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(共25张PPT)
第3节 细胞呼吸的原理和应用（第1课时）
第5章 细胞的能量供应和利用
通过分析细胞呼吸和有机燃料燃烧产生能量过程的不同，能阐明细胞呼吸的本质。
探究酵母菌细胞呼吸的方式，学会控制和检测实验变量。
能概述有氧呼吸的三个阶段，写出有氧呼吸的反应式。
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
认识酵母菌
酵母菌电镜照片
1.生物类型：
酵母菌是一种________真菌，属于 生物。
属于_____________。在有氧和无氧的条件下都能生存。
单细胞
真核
2.代谢类型：
兼性厌氧菌
②个体一般以单细胞状态存在
③多数能出芽生殖
④细胞壁常含有甘露聚糖
①常生活在含糖量较高、酸度较大的液体环境中
酵母菌的特点
酵母菌与人类的生活息息相关，酿酒，做面包、馒头等，都是利用酵母菌的呼吸作用。
酵母菌在什么条件下产生CO2，什么条件下产生酒精？
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。
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？
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。
【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。
【任务①】 观看实验视频，回答表格问题：
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
科学方法
。
1.概念：设置两个或_________的_______，通过对结果的_________，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。
两个以上
实验组
比较分析
事先未知
实验组
对比
对比实验/相互对照实验
2.实例：在“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验中，设置有氧和无氧两种条件的实验结果都是_________的，都是_______，通过______可以看出氧气条件对细胞呼吸的影响。
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。
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。
1.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。
二、有氧呼吸
【任务②】 分析资料，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
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。
(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
【任务②】 分析资料，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。
【任务②】 分析资料，探讨问题：
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
【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呼吸的概念是？
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
葡萄糖的燃烧
保证有机物中的能量得到最充分的利用，主要表现在两个方面：可以使有机物中的能量逐步地转移到ATP中；能量缓慢有序地释放，有利于维持细胞的相对稳定状态。
相较于体外燃烧，有氧呼吸具有什么特点和意义？
①有氧呼吸过程温和
②有机物中的能量逐步分解
③有部分储存在ATP中
1.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
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
C
2.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
3. 如图表示有氧呼吸过程，下列有关说法正确的是（　　）
A. ①②④中的值最大的是②
B. ③代表的物质是氧气
C. 产生①②过程的场所是线粒体
D. 酵母菌能完成图示全过程
D
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

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