細胞呼吸的原理與應(yīng)用高一上學(xué)期生物人教版必修1

第三節(jié)

細胞呼吸的原理與應(yīng)用第1課時

細胞呼吸的方式

【復(fù)習(xí)回顧】1.生物體生命活動的主要能源物質(zhì)是什么？2.生物體生命活動所需的直接能源物質(zhì)是什么？這種物質(zhì)是如何形成的？糖類ADP+Pi+能量ATPATP合成酶用作吸呼糖類、脂肪等有機物氧化分解動物和人真菌大多數(shù)細菌光合作用呼吸作用綠色植物O2CO2呼吸：人體從周圍環(huán)境吸入空氣，利用其中的O2，呼出CO2。它是一種宏觀的氣體交換過程。

細胞內(nèi)進行的將糖類等有機物分解成無機物或者小分子有機物，并且釋放能量的過程。又叫做細胞呼吸。呼吸作用:活細胞內(nèi)分解有機物，釋放能量發(fā)生場所：實質(zhì)：呼吸作用≠呼吸

細胞呼吸是否都需要氧氣呢？生物在有氧和無氧的條件下是否都能進行細胞呼吸呢？1.實驗原理

（1）酵母菌是一種單細胞的真菌(真核生物)，在有氧和無氧條件下都能生存，屬于兼性厭氧菌。探究酵母菌的呼吸方式為什么選擇酵母菌作為研究細胞呼吸作用的材料？發(fā)面釀酒作出假設(shè)設(shè)計實驗進行實驗得出結(jié)論提出問題酵母菌什么條件下產(chǎn)生CO2，什么條件下產(chǎn)生酒精？【提出問題】酵母菌在不同條件下產(chǎn)生的CO2是否一樣多?......探究酵母菌的呼吸方式發(fā)面釀酒根據(jù)自己已有的知識和經(jīng)驗，針對所提出的問題作出假設(shè)。作出的假設(shè)可能有：無氧條件下產(chǎn)生酒精，無氧條件下產(chǎn)生的CO2多；有氧條件下產(chǎn)生酒精，無氧條件下產(chǎn)生的CO2多；無氧條件下產(chǎn)生酒精，有氧條件下產(chǎn)生的CO2多；有氧條件下和無氧條件下都產(chǎn)生酒精，有氧條件下產(chǎn)生的CO2多；…提出問題作出假設(shè)設(shè)計實驗進行實驗得出結(jié)論探究酵母菌的呼吸方式提出問題作出假設(shè)設(shè)計實驗進行實驗得出結(jié)論探究酵母菌的呼吸方式①自變量是什么？②因變量是什么？1.確定實

驗?zāi)康模?.細化①如何控制自變量②如何檢測因變量3.控制無

關(guān)變量控制可能影響實驗結(jié)果的因素4.寫出具體做法方法步驟材料用具等實驗?zāi)康模禾骄拷湍妇募毎粑绞阶宰兞浚河袩o氧氣因變量：是否產(chǎn)生CO2/酒精無關(guān)變量：酵母菌培養(yǎng)液的濃度和體積、溫度、PH等①怎樣控制自變量(有氧和無氧環(huán)境)？通氣/密封有氧裝置無氧裝置接氣泵或像皮球→提出問題作出假設(shè)設(shè)計實驗進行實驗得出結(jié)論探究酵母菌的呼吸方式②怎樣檢測因變量？CO2的檢測通入澄清石灰水：溴麝香草酚藍溶液：根據(jù)渾濁程度檢測CO2產(chǎn)生的多少（現(xiàn)象：藍→綠→黃）根據(jù)其變黃色時間的的長短，檢測CO2產(chǎn)生的多少探究酵母菌的呼吸方式澄清石灰水渾濁石灰水提出問題作出假設(shè)設(shè)計實驗進行實驗得出結(jié)論酒精檢測：橙色重鉻酸鉀溶液在酸性條件下與乙醇發(fā)生反應(yīng)，變成灰綠色。提出問題作出假設(shè)設(shè)計實驗進行實驗得出結(jié)論②怎樣檢測因變量？CO2的檢測通入澄清石灰水：溴麝香草酚藍溶液：根據(jù)渾濁程度檢測CO2產(chǎn)生的多少（現(xiàn)象：藍→綠→黃）探究酵母菌的呼吸方式③如何搭建實驗裝置？有氧組無氧組小組討論兩個實驗組如何組裝，寫出排列順序BA質(zhì)量分數(shù)為10%的NaOH溶液CD通氣密封能不能直接通入空氣？為什么？如何通入氧氣呢？E提出問題作出假設(shè)設(shè)計實驗進行實驗得出結(jié)論探究酵母菌的呼吸方式煮沸:①除去溶液中的氧氣，避免對自變量的影響；

②殺死葡萄糖溶液中可能存在的雜菌，避免其它雜菌的干擾。冷卻后再加入錐形瓶:防止高溫將酵母菌殺死。④怎樣控制無關(guān)變量？有氧組無氧組通氣密封CADEBD1.最好將葡萄糖培養(yǎng)液煮沸冷卻后，再接種酵母菌，為什么？探究酵母菌的呼吸方式提出問題作出假設(shè)設(shè)計實驗進行實驗得出結(jié)論

因為B瓶在封口后，培養(yǎng)液液面上方還存有一定量的氧氣，靜置一段時間，讓酵母菌將這部分氧氣耗盡，再連通盛有澄清石灰水的錐形瓶，確保CO2完全是由酵母菌無氧呼吸產(chǎn)生的。④怎樣控制無關(guān)變量？有氧組無氧組通氣密封CADEBD2.B瓶應(yīng)封口放置一段時間后再連接澄清石灰水的錐形瓶，為什么？探究酵母菌的呼吸方式提出問題作出假設(shè)設(shè)計實驗進行實驗得出結(jié)論④怎樣控制無關(guān)變量？有氧組無氧組通氣密封CADEBD探究酵母菌的呼吸方式提出問題作出假設(shè)設(shè)計實驗進行實驗得出結(jié)論3.裝置甲一定能排除空氣中CO2對實驗結(jié)果的干擾嗎？4.裝置乙一定會是無氧的條件嗎？如何改進實驗裝置？甲乙④怎樣控制無關(guān)變量？有氧組無氧組通氣密封ADEBDCD油層提出問題作出假設(shè)設(shè)計實驗進行實驗得出結(jié)論探究酵母菌的呼吸方式實驗步驟：（1）稱取等量的兩份食用酵母菌（10g）；

（2）配制質(zhì)量分數(shù)為5%葡萄糖溶液作為酵母菌的培養(yǎng)液；

（3）搭建如圖的有氧呼吸（左）和無氧呼吸（右）裝置；

（4）培養(yǎng)、觀察、檢測、記錄有氧組無氧組通氣密封ADEBDCD油層探究酵母菌的呼吸方式提出問題作出假設(shè)設(shè)計實驗進行實驗得出結(jié)論探究酵母菌的呼吸方式提出問題作出假設(shè)設(shè)計實驗進行實驗得出結(jié)論條件澄清石灰水溴麝香草酚藍水溶液酸性重鉻酸鉀有氧渾濁（+++）黃（迅速）無明顯現(xiàn)象無氧渾濁（+）黃（較慢）灰綠色有氧組無氧組通氣密封ADEBDCD油層實驗結(jié)果實驗結(jié)論：1.酵母菌在有氧和無氧條件下都能進行細胞呼吸。2.細胞呼吸產(chǎn)物大量CO2

+

不產(chǎn)生酒精有氧條件：少量CO2

+

酒精無氧條件：科學(xué)方法酵母菌有氧條件下大量繁殖，無氧條件下酒精發(fā)酵。討論：本實驗中哪個是對照組，哪個是實驗組？對比實驗（相互對照實驗）

設(shè)置兩個或兩個以上的實驗組，通過對幾個實驗組結(jié)果的分析比較，來探究某種因素對實驗對象的影響，這樣的實驗叫作對比實驗。（有氧呼吸組，無氧呼吸組）（產(chǎn)物）（有氧或無氧）（細胞呼吸）提出問題作出假設(shè)設(shè)計實驗進行實驗得出結(jié)論探究酵母菌的呼吸方式第三節(jié)

細胞呼吸的原理與應(yīng)用第2課時

【復(fù)習(xí)回顧】1.細胞呼吸的類型:需氧呼吸（有氧呼吸）厭氧呼吸（無氧呼吸）主要2.有氧呼吸的主要場所？3.如何分離得到線粒體？線粒體差速離心法【任務(wù)一】閱讀課本P92~93頁，找出有氧呼吸的基本過程，以及每個階段發(fā)生的場所、每個階段的反應(yīng)物和產(chǎn)物分別是什么？有氧呼吸具體過程①①②④③ⅠⅡⅢI、II、III代表的反應(yīng)場所及物質(zhì)和能量變化分別是什么？①②③④代表的物質(zhì)分別是什么？Ⅰ：細胞質(zhì)基質(zhì)Ⅱ：線粒體基質(zhì)Ⅲ：線粒體內(nèi)膜①：[H]②：H2O③：CO2

④：O2C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量酶C6H12O6+6O2+6H2O

=

6CO2+12H2O酶C6H12O6+6O2+6H2O

→

6CO2+12H2O+ATP酶C6H12O6+6O2

→

6CO2+6H2O+能量找出反應(yīng)式的錯誤：C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+酶能量

能量的去向：1mol的葡萄糖徹底氧化分解以后，可生成大約2870kJ的能量，其中大約977.28KJ左右的能量存儲在ATP中。其余能量去哪兒了？這種散失對生物體有何意義？一、有氧呼吸有機物中穩(wěn)定化學(xué)能熱能（大部分）ATP中活躍化學(xué)能（少部分）想一想，反應(yīng)式中的能量能否寫成ATP？為什么？

細胞在

的參與下，通過多種

的催化作用，把葡萄糖等有機物徹底氧化分解，產(chǎn)生

，同時釋放能量，生成

的過程，叫做有氧呼吸。有氧呼吸的定義：O2酶CO2和水大量ATP判斷：1.葡萄糖在線粒體中氧化分解為CO2和水（

）2.產(chǎn)物CO2中的O來自葡萄糖（

）3.[H]就是指H+（

）4.有氧呼吸一定要在線粒體內(nèi)進行。（

）一、有氧呼吸思考：沒有氧時，葡萄糖如何分解呢？[任務(wù)二】：閱讀課本P94無氧呼吸的相關(guān)內(nèi)容,寫出無氧呼吸各個不同階段的場所、原料、產(chǎn)物及能量釋放情況。無氧呼吸

場所反應(yīng)物產(chǎn)物釋能第一階段第二階段細胞質(zhì)基質(zhì)主要是葡萄糖丙酮酸[H]少量細胞質(zhì)基質(zhì)丙酮酸[H]乳酸酒精CO2無二、無氧呼吸第一階段（與有氧呼吸

）場所：

。第二階段（有兩種情況）完全相同C6H12O6酶2C3H4O3(丙酮酸)+4[H]+少量能量2C3H4O3(丙酮酸)

+4[H]酶2C3H6O3（乳酸）2C2H5OH(酒精)+2CO2細胞質(zhì)基質(zhì)場所：

。細胞質(zhì)基質(zhì)實例：大多數(shù)高等植物、酵母菌實例：①人和動物細胞②某些植物的特殊器官（馬鈴薯塊莖、甜菜塊根、玉米胚）③乳酸菌二、無氧呼吸思考：1mol的葡萄糖所含能量大約2870kJ的能量，氧化分解成乳酸或酒精后，釋放出196.65kJ的能量，其中61.08KJ能量用來合成2molATP。葡萄糖中的能量大部分去了哪里？C6H12O62C3H6O3（乳酸）+少量能量酶C6H12O62C2H5OH（酒精）+2CO2+少量能量酶大部分能量存留在酒精或乳酸中。二、無氧呼吸

無氧呼吸是指細胞在

條件下，葡萄糖等有機物經(jīng)過

分解，釋放出少量能量的過程。像酵母菌、乳酸菌等微生物的無氧呼吸也叫作發(fā)酵，根據(jù)發(fā)酵產(chǎn)物不同，產(chǎn)生酒精的叫作酒精發(fā)酵，產(chǎn)生乳酸的叫作乳酸發(fā)酵。無氧呼吸的定義：無氧不完全密封有酒味水淹爛根二、無氧呼吸細胞呼吸：有機物在細胞內(nèi)經(jīng)過一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他產(chǎn)物，釋放出能量并生成ATP的過程。細胞呼吸的意義：丙酮酸葡萄糖氨基酸甘油（2）生物體代謝的樞紐。（1）為生物體提供能量比較有氧呼吸和無氧呼吸有氧呼吸無氧呼吸不同點場所條件產(chǎn)物能量相同點聯(lián)系實質(zhì)意義細胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體始終在細胞質(zhì)基質(zhì)需氧、酶不需氧、需酶6CO2、12H2O酒精和CO2或乳酸大量（32ATP）少量（2ATP）從葡萄糖分解為丙酮酸階段相同分解有機物，釋放能量，合成ATP為生物體的各項生命活動提供能量1.溫度蔬菜、水果保鮮的儲存環(huán)境？三、影響細胞呼吸的環(huán)境因素2.CO2農(nóng)業(yè)種植時為什么強調(diào)正其行通其風？三、影響細胞呼吸的環(huán)境因素3.水分一定范圍內(nèi)，細胞呼吸速率隨含水量的增加而加快，隨含水量的減少而減慢。應(yīng)用：①糧食在收倉儲存之前要進行晾曬，減少水分，以減弱細

胞呼吸，減少有機物的消耗。

②干種子在萌發(fā)時，要浸泡以增強代謝。三、影響細胞呼吸的環(huán)境因素ABC圖中點的含義A點：B點：C點及以后：只進行無氧呼吸只進行有氧呼吸CO2生成量最少4.O2濃度三、影響細胞呼吸的環(huán)境因素水果蔬菜保鮮：

糧食儲存：

結(jié)合影響細胞呼吸的因素，你認為蔬菜水果和糧食應(yīng)該在什么條件下儲存？低溫、低氧、中等濕度低溫、低氧、干燥三、影響細胞呼吸的環(huán)境因素為什么包扎傷口要選用透氣消毒紗布或創(chuàng)可貼？為什么利用酵母菌釀酒要先通入一定量的無菌空氣，再密封？為什么要給作物及時松土？為什么水稻要定期排水？為什么儲藏水果糧食要降低溫度和氧氣含量等措施延長保質(zhì)期？為什么皮膚傷口較深要到醫(yī)院及時注射破傷風抗毒血清？為什么提倡慢跑？【任務(wù)3】閱讀P95的6個資料，說說細胞呼吸原理在生活生產(chǎn)中有哪些應(yīng)用？四、細胞呼吸原理的應(yīng)用1.測定有氧呼吸速率（1）指標：單位時間O2吸收量。（2）原理：有氧呼吸吸收O2，釋放CO2。CO2被NaOH溶液吸收，使容器內(nèi)氣體壓強減小，有色液滴左移。單位時間液滴左移量即表示有氧呼吸速率。（3）物理誤差的校正：將生物材料滅活，其余條件不變。（滅活）拓展：探究細胞呼吸的實驗裝置2.判斷細胞呼吸方式反映O2吸收量反映CO2釋放量-O2吸收量小結(jié)過程本質(zhì)應(yīng)用環(huán)境因素意義工業(yè)生產(chǎn)：釀酒、飼料農(nóng)業(yè)生產(chǎn)：中耕松土健康生活：包扎傷口為各項生命活動提供能量氧氣濃度二氧化碳濃度溫度水分解有機物釋放能量葡萄糖→丙酮酸丙酮酸→酒精或乳酸釋放能量1.下列生產(chǎn)措施或生活現(xiàn)象所涉及的細胞呼吸知識，解釋不正確的是(

)CA．提倡慢跑，可防止無氧呼吸產(chǎn)生乳酸使人體肌肉酸脹B．零度以上低溫貯存果蔬，可降低呼吸酶活性，減少有機物的分解C．馬鈴薯塊莖腐爛的原因是無氧呼吸產(chǎn)生的酒精對細胞有毒害作用D．作物種子貯藏前需要干燥，主要是通過減少水分以抑制細胞有氧呼吸課堂檢測2.細胞內(nèi)糖分解代謝過程如圖，下列敘述正確的是（）A．動物細胞內(nèi)能進行過程①②或過程①③B．酵母菌的過程②只在線粒體中進行C．過程①③釋放的能量轉(zhuǎn)移至ATP和酒精中D．乳酸菌細胞內(nèi)過程④不需要[H]參與B3.酵母菌同時進行有氧呼吸和無氧呼吸：（1）若消耗了等量的葡萄糖，吸收的O2量和產(chǎn)生的CO2總量之比為：

。（2）若產(chǎn)生了等量的CO2，則吸收的O2量和產(chǎn)生的CO2總量之比為：

；此時，無氧呼吸與有氧呼吸消耗的葡萄糖的物質(zhì)的量之比為：

。消耗的葡萄糖與產(chǎn)生的CO2總量的摩爾之比為：____。3:41:23:11:34.在a、b、c、d條件下，測得某植物種子萌發(fā)時CO2和O2體積變化的相對值如表所示。若底物是葡萄糖，則下列敘述中正確的是()A.a條件下，呼吸產(chǎn)物除CO2外還有酒精和乳酸B.b條件下，有氧呼吸消耗的葡萄糖比無氧呼