第五章 第3节 细胞呼吸的原理和应用

③有人认为该实验装置中酒精和二氧化碳的产生是葡萄糖水 溶液的纯化学反应，与酵母菌无关，如何进行验证？
在有氧和无氧条件下各设一空白对照，即在培养瓶中只加入 葡萄糖水溶液，其他装置与实验组相同。
训练迁移
1、适宜的温度条件下，在下列装置中都加入活酵母，
其中适于产生酒精的装置是（ A）
A
B
加入葡萄糖和水 加入葡萄糖
无氧呼吸
1 场所: 细胞质基质 2 条件: 酶、缺氧或无氧 3 物质变化: 有机物→不彻底氧化产物 4 能量变化: 196.65能量：61.08kj能量存
于ATP中，其余以热能散失。
（三）有氧呼吸与无氧呼吸的关系：
葡萄糖
酶
6CO2 +12H2O+能量（大量 ）
丙酮酸
酶
2C2H5OH +2CO2+能量（少量）
二 探究酵母菌细胞呼吸的方式 实验步骤
步骤一：配制酵母菌培养液
10g酵母菌+240mL5%葡萄糖溶液
A组
B组
二 探究酵母菌细胞呼吸的方式 实验步骤
步骤二：A实验组(有氧情况下)
为什么要 连接一个 装有 NaOH溶 液的锥形 瓶
二 探究酵母菌细胞呼吸的方式
实验步骤
步骤二：B实验组(无氧情况下) 怎样保 证锥形 瓶中无 氧气？
6CO2 + 12H2O +
对比
有氧呼吸三个阶段的比较
有氧呼吸 场 所 反应物 产 物 释能
细胞质 主要是 第一阶段 基质 葡萄糖
丙酮酸 [H]
少量
第二阶段 线粒体 丙酮酸 CO2、[H] 少量 第三阶段 线粒体 [H]、O2 H2O 大量
第在一细阶胞段内：，糖1 m酵o解l的葡(萄细糖胞彻质底基氧质化) 分解后产 生ATCP26H中8172，0OK6其J的余酶能的量能2，C量H其3则C中O以C有O热O1H能16+的14K形[JH的式] +能散2量A失T储P掉存了在。 请你计算一下，有氧呼吸的能量转换效率大约 是多第少二？阶这段些：能三量羧大酸约循能环使多(少线格粒A体D基P转质化) 为
）
④ 产生ATP的阶段（ 一、二、三）
⑤ 产生ATP最多的阶段（ 三 ）
㈡ 无氧呼吸
2、过程 ：分两个阶段
第一个阶段： 4[
C6H12O
6酶
能量（少量）
H] 第二个阶段：
2丙酮酸 （2C3H4O3）
酶
酶
2C2H5OH（酒精）+2CO2﹢能量 （少量）
3、场所：细胞质基质
2C3H6O3（乳酸）﹢ 能量（少量）
或
2C3H6O3 +能量（少量）
细胞有氧呼吸和无氧呼吸的比较
呼吸类型
有氧呼吸
无氧呼吸
进行场所 细胞质基质、线粒体 细胞质基质
进行条件 O2、酶
缺氧或无氧、酶
不 分解产物 H2O、CO2
C2H5OH、CO2或
同
C3H6O3
点 放能情况 释放大量能量，形成 释放少量能量，形成少量
大量ATP
ATP
反应式 相同点
思考：
① 有机物被彻底氧化分解发生在第几阶段？第二
② 呼吸作用过程中吸收的氧气用于第几阶段？第三
③ 如果你在思考上述问题的时候，消耗了2摩尔 葡萄糖，那么有多少能量转移到了ATP中？
1161kJx2 ④ 下列分别属于有氧呼吸的第几阶段：
① ③
产生CO2的阶段（二
氧气参与的阶段（
）②
三）
产生H2O的阶段（三
科学家通过大量的实验证实，细胞呼吸 可分为有氧呼吸和无氧呼吸两种类型。
㈠ 有氧呼吸 有氧呼吸的过程：(第一阶段）
C6H12O6
酶
能量（少量）
[H]
2丙酮酸
C6H12 O6
（2C3H4O3）
酶 2C3H4O3＋4【H】＋能量(少量
)
有氧呼吸的过程（第二阶段）
C6H12O6
酶
能量（少量）
[H]
2丙酮酸 （ 2C3H4O3 ）
3、设计实验
①本实验的自变量和因变量分别是什么？ 如何设置实验组呢？
实验组 组A：有氧条件 （对比实验） 组B：无氧条件
②怎样控制有氧和无氧的条件？
③怎样鉴定有无酒精产生？怎样鉴定有无二氧化碳产生？ 如何比较产生二氧化碳产生的多少？
④怎样保证酵母菌在整个实验过程中能正常生活？
? 3.设计实验应解决的主要问题 1.怎样保证酵母菌的正常生活？ 解决方案：为酵母菌提供葡萄糖培养液。
ATP?
2 CH3COCOOH
+
6
H2O 酶
6
CO2 +
20
[H]
+
2
ATP
第三阶段：氧化磷酸化 (线粒体内膜)
酶
24 [H] + 6 O2
12 H2O + 34 ATP
计算：
1mol葡萄糖通过有氧呼吸可释放2870kj的能量， 其中有1161kj的能量被转移贮存到ATP中。那么，
1mol葡萄糖通过有氧呼吸可形成_3_8__mol的ATP， 其能量转换效率是_4_0_._5_%_。
有氧呼吸的过程
第一阶段： C6H12O6 酶
（丙酮酸）
2CH3COCOOH + 4[H] + 能量
第二阶段： 2CH3COCOOH + 酶 6CO2 + 20[H] + 能量
6第H三2O阶段： 24[H] + 6O2 酶 12H2O + 能量（大量）
总反应式：
C6H12O6 + 6O2 + 6H2酶O 能量
呼吸运动与细胞呼吸
对比 呼吸和呼吸作用的区别 呼吸： 机体与环境之间O2和CO2交换的过程。 细胞呼吸也称呼吸作用
是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解， 生成CO2或其他物质，释放出能量并生成ATP 的过程。
提出问题：细胞呼吸是否需要氧气？生物在 有氧和无氧条件下是否都能进行细胞呼吸呢？
二、 探究酵母菌细胞呼吸的方式
③总反应式：
40%)
C6H12O6+6H2O +6O2 酶 6CO2+12H2O +能量
38个
④有氧呼吸概念：
ATP
细胞在_氧___的参与下，通过_多__种__酶__的催化作用，
把_葡__萄__糖__等有机物_彻__底__氧__化__分__解____，产生_C_O__2_ 和__H__2_，释放_能__量___,生成_许__多__A__T_P_的过程。
2.怎样控制有氧和无氧条件？ 解决方案：用锥形瓶培养酵母菌，向锥形瓶 中通或不通空气来控制有氧或无氧条件。（如图）
（3） 怎样鉴定有无二氧化碳产生？ 二氧化碳可使澄清的石灰水变混浊；也可使溴麝
香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄。根据混浊程度或 变成黄色的时间长短检测产生二氧化碳的多少 （4） 怎样鉴定有无酒精产生？
小资料
若用300C的温水把买来的一包鲜酵母化开，用它 发一块面团，几个小时后，面团便会渐渐膨大。用手 抠开里面，你会发现面团里面变成蜂窝一样，有许多 空隙，并且你能闻到酒味和酵母菌产生的特殊香味。 所以我们吃的面包和馒头比较松软，味道也好。
我们喝的啤酒、白酒、医院里的酒精、化妆品中的 甘油，都是用酵母菌生产的。酵母菌的细胞里含有丰 富的蛋白质和维生素，所以也可以做成高级营养品添 加到食品中，或用作饲养动物的高级饲料。学.科.网zxxk
橙色的重铬酸钾(K2Cr2O7)溶液，在酸性条件下与 酒精发生化学反应，变成灰绿色．
联系生活: 这一原理可以用来检测汽车司机是否喝了酒．
具体做法：让司机呼出的气体直接接触到用硫酸 处理过的重铬酸钾，如果呼出的气体中含有酒精，重 铬酸钾会变成灰绿色的硫酸铬．
根据实验需要，理清实验步骤
配制酵母菌培养液 控制有氧、无氧环境 科学检测因变量 控制好无关变量
㈡ 无氧呼吸 4、无氧呼吸的反应式
⑴ 酒精发酵（发酵用于微生物）
酶
C6H12O6
2C2H5OH（酒精）
+ 2CO2 + 能量（少量）
陆生植物根细胞、苹果、酵母菌
㈡ 无氧呼吸 ⒉无氧呼吸的反应式
⑵ 乳酸发酵
酶 C6H12O6 2C3H6O3（乳酸）+ 能量（少量）
高等动物、人、马铃薯块茎、甜菜 块根、玉米胚、乳酸菌
瓶A通氧不足，部分酵母菌进行了无氧呼吸。 用橡皮球持续向瓶C内通气，培养液的量应适宜。
②为控制无氧条件，用T形夹夹住橡皮管密封处理，发生锥 形瓶B爆裂现象，这是为什么呢？如何排除这一现象？
密封之前瓶内有一定的氧气，酵母菌同时进行有氧和无氧呼 吸产生二氧化碳，增加气体压力。 B瓶封口后不用夹住，放置一段时间后，再连通盛有澄清石 灰水的锥形瓶/
对比实验
条件
澄清石灰水/出现的 时间
有氧（A) 变混浊／快
无氧(B) 变混浊／慢
重铬酸钾--浓硫酸溶液
无变化 出现灰绿色
二 探究酵母菌细胞呼吸的方式
分析实验结果
① 酵母菌在有氧和无氧条件下均能进行细胞 呼吸，均能产生二氧化碳
② 在有氧的条件下，酵母菌通过细胞呼吸产 生大量的二氧化碳、水。
③ 在无氧的条件下，酵母菌通过细胞呼吸产 生酒精和少量的二氧化碳。
二 探究酵母菌细胞呼吸的方式
⒍实验结论
酵母菌在有氧和无氧的条件下都 能进行细胞呼吸。在有氧条件下， 酵母菌通过细胞呼吸产生了大量的 CO2和H2O；在无氧条件下，酵母菌 通过细胞呼吸产生酒精，还产生少 量的CO2。
7、问题思考
①为什么实验过程中有的小组从瓶A中取出培养液鉴定也变 成灰绿色？如何改进？
C6H12O6
能量
酶
2 丙酮酸