内容正文:
第3章 细胞的能量转换和利用
第3节 细胞呼吸的原理和应用
思考
18世纪,法国化学家拉瓦锡发现物质燃烧需要氧气,并且把呼吸作用比作碳和氢的“缓慢燃烧过程”。
细胞呼吸与物质的燃烧有什么共同点?
都是物质的氧化分解过程;
都能产生二氧化碳等产物;
都释放出能量。
呼吸作用的实质是细胞内有机物氧化分解,并释放能量的过程,也叫细胞呼吸。
区分细胞呼吸和呼吸
O2
呼吸器官
呼吸器官
CO2
细胞内
O2
血液循环
CO2
血液循环
呼吸:机体与环境之间的O2与CO2交换的过程
肺通气
肺换气
气体运输
组织换气
+ 有机物
+水
能量
+
呼吸作用(细胞呼吸)
【注意】呼吸≠呼吸作用
细胞呼吸
有氧呼吸
无氧呼吸
包括
科学家根据大量的实验结果得出结论:
对于绝大多数生物来说,_____呼吸是细胞呼吸的主要形式
有氧
这一过程必须有 的参与
氧
有氧呼吸是指细胞在 的参与下,通过多种 的催化作用,把
彻底氧化分解,产生 和 ,释放能量,生成大量 的过程。
物质变化:
有机物(葡萄糖等)→ 无机物(CO2+H2O)
能量变化:
有机物中稳定的化学能
葡萄糖等有机物
水
ATP
氧
酶
二氧化碳
呼吸作用实质:
ATP中活跃的化学能
一、有氧呼吸
想一想:有机物释放的能量除了用于合成ATP,还有什么用途?
光合作用实质:
氧化分解有机物,释放能量
合成有机物,储存能量
分布有氧呼吸相关的酶
一、有氧呼吸
外膜
内膜
DNA/RNA
核糖体
嵴
基质
1.主要场所:
2.线粒体适应于有氧呼吸的结构基础:
a.线粒体内膜和基质中含有许多种与有氧呼吸有关的酶
b.线粒体内膜向内折叠形成嵴,增加了内膜表面积,为酶提供更多附着位点
线粒体
为什么要增大内膜表面积?
膜间隙
有氧呼吸如何进行?
原核生物除外。
阅读教材P94-95,梳理记忆下表内容:
3.最常利用的底物:
葡萄糖(C6H12O6)
注意:也可以是脂肪等其他能源物质
4.反应过程:
三个阶段,每阶段反应都在相应酶的催化作用下完成
有氧呼吸 场所 底物 产物 释能 反应式
第一阶段
第二阶段
第三阶段
总反应式
一、有氧呼吸
葡萄糖
[H]
酶
2丙酮酸(C3H403) + 4[H] + 少量能量
第一阶段:
C6H12O6
细胞质基质
丙酮酸
少量能量
细胞质基质中完成
不需要氧的参与
一、有氧呼吸
糖酵解
[H] 是还原型辅酶Ⅰ(NADH)简化表示方式。
NADH是氧化型辅酶Ⅰ(NAD+)接受电子和质子后转化而成(NAD+ + 2e- + H+ NADH),含能量。
酶
葡萄糖
[H]
细胞质基质
丙酮酸
少量能量
丙酮酸
线粒体基质
H2O
[H]
CO2
少量能量
第二阶段:柠檬酸循环(三羧酸循环)
2丙酮酸(C3H403)+ 6H2O
6CO2 + 20[H] + 少量能量
酶
线粒体基质中完成
不需要氧的参与
一、有氧呼吸
三羧酸循环是细胞中能量代谢的枢纽
第三阶段:呼吸链(电子传递链)
24[H] + 6O2
葡萄糖
[H]
细胞质基质
丙酮酸
少量能量
丙酮酸
H2O
[H]
CO2
少量能量
线粒体内膜
O2
[H]与O2结合
H2O
大量能量
12H2O + 大量能量
酶
线粒体内膜上完成
需要氧的参与
一、有氧呼吸
4.反应过程:
有氧呼吸 场所 底物 产物 释能
第一阶段
第二阶段
第三阶段
细胞质基质
葡萄糖
丙酮酸、[H]
少量
丙酮酸、H20
CO2、[H]
少量
[H]、O2
H2O
大量
线粒体基质
线粒体内膜
第一阶段反应式:
第二阶段反应式:
第三阶段反应式:
C6H12O6
酶
+ 4[H] + 少量能量
2C3H4O3
+ 6H2O
酶
2C3H4O3
6CO2 + 20[H] + 少量能量
酶
12H2O + 大量能量
24[H] + 6O2
一、有氧呼吸
有氧呼吸 场所 反应式
第一阶段
第二阶段
第三阶段
总反应式
4.反应过程:
细胞质基质
线粒体基质
线粒体内膜
C6H12O6→2C3H4O3+4[H]+少量能量
酶
2C3H4O3+6H2O→6CO2+20[H]+少量能量
酶
24 [H]+6O2→ 12H2O +大量能量
酶
C6H12O6
第一阶段
+6H2O
第二阶段
+6O2
第三阶段
酶
→
6CO2
第二阶段
+12H2O
第三阶段
+能量
第一、二、三阶段
围绕有氧呼吸反应式思考以下问题:
思考1:反应中哪一种物质既是反应物又是生成物?能否抵消?为什么?
思考2:反应中吸收的O2量和释放的CO2量有什么特点?
思考3:生成物中的CO2和H2O中的O分别来自反应物中的什么物质?
一、有氧呼吸
有氧呼吸 场所 反应式
第一阶段
第二阶段
第三阶段
总反应式
4.反应过程:
细胞质基质
线粒体基质
线粒体内膜
C6H12O6→2C3H4O3+4[H]+少量能量
酶
2C3H4O3+6H2O→6CO2+20[H]+少量能量
酶
24 [H]+6O2→ 12H2O +大量能量
酶
C6H12O6
第一阶段
+6H2O
第二阶段
+6O2
第三阶段
酶
→
6CO2
第二阶段
+12H2O
第三阶段
+能量
第一、二、三阶段
思考1:反应中哪一种物质既是反应物又是生成物?能否抵消?为什么?
反应物的水是在线粒体基质中参与有氧呼吸第二阶段消耗的
产物中的水在线粒体内膜上参与有氧呼吸第三阶段产生
不能
H20
一、有氧呼吸
有氧呼吸 场所 反应式
第一阶段
第二阶段
第三阶段
总反应式
4.反应过程:
细胞质基质
线粒体基质
线粒体内膜
C6H12O6→2C3H4O3+4[H]+少量能量
酶
2C3H4O3+6H2O→6CO2+20[H]+少量能量
酶
24 [H]+6O2→ 12H2O +大量能量
酶
C6H12O6
+6H2O
+6O2
酶
→
6CO2
+12H2O
+能量
有氧呼吸反应式书写注意事项:
(1)总反应式中H2O不能消去
(2)能量不能直接写ATP
(3)反应条件“酶”不能省略
(4)不能用“=”,要用“→”
一、有氧呼吸
有氧呼吸 场所 反应式
第一阶段
第二阶段
第三阶段
总反应式
4.反应过程:
细胞质基质
线粒体基质
线粒体内膜
C6H12O6→2C3H4O3+4[H]+少量能量
酶
2C3H4O3+6H2O→6CO2+20[H]+少量能量
酶
24 [H]+6O2→ 12H2O +大量能量
酶
C6H12O6
+6H2O
+6O2
酶
→
6CO2
+12H2O
+能量
思考2:反应中吸收的O2量和释放的CO2量有什么特点?
相等
一、有氧呼吸
若有氧呼吸底物是脂肪,则如何?
思考3:生成物中的CO2和H2O中的O分别来自反应物中的什么物质?
有氧呼吸 场所 反应式
第一阶段
第二阶段
第三阶段
总反应式
4.反应过程:
细胞质基质
线粒体基质
线粒体内膜
C6H12O6→2C3H4O3+4[H]+少量能量
酶
2C3H4O3+6H2O→6CO2+20[H]+少量能量
酶
24 [H]+6O2→ 12H2O +大量能量
酶
C6H12O6
+6H2O
+6O2
酶
→
6CO2
+12H2O
+能量
H2O的O来自O2
CO2中的O来自丙酮酸(葡萄糖)和水
延伸思考:
反应中C、H的“来龙去脉”?
一、有氧呼吸
4.反应过程:
思考4:为什么说线粒体是有氧呼吸的主要场所?什么因素决定各阶段场所?
有氧呼吸有三个阶段,第一阶段在细胞质基质,第二、三阶段都在线粒体中。
酶的分布决定不同阶段发生场所。
一、有氧呼吸
有氧呼吸 场所 反应式
第一阶段
第二阶段
第三阶段
总反应式
细胞质基质
线粒体基质
线粒体内膜
C6H12O6→2C3H4O3+4[H]+少量能量
酶
2C3H4O3+6H2O→6CO2+20[H]+少量能量
酶
24 [H]+6O2→ 12H2O +大量能量
酶
C6H12O6
+6H2O
+6O2
酶
→
6CO2
+12H2O
+能量
4.反应过程:
思考5:为什么葡萄糖不能直接在线粒体中氧化分解?
①线粒体膜上没有葡萄糖转运载体,葡萄糖无法进入线粒体。
②线粒体中没有氧化分解葡萄糖的酶
一、有氧呼吸
有氧呼吸 场所 反应式
第一阶段
第二阶段
第三阶段
总反应式
细胞质基质
线粒体基质
线粒体内膜
C6H12O6→2C3H4O3+4[H]+少量能量
酶
2C3H4O3+6H2O→6CO2+20[H]+少量能量
酶
24 [H]+6O2→ 12H2O +大量能量
酶
C6H12O6
+6H2O
+6O2
酶
→
6CO2
+12H2O
+能量
有氧呼吸 场所 反应式
第一阶段
第二阶段
第三阶段
总反应式
4.反应过程:
细胞质基质
线粒体基质
线粒体内膜
C6H12O6→2C3H4O3+4[H]+少量能量
酶
2C3H4O3+6H2O→6CO2+20[H]+少量能量
酶
24 [H]+6O2→ 12H2O +大量能量
酶
C6H12O6
+6H2O
+6O2
酶
→
6CO2
+12H2O
+能量
思考6:有氧呼吸释放的能量去哪了?
大部分以热能形式散失,少部分存储在ATP中
ATP中活跃化学能(少)
一、有氧呼吸
在细胞内,1mol葡萄糖彻底氧化分解,释放能2870kJ.其中977.28kJ储存在ATP分子中。则转化效率为 ,这些能量能使 ADP转化为ATP。
热能形式散失
(多)
34%
977.28KJ/30.54KJ/mol=32mol
977.28
2870
x
100% ≈
思考7:与燃烧迅速释放能量相比,有氧呼吸有何特点?这对于生物体来说具有什么意义?
使有机物中的能量逐步地转移到ATP中
利于维持细胞内温度的相对稳定
保证有机物中的能量得到最充分的利用
一、有氧呼吸
体外燃烧
有氧呼吸
有氧呼吸中能量逐级释放。
Ⅰ
Ⅲ
Ⅱ
Ⅳ
NADH
NAD+
H++O2
H2O
e-
ADP+Pi
ATP
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
e-
e-
e-
有氧呼吸第三阶段如何合成大量ATP?合成ATP的能量来源是什么?
H+
线粒体外膜
H+
H+
H+
FADH
FAD+
线粒体内膜
膜间隙
Ⅰ~Ⅳ分别是什么结构?
内膜两侧的H+梯度如何建立?
电子的供体和受体分别是?
合成ATP的能量来源是什么?
线粒体基质
Ⅰ
Ⅲ
Ⅱ
Ⅳ
电子传递体主动运输H+,合成水消耗H+
供体:NADH;受体:O2
H+的电化学势能
抢答题.看谁最快
1、哪个阶段产生CO2?
2、哪个阶段有O2参与反应?
3、哪个阶段释放能量最多?
7、能产生ATP的场所是?
在有氧呼吸过程中:
细胞质基质、线粒体
5、哪个阶段产生水?
4、哪个阶段有水参与?
6、哪个阶段产生[H]最多?
第二阶段
第三阶段
第三阶段
第二阶段
第三阶段
第二阶段
下图是有氧呼吸的过程图解,请依图回答:
(1) 长方框内1、2、3所依次代表的物质名称: 、 、 。
(2) 椭圆框内4、5、6所代表的能量的多少 、 、 。
(3)有氧呼吸的主要场所是 ,进入该场所的呼吸底物是 。
(4)用含18O的葡萄糖跟踪有氧呼吸过程中的氧原子,18O转移的途径是
丙酮酸
H2O
线粒体
少量
C6H12O6→丙酮酸→CO2
CO2
少量
大量
丙酮酸
1
O2
2
3
[H]
4
[H]
5
6
酶
酶
酶
C6H12O6
1.苹果储存久了,会有什么气味散发出来?
2. 剧烈运动后四肢骨骼肌往往会产生什么感觉?
2.最常利用的底物:
葡萄糖(C6H12O6)
3.反应过程:
两个阶段,每阶段反应都在相应酶的催化作用下完成
1.条件:
缺氧或无氧条件下
阅读教材P97,梳理记忆下表内容:
无氧呼吸 场所 反应物 产物 释能 反应式
第一阶段
第二阶段
总反应式
二、无氧呼吸
3.反应过程:
无氧呼吸 场所 反应物 产物 释能
第一阶段
第二阶段
细胞质基质
葡萄糖
丙酮酸、[H]
少量
丙酮酸、[H]
不释放
细胞质基质
第一阶段反应式:
第二阶段反应式:
C6H12O6
酶
+ 4[H] + 少量能量
2C3H4O3
酒精和CO2
或乳酸
2C3H4O3 +4[H]
2CO2 + 2C2H5OH(酒精)
酶
2C3H6O3(乳酸)
或2C3H4O3+4[H]
酶
二、无氧呼吸
实际会释放极少热量,但不足以合成ATP
有氧呼吸 场所 反应式
第一阶段
第二阶段
总反应式
3.反应过程:
细胞质基质
细胞质基质
C6H12O6→2C3H4O3+4[H]+少量能量
酶
2C3H4O3+4[H]→2C2H5OH(酒精)+ 2CO2
酶
或2C3H4O3+4[H]→2C3H6O3(乳酸)
酶
C6H12O6→2C2H5OH(酒精)+ 2CO2+少量能量
酶
C6H12O6→2C3H6O3(乳酸)+少量能量
酶
通常把微生物的无氧呼吸叫做发酵
(酒精发酵)
(乳酸发酵)
二、无氧呼吸
酒精发酵
乳酸发酵
酵母菌无氧条件下酿酒
乳酸菌
制作酸奶、泡菜
思考1:哪些生物或细胞无氧呼吸产生酒精?哪些产生乳酸?
思考2:为什么不同生物无氧呼吸产物不同?
酒精发酵:C6H12O6→2C2H5OH(酒精)+ 2CO2+少量能量
酶
乳酸发酵:C6H12O6→2C3H6O3(乳酸)+少量能量
酶
例:
高等动物(骨骼肌细胞、人成熟的红细胞)
高等植物的某些器官(马铃薯块茎、甜菜块根等)
乳酸菌
例:
大多数植物细胞(如苹果果实、水稻根、种子)、酵母菌
不同生物体中催化丙酮酸分解的酶不同
二、无氧呼吸
思考3:同样是分解葡萄糖,为何无氧呼吸只能释放少量能量?
思考4:无氧呼吸释放的能量有何用途?
思考5:无氧呼吸第二阶段并不释放能量,有何意义?
无氧呼吸氧化分解有机物不彻底
尚有大量的能量储存在酒精或乳酸中
只有第一阶段放出少量能量,生成少量ATP
大部分以热能形式散失,少部分存储在ATP中
二、无氧呼吸
细胞无氧呼吸时葡萄糖中的大部分能量去哪了?
①消耗糖酵解产生的NADH,为糖酵解提供NAD+,保证糖酵解进行。
②消耗糖酵解产生的丙酮酸,减少产物抑制。
4.概念:
物质变化:
有机物(葡萄糖等)→ CO2和酒精 或 乳酸
能量变化:
有机物中稳定的化学能
实质:细胞内的有机物不彻底的氧化分解,释放少量能量
无氧呼吸是指细胞在__________ 条件下,通过多种____的催化作用,
把_______ 等有机物________氧化分解,产生__________和______,
或______,释放______ ,生成少量_____的过程
无氧或缺氧
酶
葡萄糖
不彻底
二氧化碳
酒精
少量能量
ATP
乳酸
少部分释放(第一阶段)
大部分存留在酒精或乳酸中
热能(多)
ATP中活跃的化学能(少)
二、无氧呼吸
小结——有氧呼吸和无氧呼吸的比较
有氧呼吸 无氧呼吸
不同点 场所
条件
分解程度
产物
能量释放
能量转化
相同 点 过程
实质
意义
细胞质基质、线粒体
细胞质基质
氧气、多种酶
无氧或缺氧,多种酶
CO2、H2O
酒精和CO2或乳酸
大量能量(三个阶段均释放)
少量能量(仅第一阶段)
氧化分解有机物,释放能量,合成ATP
彻底
不彻底
有机物中
稳定化学能
ATP中活跃化学能
热能
有机物中
稳定化学能
乳酸或酒精中的化学能
热能
ATP中活跃化学能
第一个阶段反应完全相同,并且都是在细胞质基质内进行
为细胞的各项生命活动提供能量
不同呼吸方式存在什么数量关系?
拓展:根据呼吸商判定细胞呼吸方式以及呼吸底物
生物体在同一时间内,释放二氧化碳与吸收氧气的体积之比
1.呼吸商
呼吸商
V
释放的CO2
V
吸收的O2
=
=1
以糖类为底物
的有氧呼吸
>1
以糖类为底物的有氧呼吸和无氧呼吸
<1
以脂肪为底物
的有氧呼吸
C6H12O6
+6H2O
+6O2
酶
→
6CO2
+12H2O
+能量
C6H12O6→2C2H5OH(酒精)+ 2CO2+少量能量
酶
2.呼吸商的测定
萌发的种子
NaOH溶液
萌发的种子
蒸馏水
甲组
乙组
甲组测定______________________________的量,记为a;
乙组测定______________________________的量,记为b。
O2吸收量与CO2释放量的差
O2吸收量
呼吸商=______________________________
|a-b| ÷ a
可移动的小液滴
1.若种子只进行以糖类为底物的有氧呼吸,
则甲组液滴________,乙组液滴________,
2.若种子只进行了无氧呼吸,
则甲组液滴________,乙组液滴________。
左移
不动
不动
右移
萌发的种子
NaOH溶液
萌发的种子
蒸馏水
甲组
乙组
3.呼吸方式判定
可移动的小液滴
3. 若种子进行了以脂肪等非糖物质的为底物的有氧呼吸
则甲组液滴________,乙组液滴________。
左移
左移
三、探究酵母菌的呼吸方式
生物类型:
代谢类型:
繁殖方式:
1.实验材料:酵母菌
单细胞真菌(真核生物)
异养兼性厌氧菌
出芽生殖(不是有丝分裂)
酵母菌的呼吸方式和细胞呼吸产物分别是什么?
有氧条件下产生CO2,无氧条件下产生CO2+酒精
提出问题
作出假设
2.探究流程:
发面
酿酒
联系生活,你可做出什么假设?
三、探究酵母菌的呼吸方式
酵母菌的呼吸方式和呼吸作用的产物分别是什么?
有氧条件下产生CO2,无氧条件下产生CO2+酒精
提出问题
作出假设
2.探究流程:
设计实验
1、明确实验变量
2、解决以下的几个问题
自变量:
因变量:
无关变量:
细胞呼吸的条件(有氧/无氧)
细胞呼吸的产物(CO2/酒精)
温度、pH、培养液的浓度等
三、探究酵母菌的呼吸方式
提出问题
作出假设
2.探究流程:
设计实验
思考问题(2min):
1.怎样设置有氧和无氧的条件?如何培养酵母菌?
2.(1)怎样鉴定是否产生酒精?
(2)怎样鉴定是否产生CO2?
(3)如何比较CO2产生的多少?
(4)如何排除空气中CO2对实验结果的干扰?
3.怎样保证酵母菌在整个实验过程中能正常生活?
三、探究酵母菌的呼吸方式
问题1:怎样设置有氧和无氧的条件?
有氧条件:
用像皮球或气泵向锥形瓶泵入空气
无氧条件:
密封锥形瓶,放置一段时间
酵母菌培养液
酵母菌培养液
三、探究酵母菌的呼吸方式
利用适宜浓度的葡萄糖溶液培养酵母菌。
问题2(1):怎样鉴定是否产生酒精?
橙色的重铬酸钾溶液在酸性条件(硫酸溶液中)下与酒精发生化学反应,生成灰绿色
三、探究酵母菌的呼吸方式
将实验后的酵母菌培养液滴入检测试剂中呈灰绿色,一定有酒精吗?
了解:
重铬酸钾 (K2Cr2O7)呈橙色 ,其中铬元素为+6价,在酸性溶液中才显示出强氧化剂性质,即在酸性条件下可以被还原剂(如酒精)还原成+3价的铬离子 (呈灰绿色)
葡萄糖(有还原性)也能和酸性重铬酸钾反应,故检测时需要等培养液中葡萄糖耗尽再进行。
能否使用盐酸?
重铬酸钾在中的应用——测酒驾
具体做法:
让司机呼出的气体直接接触到用浓硫酸处理过的重铬酸钾,如果呼出的气体中含有酒精,橙色的重铬酸钾会变成灰绿色的硫酸铬
问题2(2):怎样鉴定是否产生CO2?
1:CO2使澄清石灰水变浑浊
2:CO2使溴麝香草酚蓝由蓝变绿再变黄
了解:
溴麝香草酚蓝 (BTB) 一种酸碱指示剂,变色范围pH6.0 (黄 )—7.6(蓝 )。即酸性时颜色为黄色,碱性时为蓝色,在由弱碱变为弱酸时,中间经过绿色 (变色点pH7.1)
三、探究酵母菌的呼吸方式
问题2(3):如何比较CO2产生的多少?
根据单位时间内石灰水的浑浊程度
或溴麝香草酚蓝水溶液变黄的时间长短
问题2(4):如何排除空气中CO2对实验结果的干扰?
酵母菌培养液
先将空气通入NaOH溶液(吸收CO2),再通入酵母菌培养液
酵母菌培养液
三、探究酵母菌的呼吸方式
问题3:怎样保证酵母菌在整个实验过程中能正常生活?
条件适宜(如适宜的温度、pH值等)
给予充足的养料(葡萄糖溶液)
三、探究酵母菌的呼吸方式
有氧呼吸装置: 无氧呼吸装置:
E→C→A→D
B→D
【任务】选择以下装置进行排序(用字母和箭头表示),尝试设计有氧呼吸装置和无氧呼吸装置。
通入空气
接气泵
A
10% NaOH
酵母菌培养液
澄清石灰水
C
D
E
B
酵母菌培养液
澄清石灰水
D
可吸收CO2
45
配制培养液时,葡萄糖溶液需煮沸冷却后使用,原因是?
乙组装置中D瓶应封口放置一段时间,再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶,为什么?
检测酒精的具体操作步骤?
设计实验
提出问题
作出假设
进行实验
2.探究流程:
问题1
煮沸:
冷却:
除去溶液中的氧气
杀死杂菌
避免高温杀死酵母菌
三、探究酵母菌的呼吸方式
设计实验
提出问题
作出假设
进行实验
2.探究流程:
问题2
D瓶应封口放置一段时间,再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶,为什么?
让酵母菌消耗完瓶中原有氧气,创造无氧环境,从而保证通入石灰水中的CO2全部是由无氧呼吸产生的
三、探究酵母菌的呼吸方式
设计实验
提出问题
作出假设
进行实验
2.探究流程:
问题3
检测酒精的具体操作步骤?
检测酒精的方法
含有酵母菌的培养液本身具有颜色且不透明,可能会对颜色反应产生遮盖和干扰
三、探究酵母菌的呼吸方式
2.探究流程:
设计实验
提出问题
作出假设
进行实验
分析结果
条件 澄清石灰水/浑浊程度 溴麝香草酚蓝溶液/出现的时间 重铬酸钾--浓硫酸溶液
有氧
无氧
变混浊/高
变混浊/低
出现灰绿色
不变灰绿色
由蓝变绿再变黄/长
由蓝变绿再变黄/短
三、探究酵母菌的呼吸方式
2.探究流程:
设计实验
提出问题
作出假设
进行实验
分析结果
得出结论
1、酵母菌在有氧和无氧条件下均能进行细胞呼吸
2、酵母菌呼吸作用的类型:
有氧呼吸:
无氧呼吸:
产生大量CO2
产生酒精和少量CO2
三、探究酵母菌的呼吸方式
对比实验(相互对照实验)
设置两个或两个以上的实验组,通过对结果的分析比较,来探究某种因素对实验对象的影响,这样的实验叫作对比实验。
本实验哪个是对照组,哪个是实验组?
实验组
实验组
对比实验
SZ-LWH
延伸思考1:实验装置的改进
有同学认为,在有氧呼吸实验装置中10%的NaOH溶液不能完全吸收空气中的CO2,以致可能对实验结果有干扰,你同意吗?你如何避免这种可能性的发生,以保证实验更严谨?
酵母菌培养液
气泵
质量分数为10%的NaOH溶液
澄清的
石灰水
澄清的
石灰水
还有的同学认为,在无氧呼吸实验装置中不能保证装置内的O2已经被完全消耗完,以致可能对实验结果有干扰。你能不能避免这种可能性的发生,以保证实验更严谨?
酵母菌培养液
澄清的
石灰水
石蜡油或植物油密封
延伸思考2:实验装置的改进
某高中生在制作葡萄酒时,发生了这样的“意外”
提示:许多新鲜水果(如葡萄)的果皮表面附着有大量的不同种类的野生酵母菌。
问题:
1. 制作葡萄酒利用了什么原理?
2.“意外”发生的原因是什么?
酵母菌无氧呼吸产生酒精
酵母菌无氧呼吸也产生CO2,这位同学没有定时放气。
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酿酒时为什么需要前期通气,后期密封?
通气可以给酵母菌提供呼吸需要的氧气,利于酵母菌进行旺盛的细胞分裂;密封则是避免空气进入,便于酵母菌在无氧条件下分解有机物产生酒精。
培养酵母菌
酵母菌发酵
课堂检测
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判断
无氧呼吸不需要氧气参与,消耗NADPH并释放少量能量。
人体剧烈运动时肌肉细胞的能量主要由无氧呼吸提供。
有氧呼吸产生的H2O中H都来自丙酮酸的分解。
若细胞既不吸收氧气,也不释放CO2,说明细胞呼吸已停止。
探究酵母菌呼吸方式时,若澄清石灰水变浑浊,说明酵母进行无氧呼吸。
植物根尖分生区细胞线粒体中葡萄糖的分解速率通常高于成熟根细胞。
每分子葡萄糖经酒精发酵分解生成的ATP比乳酸发酵多。
酵母菌有氧呼吸在线粒体中进行,无氧呼吸在细胞质基质中进行。
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