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文檔簡介

5.2

細(xì)胞呼吸的原理和應(yīng)用教學(xué)目標(biāo):1.分析細(xì)胞呼吸和有機(jī)燃料燃燒產(chǎn)生能量過程的不同,理解細(xì)胞呼吸的本質(zhì)。2.概述有氧呼吸的三個階段,寫出有氧呼吸的反應(yīng)式。教學(xué)重點(diǎn):1.有氧呼吸的過程、理解細(xì)胞呼吸的原理在生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用。2.有氧呼吸的過程及其特點(diǎn)。教學(xué)難點(diǎn):有氧呼吸的過程、細(xì)胞呼吸的原理。細(xì)胞呼吸人通過什么途徑產(chǎn)生ATP?細(xì)胞呼吸:有機(jī)物在細(xì)胞內(nèi)經(jīng)過一系列的氧化分解,生成二氧化碳或其他產(chǎn)物,釋放出能量并生成ATP的過程。呼吸作用小組討論,問題探討: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,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,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?提示: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,便于酵母菌在無氧條件下分解有機(jī)物產(chǎn)生酒精。提示:密封發(fā)酵時,酵母菌將有機(jī)物轉(zhuǎn)化為酒精的同時,能為自己的生命活動提供少量能量。2.為什么通氣有利于酵母菌大量繁殖?提示:在有氧條件下,酵母菌分解營養(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力。3.在密封發(fā)酵時,酵母菌將有機(jī)物轉(zhuǎn)化為酒精對它自身有什么意義?4.做饅頭和釀酒時所需要的條件有什么不同?提示:酵母菌可以分解面粉中的葡萄糖,產(chǎn)生二氧化碳,二氧化碳是氣體,遇熱膨脹而形成小孔,使得饅頭或面包暄軟多空;釀酒把米中的淀粉轉(zhuǎn)化成葡萄糖,酵母菌在無氧的條件下,再把葡萄糖分解成酒精和二氧化碳。一、細(xì)胞呼吸的方式探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式知識點(diǎn)梳理:1.提出問題酵母菌在有氧和無氧條件下都能進(jìn)行細(xì)胞呼吸嗎?產(chǎn)物分別是什么?2.作出假設(shè)有氧、無氧條件下都能進(jìn)行細(xì)胞呼吸;有氧條件下產(chǎn)生CO?,無氧條件下能產(chǎn)生酒精。3.設(shè)計實(shí)驗(yàn)(實(shí)驗(yàn)步驟)①本實(shí)驗(yàn)的自變量和因變量分別是什么?有哪些無關(guān)變量?【自變量】【因變量】氧氣的有無細(xì)胞呼吸的產(chǎn)物(酒精、CO2)【無關(guān)變量】酵母菌培養(yǎng)液的濃度、體積、溫度、PH等②如何設(shè)置實(shí)驗(yàn)組呢?實(shí)驗(yàn)組A組:有氧氣B組:無氧氣通氣密封對比實(shí)驗(yàn)通入空氣質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%的NaOH溶液4.實(shí)驗(yàn)結(jié)果溴麝香草酚藍(lán)重鉻酸鉀0.5ml0.5mlCO2的檢測:澄清的石灰水或者溴麝香草酚藍(lán)水溶液(由藍(lán)變綠再變黃)酒精的檢測:橙色的重鉻酸鉀溶液在酸性條件下與酒精發(fā)生反應(yīng),變成灰綠色。4.實(shí)驗(yàn)結(jié)論結(jié)論是什么?酵母菌有氧呼吸無氧呼吸CO2(多)CO2(少)+酒精有氧條件無氧條件項(xiàng)目澄清石灰水重鉻酸鉀混濁(快)無變化藍(lán)→綠→黃(快)藍(lán)→綠→黃(慢)溴麝香草酚藍(lán)CO2酒精試劑二、有氧呼吸仔細(xì)閱讀教材,觀看視頻,回答以下問題:以葡萄糖為例,嘗試分析有氧呼吸過程總共分為幾個階段?每個階段的反應(yīng)過程是怎樣的?發(fā)生場所在哪里?能量的產(chǎn)生情況如何?CO2在哪個階段產(chǎn)生?O2在哪個階段被消耗?分析產(chǎn)物CO2中“O”的來源,以及反應(yīng)物O2中“O”的去向。有氧呼吸的過程線粒體細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)葡萄糖2丙酮酸酶少量能量CO2酶酶O2大量能量少量能量H2OH2O2丙酮酸少量[H]大量[H]知識點(diǎn)梳理:有氧呼吸場所反應(yīng)物生成物釋能第一階段第二階段第三階段總反應(yīng)式能量去向大部分以熱能形式散失,小部分轉(zhuǎn)移到ATP中。概念項(xiàng)目階段有氧呼吸是指細(xì)胞在

的參與下,通過

的催化作用,把

等有機(jī)物

,產(chǎn)生

,釋放

的過程。細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)線粒體基質(zhì)線粒體內(nèi)膜主要是葡萄糖丙酮酸、H2O[H]、O2丙酮酸、[H]少量CO2、[H]少量H2O大量C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+大量能量酶氧多種酶葡萄糖徹底氧化分解大量能量CO2和H2O閱讀教材,觀看視頻,完成表格提示:燃燒是一種迅速釋放能量的過程,而有氧呼吸過程則是逐步緩慢釋放能量,這種方式保證有機(jī)物中的能量得到最充分的利用,主要表現(xiàn)在兩個方面:可以使有機(jī)物中的能量逐步地轉(zhuǎn)移到ATP中;能量緩慢有序地釋放,有利于維持細(xì)胞的相對穩(wěn)定狀態(tài)。小組討論,問題探究1.在細(xì)胞內(nèi),1

mol葡萄糖徹底氧化分解可以釋放出2870

kJ的能量,可使977.28

kJ左右的能量儲存在ATP中,其余的能量則以熱能的形式散失掉了。請你計算一下,有氧呼吸的能量轉(zhuǎn)化效率大約是多少,這些能量大約能使多少ADP轉(zhuǎn)化為ATP?提示:有氧呼吸的能量轉(zhuǎn)化效率大約為34%。結(jié)合上一節(jié)所學(xué)內(nèi)容,1

molATP分子的高能鍵含有30.54

kJ的能量,因此,1

mol葡萄糖能夠使32molADP分子轉(zhuǎn)化為ATP分子。2.與燃燒迅速釋放能量相比,有氧呼吸是逐級釋放能量的,這對于生物體來說具有什么意義?3.在細(xì)胞內(nèi)1mol葡萄糖釋放2870kJ的能量,可使977.28

kJ左右的能量儲存在ATP中,其余的能量(1892.72

kJ)則以熱能的形式散失散失掉了。請計算一下,有氧呼吸的能量轉(zhuǎn)化效率大約是多少?這些能量大約能使多少ADP轉(zhuǎn)化為ATP?與燃燒迅速釋放能量相比,有氧呼吸是逐漸釋放能量的,這對于生物體來說,具有什么意義?34%32mol提示:使有機(jī)物中的能量可以逐步轉(zhuǎn)移到ATP中;有利于維持細(xì)胞相對穩(wěn)定的狀態(tài)。三、無氧呼吸仔細(xì)閱讀教材,觀看視頻,小組討論,問題探究C6H12O6(葡萄糖)酶4[H]2丙酮酸(C3H4O3)少量能量熱能散失ATP少量能量熱能散失ATP6CO26H2O酶

20[H]6O2

12H2O酶熱能散失ATP大量能量細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)2C2H5OH+2CO2酶酶2C3H6O3(乳酸)線粒體基質(zhì)線粒體內(nèi)膜知識點(diǎn)梳理:閱讀教材,觀看視頻,完成表格無氧呼吸場所反應(yīng)物生成物釋能第一階段第二階段總反應(yīng)式能量去向大部分以熱能形式散失,小部分轉(zhuǎn)移到ATP中。概念項(xiàng)目階段無氧呼吸是指細(xì)胞在

參與下,通過

的催化作用,把

等有機(jī)物

,產(chǎn)生

,釋放

的過程。細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)主要是葡萄糖丙酮酸丙酮酸、[H]少量無氧多種酶葡萄糖不徹底氧化分解少量能量CO2、酒精或乳酸細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)CO2、酒精或乳酸無C6H12O6酶2C2H5OH(酒精)+2CO2+少量能量C6H12O6酶2C3H6O3(乳酸)+

少量能量不同點(diǎn)有氧呼吸無氧呼吸場所條件產(chǎn)物能量相同聯(lián)系實(shí)質(zhì)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)氧氣、酶等酶等CO2和H2O酒精和CO2或乳酸釋放大量能量釋放少量能量分解有機(jī)物,釋放能量第一階段反應(yīng)場所和過程完全相同小組討論,比較有氧呼吸與無氧呼吸的異同細(xì)胞呼吸概念指有機(jī)物在細(xì)胞內(nèi)經(jīng)過一系列的氧化分解,生成二氧化碳或其他產(chǎn)物,釋放能量并生成ATP的過程。意義(1)為生物體的生命活動提供能量(2)生物體代謝的樞紐(如丙酮酸)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(zhì)氨基酸有機(jī)酸脫氨基作用NH3β氧化請你說說其中的原理;并總結(jié)影響細(xì)胞呼吸的因素有哪些?四、細(xì)胞呼吸原理的應(yīng)用氧氣氧氣氧氣氧氣溫度氧氣氧氣影響細(xì)胞呼吸的因素1.溫度通過影響_________________來影響呼吸速率。與溫度影響酶_________________的曲線特征一致。呼吸酶的活性催化效率2.氧氣濃度直接影響_____________和__________________;氧氣的存在對無氧呼吸有__________________。呼吸速率呼吸性質(zhì)抑制作用A點(diǎn):B點(diǎn):C點(diǎn):【計算】氧氣濃度為5時無氧呼吸和有氧呼吸消耗的葡萄糖之比?只進(jìn)行無氧呼吸無氧呼吸消失點(diǎn)呼吸作用最低點(diǎn)E點(diǎn):無氧呼吸消失點(diǎn)D點(diǎn):只進(jìn)行無氧呼吸【計算】氧氣濃度為10時無氧呼吸和有氧呼吸消耗的葡萄糖之比?3.二氧化碳作為呼吸產(chǎn)物,根據(jù)化學(xué)平衡,CO2濃度高會抑制___________________的進(jìn)行;4.含水量自由水含量越多,代謝越____________,細(xì)胞呼吸______________。細(xì)胞呼吸旺盛越強(qiáng)O2吸收=0O2吸收=CO2釋放O2吸收<CO2釋放酒精量=CO2釋放酒精量<CO2釋放底物為葡萄糖僅有氧呼吸或同時進(jìn)行產(chǎn)乳酸的無氧呼吸僅無氧呼吸

有氧+產(chǎn)酒精無氧呼吸僅進(jìn)行產(chǎn)酒精的無氧呼吸

有氧+產(chǎn)酒精的無氧呼吸無CO2釋放只進(jìn)行產(chǎn)乳酸的無氧呼吸4細(xì)胞呼吸類型的判斷結(jié)果預(yù)測和結(jié)論:a.若裝置一中的液滴

,裝置二中的液滴

,則說明種子只進(jìn)行有氧呼吸;b.若裝置一中的液滴

,裝置二中的液滴

,則說明種子只進(jìn)行無氧呼吸;c.若裝置一中的液滴

,裝置二中的液滴

,則說明種子既進(jìn)行有氧呼吸又進(jìn)行無氧呼吸。左移不動不動右移左移右移經(jīng)典題型:液滴移動問題提示:在有氧呼吸過程中,進(jìn)入細(xì)胞的氧在有氧呼吸的第三階段被用于氧化有氧呼吸第一、二階段產(chǎn)生的[H],這一步是在線粒體內(nèi)膜上進(jìn)行的。1.在有氧呼吸過程中,進(jìn)入細(xì)胞的氧將(

)①與氫結(jié)合生成水②與碳結(jié)合生成二氧化碳③在線粒體中被消耗④在線粒體與細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中被消耗A.①④

B.②③

C.①③

D.②④

C提示:產(chǎn)生CO2和H2O的細(xì)胞呼吸是有氧呼吸,未離心處理的酵母菌可以進(jìn)行有氧呼吸,分解葡萄糖產(chǎn)生CO2和H2O;線粒體中可進(jìn)行有氧呼吸的第二、三階段,需要的反應(yīng)物是丙酮酸。因此,試管乙和丙中能產(chǎn)生CO2和H2O。2.將酵母菌進(jìn)行離心處理,然后在有氧的條件下進(jìn)行以下模擬實(shí)驗(yàn),最終能產(chǎn)生C

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