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(共26张PPT)
细胞呼吸的原理和应用
第五章 第 3 节
第五章 细胞的能量供应和利用
本节聚焦
细胞呼吸过程中能量是怎样转化的？
有氧呼吸与无氧呼吸各有什么特点？
细胞呼吸原理在生产和生活中有哪些应用？
（共2课时）
（第1课时）
情 境
一种既可以酿酒又可以发面的神奇生物！
这种生物是？
酵母菌
酵母菌的电镜照片
1.酵母菌是真核生物还是原核生物？
多细胞还是单细胞？
2.做馒头、面包、酿酒等，都是利用了 。
3.呼吸作用的实质是细胞内 ，并释放能量，也叫 。
4.酵母菌在有氧和无氧的条件下都能生存，属于 ，因此便于用来研究细胞呼吸的不同方式。
单细胞真菌
酵母菌的呼吸作用
有机物的氧化分解
细胞呼吸
兼性厌氧菌
酵 母 菌
酵母菌的光镜照片
探索新知 一
探究酵母菌细胞呼吸的方式
提出问题
作出假设
设计实验
进行实验
分析结果
得出结论
酵母菌什么条件下产生CO2？什么条件下产生酒精？
酵母菌有氧条件下产生CO2，无氧条件下产生酒精。
控制变量：自变量、因变量和无关变量分别是什么？
观测因变量：如何检测CO2和酒精？
思路：
分别创设有氧和无氧环境，在相同且适宜的条件下培养酵母菌，观测酵母菌在两种条件下的细胞呼吸产物。
【探索新知1】
一、探究实践：探究酵母菌细胞呼吸的方式
①澄清的石灰水
②溴麝香草酚蓝水溶液
澄清 → 浑浊
蓝 → 绿 → 黄
橙色 → 灰绿色
酸性重铬酸钾
重铬酸钾+酒精
酒精的检测
CO2的检测
思考：呼吸方式或呼吸强度不同，如何比较产生CO2的多少？
【探索新知1】
一、探究实践：探究酵母菌细胞呼吸的方式
根据石灰水的混浊程度或溴麝香草酚蓝溶液变成黄色的时间长短。
【探索新知1】
一、探究实践：探究酵母菌细胞呼吸的方式
【任务①】 观看实验视频，回答表格问题：
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
结论 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
结论 变浑浊/早
变浑浊/晚
无变化
灰绿色
酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸。
在有氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生大量的CO2和水；
在无氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生酒精，还产生少量的CO2。
【探索新知1】
一、探究实践：探究酵母菌细胞呼吸的方式
【任务①】 观看实验视频，回答表格问题：
【探索新知1】
一、探究实践：探究酵母菌细胞呼吸的方式
【任务②】 根据课本，继续完成思考与讨论：
1.10%的NaOH的作用？
2.为什么B瓶应封口放置一段时间，再连通澄清石灰水？
除去空气中的CO2
B瓶封口后还存在一定量的O2，静置一段时间让酵母菌将这部分氧气消耗尽。
3.怎样保证酵母菌在整个实验过程中能正常生活？
4.本实验有对照组吗？
本实验的两组都是实验组。
适时适量向酵母菌培养液添加葡萄糖液
对照实验不仅包括对照组和实验组的对照，还包括多个实验组之间的对比(即对比实验)。所以，对比实验一定是对照实验，因为它符合单一变量原则，但是，对照实验不一定是对比实验，因为它还可能是空白对照组与单个实验组之间的对照。
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
【例2】下图为“探究酵母菌细胞呼吸的方式”的实验装置,有关叙述正确的是(　　)
A.该实验需设置有氧和无氧两种条件的对比实验,其中乙组作为对照组
B.若取B瓶和D瓶中液体分别加入酸性重铬酸钾溶液,则D瓶内的溶液会变黄
《金版学案》P109
对点练习
C
C.若将澄清石灰水换成溴麝香草酚蓝水溶液,则可根据溶液变黄的时间长短,来检测CO2的产生速率
D.根据C瓶和E瓶中石灰水的浑浊程度不能判断酵母菌的呼吸方式
与生活的联系1
查酒驾
交警查酒驾时常用的仪器中一般含有重铬酸钾。
当含有酒精的气体被吹入仪器中，酒精会与重铬酸钾溶液接触并发生反应。交警通过观察仪器中溶液颜色的变化就能判断司机是否饮酒及大致的饮酒程度。
仪器还会根据颜色变化的程度进行定量分析，进而得出具体的酒精含量数据，以此作为判定酒驾或醉驾的依据。
情境（续）
发面过程中涉及酵母菌的哪类呼吸方式？
有氧呼吸和无氧呼吸两种类型！
面粉加了酵母和水后，先和面，然后用保鲜膜覆盖。一段时间后，发现面团里面有很多小孔，保鲜膜上有水珠，并且面团早期没有酒味，而后期会有酒味。
探索新知 二
有氧呼吸
有氧呼吸的主要场所：
线粒体
外膜
内膜
DNA/RNA
核糖体
嵴
基质
分布有氧呼吸的酶
线粒体有哪些适应有氧呼吸的结构特点？
①线粒体内膜向内折叠形成嵴，大大增加了线粒体的内膜表面积
②线粒体内膜和基质中含有许多种与有氧呼吸有关的酶。
【探索新知2】
二、有氧呼吸
【探索新知2】
二、有氧呼吸
【任务③】 分析资料《金版学案P109》，探讨问题：
实验一:将酵母菌细胞破碎后进行离心处理,获得上清液和沉淀物两部分,与未经处理的酵母菌培养液分为三组,分别标记。然后向其中分别加入等量的氧气、葡萄糖、荧光素和荧光素酶,一段时间后,检测各试管内的变化情况。
1号试管:只含线粒体。 2号试管:只含细胞质基质。
3号试管:有线粒体和细胞质基质。
一段时间后,各试管内的变化情况如下：
1号试管:葡萄糖的量不变,没有荧光出现。
2号试管:葡萄糖的量减少,有丙酮酸生成,出现微弱荧光。
3号试管:葡萄糖的量减少,有CO2生成以及较强的荧光。
(1)葡萄糖能否被线粒体分解 　　。
(2)葡萄糖在　 中分解,生成丙酮酸,生成____ATP。
(3)丙酮酸在线粒体中分解产生CO2,生成　　　ATP。
细胞质基质
不能
少量
少量
【探索新知2】
二、有氧呼吸
实验二:使用超声波将线粒体破碎,分离线粒体膜状结构和线粒体基质,加入等量的氧气、丙酮酸、荧光素和荧光素酶,一段时间后,检测各试管内的变化情况。
4号试管:只含线粒体膜状结构。
5号试管:只含线粒体基质。
6号试管:有线粒体膜状结构和线粒体基质。
一段时间后,各试管内的变化情况如下。
4号试管:丙酮酸的量不变,没有荧光出现。
5号试管:丙酮酸减少,产生CO2,出现微弱荧光。
6号试管:丙酮酸减少,产生CO2,出现较强的荧光。
【任务③】 分析资料《金版学案P109》，探讨问题：
(4)丙酮酸分解发生在　　　　　　中,并且产生CO2,释放　　ATP。
(5)丙酮酸被分解后,在　 　　　　　上继续发生反应,产生　　　　ATP。
线粒体膜状结构
线粒体基质
少量
大量
【探索新知2】
二、有氧呼吸
【任务③】 分析资料《金版学案P109》，探讨问题：
实验三:关于[H]的研究有一个非常有趣的实验。
超声波震碎了线粒体之后,内膜自然卷成了颗粒朝外的小囊泡。这些小囊泡具有氧化[H]的功能。当用胰蛋白酶处理小颗粒后,这些小囊泡不再具有氧化[H]的功能。当把这些小颗粒装上去之后,小囊泡重新具有了氧化[H]的功能。这些小颗粒后被证实是线粒体内膜上的酶。
(6)通过以上事实可以确定在线粒体内膜上发生了什么样的反应
在线粒体内膜上氧气与[H]发生了反应。
【探索新知2】
二、有氧呼吸
【任务③】 根据刚才的资料分析，结合课本，总结有氧呼吸的三个过程：
第一阶段
第二阶段
第三阶段
场所：
物质变化：
产能情况：
场所：
物质变化：
产能情况：
场所：
物质变化：
产能情况：
细胞质基质
线粒体基质
线粒体内膜
葡萄糖
酶
2丙酮酸+少量 [H]
少量
酶
CO2 +大量 [H]
丙酮酸
+H2O
少量
酶
H2O
[H] + O2
大量
C3H4O3
葡萄糖
丙酮酸
[H]
CO2
能量
H2O
O2
酶
酶
酶
①
②
⑥
⑦
③
⑤
H2O
④
线粒体基质
线粒体内膜
少量
少量
大量
根据所学知识，继续构建有氧呼吸的概念模型：
细胞质基质
【探索新知2】
二、有氧呼吸
【任务③】 根据所学，继续总结有氧呼吸有关知识：
1.由你构建的模型可概括出有氧吸的概念是？
2.反应物和最终产物由哪些？总结总化学反应式？
细胞在氧的参与下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生二氧化碳和水，释放能量，生成大量ATP的过程。
C6H12O6 + 6O2 + 6H2O 6CO2 + 12H2O + 能量
酶
3.结合三个阶段的化学反应，分析反应物中O元素的最终去向？
4.箭头可以写成等号吗？能量可以写成ATP吗？
3.有氧呼吸一定要线粒体参与吗？
不一定！
不可以
如：蓝细菌可进行有氧呼吸
1molATP水解3释放的能量为30.54kJ，977.28÷30.54=32moL
977.28÷2870=34%
【探索新知2】
二、有氧呼吸
能量得到充分利用，逐步转移至ATP中，有序释放给需要能量的生命活动供能。
《教材》P96
3.将酵母菌培养液进行离心处理。把沉淀的酵母菌破碎后，再次离心处为只含有酵母菌细胞质基质的上清液和只含有酵母菌细胞器的沉淀物两部分，与未离心处理过的酵母菌培养液分别放入甲、乙、丙3支试管中，并向这3支试管内同时滴入等量、等浓度的葡萄糖溶液。在有氧条件下，最终能产生CO2和H2O的试管是（ ）
A.甲 B.丙 C.甲和乙 D.丙和乙
对点练习
B
《金版学案》P110
对点练习
【例3】(2022·广东汕头)线粒体是细胞的“动力车间”,细胞生命活动所需的能量大约95%来自线粒体。下图是线粒体的结构模式图,下列相关描述正确的是(　　)
A.①上的蛋白质种类和数量比②多
B.葡萄糖在该细胞器中氧化分解为
无机物,释放大量能量
C.③为线粒体基质,是[H]与O2反应生成H2O的场所
D.心脏功能的维持需要消耗大量能量,因此心肌细胞中含有较多的线粒体
D
【例4】用18O标记的葡萄糖跟踪有氧呼吸过程中的18O的转移途径,可检测到的顺序是(　　)
A.葡萄糖→丙酮酸→CO2　 B.葡萄糖→丙酮酸→O2
C.葡萄糖→O2→H2O　　 D.葡萄糖→丙酮酸→H2O
A
《金版学案》P110
对点练习
下节课前提问
1.酵母菌是一种 ，在有氧和无氧的条件下都能生存，属于 。
2.根据 浑浊程度或 水溶液由蓝变绿再变黄的时间长短，可以检测CO2的产生情况。
3. 色的 溶液，在 条件下与乙醇发生化学反应，变成 。
4.为避免空气的CO2干扰实验结果，可用 溶液除去空气中的CO2。
5.有氧呼吸一、二、三阶段分别发生在哪里？
6.有氧呼吸总反应式？
单细胞真菌
兼性厌氧菌
澄清石灰水
溴麝香草酚蓝
重铬酸钾
酸性
NaOH
橙
灰绿色
细胞质基质、线粒体基质、线粒体内膜
C6H12O6 + 6O2 + 6H2O 6CO2 + 12H2O + 能量
酶

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