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）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。醉臥沙場君莫笑，古來征戰(zhàn)幾人回？把葡萄釀成美酒的過程中，要歸功于_______。在利用酵母菌生產(chǎn)葡萄酒時，需要_______發(fā)酵。酵母菌密封2023/5/17？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？2、為什么通氣有利于酵母菌大量繁殖？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？

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。

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。

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。二、講授新課（一）細(xì)胞呼吸的概念呼吸作用的實質(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：單細(xì)胞真菌，真核生物，有細(xì)胞壁和液泡。營養(yǎng)條件好時可進(jìn)行無性生殖（出芽生殖）；營養(yǎng)條件不好時可以進(jìn)行有性生殖（孢子生殖）。酵母菌在有氧和無氧的條件下都能生存，屬于兼性厭氧菌,因此便于用來研究細(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、提出問題三、設(shè)計實驗四、進(jìn)行實驗，記錄結(jié)果五、分析結(jié)果，得出結(jié)論設(shè)計實驗流程：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)計實驗明確實驗?zāi)康?，科學(xué)設(shè)計實驗自變量、因變量、無關(guān)變量設(shè)置對照實驗根據(jù)實驗需要，理清實驗步驟，關(guān)注以下問題。①怎樣控制有氧和無氧條件？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實驗中能正常生活？實驗思路？分析變量自變量：因變量：無關(guān)變量：細(xì)胞呼吸的條件細(xì)胞呼吸的產(chǎn)物有氧無氧影響實驗結(jié)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(chǎn)物是否含酒精或二氧化碳。反應(yīng)物的量、反應(yīng)時間、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：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：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)行實驗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)封口放置一段時間后，再連通盛有澄清石灰水的錐形瓶的目的：___________________，確保通過澄清石灰水的CO2是無氧呼吸產(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，避免對自變量的影響。殺死葡萄糖溶液中可能存在的雜菌，避免對實驗結(jié)果的干擾。將B瓶先放置一段時間，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檢測結(jié)果結(jié)論酒精檢測結(jié)果結(jié)論A組有氧由藍(lán)變綠再變黃/較快無明顯顏色變化B組無氧由藍(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，無氧條件產(chǎn)生酒精對比實驗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組無氧由藍(lán)變綠再變黃/較快無明顯顏色變化由藍(lán)變綠再變黃/較慢橙色變灰綠色記錄結(jié)果

對比實驗設(shè)置兩個或兩個以上的實驗組，通過對結(jié)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(xì)胞呼吸的方式”實驗中，需要設(shè)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(xì)胞呼吸的方式，這兩個實驗組的結(jié)果都是事先未知的，通過對比可以看出氧氣條件對細(xì)胞呼吸的影響。對比實驗也是科學(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

酵母菌在有氧和無氧條件下均能進(jìn)行細(xì)胞呼吸。在有氧條件下，通過細(xì)胞呼吸產(chǎn)生大量的CO2和水；在無氧條件下通過細(xì)胞呼吸產(chǎn)生酒精，還產(chǎn)生少量的CO2。（6）相關(guān)問題分析處理（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。保證瓶內(nèi)原有氧氣被消耗。實驗分析1.實驗成功的關(guān)鍵取決于嚴(yán)格控制有氧和無氧有氧呼吸裝置應(yīng)提供穩(wěn)定的有氧環(huán)境，如氣泵間歇性通入空氣。在無氧呼吸裝置中，裝有酵母菌的錐形瓶放置一段時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)格的無氧環(huán)境。實驗分析2.實驗用時長，可通過以下處理縮短實驗現(xiàn)象出現(xiàn)的時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，用35~40℃的水配制，并在35~40℃的水溶液中完成反應(yīng)。實驗分析2.鑒定酒精時處理將酵母菌培養(yǎng)液過濾后，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，可能會對顏色反應(yīng)產(chǎn)生遮蓋和干擾，也可通過讓學(xué)生聞有氧與無氧呼吸裝置是否有酒精氣味來替代用酸性重鉻酸鉀鑒定酒精。實驗分析3.用酸性重鉻酸鉀時，有氧和無氧裝置產(chǎn)生的顏色反應(yīng)幾乎一樣?？赡茉蚴鞘裁?？①有氧呼吸裝置實驗操作中可能供氧不足，導(dǎo)致部分酵母菌進(jìn)行無氧呼吸產(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)探究實驗的一般步驟酵母菌細(xì)胞呼吸的產(chǎn)物有氧：CO2+H2O無氧：

CO2+酒精細(xì)胞呼吸方式：有氧呼吸、無氧呼吸提出問題、作出假設(shè)、設(shè)計實驗、進(jìn)行實驗、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)胞呼吸方式實驗的敘述正確的是()A.選擇酵母菌為實驗材料是因為酵母菌是自養(yǎng)、兼性厭氧型微生物，易于培養(yǎng)B.通過設(shè)置有氧（對照組）和無氧（實驗組）的對照，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.實驗可通過檢測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)胞呼吸方式實驗的分析，錯誤的是()A.實驗過程中氧是引起酵母菌呼吸方式不同的外界因素B.有氧和無氧條件下兩組實驗采用的是對比實驗的方法C.在有氧和無氧條件下培養(yǎng)酵母菌的培養(yǎng)液溫度都升