第5章細胞的能量供應和利用第3節細胞呼吸的原理和應用生物必修1《分子與細胞》共3課時-細胞呼吸方式的探究+細胞呼吸過程（反應實質意義）+影響細胞呼吸的因素及應用酵母菌為何物？——發現問題一、科學探究的基本過程——提出問題一、科學探究的基本過程查閱資料：

能產生CO2和酒精

單細胞真菌

屬于兼性厭氧菌酵母菌信息卡酵母菌在什么條件下產生CO2和酒精？有無O2都能生存——作出假設一、科學探究的基本過程有O2無O2如何驗證假設是否正確？——設計實驗一、科學探究的基本過程1.用什么物質培養酵母菌？2.培養酵母菌的溫度是多少？4.自變量和因變量是什么？6.如何檢測因變量？5%的葡萄糖溶液。25～35℃。有、無O2；5.如何讓酵母菌處于無氧環境？產物的類型。封口放置一段時間。3.培養多長時間？8～10h。探究酵母菌細胞呼吸的方式CO2的檢測①使溴麝香草酚藍溶液：②通入澄清的石灰水：酒精的檢測酸性重鉻酸鉀溶液：澄清→渾濁藍→綠→黃橙色→灰綠色葡萄糖也能與酸性重鉻酸鉀發生顏色變化，應將酵母菌的培養時間適當延長以耗盡溶液中的葡萄糖。如何檢測因變量？有氧呼吸無氧呼吸B液封口放置一段時間目的：使氧氣全部耗盡，保證無氧條件。通過含NaOH溶液的目的：去除空氣中的CO2，保證澄清石灰水變渾濁是酵母菌有氧呼吸產生的CO2所致。探究酵母菌細胞呼吸的方式——結果與分析一、科學探究的基本過程CO2的檢測甲組乙組一、科學探究的基本過程酒精的檢測——結果與分析剛加入重鉻酸鉀

一段時間以后ABABA:有氧條件下酵母菌培養液

B:無氧條件下酵母菌培養液得出結論有氧條件無氧條件葡萄糖＋O2CO2+…+…酶葡萄糖CO2+酒精+…酶一、科學探究的基本過程——實驗結論本實驗中哪個是對照組，哪個是實驗組？本實驗的兩組都是實驗組。科學方法對比實驗（相互對照實驗）設置兩個或兩個以上的實驗組，通過對結果的分析比較，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。一、科學探究的基本過程提出問題作出假設設計實驗進行實驗得出結論經驗資料自變量因變量無關變量細胞呼吸有氧呼吸無氧呼吸包括

細胞呼吸的方式酵母菌在有氧和無氧條件下均能進行細胞呼吸。在有氧條件下，通過細胞呼吸產生大量的CO2，在無氧條件下通過細胞呼吸產生酒精和少量的CO2具體過程二、有氧呼吸葡萄糖[H]酶少量能量酶H2O丙酮酸[H]CO2大量能量少量能量H2O酶[H]O2細胞質基質2.場所：

細胞質基質。

線粒體。（主要）1.過程：二、有氧呼吸第一階段第二階段第三階段場所底物產物能量細胞質基質線粒體基質線粒體內膜葡萄糖丙酮酸H2OO2[H]丙酮酸[H]CO2[H]H2O少少多二、有氧呼吸3.分步反應式：C6H12O62C3H4O3+4[H]+能量酶2C3H4O3+6H2O6CO2+20[H]+能量酶6O2+24[H]12H2O+能量酶第一階段：第二階段：第三階段：C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量酶4.請推導出總反應式：（1）CO2中的O來自：

。（2）H2O中的H和O分別來自：

、

。C6H12O6、H2OC6H12O6、H2OO2二、有氧呼吸5.能量的去向：

用于合成ATP。

以熱能形式散失。少量多數閱讀93頁，《思考·討論》，回答問題：約為34%32mol6.概念：細胞在

的參與下，通過酶的催化作用，把

等有機物徹底氧化分解，產生

，同時釋放

，生成

的過程。氧氣葡萄糖二氧化碳和水能量大量ATP二、有氧呼吸有氧呼吸無氧呼吸煮沸冷卻將培養液煮沸冷卻的目的：去除培養液中的O2，通過含NaOH溶液的目的：去除空氣中的CO2，保證澄清石灰水變渾濁是酵母菌有氧呼吸產生的CO2所致。探究酵母菌細胞呼吸的方式得出結論酵母菌在有氧條件下進行有氧呼吸，產生大量的CO2，在無氧條件下進行無氧呼吸，無氧呼吸的產物有酒精，同時也產生少量的CO2。有氧呼吸無氧呼吸葡萄糖＋O2CO2+…+…酶葡萄糖CO2+酒精+…酶一、科學探究的基本過程——實驗結論通常將NADH簡化為[H]，讀作還原氫NAD+NADHNAD+NADH（Nicotinamideadeninedinucleotide）是煙酰胺腺嘌呤二核苷酸的還原態，還原型輔酶Ⅰ。N指煙酰胺，A指腺嘌呤，D是二核苷酸。能量的利用特點閱讀93頁，《思考·討論》，回答以下問題：有氧呼吸的能量轉化效率大約是多少？這些能量大約能使多少ADP轉化成ATP？有氧呼吸過程中能量發生了什么變化？有氧呼吸是逐級釋放能量的，對于生物體來說具有什么意義？約為34%32mol有機物中穩定化學能熱能ATP中活躍化學能保證有機物中的能量得到最充分的利用使有機物中的能量逐步地轉移到ATP中能量緩慢有序的釋放，有利于維持細胞的相對穩定狀態請閱讀課本94頁，在課本上找到答案并標注出來：1.無氧呼吸的場所？2.無氧呼吸可以分為幾個階段？每個階段分別在哪里、發生了什么變化（請用方程式的方式表示）？3.總結無氧呼吸的總反應式。4.無氧呼吸過程能量發生了什么變化？5.總結什么叫無氧呼吸。三、無氧呼吸三、無氧呼吸2丙酮酸（C3H4O3）C6H12O6

酶少量能量4[H]

酶酶2酒精（C2H5OH）+2CO22乳酸（C3H6O3）細胞質基質無氧呼吸是指細胞在無氧條件下，通過酶的催化作用，把葡萄糖等有機物分解為不徹底的氧化產物，同時釋放出少量能量的過程。思考：為什么無氧呼吸第二階段不產生ATP，但要進行第二階段反應呢？總反應式:C6H12O6

+2CO2酶2C2H5OH+少量能量C6H12O6

（乳酸）酶2C3H6O3+少量能量三、無氧呼吸第一階段產生思考：

1mol的葡萄糖所含能量大約2870kJ的能量，氧化分解成乳酸以后，釋放出196.65kJ的能量，其中61KJ能量用來合成2molATP。其余能量的去處？

一部分以熱能形式散失，另一大部分儲存在不徹底的氧化分解產物酒精或乳酸中。不同的生物無氧呼吸的方式不同，請將下面生物進行分類：①甜菜塊根②玉米的根毛細胞③馬鈴薯塊莖④人體劇烈運動時的部分肌肉細胞⑤酵母菌⑥乳酸菌

⑦玉米的胚⑧蘋果產酒精、二氧化碳的_________；產乳酸的是__________。填一填：②⑤⑧①③④⑥⑦三、無氧呼吸像酵母菌、乳酸菌等微生物的無氧呼吸叫做發酵，根據發酵產物不同，產生酒精的叫作酒精發酵，產生乳酸的叫作乳酸發酵。請同學們準備好筆記、課本（95頁）準時開始！

類型項目有氧呼吸

無氧呼吸區別場所條件產物釋能物質分解ATP聯系細胞質基質、線粒體細胞質基質氧、多種酶等無氧、多種酶等較多較少兩者第一階段完全相同分解有機物、釋放能量CO2、H2O酒精和CO2；或乳酸徹底不徹底為生命活動提供能量和中間產物實質聯系意義多少有氧呼吸與無氧呼吸的比較（主要）①反應式中的能量不能寫成ATP，因為葡萄糖中的能量只有一部分儲存在ATP中。②反應式前后的H2O不能消去。反應過程中，在第二階段消耗了水，而第三階段生成了水。③反應式中間不能用等號，要用箭頭。④反應條件“酶”不能省去。⑤不要認為細胞呼吸的底物只有葡萄糖，教材只是以葡萄糖在有氧條件下徹底氧化分解為例來介紹有氧呼吸過程。易錯提示：（1）為生物體提供能量（2）生物體代謝的樞紐細胞呼吸能量熱能散失能量轉移ATPADPPi能量細胞分裂生長發育主動運輸肌肉收縮神經沖動的傳導C6H12O6CO2＋H2O細胞呼吸的意義糖類葡萄糖丙酮酸有氧呼吸第二、三階段脂肪甘油+脂肪酸蛋白質氨基酸有機酸脫氨基作用NH3實戰訓練

1．圖表示細胞有氧呼吸的過程，其中數字代表物質，下列有關敘述錯誤的是（）A．2代表丙酮酸

B．3在第二階段產生C．5在線粒體中產生 D．8含有高能磷酸鍵實戰訓練

2.下圖是細胞代謝過程中某些物質的變化過程示意圖，下列敘述正確的是()A.在乳酸菌細胞中，能進行過程①②④B.過程①④都需要O2的參與才能正常進行C.植物細胞中均不會發生②D.真核細胞中催化過程①②③酶均位于細胞質基質中四、影響細胞呼吸的環境因素

若你是一位農民，根據學習過的有關細胞呼吸的知識，談一談如何更好的儲藏新鮮瓜果和干種子？影響細胞呼吸速率的因素有哪些？條件

6CO2+12H2O+能量

C6H12O6+6H2O+6O2反應物產物酶影響細胞呼吸的因素:溫度（酶）、O2濃度、CO2濃度等四、影響細胞呼吸的環境因素通過影響呼吸酶的活性來影響呼吸速率。溫度呼吸速率1.溫度：（1）零上低溫儲存蔬菜和水果（2）大棚夜間或陰雨天適當降低溫度。為了降低呼吸作用消耗有機物的量，而增加農作物產量。應用四、影響細胞呼吸的環境因素5O2（%）1.00.5101520ACOCO2釋放量直接影響呼吸速率，對無氧呼吸有抑制作用。CO2釋放量無氧呼吸有氧呼吸①氧氣濃度為0時②氧氣濃度0~10%時③氧氣濃度大于10%2.O2濃度：④氧氣濃度為5%時⑤氧氣濃度為10%時⑥氧氣濃度大于20%時四、影響細胞呼吸的環境因素2.O2濃度：①生產上常利用適當降低氧氣濃度等能夠抑制細胞呼吸、減少有機物消耗的原理來延長蔬菜、水果的保鮮時間。②中耕松土增加根的有氧呼吸促進生長和礦質離子的吸收。還可以抑制無氧呼吸產生酒精，防止植物爛根。此外還有利于土壤中好氧微生物的生長繁殖。③在醫療上選用透氣的消毒紗布或松軟的“創可貼”包扎傷口，可抑制厭氧病原菌破傷風芽孢桿菌的繁殖。應用④酵母菌在通氣條件下進行有氧呼吸并大量繁殖；在無氧條件下則進行酒精發酵。四、影響細胞呼吸的環境因素5CO2（%）1.00.5C101520O呼吸速率地窖中CO2濃度高，有利于蔬菜水果的儲存。應用增加CO2的濃度對細胞呼吸有明顯的抑制作用3.CO2濃度：四、影響細胞呼吸的環境因素在一定范圍內，細胞呼吸速率，隨含水量的增加而加快；超過一定范圍，細胞呼吸速率隨含水量的增加而減慢。糧食儲存：零上低溫，低氧，干燥水果蔬菜儲存：零上低溫，低氧，一定濕度土壤板結、長期水淹，出現爛根現象，需要及時排水。應用呼吸速率含水量4.含水量：五、判斷細胞呼吸的方式O2吸收=0O2吸收=CO2