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第5章 细胞的能量供应和利用
第3节 细胞呼吸的原理和应用
生物学必修1
分子与细胞（人教版）
第1课时 探究酵母菌细胞呼吸的方式
导入一
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。
阅读资料，回顾初中所学酵母菌的知识，回答下列问题:
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么意义
导入一
酵母菌是一类单细胞真菌,它与人类的生活息息相关。
导入二
2016年8月的一天,福州市民张先生在家酿葡萄酒,然而深夜的一声爆炸声,却让他后怕不已:原来,酿酒的塑料瓶竟变成“炸弹”,深夜炸开,汁水四溅,瓶子也被炸得四分五裂。张先生说:“幸好当时书房没人,否则将被爆炸波及。”他说,爆炸威力不亚于一枚大爆竹,人若在旁边,不被炸伤,也会被塑料碎片割伤。
为什么葡萄酒会爆炸
葡萄发酵为葡萄酒主要与什么微生物有关
探究酵母菌细胞呼吸的方式（思路一）
回忆所学知识：
酵母菌是否具有线粒体 线粒体的功能是什么
酵母菌属于真核生物,具有线粒体。
线粒体是有氧呼吸的主要场所。
探究酵母菌细胞呼吸的方式（思路一）
阅读教材相关内容,小组合作讨论:
1.该实验的自变量是什么
是否有氧气。
2.如何设置自变量
有氧气组要通气,无氧气组应密封发酵瓶。
探究酵母菌细胞呼吸的方式（思路一）
空气中含有少量的CO2,通入发酵液之前需要进行的操作有哪些
空气通入发酵液前要利用NaOH溶液吸收空气中的CO2。
密封的发酵瓶中有没有空气 有没有氧气 怎么处理才能达到无氧环境
密封的发酵瓶中有空气,空气中的氧气可以通过酵母菌的有氧呼吸消耗掉。
探究酵母菌细胞呼吸的方式（思路一）
该实验的因变量是什么
呼吸作用的产物———酒精和CO2。
如何检测它们
CO2可以用澄清的石灰水来检测,也可以通入溴麝香草酚蓝溶液,观察其颜色变化。
酒精在酸性条件下与橙色重铬酸钾溶液发生反应,重铬酸钾溶液变为灰绿色。
探究酵母菌细胞呼吸的方式（思路一）
葡萄糖也可以与酸性条件下的重铬酸钾发生颜色反应,如何排除发酵液中的葡萄糖对实验结果的影响
应将酵母菌的培养时间适当延长以耗尽培养液中的葡萄糖。
该实验的无关变量有哪些
培养温度,酵母菌的活性,培养液的pH、浓度和体积等。
如何控制这些无关变量
无关变量应相同且适宜。
探究酵母菌细胞呼吸的方式（思路一）
根据分析,小组合作设计实验方案。
1.称取等量的两份混匀的酵母菌溶液。
2.配制质量分数为5%的葡萄糖溶液作为酵母菌的培养液。
3.搭建如图所示的有氧呼吸(左)和无氧呼吸(右)装置。
4.相同的适宜条件下培养,观察、检测、记录。
探究酵母菌细胞呼吸的方式（思路一）
按照设计的实验方案,利用实验桌上的仪器、溶液,组装实验装置,完成实验。
探究酵母菌细胞呼吸的方式（思路一）
酵母菌在有氧和无氧条件下,都会产生的产物是什么物质 有差别吗
探究酵母菌细胞呼吸的方式（思路一）
酒精是什么条件下的产物
酒精是无氧条件下的产物。
分析本实验的现象,可以得出什么实验结论
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二氧化碳;在无氧条件下,酵母菌通过细胞呼吸产生酒精和少量的二氧化碳。
探究酵母菌细胞呼吸的方式（思路二）
酵母菌与我们的生活息息相关,发面和酿酒都要用到酵母菌。
根据这两个应用,推测酵母菌在有氧和无氧条件下,呼吸作用的产物分别是什么。
探究酵母菌细胞呼吸的方式（思路二）
提出假说：酵母菌有氧、无氧条件下都产生CO2,无氧条件下还产生酒精。
设计实验：分别在氧气充足和无氧条件下培养酵母菌,检测CO2的释放量和酒精的产生。
探究酵母菌细胞呼吸的方式（思路二）
自变量
是否有氧气
因变量
是否有CO2和酒精的产生
无关变量
温度,酵母菌培养液的浓度、体积等
如何检测？
探究酵母菌细胞呼吸的方式（思路二）
检测产物 试剂 现象
CO2 澄清石灰水 石灰水变浑浊
溴麝香草酚蓝溶液 溶液由蓝变绿再变黄
酒精 酸性条件下的重铬酸钾溶液 溶液由橙色变成灰绿色
探究酵母菌细胞呼吸的方式（思路二）
如图是探究酵母菌呼吸作用方式可能要用到的装置,甲、乙两位同学用所给元件搭建有氧呼吸和无氧呼吸装置。
哪位同学的装置更合理 说明理由。
探究酵母菌细胞呼吸的方式（思路二）
无氧呼吸装置用B—C时,B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,为什么
检测酵母菌呼吸作用是否产生酒精时,是如何操作的
各取2 mL酵母菌培养液的滤液,分别注入2支干净的试管中。向试管中分别滴加0.5 mL溶有0.1 g重铬酸钾的浓硫酸溶液(质量分数为95%~97%)并轻轻振荡,使它们混合均匀。观察试管中溶液的颜色变化。
探究酵母菌细胞呼吸的方式（思路二）
本实验中哪个是对照组,哪个是实验组
两组实验都是实验组。
探究酵母菌细胞呼吸的方式（思路二）
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。
本实验没有空白对照组,只有相互对照实验。
探究酵母菌细胞呼吸的方式（思路二）
利用桌上的实验器材和用具连接实验装置,并于8小时后来观察并记录实验结果。
预期实验现象：
条件 澄清石灰水/出现的时间 重铬酸钾—浓硫酸溶液
有氧 变浑浊/快 无变化
无氧 变浑浊/慢 出现灰绿色
探究酵母菌细胞呼吸的方式（思路二）
结论：
酵母菌在有氧和无氧条件下均能进行细胞呼吸,均能产生CO2。在有氧条件下,酵母菌通过细胞呼吸产生大量的CO2;在无氧条件下,酵母菌通过细胞呼吸产生酒精和少量的CO2。
探究酵母菌细胞呼吸的方式（思路二）
科学探究的一般过程
提出问题
作出假设
设计实验
进行实验
得出结论
探究酵母菌细胞呼吸的方式（思路二）
对机动车驾驶员进行酒精测试的原理是什么
酒精可与酸性条件下的橙色的重铬酸钾溶液反应,呈现灰绿色。
1.在探究酵母菌细胞呼吸方式的实验中,质量分数为10%的NaOH溶液的作用是 ( )
A.吸收空气中的O2
B.吸收空气中的CO2
C.检测酒精的产生
D.检验CO2的产生
课堂练习
B
2.利用如图所示装置探究酵母菌的无氧呼吸,正确的操作方法是( )
A.A瓶密封后,应该立即连通B瓶
B.A瓶先敞口,培养一段时间,再连通B瓶
C.A瓶密封后,培养一段时间,再连通B瓶
D.实验后,在B瓶中加入重铬酸钾检验有无酒精产生
C
课堂练习
3.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浑浊
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
课堂练习
谢谢！

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