酵母菌在不同的条件下有不同的呼吸作用类型
D.乙为甲的空白对照实验，以排除无关因素对酵母菌呼吸作用的影响
5
D
3.　如图表示某绿色植物细胞内部分物质的转变过程，下列有关叙述正确的是 (　　)
A.图中①②两物质依次是H2O和O2
B.图中(一)(二)两阶段产生[H]的场所都是线粒体
C.图中(三)阶段产生的水中的氢最终都来自葡萄糖
D.该过程只能在有光的条件下进行，无光时不能进行
A
4.　用含18O的葡萄糖跟踪有氧呼吸过程中的氧原子，18O的转移途径是 (　　)
A.葡萄糖→丙酮酸→水
B.葡萄糖→丙酮酸→氧
C.葡萄糖→氧→水
D.葡萄糖→丙酮酸→CO2
D

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