第课时 细胞呼吸的探究实验过程及应用

1、第3节 ATP的主要来源细胞呼吸第1课时 细胞呼吸的探究实验、过程及应用 随着生活水平的提高，随着生活水平的提高，人们越来越注重身体人们越来越注重身体健康，有氧运动成了人们健康，有氧运动成了人们的首选。的首选。人体通过什么活动吸入氧人体通过什么活动吸入氧气？气？细胞内细胞内 + + 糖糖 类类+ + 水水 O2O2 肺的通气肺的通气 （呼吸现象）（呼吸现象）呼吸器官呼吸器官 血液循环血液循环血液循环血液循环呼吸器官呼吸器官COCO2 2气体运输气体运输能能 量量+ +COCO2 2 细胞呼吸细胞呼吸 （呼吸本质）（呼吸本质）呼吸呼吸1.1.说出线粒体的结构和功能。说出线粒体的结构和功能。（重点

2、）（重点）2.2.说明细胞呼吸的原理，并探讨其在生产和生活中的说明细胞呼吸的原理，并探讨其在生产和生活中的应用。应用。3.3.对酵母菌细胞呼吸的方式进行探究。对酵母菌细胞呼吸的方式进行探究。细胞呼吸概念：细胞呼吸概念：指有机物在细胞内经过一系列的指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解氧化分解，生成生成二氧化碳或其他产物二氧化碳或其他产物，释放出，释放出能量能量并并生生成成ATP的过程。的过程。细胞呼吸方式细胞呼吸方式有氧呼吸有氧呼吸无氧呼吸无氧呼吸思考：细胞呼吸与日常生活中所说的呼吸思考：细胞呼吸与日常生活中所说的呼吸有什么不同？有什么不同？呼吸：机体与环境之间呼吸：机体与环境之间O2和和CO2

3、交换的过程交换的过程外膜外膜内膜内膜基质基质嵴嵴1.1.主要场所：主要场所：线粒体线粒体二、有氧呼吸二、有氧呼吸不是唯一场所，第不是唯一场所，第一阶段在细胞质基一阶段在细胞质基质中进行。质中进行。4.4.结合线粒体的结构模式图，试从以下两个角度分析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：线粒体与有氧呼吸相适应的特点：（1 1）从膜结构上分析。）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。够的空间。

4、（2 2）从有氧呼吸所需酶上分析。）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。证有氧呼吸的顺利进行。有氧呼吸过程有氧呼吸过程有氧呼吸有氧呼吸场所场所反应物反应物产物产物释能释能第一阶段第一阶段第二阶段第二阶段第三阶段第三阶段细胞质基质细胞质基质主要是主要是葡萄糖葡萄糖丙酮酸、丙酮酸、HH少量少量丙酮酸、水丙酮酸、水 COCO2 2、HH 少量少量HH、O O2 2H H2 2O O大量大量线粒体基质线粒体基质线粒体内膜线粒体内膜2.2.阅读教材阅读教材93949394页相关内容完成下面表格的内容：页

5、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。特点：反应条件温和，多步反应，逐步放能。C6H12O6酶酶2丙酮酸丙酮酸+4H+少量能量少量能量 （2ATP） 第一阶段：第一阶段： 细胞质基质细胞质基质2丙酮酸丙酮酸+H2O酶酶6CO2+20H+少量能量（少量能量（2ATP）第二阶段：第二阶段：线粒体基质线粒体基质 24H+6O2酶酶12H2O+大量能量（大量能量（34ATP）第三阶段：第三阶段：线粒体内膜线粒体内膜 返回总反应式思考总结：思考总结：(1)(1)产生产生COCO2 2的阶段的阶段(2)(2)产生产生H H2 2O O的阶段的阶段(3)(3)氧气参与的阶段氧气

6、参与的阶段(4)(4)产生产生ATPATP最多的阶段最多的阶段(5)(5) H H2 2O O参与反应的阶段参与反应的阶段第二阶段第二阶段第三阶段第三阶段第三阶段第三阶段第三阶段第三阶段第二阶段第二阶段有氧呼吸产生的能量有氧呼吸产生的能量其余其余1 709kJ1 709kJ主要以主要以热能热能的形式散失掉。的形式散失掉。1mol1mol葡萄葡萄糖释放能量糖释放能量2 870kJ2 870kJ有有1 161kJ1 161kJ储存在储存在ATPATP中，中，能量转换效率高达能量转换效率高达40402.2.有氧呼吸三个阶段释放的能量全部用于有氧呼吸三个阶段释放的能量全部用于ATPATP的合成吗？的合

7、成吗？不是。不是。C6H12O6+6H2O+6O2酶酶6CO2+12H2O+能量能量总反应式总反应式思考：思考：1 1、有氧呼吸产生、有氧呼吸产生COCO2 2中中C C元素、元素、O O元素分元素分别来源于哪里别来源于哪里? ? 2 2、有氧呼吸产生、有氧呼吸产生H H2 2O O中中H H元素、元素、O O元素分元素分别来源于哪里别来源于哪里? ? 3 3、线粒体能否直接利用葡萄糖，为什、线粒体能否直接利用葡萄糖，为什么？么？ 4 4、有氧呼吸哪个阶段产生能量？反应、有氧呼吸哪个阶段产生能量？反应式中能量能否写成式中能量能否写成ATPATP？ C C6 6H H1212O O6 6 + 6

8、O + 6O2 2 + 6H + 6H2 2O 6COO 6CO2 2 + 12H + 12H2 2O + O + 能量能量酶酶化学反应式：化学反应式：5.5.依据各个阶段的反应物和产物，写出有氧呼吸的反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，并标出应方程式，并标出O O原子的转移过程。原子的转移过程。小结小结H H2 2O O【对点训练对点训练】有氧呼吸全过程的物质变化可分三个阶段：有氧呼吸全过程的物质变化可分三个阶段：C C6 6H H1212O O6 6丙酮酸丙酮酸+H+H；丙酮酸；丙酮酸COCO2 2+H+H；H+OH+O2 2 H H2 2O O，有关以上叙述正确的是（

9、有关以上叙述正确的是（ ）A.A.第一、二阶段无第一、二阶段无ATPATP生成，第三阶段生成大量生成，第三阶段生成大量ATPATPB.B.第三阶段只要有氧存在，极易进行，无需酶的催化第三阶段只要有氧存在，极易进行，无需酶的催化C.C.有氧呼吸的最终产物只有水有氧呼吸的最终产物只有水D.D.只要存在相应的酶，原核生物无线粒体，也能进行只要存在相应的酶，原核生物无线粒体，也能进行有氧呼吸有氧呼吸D D解题关键：解题关键：重点考查有氧呼吸重点考查有氧呼吸三个阶段的反应三个阶段的反应1.1.阅读教材阅读教材P91P91探究实验，完成下探究实验，完成下面的内容面的内容: :酵母菌是一种单细胞酵母菌是一种

10、单细胞 ，属，属真核生物。在真核生物。在 的条件的条件下都能生存，属下都能生存，属 生生物。物。真菌真菌有氧和无氧有氧和无氧兼性厌氧型兼性厌氧型一、探究酵母菌细胞呼吸的方式一、探究酵母菌细胞呼吸的方式（一）提出问题（一）提出问题1.1.酵母菌在有氧还是无氧条件下进行细胞呼吸？酵母菌在有氧还是无氧条件下进行细胞呼吸？2.2.酵母菌在上述条件下细胞呼吸的产物是什么？酵母菌在上述条件下细胞呼吸的产物是什么？（二）作出假设（二）作出假设1. 1. 酵母菌在有氧和无氧条件下均可进行细胞呼吸。酵母菌在有氧和无氧条件下均可进行细胞呼吸。2. 2. 酵母菌在有氧条件下产生酵母菌在有氧条件下产生COCO2 2和

11、和H H2 2O O，在无氧条件，在无氧条件下产生酒精和下产生酒精和COCO2 2 。(1)(1)酵母菌在什么条件下使葡萄糖发酵产生酒精酵母菌在什么条件下使葡萄糖发酵产生酒精? ?(2)(2)酵母菌在不同条件下产生的酵母菌在不同条件下产生的COCO2 2是否一样多是否一样多? ?酵母菌在无氧条件下产生酒精酵母菌在无氧条件下产生酒精酵母菌在氧气充足的条件下产生酵母菌在氧气充足的条件下产生COCO2 2多多2.2.阅读教材阅读教材P92P92进行实验方案的设计：进行实验方案的设计：有氧和无氧有氧和无氧鉴定酒精产生的方法鉴定酒精产生的方法鉴定鉴定COCO2 2产生的方法产生的方法比较比较COCO2

12、2多少的方法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水溶液通入石灰水或溴麝香草酚蓝水溶液石灰水混浊程度或溴麝香草酚蓝水溶液颜色石灰水混浊程度或溴麝香草酚蓝水溶液颜色变化时间变化时间葡萄糖溶液的量和浓度、温度、葡萄糖溶液的量和浓度、温度、pHpH等等自变量自变量因因变变量量无关变量无关变量3.3.探讨将葡萄糖溶液先煮沸再冷却后加入锥形瓶的原探讨将葡萄糖溶液先煮沸再冷却后加入锥形瓶的原因：因：（1 1）

13、加热煮沸的原因。）加热煮沸的原因。杀死溶液中的其他微生物，排除影响；杀死溶液中的其他微生物，排除影响；排出溶液中的排出溶液中的COCO2 2。（2 2）冷却的原因。）冷却的原因。防止溶液温度过高将酵母菌杀死。防止溶液温度过高将酵母菌杀死。4.4.在有氧条件的装置中，质量分数为在有氧条件的装置中，质量分数为10%10%的的NaOHNaOH溶液溶液的作用是什么？的作用是什么？提示：提示：使进入使进入A A瓶的空气先经过瓶的空气先经过NaOHNaOH溶液处理，排除溶液处理，排除空气中空气中COCO2 2对实验结果的干扰。对实验结果的干扰。5.5.观看探究酵母菌呼吸方式的视频完成下面的表格观看探究酵母

14、菌呼吸方式的视频完成下面的表格: :有氧条件有氧条件无氧条件无氧条件通入澄清石灰水通入澄清石灰水混浊程度混浊程度混浊程度混浊程度通入溴麝香草酚蓝水溶液通入溴麝香草酚蓝水溶液变黄时间变黄时间变黄时间变黄时间加入酸性重铬酸钾溶液加入酸性重铬酸钾溶液5.5.观看探究酵母菌呼吸方式的视频完成下面的表格观看探究酵母菌呼吸方式的视频完成下面的表格: :有氧条件有氧条件无氧条件无氧条件通入澄清石灰水通入澄清石灰水混浊程度混浊程度混浊程度混浊程度通入溴麝香草酚蓝水溶液通入溴麝香草酚蓝水溶液 变黄时间变黄时间变黄时间变黄时间加入酸性重铬酸钾溶液加入酸性重铬酸钾溶液不变色不变色灰绿色灰绿色高高短短低低长长6.6.

15、确定酵母菌的细胞呼吸方式的指标是确定酵母菌的细胞呼吸方式的指标是COCO2 2还是酒精？还是酒精？试分析原因。试分析原因。提示：提示：酒精。有氧呼吸和无氧呼吸都产生酒精。有氧呼吸和无氧呼吸都产生COCO2 2 ，只有无氧呼吸才能产生酒精。只有无氧呼吸才能产生酒精。实验结论：实验结论：3.3.在无氧条件下酵母菌通过细胞呼吸产生酒精和少量在无氧条件下酵母菌通过细胞呼吸产生酒精和少量COCO2 2。1.1.酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸。酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸。2.2.在有氧条件下酵母菌通过细胞呼吸产生大量在有氧条件下酵母菌通过细胞呼吸产生大量COCO2 2。思考：日常生

16、活中做馒头、酿酒都要使用酵母菌，它们思考：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？分别应用了酵母菌的哪种呼吸方式呢？苹果储存久了，会苹果储存久了，会有什么气味散发出来？有什么气味散发出来？剧烈运动后上肢和下肢骨骼剧烈运动后上肢和下肢骨骼肌往往会产生什么感觉？肌往往会产生什么感觉？ 1.1.无氧呼吸过程：无氧呼吸过程：第一阶段第一阶段 第二阶段第二阶段场所场所反应物反应物生成物生成物产生产生ATPATP数量数量是否需氧是否需氧细胞质基质细胞质基质细胞质基质细胞质基质葡萄糖葡萄糖丙酮酸和丙酮酸和HH少量少量 否否 丙酮酸丙酮酸酒精酒精+CO+CO2 2无无 否否

17、 乳酸乳酸阅读教材阅读教材9494页，完成下面表格页，完成下面表格思考：哪些生物的无氧呼吸能产生酒精或乳酸？三、无氧呼吸三、无氧呼吸2.2.无氧呼吸的类型无氧呼吸的类型产生酒精产生酒精产生乳酸产生乳酸高等动物和人体；高等高等动物和人体；高等植物的某些器官植物的某些器官( (马铃薯马铃薯块茎、甜菜块根块茎、甜菜块根) )；乳酸；乳酸菌等微生物菌等微生物高等植物；高等植物；酵母菌等微生物酵母菌等微生物近近69%69%的能量都以热能的能量都以热能的形式散失掉。的形式散失掉。1mol1mol葡萄葡萄糖分解为乳酸释放糖分解为乳酸释放能量能量196.65kJ196.65kJ有有61.08kJ61.08kJ

18、转移至转移至ATPATP中，中，能量转换效率约为能量转换效率约为3131。3.3.无氧呼吸过程产生的能量无氧呼吸过程产生的能量植物和酵母菌等生物无氧呼吸反应式：植物和酵母菌等生物无氧呼吸反应式：高等动物和人体，高等植物的某些器官高等动物和人体，高等植物的某些器官( (马铃薯块茎、马铃薯块茎、甜菜块根甜菜块根) )，乳酸菌等微生物无氧呼吸反应式：，乳酸菌等微生物无氧呼吸反应式：C C6 6H H1212O O6 62C2C3 3H H6 6O O3 3( (乳酸乳酸)+)+少量能量少量能量酶酶C C6 6H H1212O O6 62C2C2 2H H5 5OH(OH(酒精酒精)+2CO)+2CO

19、2 2+ +少量能量少量能量 酶酶小结小结【对点训练对点训练】向一密闭容器中加入葡萄糖溶液和酵母菌，向一密闭容器中加入葡萄糖溶液和酵母菌，1h1h后测得该容器中后测得该容器中O O2 2减少减少24 mL, CO24 mL, CO2 2增加增加48 mL48 mL，则在，则在1h1h内酒精发酵所消耗的葡萄糖量是有氧呼吸的（内酒精发酵所消耗的葡萄糖量是有氧呼吸的（ ）A.1/3 B.1/2 C.2A.1/3 B.1/2 C.2倍倍 D.3D.3倍倍 D D解题关键：解题关键：有氧呼吸和无氧呼吸释放的有氧呼吸和无氧呼吸释放的COCO2 2分别是分别是24mL24mL，可推出酒精发酵所消耗的葡萄糖是

20、有氧呼吸，可推出酒精发酵所消耗的葡萄糖是有氧呼吸的的3 3倍。倍。细胞呼吸细胞呼吸有氧呼吸有氧呼吸无氧呼吸无氧呼吸乳酸：乳酸：酒精和酒精和COCO2 2： 高等植物及酵母菌等微生物高等植物及酵母菌等微生物高等动物和人体高等动物和人体, ,高等植物的某些器官高等植物的某些器官( (马马铃薯块茎、甜菜块根铃薯块茎、甜菜块根),),乳酸菌等微生物乳酸菌等微生物C C6 6H H1212O O6 6 + 6O + 6O2 2 + 6H + 6H2 2O 6COO 6CO2 2 + 12H + 12H2 2O + O + 能量能量酶酶1.1.在线粒体内进行的有氧呼吸的过程是在线粒体内进行的有氧呼吸的过程

21、是( )( ). .第一、二阶段第一、二阶段. .第一、三阶段第一、三阶段. .第二、三阶段第二、三阶段. .第一、二、三阶段第一、二、三阶段C C2.2.下列有关酵母菌的叙述，错误的是下列有关酵母菌的叙述，错误的是 ( )( )A A酵母菌是真核生物，具有由核膜围成的典型细胞核酵母菌是真核生物，具有由核膜围成的典型细胞核B B酵母菌既可以进行有氧呼吸，也可以进行无氧呼酵母菌既可以进行有氧呼吸，也可以进行无氧呼吸吸C C酵母菌只有在有氧条件下，才可释放出酵母菌只有在有氧条件下，才可释放出COCO2 2 D D酵母菌只有在无氧条件下，才可产生酒精酵母菌只有在无氧条件下，才可产生酒精C C3.3.下列下列5 5支试管中分别含有不同化学物质和活性酵支试管中分别含有不同化学物质和活性酵母菌细胞制备物。在适宜温度条件下，会产生母菌细胞制备物。在适宜温度条件下，会产生COCO2 2的试管有的试管有 （ ）葡