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(共38张PPT)
第3节 细胞呼吸的原理和应用
第1课时 探究酵母菌细胞呼吸的方式和有氧呼吸
随着生活水平的提高，人们越来越注重身体健康，有氧运动成了人们的首选。
人体通过什么活动吸入氧气？
细胞内
+ 糖 类
+ 水
O2
O2
肺的通气
（呼吸现象）
呼吸器官
血液循环
血液循环
呼吸器官
CO2
气体运输
能量
+
CO2
细胞呼吸
（呼吸本质）
呼吸
说明生物通过细胞呼吸将储存在有机物分子中的能量转化为生命活动可以利用的能量。
1.分析教材中探究酵母菌细胞呼吸方式的两个装置图，明确两者的区别。（科学探究）
2.理解有氧呼吸的过程。（生命观念）
体会课堂探究的乐趣，
汲取新知识的营养，
让我们一起 吧！
进
走
课
堂
细胞呼吸概念：
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，释放出能量并生成ATP的过程。
细胞呼吸方式
有氧呼吸
无氧呼吸
细胞呼吸与日常生活中所说的呼吸有什么不同？
呼吸：机体与环境之间O2和CO2交换的过程
？
阅读教材探究实验，完成下面的内容:
酵母菌是一种单细胞 ，属于真核生物。在 的条件下都能生存，属于 生物。
真菌
有氧和无氧
兼性厌氧型
一、探究酵母菌细胞呼吸的方式
设计实验
进行实验
得出结论、交流讨论
作出假设
提出问题
（一）提出问题
1.酵母菌在有氧还是无氧条件下进行细胞呼吸？
2.酵母菌在上述条件下细胞呼吸的产物是什么？
？
针对特定的生物学现象，进行提问，体现了科学探究的核心素养。
发面过程中，酵母菌在有氧或无氧的条件下进行呼吸作用产生CO2。
联系生活实际，尝试作出你的假设：
发面前
发面后
酵母菌密封发酵过程中无氧条件下进行呼吸作用产生酒精。
联系生活实际，尝试作出你的假设：
（二）作出假设
1.酵母菌在有氧和无氧条件下均可进行细胞呼吸。
2.酵母菌在有氧条件下产生CO2和H2O，在无氧条件下产生酒精和CO2。有氧条件下细胞呼吸产生的CO2比无氧条件下多。
（三）设计实验
1.实验思路
2.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
影响实验结果的可变因素
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
有氧和无氧
鉴定酒精产生的方法
鉴定CO2产生的方法
比较CO2多少的方法
保证酵母菌在整个实验过程中正常生活的条件
——通气或密封瓶口放置一段时间
——酸性条件下酒精与重铬酸钾溶液进行反应
——通入石灰水或溴麝香草酚蓝溶液
——石灰水混浊程度或溴麝香草酚蓝溶液颜色变化时间
——葡萄糖溶液的量和浓度、温度、pH等
自变量
因变量
无关变量
3.探讨将葡萄糖溶液先煮沸再冷却后加入锥形瓶的原因？
（1）加热煮沸的原因。
①杀死溶液中的其他微生物，排除影响；
②排出溶液中的CO2。
（2）冷却的原因。
防止溶液温度过高将酵母菌杀死。
4.在有氧条件的装置中，质量分数为10%的NaOH溶液的作用是什么？
提示：使进入A瓶的空气先经过NaOH溶液处理，排除空气中CO2对实验结果的干扰。
？
？
1.观看探究酵母菌呼吸方式的视频完成下面的表格:
有氧条件 无氧条件
通入澄清石灰水 混浊程度＿ 混浊程度＿
通入溴麝香草酚蓝溶液 变黄时间＿ 变黄时间＿
加入酸性重铬酸钾溶液 ＿＿＿＿＿ ＿＿＿＿＿
（四）进行实验
1.观看探究酵母菌呼吸方式的视频完成下面的表格:
有氧条件 无氧条件
通入澄清石灰水 浑浊程度＿ 浑浊程度＿
通入溴麝香草酚蓝溶液 变黄时间＿ 变黄时间＿
加入酸性重铬酸钾溶液 ＿＿＿＿＿ ＿＿＿＿＿
不变色
灰绿色
高
短
低
长
2.确定酵母菌细胞呼吸方式的指标是CO2还是酒精？试分析原因。
提示：酒精。有氧呼吸和无氧呼吸都产生CO2 ，只有无氧呼吸才能产生酒精。
？
实验结论：
3.在无氧条件下酵母菌通过细胞呼吸产生酒精和少量CO2。
1.酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸。
2.在有氧条件下酵母菌通过细胞呼吸产生大量CO2。
日常生活中做馒头、酿酒都要使用酵母菌，它们分别应用了酵母菌的哪种呼吸方式呢？
？
（五）得出结论、交流讨论
【易错提醒】
1.在配制酵母菌培养液时，必须将煮沸的葡萄糖溶液冷却到常温，才可以加入酵母菌。否则，高温会杀死酵母菌。
2.探究有氧呼吸装置：让空气间歇性地依次通过3个锥形瓶，在通入A瓶之前先用氢氧化钠溶液处理，这样既能保证O2的供应，又能排除空气中的二氧化碳对实验结果的干扰。
3.探究无氧呼吸装置：锥形瓶封口放置一段时间后，再连接盛有澄清石灰水的锥形瓶，其目的是先让酵母菌将瓶中的氧气消耗完，确保通入澄清石灰水中的二氧化碳来自无氧呼吸。
【例1】检测酵母菌细胞呼吸的产物，下列描述正确的是(　　)
A．如果产生的气体使澄清的石灰水变混浊，则酵母菌只进行有氧呼吸
B．如果产生的气体使溴麝香草酚蓝溶液变黄色，则酵母菌只进行无氧呼吸
C．无论进行有氧呼吸还是无氧呼吸，酵母菌都能产生二氧化碳
D．酵母菌发酵时不产生气体，但其发酵液能使重铬酸钾变灰绿色
澄清的石灰水用于检测二氧化碳，酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸都能产生二氧化碳，因此产生的气体使澄清的石灰水变混浊，不能说明酵母菌只进行有氧呼吸；溴麝香草酚蓝溶液也用于检测二氧化碳，因此产生的气体使溴麝香草酚蓝溶液变黄色，不能说明酵母菌只进行无氧呼吸。
C
外膜
内膜
基质
嵴
1.主要场所：
线粒体
二、有氧呼吸
并不是唯一场所（好氧细菌），第一阶段在细胞质基质中进行。
增大了内膜的面积
有氧呼吸过程
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、水
CO2、[H]
少量
[H]、O2
H2O
大量
线粒体基质
线粒体内膜
2.阅读教材相关内容完成下面表格的内容：
特点：反应条件温和，多步反应，逐步放能。
葡萄糖的初步分解
C6H12O6
酶
2C3H4O3+4 [H] +能量(少量)
（丙酮酸）
场所：细胞质基质
①
丙酮酸彻底分解
酶
6CO2 +20 [H] +能量(少量)
场所：线粒体基质
②
2C3H4O3
（丙酮酸）
[H]的氧化
酶
12H2O +能量（大量）
场所：线粒体内膜
③
24[H] + 6O2
+6H2O
C6H12O6 + 6O2 + 6H2O 6CO2 + 12H2O + 能量
酶
化学反应式：
3.依据各个阶段的反应物和产物，写出有氧呼吸的反应方程式，并标出氧原子的转移过程。
4.结合线粒体的结构模式图，试从以下两个角度分析线粒体与有氧呼吸相适应的特点：
（1）从膜结构上分析。
内膜向内腔折叠形成嵴，使内膜表面积大大增加，增大了有氧呼吸酶的附着面积，为能量的释放提供了足够的空间。
（2）从有氧呼吸所需酶上分析。
内膜和基质中含有大量与有氧呼吸有关的酶，从而保证有氧呼吸的顺利进行。
【易错提醒】
1.有氧呼吸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不能去掉，因为反应过程中，在第
阶段消耗水，而第 阶段生成水。
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。
对有氧呼吸反应式进行归纳与概括，体现了科学思维的核心素养。
二
三
有氧呼吸三个阶段需注意的四个问题：
(1)三个阶段所需酶不同。
(2)CO2的产生是在第 阶段，H2O的产生在第 阶段。
(3)H2O的消耗在第 阶段，O2的消耗仅发生在第 阶段。
(4)三个阶段都有能量释放，第三阶段释放能量最多。
【归纳提升】
对有氧呼吸反应式中的注意事项进行梳理总结，体现了科学思维的核心素养。
二
三
二
三
细胞
C6H12O6
能量（少量）
2丙酮酸
（2C3H4O3 ）
4[H]
酶
6H2O
能量（少量）
20[H]
酶
6CO2
12H2O+能量（大量）
酶
6O2
细胞质基质
第一阶段
第三阶段
第二阶段
（线粒体基质）
（线粒体内膜）
小结
【例2】如图表示有氧呼吸过程，下列有关说法正确的是(　　)
A.①②④中能量值最大的是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
有氧呼吸过程中第三阶段释放的能量最多，即④最多，A错误；图中③表示水，B错误；产生①的场所是细胞质基质，产生②的场所是线粒体基质，C错误；酵母菌能够进行有氧呼吸，即能够完成图中的全过程，D正确。
细胞呼吸
有氧呼吸
探究酵母菌细胞呼吸的方式
酵母菌细胞呼吸的产物：
科学探究实验的一般步骤：
C6H12O6 + 6O2 + 6H2O 6CO2 + 12H2O + 能量
酶
有氧：CO2+H2O
无氧： CO2+酒精
1.在有氧呼吸过程中，H2O参与的阶段是(　　)
A.葡萄糖分解为丙酮酸 B.丙酮酸分解成CO2
C.[H]与O2结合形成水 D.丙酮酸转变成乳酸
B
在有氧呼吸过程中水参与第二阶段的反应，与丙酮酸发生化学反应生成二氧化碳和[H]；水是在有氧呼吸的第三阶段，由氧气和[H]结合形成的。故选B。
2.用含18O的葡萄糖跟踪有氧呼吸过程中的氧原子，18O转移的途径是(　　)
A．葡萄糖→丙酮酸→水 B．葡萄糖→丙酮酸→氧
C．葡萄糖→氧→水 D．葡萄糖→丙酮酸→二氧化碳
D
根据有氧呼吸第一阶段是葡萄糖分解成丙酮酸和[H]，含18O的葡萄糖中的18O 到了丙酮酸中；再根据第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳和[H]，含18O 的丙酮酸中的18O 到了二氧化碳中，即18O转移的途径是：葡萄糖→丙酮酸→二氧化碳。
3.如图为线粒体的结构示意图，其中不可能发生的反应是（ ）
A．②处产生[H]和CO2
B．①、②、③三处都产生ATP
C．②处消耗丙酮酸
D．③处发生[H]与O2的结合反应
B
图示中①为线粒体外膜和内膜间的空隙，②为线粒体基质，③为线粒体的内膜。丙酮酸和H2O反应产生CO2和[H]发生在线粒体基质中；线粒体中产生ATP的部位是线粒体基质和内膜；[H]与O2结合发生在有氧呼吸的第三阶段，发生场所是线粒体内膜(③)。
4.下列关于探究酵母菌细胞呼吸方式实验的叙述，错误的是(　)
A.通过设置有氧和无氧两组实验互相对照，用于判断酵母菌的呼吸方式
B.实验中需控制的无关变量有温度、pH、培养液浓度等
C.实验的因变量可以是澄清石灰水是否变混浊
D.实验中将进气管、排气管与锥形瓶连接后需要进行气密性检查，确保不漏气
C
生物实验设计的原则之一是对照原则，所以通过设置有氧和无氧两组实验进行互相对照，易于判断酵母菌的呼吸方式，A正确；该实验的自变量是有无氧气，温度、pH、培养液浓度等属于无关变量，B正确；有氧呼吸和无氧呼吸都能产生二氧化碳，所以实验的因变量不能是澄清石灰水是否变混浊，C错误；实验中将进气管、排气管与锥形瓶连接后需要进行气密性检查，确保不漏气，D正确。
5．生物体内葡萄糖分解代谢过程的部分图解如下,据图回答下列问题：
（1）图中的A是 。
（2）粮食储藏过程中有时会发生
粮堆湿度增大现象，这是因为
。
（3）利用酵母菌酿酒，无氧条件下，在酵母菌体内进行的是图中 过程。
（4）细胞呼吸释放出来的能量，一部分转变为热能而散失，另一部分储存在 中，用于生物体的各项生命活动。
本题考查了有氧呼吸过程，酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸产物，把握知识点间的内在联系是解题的关键。
丙酮酸
种子在有氧呼吸过程中产生了水
③
ATP分子
幻想在漫长的生活征途中顺水行舟的人，
他的终点在下游。
只有敢于扬风帆、顶恶浪的勇士，
才能争到上游。

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