第3節細胞呼吸的原理和應用第1課時探究酵母菌細胞呼吸的方式、有氧呼吸學習目標素養定位.設計實驗探究酵母菌細胞呼吸方式。.描述線粒體適于進行有氧呼吸的結構。.掌握有氧呼吸過程,構建過程圖解.設計探究酵母菌細胞呼吸方式的實驗裝置，實施方案,觀察實驗結果，得出正確結論。（科學探究）.運用結構與功能觀,理解線粒體是有氧呼吸的主要場所。（生命觀念）.運用物質和能量觀，闡明有氧呼吸過程,構建有氧呼吸過程圖解。（生命觀念，科學思維）一、探究酵母菌細胞呼吸的方式.細胞呼吸的實質細胞內的有機物氧化分解,并釋放能量,因此也叫細胞呼吸。.酵母菌作為實驗材料的原因酵母菌在有氧和無氧的條件下都能生存,屬于兼性厭氧菌。以葡萄糖為底物時，通過測定酵母菌在有氧和無氧的條件下細胞呼吸的產物，來確定酵母菌的呼吸方式。.不同條件下的裝置⑴有氧條件裝置⑵無氧條件裝置4.檢測細胞呼吸產物所用試劑與現象檢測所用試劑實驗現象D.實驗的因變量是澄清石灰水是否變渾濁和加入酸性重銘酸鉀溶液后樣液的顏色變化解析:酵母菌是單細胞生物,屬于異養兼性厭氧型微生物，易于培養；通過設置有氧和無氧兩個實驗組進行相互對照，易于判斷酵母菌的細胞呼吸方式;將進氣管、排氣管與錐形瓶連接后需要進行氣密性檢查,確保不漏氣；實驗的因變量是澄清石灰水的渾濁程度和加入酸性重格酸鉀溶液后樣液的顏色變化。2.某實驗小組為“探究酵母菌的呼吸方式”設計了如圖所示的實驗裝置。實驗中，先向氣球中加入10mL含酵母菌的培養液,再向氣球中注入一定量的氧氣，扎緊氣球，置于裝有20C溫水的燒杯中。再將整個裝置置于20C的恒溫水浴中，記錄實驗開始30min后燒杯中液面變化量。下列說法錯誤的是（C）A.還應設置一個氣球中加入等量煮沸過的酵母菌培養液的相同裝置作為對照B.若30min后液面沒有變化是因為酵母菌只進行了有氧呼吸C.若酵母菌進行了無氧呼吸,則液面應該下降D.該裝置還可以用來“探究酵母菌進行無氧呼吸的最適溫度”解析:若酵母菌只進行有氧呼吸,則消耗的氧氣和產生的二氧化碳體積相等,不會引起液面變化;若同時進行了無氧呼吸,則產生二氧化碳多于消耗的氧氣,氣體體積增大,液面上升。.向正在進行有氧呼吸的細胞懸液中加入甲、乙、丙、丁四種抑制劑,下列說法正確的是（D）A.若甲能抑制丙酮酸分解,則會使丙酮酸的消耗增加B.若乙能抑制葡萄糖分解,則會使丙酮酸增加C.若丙能抑制ATP的形成,則會使ADP的消耗增加D.若丁能抑制［H］被氧化成水,則會使的消耗減少解析:若甲能抑制丙酮酸分解,則丙酮酸的消耗減少;有氧呼吸過程中葡萄糖被分解形成丙酮酸,若乙能抑制葡萄糖分解,則丙酮酸減少;ADP和Pi能合成ATP,若丙能抑制ATP的形成,則ADP的消耗減少;有氧呼吸的第三階段，［H］和（X反應生成H。若丁能抑制［H］被氧化成H。則。2的消耗減少。.如圖是有氧呼吸過程的圖解,據圖回答下列問題。⑴有氧呼吸是從的氧化分解開始的,全過程分為個階段。⑵有氧呼吸的主要場所是;進入該場所的呼吸底物是;釋放的C02是在第階段產生的;IM）是在第階段形成的;產生能量最多的是第階段。⑶有氧呼吸中。2的作用是，寫出有氧呼吸的總反應式：。解析:有氧呼吸的過程主要分為三個階段。第一階段發生在細胞質基質中，1分子葡萄糖被催化分解為2分子的丙酮酸，同時生成［H］和少量能量;第二階段發生在線粒體基質中，丙酮酸和水被徹底分解產生CO2,同時生成［H］和少量能量;第三階段發生在線粒體內膜上，［H］和6結合生成乩（），同時產生大量能量。答案：（1）葡萄糖三⑵線粒體丙酮酸二三三⑶與［H］結合生成H20,產生大量的能量。凡2。6+6乩0+60?旦6co2+12HQ+能量.結論產物二氧化碳澄清的石灰水/浪麝香草酚藍溶液石灰水變渾濁/由藍變綠再變黃酒精酸性條件下的重銘酸鉀溶液橙色變成灰綠色(1)酵母菌在有氧和無氧條件下都能進行細胞呼吸,其呼吸方式為直氧呼吸和無氧呼吸。'有氧條件:大量的二氧化碳和水⑵產物(無氧條件:產生酒精,還產生少量的二氧化碳

X二、有氧呼吸.有氧呼吸概念細胞在氧的參與下,通過多種蟄的催化作用，把葡萄糖等有機物徹底氧化分解,產生二氧化碳和水,釋放能量,生成大量ATP的過程。化學反應式C6H1206+6H20+602-^6C02+12H20+^g.主要場所一一線粒體.物質轉化過程.有氧呼吸與有機物在體外燃燒的不同特點⑴有氧呼吸過程溫和。(2)有氧呼吸進行時有機物中的能量經過一系列的化學反應逐步釋放。⑶有氧呼吸釋放的能量有相當一部分儲存在AI匕中。判斷正誤⑴在探究酵母菌細胞呼吸的方式的實驗中，必須保證酵母菌是新鮮的、有活性的。（V）⑵酵母菌在有氧和無氧條件下的產物都可用酸性重銘酸鉀溶液和澳麝香草酚藍溶液檢測。（X）提示:酵母菌在有氧和無氧條件下的產物中C02可用澳麝香草酚藍溶液檢測,不能用酸性重銘酸鉀溶液檢測。（3）有氧呼吸的過程只發生在線粒體內。（X）提示:有氧呼吸的第一階段發生在細胞質基質中。（4）有氧呼吸三個階段所需要的酶是相同的。（X）提示:有氧呼吸三個階段的反應不同，所需要的酶不同。⑸人體內產生CO?的場所是線粒體基質。（V）⑹有氧呼吸只有在第三階段才能產生ATP。（X）提示:有氧呼吸三個階段都能產生ATPo⑺呼吸作用產生的能量均以熱能的形式釋放。（X）提示:呼吸作用產生的能量大部分以熱能的形式釋放。探究一細胞呼吸的方式如圖為探究酵母菌細胞呼吸方式的實驗裝置，請回答下列問題。（1）A裝置中為什么用氣泵間歇性地通入空氣？提示:保證酵母菌有充足的氧氣進行有氧呼吸。⑵質量分數為10%的NaOlI溶液的作用是什么？提示:質量分數為10%的NaOH溶液的作用是除去空氣中的C02,以保證第三個錐形瓶中澄清石灰水變渾濁是由酵母菌有氧呼吸產生的CO?所致。⑶為什么要將B瓶封口放置一段時間后，再連通盛有澄清石灰水的錦形瓶？提示:B瓶剛封口，錐形瓶中有氧氣,酵母菌進行有氧呼吸,所以需將開始產生的CO?排掉,一一段時間后,B瓶中的氧氣消耗完,再連通盛有澄清石灰水的錐形瓶,可確保是無氧呼吸產生的CO?通入澄清的石灰水。(4)配制酵母菌培養液時,將葡萄糖溶液先煮沸再冷卻后加入錐形瓶，這是為什么？提示:煮沸是為了除去其他雜菌，防止其他雜菌的干擾;冷卻后再加入錐形瓶是防止高溫將酵母菌殺死。(5)在探究酵母菌的細胞呼吸方式過程中，能否以CO2的產生為檢測指標來確定酵母菌的細胞呼吸方式?分析原因。提示:不能。酵母菌有氧呼吸和無氧呼吸都產生C02,故不能以CO2的產生為指標確定細胞呼吸方式,應以酒精的產生為指標，因為酵母菌只有進行無氧呼吸時才能產生酒精。⑹在探究酵母菌的細胞呼吸方式過程中，對比實驗是如何體現的?實驗結果是已知的還是未知的？提示:設置有氧和無氧兩種條件,通過對產物的比較分析,探究有、無氧氣對酵母菌呼吸方式的影響。實驗結果是未知的。探究酵母菌細胞呼吸的方式變式

根據檢測目的不同，可細化為兩個子課題：（1）在有氧和無氧條件下酵母菌細胞呼吸產生COz的多少。⑵在有氧和無氧條件下酵母菌細胞呼吸是否產生酒精。具體分析如下:課題名稱課題一課題二自變JSL里有氧和無氧因變量產生C02的多少酒精的有無觀察指標①澄清石灰水變渾濁的程度。②澳麝香草酚藍溶液由藍變綠再變黃所用時間的長短酸性重鋁酸鉀溶液的顏色變化無關變量溫度、營養物質的濃度和總量等實驗結論在有氧條件下產生的C02多在無氧條件下才能產生酒精1.如圖是某研究小組在探究酵母菌細胞呼吸方式時的兩套實驗裝置圖，下列分析合理的是（A）A.為檢驗空氣中的二氧化碳是否被A瓶完全吸收,可在B瓶前加一個盛有澄清石灰水的錐形瓶B.實驗中發現C瓶先變渾濁后又澄清了，說明實驗不成功C.實驗進行一段時間后用酸性的重銘酸鉀溶液檢測E瓶中物質會出現灰綠色D.D瓶封口后應立即接通E瓶，防止D瓶中的培養液被分解完解析：由于二氧化碳可以使澄清石灰水變渾濁,因此可以在B瓶前加一個盛有澄清石灰水的錐形瓶,若錐形瓶中澄清石灰水不變渾濁,說明空氣中的二氧化碳被A瓶完全吸收;實驗中發現C瓶先變渾濁后又澄清了，說明B瓶中的酵母菌產生的二氧化碳量多，說明實驗成功;橙色的重銘酸鉀溶液在酸性條件下遇酒精變成灰綠色，而酵母菌無氧呼吸產生的酒精存在于D瓶中;D瓶封口后應先放置一段時間，等酵母菌通過有氧呼吸消耗完瓶中的氧氣后再接通E瓶。2.某同學在研究馬鈴薯塊莖呼吸作用的產物時，設計了如下實驗:取新鮮馬鈴薯塊莖洗凈,切成碎屑，向錐形瓶中放入適量的馬鈴薯塊莖碎屑，并向瓶中沖入N2,裝置示意圖如圖。下列說法不正確的是(B)A.向錐形瓶中充入M的目的是制造無氧環境B.若澳麝香草酚藍溶液不變色,則說明馬鈴薯塊莖細胞產生了酒精C.實驗前應對馬鈴薯塊莖碎屑消毒D.漠麝香草酚藍溶液也可以換成澄清的石灰水解析：向錐形瓶中充入樂的目的是制造無氧環境，使馬鈴薯塊莖進行無氧呼吸；由于酒精發酵過程產生二氧化碳,如果溟麝香草酚藍溶液不變色,則說明馬鈴薯塊莖細胞進行無氧呼吸的產物不是酒精和二氧化碳;為了消除馬鈴薯塊莖碎屑上微生物的呼吸作用對實驗結果的影響，實驗前應該對馬鈴薯碎屑進行消毒處理;漠麝香草酚藍溶液可以換成澄清的石灰水。探究二有氧呼吸閱讀教材P92?93,回答下列問題。⑴線粒體是有氧呼吸的主要場所,試從結構與功能相適應的角度，說明線粒體與有氧呼吸相適應的結構特點有哪些？提示:從膜結構上分析，線粒體的內膜向內折疊形成崎,大大增加了線粒體的內膜表面積。從酶的附著上分析,線粒體的內膜上和基質中含有多種與有氧呼吸有關的酉虱⑵請寫出有氧呼吸的總反應式,并結合有氧呼吸的過程標出0元素反應前后的去向。I1qH日OeKOz+GHzO―?6co2+12也0+能量提示：I1f⑶細胞呼吸的反應式中的能量能不能寫成ATP?為什么？提示:不能。ATP并不是細胞呼吸的直接產物,只是糖類等有機物氧化分解時釋放的能量部分可以用于合成ATPo有氧呼吸中[H](NADH)和ATP的來源和去路分析物質來源去路[H](NADH)C6Hl2。6和H20與。2結合生成水ATP三個階段都產生用于各項生命活動3.如圖表示有氧呼吸過程，下列有關說法正確的是(D)A.①②④中數值最大的是①B.③代表的是O2C.有氧呼吸三個階段所需的酶相同D.⑤參與的過程發生在線粒體內膜上解析:①②④分別表示有氧呼吸第一、第二、第三階段生成的ATP,在第三階段生成的ATP最多，故其中數值最大的是④;有氧呼吸第二階段丙酮酸和水反應生成［H］和二氧化碳,故③代表的物質名稱是水；由于酶的專一性,有氧呼吸三個階段需要的酶不同;有氧呼吸第三階段中⑤氧氣與［H］反應生成水,發生在線粒體內膜。4.下列有關同位素標記法研究人體細胞有氧呼吸的過程,下列敘述正確的是（C）A.用,80標記葡萄糖,產物二氧化碳和水中均能檢測到幅0B.用“C標記葡萄糖,產物二氧化碳和酒精中均能檢測到放射性C.用311標記葡萄糖,在細胞質基質和線粒體中均能檢測到放射性D.用,80標記氧氣,在線粒體基質形成的產物中不能檢測到十解析:用情標記葡萄糖,在有氧呼吸過程中，葡萄糖中的。進入二氧化碳,不進入水，水中的氧來源于氧氣,因此產物二氧化碳能檢測到達0,產物水中不能檢測到達0；用“C標記葡萄糖,產物二氧化碳能檢測到放射性,人體有氧呼吸無酒精產生;葡萄糖中的：，H進入［H］中，有氧呼吸的過程中，［H］的形成既發生在細胞質基質中，也發生在線粒體中，因此,用3H標記葡萄糖,在細胞質基質和線粒體中均能檢測到放射性;氧氣參與有氧呼吸第三階段形成水,用,80標記氧氣,產物中能檢測H2180,電18。參與有氧呼吸第二階段,其場所為線粒體基質，形成產物C,80?因此用力標記氧氣,在線粒體基質形成的產物中能檢測到b。［情境］線粒體自噬與感染類疾病有關。某研究小組發現單增李斯特菌通過誘導吞噬細胞發生線粒體自噬反應來促進自身的存活,為抗感染治療提供了新的思路。在對該菌進行深入研究時還發現,單增李斯特菌可以產生名為溶血素0的蛋白質，這種蛋白質可以造成細胞線粒體損傷,進而誘導線粒