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3.3 细胞呼吸——能量的转化和利用
（第3课时 细胞呼吸产生能量的利用）
01
细胞呼吸产生能量的利用
细胞呼吸是维持生物体生命活动的基本保证。 细胞呼吸释放的能量，一部分以热的形式散失，一部分主要储存在 ATP中，供给生物体的各种生命活动。
C6H12O6
酶
2C3H6O3 +196.65KJ
61.08KJ
C6H12O6 +6H2O+6O2
酶
12H2O+6CO2+2870KJ
1161KJ
38ATP
2ATP
19︰1
能量比较：
呼吸作用的意义：
1. 呼吸作用能为生物体的生命活动提供能量。ATP 为细胞的生命活动提供了动力 。 生物体的各种运动，一些生物的放电、发光现象，物质的主动运输，细胞的分裂和生长等，都要消耗 ATP 所提供的能量。
2. 呼吸过程能为体内其他化合物的合成提供原料。
02
探究酵母菌的呼吸方式
1.培养或利用酵母菌时，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的过程对它自身有什么意义？
　　通气可以给酵母菌提供呼吸作用需要的氧气，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的能量；
酵母菌：一类单细胞真菌
它与人类的生活息息相关。
酵母菌生长周期短，增殖速度快，常用作生物实验材料。
1.为什么加入活性酵母后面包会松软可口？
2.是什么让面包里面充满了“气室”？
酿酒
探究酵母菌细胞呼吸的方式
资料一：蒸馒头之前，我们要先发面。若用30℃的温水把买来的干酵母粉化开，用它发面，几个小时后面团会逐渐膨大，用手抠开里面，会发现面团里面变成蜂窝一样，有许多孔隙。你知道这些孔隙是怎么形成的吗？
探究酵母菌细胞呼吸的方式
资料二：工业生产中，利用麦芽、葡萄糖、粮食和酵母菌以及发酵罐等酿制啤酒。在酿制的早期需要向发酵罐中通入氧气，而后期必须隔绝氧气，以产生酒精，同时发酵装置需要定期排放气体。结合上述对氧气条件的控制，你能得到什么启发吗？
酵母菌是兼性厌氧生物，在有氧和无氧条件下都能够生存。便于用来探究细胞呼吸的不同方式。
酵母菌
酵母菌细胞是以何种方式进行呼吸的？
是一种单细胞真核生物
1．实验原理
(1)酵母菌在有氧和无氧的条件下都能生存，属于兼性厌氧菌,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。酵母菌进行有氧呼吸能产生大量的CO2和H2O，在进行无氧呼吸时能产生酒精和CO2。
１． 阅读下列背景资料：
一位同学为了探究酵母菌的呼吸类型，设计和实施了酵母菌细胞呼吸实验。 他得出结论：酵母菌既能进行有氧呼吸，也能进行无氧呼吸。
２． 问题与假设：
小组分析该同学的探究活动后，尝试提出有关酵母菌呼吸方式的问题。 针对问题，作出假设。
３． 设计与实验：
根据假设，考虑器材、试剂和实验方法等，在小组充分讨论的基础上 ，制订实验方案，并切实按照实验方案实施实验。
建议：
（1） 考虑实验中温度的影响。
（2） 制订实验方案时，要尽可能选用容易测量、操作简便的器材。 例如，塑料注射器就是一种可以进行定量和定性实验的器具。
（3） 考虑如何设置对照实验。
（4） 溴麝香草酚蓝溶液是酸碱指示剂，可用于检测 CO2。 当溶液中 CO2 含量增高时，溶液由蓝色变为黄绿色。 重铬酸钾溶液可用于检测酒精，在酸性（硫酸）条件下重铬酸钾能与酒精发生反应，生成绿色的硫酸铬。 考虑这些试剂的作用。
设计实验
实验思路？
分析变量
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
酒精、CO2
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
影响实验结果的可变因素（温度、葡萄糖溶液浓度、酵母菌活性等）
现象
CO2 澄清的石灰水 澄清石灰水变混浊
溴麝香草酚蓝水溶液 蓝色→绿色→黄色
酒精 在酸性条件下，使用橙色的重铬酸钾溶液 橙色→灰绿色
产物的检测
酵母菌是异养生物，培养时必须提供有机物
酵母菌
酵母菌培养液
配制成
＋ 葡萄糖溶液
A瓶之前先用NaOH溶液吸收空气中的CO2,目的是排除空气中的CO2对实验结果的干扰。
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，目的是使酵母菌先将瓶中的O2消耗完，确保通入澄清石灰水中的CO2是酵母菌无氧呼吸产生的。
实验开始：甲装置（25—35°C）
实验开始：乙装置（25—35°C）
进行实验
甲装置
（25—35°C）
乙装置
（25—35°C）
实验进行8-10小时后
甲装置（25—35°C） 乙装置（25—35°C）
酒精的检测
溶有重铬酸钾的浓硫酸溶液
+ 甲装置的酵母菌培养液的滤液
+ 乙装置的酵母菌培养液的滤液
变成灰绿色
不变灰绿色
如何检测汽车司机是否喝了酒？
应用实验原理解决实际问题
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．
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，来探究某种因素与实验对象的关系，这样的实验叫做对比实验
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。
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(即通常说的相互对照实验)。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。
细胞呼吸
概念
方式
应用
有氧呼吸
氧气：透气或低氧充氮
温度：低温窖藏
水分：干燥贮粮
生物体内的有机物(糖类,脂类,蛋白质等)在细胞内经过一系列的氧化分解,最终生成二氧化碳或其他产物,并且释放能量的总过程。
课堂总结
无氧呼吸
C6H12O6+6H2O+6 O2 6CO2+12H2O+能量
葡萄糖
酶
2丙酮酸
少量能量
4〔H〕
+
+
1：
6CO2
6H2O
酶
2丙酮酸
少量能量
20〔H〕
+
+
+
2：
6O2
12H2O
酶
大量能量
24〔H〕
+
+
3：
总式：
如图是探究酵母菌细胞呼吸方式的实验装置。下列说法正确的是
A.两个装置均需要在黑暗条件下进行
B.在装置乙的Ⅲ中可检测到有酒精生成
C.装置乙中的Ⅱ应先封口放置一段时间，再与Ⅲ连接
D.装置甲中NaOH溶液的作用是吸收Ⅰ中的CO2
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