細(xì)胞呼吸原理和應(yīng)用

第3節(jié)細(xì)胞呼吸的原理和應(yīng)用（第1課時(shí)）第5章細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用一、導(dǎo)入新課

葡萄美酒夜光杯，欲飲琵琶馬上催。醉臥沙場(chǎng)君莫笑，古來(lái)征戰(zhàn)幾人回？把葡萄釀成美酒的過(guò)程中，要?dú)w功于_______。在利用酵母菌生產(chǎn)葡萄酒時(shí)，需要_______發(fā)酵。酵母菌密封2023/5/17？問(wèn)題探討

酵母菌細(xì)胞富含蛋白質(zhì)，可以用作飼料添加劑。在培養(yǎng)酵母菌用作飼料添加劑時(shí)，要給培養(yǎng)裝置通氣或進(jìn)行振蕩，以利于酵母菌大量繁殖。在利用酵母菌生產(chǎn)葡萄酒時(shí)，卻需要密封發(fā)酵。1、都是培養(yǎng)酵母菌，為什么有的需要通氣，有的卻需要密封？2、為什么通氣有利于酵母菌大量繁殖？3、在密封發(fā)酵時(shí)，酵母菌將有機(jī)物轉(zhuǎn)化為酒精對(duì)它自身有什么意義？

通氣可以給酵母菌提供呼吸需要的氧氣，利于酵母菌進(jìn)行旺盛的細(xì)胞分裂；密封則是避免空氣進(jìn)入，便于酵母菌在無(wú)氧條件下分解有機(jī)物產(chǎn)生酒精。

在有氧條件下，酵母菌分解營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)釋放的能量多，這些能量可以為酵母菌細(xì)胞進(jìn)行物質(zhì)代謝和細(xì)胞分裂提供充足的動(dòng)力。

密封發(fā)酵時(shí)，酵母菌將有機(jī)物轉(zhuǎn)化為酒精的同時(shí)，能為自己的生命活動(dòng)提供少量能量。二、講授新課（一）細(xì)胞呼吸的概念呼吸作用的實(shí)質(zhì)是細(xì)胞內(nèi)的有機(jī)物氧化分解，并釋放能量，因此也叫細(xì)胞呼吸。（二）細(xì)胞呼吸的方式細(xì)胞呼吸是否都需要氧？生物在有氧和無(wú)氧條件下是否都能進(jìn)行細(xì)胞呼吸呢？（二）細(xì)胞呼吸的方式1．探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式酵母菌：?jiǎn)渭?xì)胞真菌，真核生物，有細(xì)胞壁和液泡。營(yíng)養(yǎng)條件好時(shí)可進(jìn)行無(wú)性生殖（出芽生殖）；營(yíng)養(yǎng)條件不好時(shí)可以進(jìn)行有性生殖（孢子生殖）。酵母菌在有氧和無(wú)氧的條件下都能生存，屬于兼性厭氧菌,因此便于用來(lái)研究細(xì)胞呼吸的不同方式。酵母菌的電鏡照片（放大4750倍）酵母菌結(jié)構(gòu)模式圖二、作出假設(shè)一、提出問(wèn)題三、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)四、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，記錄結(jié)果五、分析結(jié)果，得出結(jié)論設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)流程：六、表達(dá)和交流（二）細(xì)胞呼吸的方式1．探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式（1）提出問(wèn)題酵母菌在有氧條件下產(chǎn)生的氣體是CO2嗎？酒精和CO2是酵母菌在什么條件下產(chǎn)生的？（2）作出假設(shè)酵母菌在有氧條件下產(chǎn)生CO2。

酵母菌在無(wú)氧條件下產(chǎn)生酒精和CO2。（二）細(xì)胞呼吸的方式1．探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式（3）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，科學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)自變量、因變量、無(wú)關(guān)變量設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn)根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要，理清實(shí)驗(yàn)步驟，關(guān)注以下問(wèn)題。①怎樣控制有氧和無(wú)氧條件？②怎樣鑒定酒精和CO2的產(chǎn)生？如何比較CO2產(chǎn)生的多少？③怎樣保證酵母菌在整個(gè)實(shí)驗(yàn)中能正常生活？實(shí)驗(yàn)思路？分析變量自變量：因變量：無(wú)關(guān)變量：細(xì)胞呼吸的條件細(xì)胞呼吸的產(chǎn)物有氧無(wú)氧影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可變因素酒精、CO2分別給酵母菌提供有氧和無(wú)氧的條件，一段時(shí)間后檢測(cè)其產(chǎn)物是否含酒精或二氧化碳。反應(yīng)物的量、反應(yīng)時(shí)間、pH、溫度、酵母菌的活性（二）細(xì)胞呼吸的方式1．探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式（二）細(xì)胞呼吸的方式1．探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式參考資料CO2的檢測(cè)：方案1：通入澄清的石灰水：澄清→渾濁方案2：溴麝香草酚藍(lán)溶液：藍(lán)→綠→黃方案3：CO2傳感器酒精的檢測(cè)：橙色的重鉻酸鉀溶液在酸性下與酒精發(fā)生反應(yīng)：橙色→灰綠色石灰水（二）細(xì)胞呼吸的方式1．探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式甲接橡皮球（

或氣泵）乙質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的NaOH溶液酵母菌培養(yǎng)液澄清的石灰水酵母菌培養(yǎng)液澄清的石灰水（4）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)將裝置甲連通橡皮球的目的：____________保證O2充分供應(yīng)甲組中通過(guò)含NaOH溶液的目的：________________________________________________________。除去空氣中CO2，保證澄清石灰水變渾濁是酵母菌有氧條件產(chǎn)生CO2所致B瓶應(yīng)封口放置一段時(shí)間后，再連通盛有澄清石灰水的錐形瓶的目的：___________________，確保通過(guò)澄清石灰水的CO2是無(wú)氧呼吸產(chǎn)生的。消耗掉B瓶中的氧氣AB將B瓶先放置一段時(shí)間，然后再連接盛有澄清石灰水的錐形瓶A、B培養(yǎng)瓶中先加入等量的加熱煮沸后冷卻的葡萄糖溶液，再接種等量酵母菌。其中加熱煮沸的目的是什么？除去溶液中的氧氣，避免對(duì)自變量的影響。殺死葡萄糖溶液中可能存在的雜菌，避免對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾。將B瓶先放置一段時(shí)間，然后再連接盛有澄清石灰水的錐形瓶5、分析結(jié)果，得出結(jié)論組別條件CO2檢測(cè)結(jié)果結(jié)論酒精檢測(cè)結(jié)果結(jié)論A組有氧由藍(lán)變綠再變黃/較快無(wú)明顯顏色變化B組無(wú)氧由藍(lán)變綠再變黃/較慢橙色變灰綠色有氧條件產(chǎn)生的CO2多有氧條件不產(chǎn)生酒精，無(wú)氧條件產(chǎn)生酒精對(duì)比實(shí)驗(yàn)組別條件溴麝香草酚藍(lán)溶液加入酸性重鉻酸鉀溶液A組有氧B組無(wú)氧由藍(lán)變綠再變黃/較快無(wú)明顯顏色變化由藍(lán)變綠再變黃/較慢橙色變灰綠色記錄結(jié)果

對(duì)比實(shí)驗(yàn)設(shè)置兩個(gè)或兩個(gè)以上的實(shí)驗(yàn)組，通過(guò)對(duì)結(jié)果的比較分析，來(lái)探究某種因素對(duì)實(shí)驗(yàn)對(duì)象的影響，這樣的實(shí)驗(yàn)叫作對(duì)比實(shí)驗(yàn)，也叫相互對(duì)照實(shí)驗(yàn)。在“探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式”實(shí)驗(yàn)中，需要設(shè)置有氧和無(wú)氧兩種條件來(lái)探究酵母菌在不同氧氣條件下細(xì)胞呼吸的方式，這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)組的結(jié)果都是事先未知的，通過(guò)對(duì)比可以看出氧氣條件對(duì)細(xì)胞呼吸的影響。對(duì)比實(shí)驗(yàn)也是科學(xué)探究中常用的方法之一。概念舉例接氣泵或橡皮球A10%NaOH酵母菌培養(yǎng)液澄清石灰水將B瓶先放置一段時(shí)間，然后再連接盛有澄清石灰水的錐形瓶B酵母菌培養(yǎng)液澄清石灰水細(xì)胞呼吸的方式有氧呼吸無(wú)氧呼吸（5）分析結(jié)果，得出結(jié)論（二）細(xì)胞呼吸的方式1．探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式

酵母菌在有氧和無(wú)氧條件下均能進(jìn)行細(xì)胞呼吸。在有氧條件下，通過(guò)細(xì)胞呼吸產(chǎn)生大量的CO2和水；在無(wú)氧條件下通過(guò)細(xì)胞呼吸產(chǎn)生酒精，還產(chǎn)生少量的CO2。（6）相關(guān)問(wèn)題分析處理（二）細(xì)胞呼吸的方式1．探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式①為什么將葡糖糖溶液先煮沸、再冷卻后加入錐形瓶？②B瓶封口放置一段時(shí)間后，再連通盛有澄清石灰水的錐形瓶，試分析原因？煮沸可將葡糖糖溶液中的細(xì)菌殺死，排除其他細(xì)菌影響；煮沸可排除溶液中的氧。冷卻，避免將酵母菌殺死。保證瓶?jī)?nèi)原有氧氣被消耗。實(shí)驗(yàn)分析1.實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵取決于嚴(yán)格控制有氧和無(wú)氧有氧呼吸裝置應(yīng)提供穩(wěn)定的有氧環(huán)境，如氣泵間歇性通入空氣。在無(wú)氧呼吸裝置中，裝有酵母菌的錐形瓶放置一段時(shí)間再連通盛有澄清石灰水的錐形瓶，使得錐形瓶中氧氣耗盡，也可以選擇在無(wú)氧呼吸裝置加入酵母菌溶液后，立即加入石蠟油密封，以提供嚴(yán)格的無(wú)氧環(huán)境。實(shí)驗(yàn)分析2.實(shí)驗(yàn)用時(shí)長(zhǎng)，可通過(guò)以下處理縮短實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象出現(xiàn)的時(shí)間在課前活化酵母細(xì)胞，即將干酵母加入30—35℃的溫水中放置0.5~1h。在配制酵母菌與葡萄糖的混合液時(shí)，用35~40℃的水配制，并在35~40℃的水溶液中完成反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)分析2.鑒定酒精時(shí)處理將酵母菌培養(yǎng)液過(guò)濾后，取濾液進(jìn)行酒精鑒定，原因是酵母菌培養(yǎng)液本身具有顏色且不透明，可能會(huì)對(duì)顏色反應(yīng)產(chǎn)生遮蓋和干擾，也可通過(guò)讓學(xué)生聞?dòng)醒跖c無(wú)氧呼吸裝置是否有酒精氣味來(lái)替代用酸性重鉻酸鉀鑒定酒精。實(shí)驗(yàn)分析3.用酸性重鉻酸鉀時(shí)，有氧和無(wú)氧裝置產(chǎn)生的顏色反應(yīng)幾乎一樣?？赡茉蚴鞘裁矗竣儆醒鹾粑b置實(shí)驗(yàn)操作中可能供氧不足，導(dǎo)致部分酵母菌進(jìn)行無(wú)氧呼吸產(chǎn)生少量酒精②重鉻酸鉀是強(qiáng)氧化劑，酵母菌培養(yǎng)液中的葡萄糖是還原性糖，同樣也可以被重鉻酸鉀氧化，其顏色反應(yīng)與酒精相同。因此，有氧與無(wú)氧裝置中酸性重鉻酸鉀的顏色反應(yīng)可能為葡萄糖所致。四、課堂小結(jié)一、探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式

二、科學(xué)探究實(shí)驗(yàn)的一般步驟酵母菌細(xì)胞呼吸的產(chǎn)物有氧：CO2+H2O無(wú)氧：

CO2+酒精細(xì)胞呼吸方式：有氧呼吸、無(wú)氧呼吸提出問(wèn)題、作出假設(shè)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、得出結(jié)論、交流討論課堂反饋A1.適宜的溫度條件下，在下列裝置中都加入活酵母，其中適于產(chǎn)生酒精的裝置是（）ABCD加入葡萄糖和水加入葡萄糖加入水加入葡萄糖并不斷攪拌2.酵母菌是探究細(xì)胞呼吸方式的理想材料，原因是()A.酵母菌是兼性厭氧生物B.酵母菌是單細(xì)胞真核生物C.酵母菌和人類的生活關(guān)系密切D.酵母菌無(wú)氧呼吸產(chǎn)物包括酒精、乳酸、C02A3.下列關(guān)于探究酵母菌細(xì)胞呼吸方式實(shí)驗(yàn)的敘述正確的是()A.選擇酵母菌為實(shí)驗(yàn)材料是因?yàn)榻湍妇亲责B(yǎng)、兼性厭氧型微生物，易于培養(yǎng)B.通過(guò)設(shè)置有氧（對(duì)照組）和無(wú)氧（實(shí)驗(yàn)組）的對(duì)照，易于判斷酵母菌的呼吸方式C.將進(jìn)氣管、排氣管與錐形瓶連接后需要進(jìn)行氣密性檢查，確保裝置不漏氣D.實(shí)驗(yàn)可通過(guò)檢測(cè)澄清石灰水是否變渾濁判斷細(xì)胞呼吸方式C4.下列關(guān)于探究酵母菌細(xì)胞呼吸方式實(shí)驗(yàn)的分析，錯(cuò)誤的是()A.實(shí)驗(yàn)過(guò)程中氧是引起酵母菌呼吸方式不同的外界因素B.有氧和無(wú)氧條件下兩組實(shí)驗(yàn)采用的是對(duì)比實(shí)驗(yàn)的方法C.在有氧和無(wú)氧條件下培養(yǎng)酵母菌的培養(yǎng)液溫度都升