5.3細胞呼吸的原理和應用(第1課時)（人教版生物必修1知識）

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第五章細胞的能量供應和利用

5.3細胞呼吸的原理和應用

（第1課時）

本節目標

01

細胞呼吸的概念及與ATP的關系

探究酵母菌的呼吸方式

02

課堂導入

1

酵母菌細胞富含蛋白質，可以用作飼料添加劑。在培養酵母菌用作飼料添加劑時，要給培養裝置通氣或進行振蕩，以利于酵母菌大量繁殖。在利用酵母菌生產葡萄酒時，卻需要密封發酵。

討論：

1.都是培養酵母菌，為什么有的需要通氣，有的卻需要密封？

2.為什么通氣才有利于酵母菌大量繁殖

通氣可以給酵母菌提供呼吸需要的氧氣，利于酵母菌進行旺盛的細胞分裂；密封則是避免空氣進入，便于酵母菌在無氧的條件下分解有機物，產生酒精。

密封發酵時，酵母菌將有機物轉化為酒精的同時，能為自己的生命活動提供少量能量。

3.在密封發酵時，酵母菌將有機物轉化為酒精對它自身有什么意義？

在有氧氣條件下酵母菌分解營養物質而釋放的能量多，這些能量可以為酵母菌細胞進行物質代謝和細胞分裂提供充足的動力。

酵母菌

易與原核生物混淆的真核生物：

一（衣藻）團（藻）酵母（菌）發霉（菌）了

酵母菌是一種單細胞真菌，以上都是利用酵母菌的呼吸作用

細胞呼吸的方式

呼吸作用的實質是細胞內的有機物氧化分解，并釋放能量，因此也叫作細胞呼吸

【提出問題】：

細胞呼吸是否都需要氧？生物在有氧和無氧條件下是否都能進行細胞呼吸呢？

探究實驗的一般步驟

提出問題

作出假設

實施實驗

設計實驗

分析結果

表述與交流

酵母菌是一種兼性厭氧型的生物，既可以通過無氧呼吸產生酒精和二氧化碳，又可以有氧呼吸產生二氧化碳和水。

呼吸類型

①需氧型

②厭氧型

③兼性厭氧型

提出問題

作出假設

實施實驗

設計實驗

分析結果

表述與交流

1.酵母菌是在有氧還是無氧條件下使葡萄糖發酵產生酒精

3.酵母菌在不同條件下產生的CO2是否一樣多

2.酵母菌在有氧和無氧條件下都能產生CO2嗎

提出問題

作出假設

實施實驗

設計實驗

分析結果

表述與交流

1.酵母菌在無氧條件下使葡萄糖發酵產生酒精

3.酵母菌有氧呼吸比無氧呼吸產生的CO2多

2.酵母菌在有氧和無氧條件下都能產生CO2

提出問題

作出假設

實施實驗

設計實驗

分析結果

表述與交流

分析變量

自變量：

因變量：

無關變量：

細胞呼吸的條件

細胞呼吸的產物

有氧

無氧

影響實驗結果的可變因素

酒精、CO2

分別給酵母菌提供有氧和無氧的條件，一段時間后檢測其產物是否含酒精或二氧化碳

反應物的量、反應時間、pH、

溫度、酵母菌的活性

實驗思路

細胞呼吸的條件

提出問題

作出假設

實施實驗

設計實驗

分析結果

表述與交流

對比實驗

接橡皮球

（或氣泵）

質量分數為10%

的NaOH溶液

酵母菌

培養液

澄清的

石灰水

酵母菌

培養液

澄清的

石灰水

裝置甲

裝置乙

A

B

提出問題

作出假設

實施實驗

設計實驗

分析結果

表述與交流

條件澄清石灰水/出現的時間重鉻酸鉀-濃硫酸溶液

有氧

無氧

CO2的放出情況：

裝置甲、乙兩組都有CO2的產生，但甲組產生的CO2更多

酒精產生的情況：

甲組沒有酒精的產生，乙組產生了酒精

變混濁／快

無變化

變混濁／慢

出現灰綠色

提出問題

作出假設

實施實驗

設計實驗

分析結果

表述與交流

酵母菌

有氧條件下產生大量CO2

無氧條件下產生酒精和少量CO2

呼吸作用的類型

有氧呼吸

無氧呼吸

A瓶前的錐形瓶中加入的試劑是NaOH溶液，目的是使進入A瓶的空氣先經過NaOH的處理，除去其中的CO2，排除其對實驗結果的干擾。

注意說明

接橡皮球

（或氣泵）

質量分數為10%

的NaOH溶液

酵母菌

培養液

澄清的

石灰水

酵母菌

培養液

澄清的

石灰水

裝置甲

裝置乙

A

B

A

B

B瓶應封口放置一段時間，待酵母菌將B瓶中的氧氣消耗完，再與盛有澄清石灰水的錐形瓶連通，以確保通入澄清石灰水中的是無氧呼吸產生的CO2。

注意說明

接橡皮球

（或氣泵）

質量分數為10%

的NaOH溶液

酵母菌

培養液

澄清的

石灰水

酵母菌

培養液

澄清的

石灰水

裝置甲

裝置乙

A

B

該實驗的自變量是氧氣的有無，因變量是酵母菌的呼吸產物。該實驗為相互對照實驗，有氧和無氧條件下的實驗都為實驗組。

由于母菌有氧呼吸和無氧呼吸均可以產生CO2，故不能依據是否有CO2產生判斷酵母菌細胞呼吸的類型，但可以以CO2產生的多少作為檢測指標。

注意說明

科學方法

概念

對比實驗

設置兩個或兩個以上的實驗組，通過對結果的比較分析，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，也叫相互對照實驗。

在“探究酵母菌細胞呼吸的方式”實驗中，需要設置有氧和無氧兩種條件來探究酵母菌在不同氧氣條件下細胞呼吸的方式，這兩個實驗組的結果都是事先未知的，通過對比可以看出氧氣條件對細胞呼吸的影響。對比實驗也是科學探究中常用的方法之一。

舉例

有氧

無氧

課堂精練

是非題

（1）在探究酵母菌細胞呼吸的方式實驗中，必須保證酵母菌是新鮮的、有活性的。（）

（2）在“探究酵母菌細胞呼吸的方式”實驗的“有氧呼吸”裝置中，可將空氣直接通入酵母菌的培養液。（）

√

×

課堂精練

選擇題

關于“探究酵母菌的呼吸方式”實驗敘述，錯誤的是（）

A.實驗中將葡萄糖溶液煮沸的目的是滅菌和去除溶液中的O2

B.在探究有氧呼吸的實驗過程中，泵入的空氣應去除CO2

C.實驗中需控制的無關變量有溫度、pH、培養液濃度等

D.可通過觀察澄清石灰水是否變混濁來判斷酵母菌的呼吸方式

D

課堂精練

選擇題

下列關于細胞呼吸的說法，不正確的是（）

A.細胞呼吸實際上是在細胞內進行有機