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(共31张PPT)
第3节 第1课时
细胞呼吸的方式和有氧呼吸
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震荡，以利于酵母菌大量繁殖。在利用酵母菌生产葡萄酒时，却要密封发酵。
培养酵母菌
酵母菌发酵
问题探讨
讨论：
通气可以给酵母菌提供呼吸所需要的氧气，利于酵母菌进行旺盛的分裂。密封为了避免空气进入，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。
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能量。
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？
1.都是培养酵母菌，为什么有的需要通气，有的需要密封？
问题探讨
发面中会有很多的小孔，保鲜膜上有水珠，而且在发面时，早期并没有酒味，而后期会有酒味。
1.发面主要与什么微生物有关？
2.面团上的小孔是怎么产生的呢？保鲜膜上为什么会有水珠？
3.为什么早期没有酒味而后期会有酒味呢？
酵母菌
产生CO2和水
后期无氧条件下产生酒精
细胞呼吸：是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他产物，释放能量并生成ATP的过程。
问题探讨
CO2
O2
CO2
O2
CO2
O2
O2
O2
CO2
CO2
肺泡
细胞呼吸
毛细血管
O2
呼吸
呼吸：机体与环境之间O2和CO2交换的过程。
细胞呼吸：有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他产物，释放能量并生成ATP的过程。
细胞呼吸是否
都需要氧气呢？
【注意】呼吸≠呼吸作用
问题: 细胞呼吸是否一定需要氧呢？生物在有氧和无氧条件下是否都能进行细胞呼吸呢？请用实例来论证你的猜想。
细胞呼吸的实质
一、细胞呼吸的方式
酵母菌进行细胞呼吸将有机物分解为 和 。
酵母菌是一种单细胞真菌，在有氧和无氧环境下都能生存，属于异养兼性厌氧菌。
酵母菌在什么条件下产生CO2，什么条件下产生酒精？
酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸产生的物质分别是什么呢？
CO2
酒精
探究酵母菌细胞的呼吸方式
有气体
有酒味
提出问题
作出假设
设计实验
酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸的产物分别是什么
酒精
CO2
无氧
产生
有氧
产生
自变量:
因变量:
无关变量:
细胞呼吸的条件
细胞呼吸的产物
有氧——
无氧——
反应物的量、反应时间、pH、温度、酵母菌的活性等
酒精、CO2
通气
密封
探究酵母菌细胞的呼吸方式
实验原理
CO2的检测
①通入澄清的石灰水：
酒精的检测
酸性重铬酸钾溶液：
澄清→浑浊
蓝→绿→黄
橙色→灰绿色
澄清的石灰水
酸性重铬酸钾溶液
溴麝香草酚蓝溶液
②使溴麝香草酚蓝溶液（BTB）：
探究酵母菌细胞的呼吸方式
实验步骤
接气泵或橡皮球
A
10%NaOH
酵母菌
培养液
澄清
石灰水
B瓶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？
消耗掉B瓶中的氧气，确保通入澄清石灰水的CO2是无氧呼吸产生的。
B
酵母菌培养液
澄清石灰水
去除空气中的CO2 ，保证澄清石灰水变浑浊是酵母菌有氧条件产生的CO2所致。
检测CO2的产生。
有氧装置
无氧装置
将培养液煮沸冷却的目的：去除培养液中的O2，杀死培养液中的杂菌。
探究酵母菌细胞的呼吸方式
结果分析
由蓝变绿再变黄
（1）CO2的检测及结论
现象：
结论：
澄清石灰水都变浑浊，且有氧呼吸装置比无氧呼吸的更浑浊。
有氧呼吸与无氧呼吸都产生CO2，且有氧呼吸产生的更多。
溴麝香草酚蓝溶液遇CO2的变色过程
探究酵母菌细胞的呼吸方式
结果分析
（2）酒精的检测及结论
有氧环境下的产物不能使橙色重铬酸钾溶液变色，
无氧环境下的产物能使橙色重铬酸钾溶液变成灰绿色。
结论：
有氧呼吸不产生酒精，无氧呼吸产生酒精。
结果：
C
10%NaOH
A
酵母菌培养液
D
澄清的
石灰水
气泵
E
B
酵母菌
培养液
D
澄清的
石灰水
由于葡萄糖也能与酸性重铬酸钾反应发生颜色变化，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。
探究酵母菌细胞的呼吸方式
有同学认为，在有氧呼吸实验装置中10％的NaOH溶液不能完全吸收空气中的CO2，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？
10%NaOH
溶液
酵母菌
培养液
澄清
石灰水
A
气泵
E
C
D
10%NaOH
溶液
澄清
石灰水
澄清
石灰水
D
气泵
E
C
酵母菌培养液
D
A
批判性思维：实验装置的改进
验证空气中的CO2是否完全被吸收
检验有氧呼吸是否产生CO2
D
大量CO2
有氧：葡萄糖
酵母菌
结果结论
有氧呼吸
无氧呼吸
科学家根据大量的实验结果得出结论
细胞呼吸
绝大多数生物的主要呼吸方式
酵母菌、许多真菌和细菌能够进行
无氧：葡萄糖
少量CO2+酒精
酵母菌
有氧呼吸的主要场所
探究酵母菌细胞的呼吸方式
本实验中哪个是对照组，哪个是实验组？
对比实验（相互对照实验）：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。
对比实验与对照实验有何区别呢？
接气泵或橡皮球
A
10%NaOH
酵母菌
培养液
澄清
石灰水
B
酵母菌培养液
澄清石灰水
有氧呼吸装置
无氧呼吸装置
实验组
实验组
科学方法
拓展：对比实验与对照实验的区别
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
科学方法
二、有氧呼吸
PART ONE
有氧呼吸 场所 反应物 产物 释能 反应式
第一阶段
第二阶段
第三阶段
总反应式 请自主阅读课本P92-93页，完成以下问题。
1.有氧呼吸的主要场所？主要场所适于进行有氧呼吸的特点有哪些？
2.有氧呼吸各阶段特征。
3. 总结有氧呼吸的概念。
4.有机物中能量的去路有哪些？绝大部分能量去路呢？
5.同有机物在生物体外燃烧相比，有氧呼吸具有哪些不同的特点？
二、有氧呼吸
外膜
内膜
DNA/RNA
核糖体
嵴
基质
分布有多种
有氧呼吸酶
线粒体
1.主要场所：
2.线粒体适应于有氧呼吸的主要特点：
(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。
二、有氧呼吸
C6H12O6
2C3H4O3
少量能量
酶
2C3H4O3
4[H]
+
Ⅰ细胞质基质
Ⅱ线粒体基质
Ⅲ线粒体内膜
6CO2
6H2O
6H2O
酶
20[H]
少量能量
6O2
24[H]
12H2O
大量能量
3.过程：
二、有氧呼吸
4.各阶段特征比较：
第一阶段反应式：
第二阶段反应式：
第三阶段反应式：
C6H12O6
酶
+ 4[H] +少量能量
2C3H4O3
+ 6H2O
酶
2C3H4O3
6CO2 +20[H] + 少量能量
酶
12H2O +大量能量
24[H] + 6O2
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
二、有氧呼吸
第一阶段
第二阶段
第三阶段
C6H12O6
酶
2丙酮酸 + 4[H] + 能量（少）
葡萄糖的初步分解
场所
细胞质基质
6CO2 + 20[H] + 能量（少）
2丙酮酸 + 6H2O
酶
丙酮酸彻底分解
线粒体基质
酶
12H2O + 大量能量
24[H]+6O2
[H]的氧化
线粒体内膜
总反应式
C6H12O6 + 6H2O + 6O2 6CO2 + 12H2O +能量
酶
O
O
O
O
O
二、有氧呼吸
C6H12O6 + 6H2O + 6O2 6CO2 + 12H2O + 能量
酶
5.有氧呼吸总反应式：
6.有氧呼吸中元素去向：
H原子的运动轨迹：
C原子的运动轨迹：
O原子的运动轨迹：
C6H12O6
2C3H4O3
6CO 2
C6H12O6
4[H]
2C3H4O3+6H2O
20[H]
12H2O
C6H12O6
2C3H4O3+6H2O
6CO 2
6O2
12H2O
*
*
二、有氧呼吸
7.有氧呼吸的定义：
指细胞在氧的参与下，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，同时生成大量ATP的过程。
请思考线粒体不能直接氧化分解葡萄糖的可能原因？
①线粒体膜上没有葡萄糖载体；
②线粒体中没有氧化分解葡萄糖的酶。
二、有氧呼吸
其余1892.72kJ的能量以热能形式散失掉
1mol葡萄糖释放能量2870kJ
有977.28kJ的能量储存在ATP中
1、在细胞内，1mol葡萄糖彻底氧化分解可以释放出2870 kJ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·讨论
能量效率高达34％
使32molADP转化为ATP。
有氧呼吸的能量利用特点
2、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？
区别：
有氧呼吸过程温和
有机物中的能量经过一系列化学反应逐步释放
有氧呼吸释放的部分能量储存在ATP中
意义：可使有机物中的能量逐步转移到ATP中，保证能量得到最充分的利用；能量缓慢有序地释放，有利于维持细胞的相对稳定状态
思考·讨论
有氧呼吸的能量利用特点
①反应式中的能量不能写成ATP，因为葡萄糖中的能量只有一部分储存在ATP中。
②反应式前后的H2O不能消去。反应过程中，在第二阶段消耗了水，而第三阶段生成了水。
③反应式中间不能用等号，要用箭头。
④反应条件“酶”不能省去。
⑤不要认为细胞呼吸的底物只有葡萄糖，教材只是以葡萄糖在有氧条件下彻底氧化分解为例来介绍有氧呼吸过程。
易错提示：
二、有氧呼吸
（1）哪个阶段产生CO2？
（2）哪个阶段有氧气参与反应？
（3）哪个阶段产生能量最多？
（7）能产生ATP的场所是？
1.在有氧呼吸过程中
细胞质基质、线粒体
（5）哪个阶段产生水？
（4）哪个阶段有水参与？
（6）哪个阶段产生[H]最多
第二阶段
第三阶段
第三阶段
第二阶段
第三阶段
第二阶段
随堂练习
2.判断题
（1）配制酵母菌培养液时，葡萄糖溶液煮沸后，即可加入新鲜食用酵母（ ）
（2）CO2可使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变蓝。（ ）
（3）探究酵母菌细胞呼吸方式的实验中，温度、PH、培养液浓度等属于无关变量。( )
（4）严格的无氧环境有利于水果保鲜是因为此条件下细胞呼吸分解有机物最少。( )
（5）对比实验有两个或多个实验组，其实验结果都是事先未知的，这是科学探究常用的方法。( )
（6）由于葡萄糖也能与酸性重铬酸钾反应发生颜色变化，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。( )
×
√
×
√
√
×
随堂练习
3.下图表示细胞有氧呼吸的过程，其中数字代表物质，下列有关叙述错误的是（ ）
A．2代表丙酮酸 B．3在第二阶段产生
C．5在线粒体中产生 D．8含有特殊化学键
C
随堂练习
谢谢观看！

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