资源简介

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分子与细胞
本书目录
1、走近细胞
2、组成细胞的分子
3、细胞的基本结构
4、细胞的物质输入和输出
5、细胞的能量供应和利用
6、细胞的生命历程
细胞
细胞的发现
细胞的组成
细胞的结构
细胞的物质交换
细胞的代谢
细胞的一生
5.3 细胞呼吸的原理和应用 上
教学目标：
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？
问题探讨
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。
讨论：
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.为什么通气才有利于酵母菌大量繁殖
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，便于酵母菌在无氧的条件下分解有机物，产生酒精。
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。
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？
在有氧气条件下酵母菌分解营养物质而释放的能量多，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。
一、认识酵母菌
酵母菌的特点：
酵母菌是一种单细胞 菌，属于 生物；
代谢类型： ；
真
真核
异养兼性厌氧型
实验：探究酵母菌细胞呼吸的方式
—酵母菌：
酵母菌是异养兼性厌氧型生物，培养时必须提供有机物。
课本P90
酵母菌培养液
配制成
＋ 葡萄糖溶液
单细胞真菌属真核生物
细胞壁 细胞膜 细胞核 细胞质
酵母菌
1.实验材料
酵母菌
易与原核生物混淆的真核生物：
一（衣藻）团（藻）酵母（菌）发霉（菌）了
酵母菌是一种单细胞真菌
细胞呼吸 VS 呼吸
细胞内
+ 糖 类
+ 水
能 量
O2
O2
肺通气
（呼吸的现象）
呼吸器官
血液循环
血液循环
呼吸器官
CO2
气体运输
+
CO2
细胞呼吸
（呼吸作用的本质）
“细胞呼吸”是指
生物在有氧和无氧条件下是否都能进行细胞呼吸呢？
细胞呼吸？
“呼吸”是指
细胞呼吸的实质是：
是细胞内的有机物氧化分解，并释放能量。
【注意】呼吸≠呼吸作用
生物体或细胞吸入氧气和呼出二氧化碳的过程；
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，释放出能量并产生ATP的过程。p94
1、为什么松软可口的馒头、面包里有很多小孔？
馒头的制作过程：
面粉
发酵
馒头
酵母菌
说明酵母菌发酵过程产生了气体。
2、酵母菌在发酵过程中的底物是什么？产生的是哪种气体？
推测：酵母菌分解淀粉或葡萄糖产生了CO2。
葡萄酒的酿制过程：
新鲜葡萄
密封发酵
葡萄酒
酵母菌
推测：新鲜葡萄里含有的葡萄糖在酵母菌的作用下产生了酒精。
设计实验
酵母菌细胞呼吸的方式
提出问题
进行实验
验证假设、形成结论
CO2
有氧
产生
无氧
CO2和酒精
产生
作出假设
探究酵母菌细胞的呼吸方式
实验：探究酵母菌细胞呼吸的方式
提出问题
酵母菌在有氧和无氧的环境下都能呼吸吗？呼吸产物分别是什么？
作出假设
酵母菌在有氧条件产生H2O和CO2，在无氧条件下产生C2H5OH和CO2。
实验设计
分别给酵母菌提供 和 的条件，一段时间后检测其产物是否含 或 。
有氧
无氧
C2H5OH
CO2
实验：探究酵母菌细胞呼吸的方式
课堂活动1 3min
1.请同学们自主阅读书P91关于探究酵母菌细胞呼吸的方式的参考资料部分，回答以下3个问题。
①如何控制有氧和无氧的条件？
②怎样鉴定有无酒精产生？
③怎样鉴定有无CO2产生？如何比较CO2产生的多少？
实验：探究酵母菌细胞呼吸的方式
问题1：如何控制有氧和无氧的条件？
实验：探究酵母菌细胞呼吸的方式
问题2：怎样鉴定有无酒精产生？
C2H5OH+重铬酸钾K2Cr2O7 （橙色）在酸性条件（浓硫酸）下→灰绿色
实验：探究酵母菌细胞呼吸的方式
问题3：怎样鉴定有无CO2产生？如何比较CO2产生的多少？
①CO2+澄清的石灰水→浑浊
②CO2+溴麝香草酚蓝溶液→蓝→绿→黄
浑浊程度/变色时间的长短
实验：探究酵母菌细胞呼吸的方式
进行实验
分析结果，得出结论
组别 条件 CO2检测 结果 结论 酒精检测 结果 结论
A组 有氧 由蓝变绿再变黄/较快 无明显颜色变化
B组 无氧 由蓝变绿再变黄/较慢 橙色变灰绿色 有氧条件产生的CO2多
有氧条件不产生酒精，
无氧条件产生酒精
对比实验
组别 条件 溴麝香草酚蓝水溶液 加入酸性重铬酸钾溶液
A组 有氧
B组 无氧
由蓝变绿再变黄/较快
无明显颜色变化
由蓝变绿再变黄/较慢
橙色变灰绿色
记录结果
实验：探究酵母菌细胞呼吸的方式
实验结论
酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸，在有氧条件下会产生大量CO2，而在无氧条件下会产生少量的CO2和C2H5OH 。
Q1:本实验的自、因、无关变量分别是？
自：有无O2 因：细胞呼吸的产物的种类及产量
无：酵母菌培养液的浓度和体积、温度、pH、反应时间、其他微生物影响等
实验：探究酵母菌细胞呼吸的方式
Q2:图中A瓶左侧装有质量分数为10%的NaOH溶液的作用是？
吸收通入空气中CO2，确保澄清石灰水检测的CO2均由酵母菌细胞有氧呼吸产生
Q3:图中B瓶为什么要封口放置一段时间，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶？
耗尽瓶内O2 ，确保澄清石灰水检测的CO2均由酵母菌细胞无氧呼吸产生
实验：探究酵母菌细胞呼吸的方式
Q4:如何改进实验才能既排除其他微生物的影响，同时确保真正的无氧条件？
将AB瓶中的葡萄糖溶液煮沸冷却后再加入（杀菌除氧）
Q5:用酸性K2Cr2O7检测产物时，有氧和无氧装置产生的颜色反应几乎一样。可能原因是什么？
①有氧呼吸实验操作不当，导致供氧不足，部分酵母菌进行无氧呼吸产生少量C2H5OH。
实验：探究酵母菌细胞呼吸的方式
Q5:用酸性K2Cr2O7检测产物时，有氧和无氧装置产生的颜色反应几乎一样。可能原因是什么？
②葡萄糖是还原糖，也会与酸性K2Cr2O7发生与C2H5OH相同的颜色反应。
所以，检测时需要等培养液中葡萄糖耗尽再进行。
科学方法
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，这样的实验叫做对比实验，也叫做相互对照实验。
在本实验中，设置有氧和无氧两种条件的实验结果都是_______的，都属于_______，通过______可以看出氧气条件对细胞呼吸的影响。
实验：探究酵母菌细胞呼吸的方式
未知的
实验组
对比
实验改进：
Q6: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？如何确定有没有完全吸收CO2？
改进思路：
实验改进：
Q7:还有的同学认为，在无氧呼吸实验装置中不能保证装置内的O2已经被完全消耗完，以致可能对实验结果有干扰。你能不能避免这种可能性的发生，以保证实验更严谨？
改进思路：
石蜡油或植物油密封酵母菌培养液
实验：探究酵母菌细胞呼吸的方式
Q8:有人认为,实验装置中C2H5OH和CO2的产生是葡萄糖水溶液的纯化学反应，与酵母菌无关，你如何反驳？
实验思路：
死细胞vs活细胞
实验：探究酵母菌细胞呼吸的方式
Q8:有人认为,实验装置中C2H5OH和CO2的产生是葡萄糖水溶液的纯化学反应，与酵母菌无关，你如何反驳？
实验思路：死细胞vs活细胞
实验：探究酵母菌细胞呼吸的方式
Q9:本实验为什么要选用新鲜的食用酵母菌作为实验材料？
酵母菌是兼性厌氧菌，新鲜的酵母菌代谢旺盛，实验效果明显
Q10:本实验酵母菌培养液配制能否用蒸馏水替代葡萄糖溶液？为什么？
不能，葡萄糖是酵母菌进行细胞呼吸的底物。
Q11:本实验最好把装置放在25~35℃的环境下培养，为什么？
在此条件下，酵母菌中的酶活性最高，细胞呼吸明显，能保证实验效果。
易错辨析
(1)检测酵母菌培养过程中是否产生CO2,可判断其呼吸方式。(必修1 P90“探究·实践”)( 　)
(2)在酸性条件下,酒精会使重铬酸钾溶液由蓝变绿再变黄。(必修1 P90“探究·实践”)
(　 　)
(3)检测CO2的产生除澄清石灰水外,还可以用溴麝香草酚蓝溶液检测。(必修1 P90“探究·实践”)(　 　)
(4)在探究酵母菌细胞呼吸方式的实验中可依据澄清石灰水的浑浊程度判断细胞呼吸的方式。(必修1 P90“探究·实践”)(　 　)
(5)在探究酵母菌细胞呼吸方式的实验中可直接向酵母菌培养液中添加酸性的重铬酸钾溶液检测酒精。(必修1 P90“探究·实践”)(　 　)
(6)对比实验一般是两个或两个以上的实验组与对照组相对比。(必修1 P92“科学方法”)(　 　)
有氧呼吸和无氧呼吸都能产生二氧化碳
变成灰绿色
由于葡萄糖也能与酸性重铬酸钾反应发生颜色变化
对比实验都是实验组，没有对照组
　×
　×
　×
　×
√
√
　考点训练　
1.如图为“探究酵母菌的呼吸方式”的实验装置，有关叙述正确的（ ）
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.若向B瓶和D瓶中加入酸性重铬酸钾溶液，则D瓶内的溶液会变黄
C.可根据溴麝香草酚蓝水溶液变黄的时间长短，来检测CO2的产生速率
D.若C瓶和E瓶中溶液都变浑浊，不能据此判断酵母菌的呼吸方式
该实验中的两套装置相互对照，即两组均为实验组，两组实验组相互对比共同探究酵母菌的呼吸方式
重铬酸钾用于检测酒精，D瓶中由于缺乏O2而进行无氧呼吸产生酒精，而B中因为有O2而进行有氧呼吸，不能产生酒精，所以D瓶内的溶液会变成灰绿色
溴麝香草酚蓝水溶液用于检测CO2，产生CO2的速度越快则颜色变化越快，溴麝香草酚蓝水溶液变黄所需的时间越短，所以可以根据液体变黄的时间长短检测CO2的产生速率
能判断酵母菌的呼吸方式，但都变浑浊，不能据此判断酵母菌的呼吸方式

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