細(xì)胞呼吸的原理和應(yīng)用第1課時高一上學(xué)期生物人教版必修1

復(fù)習(xí)回顧：1、ATP的功能？2、ATP的中文名稱？3、ATP的元素？4、ATP的結(jié)構(gòu)簡式？5、A的含義？P的含義？－的含義？~的含義？6、ATP與ADP、AMP的關(guān)系？7、ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化反應(yīng)式？8、ATP合成途徑？9、主動運(yùn)輸時，載體蛋白的功能？10、吸能反應(yīng)總與ATP的什么過程相關(guān)聯(lián)

放能反應(yīng)總與ATP的什么過程相關(guān)聯(lián)學(xué)習(xí)目標(biāo):1.通過研究酵母菌的細(xì)胞呼吸方式，說出細(xì)胞呼吸的類型。2.描述線粒體適于進(jìn)行有氧呼吸的結(jié)構(gòu)。3.說明有氧呼吸過程中物質(zhì)與能量的變化第3節(jié)細(xì)胞呼吸原理和應(yīng)用（第一課時）發(fā)酵生產(chǎn)葡萄酒的車間問題探討

通氣讓酵母菌進(jìn)行有氧呼吸,有利于酵母菌快速繁殖;密封讓酵母菌進(jìn)行無氧呼吸,產(chǎn)生酒精。有氧條件下，酵母菌分解營養(yǎng)物質(zhì)釋放能量多，為細(xì)胞增殖提供充足的動力。密封發(fā)酵時，酵母菌將有機(jī)物分解為酒精時，也能為自身的生命活動提供少量能量。1、都是培養(yǎng)酵母菌，為什么有的通氣有的需要

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)化為酒精對自身有什么意義？

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。討論酵母菌是一種單細(xì)胞真菌，我們生活中做饅頭、面包、釀酒等，都是利用酵母菌的呼吸作用。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。酵母菌代謝類型同化類型異化類型自養(yǎng)型異養(yǎng)型需氧型厭氧型兼性厭氧型呼吸作用：是指有機(jī)物在細(xì)胞內(nèi)經(jīng)過一系列的氧化分解，生成CO2或其他物質(zhì)，釋放出能量并生成ATP的過程。呼吸作用的實質(zhì)是細(xì)胞內(nèi)有機(jī)物的氧化分解，并釋放能量，因此也叫細(xì)胞呼吸?！咀⒁狻亢粑俸粑饔谩昂粑笔侵干矬w或細(xì)胞吸入氧氣和呼出二氧化碳的過程。探究?實踐探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式酵母菌什么條件下產(chǎn)生CO2？什么條件下產(chǎn)生酒精？3.設(shè)計實驗2.作出假設(shè)1.提出問題有氧CO2無氧CO2

酒精產(chǎn)生產(chǎn)

生+一、細(xì)胞呼吸的方式實驗思路：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CO2分析變量自變量:因變量:無關(guān)變量:細(xì)胞呼吸的條件有氧、無氧細(xì)胞呼吸的產(chǎn)物CO2、酒精影響實驗結(jié)果的可變因素（溫度、葡萄糖溶液濃度、酵母菌活性等）解決問題：1、怎樣控制有氧和無氧條件？請設(shè)計出簡易實驗裝置并思考：

有氧條件

裝置連接

無氧條件

裝置連接2）B瓶為什么要封口放置一段時間，再連通盛有澄清石灰水的錐形瓶？接氣泵A10%NaOH酵母菌培養(yǎng)液澄清石灰水B酵母菌培養(yǎng)液澄清石灰水1）NaOH的作用是什么？思考：吸收通入空氣中CO2，排除空氣中CO2的干擾。讓酵母菌耗盡瓶內(nèi)O2，造成無氧環(huán)境，確保產(chǎn)物是無氧呼吸產(chǎn)生的2、怎樣鑒定有無酒精產(chǎn)生？怎樣鑒定有無CO2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過程中能正常生活？

在酵母菌生長的適宜溫度下進(jìn)行試驗，以保證酵母菌高效活性①使澄清石灰水變渾濁（根據(jù)渾濁程度檢測CO2產(chǎn)生的多少）②溴麝香草酚藍(lán)：藍(lán)→變綠→再變黃

（根據(jù)其變黃色時間的長短，檢測CO2產(chǎn)生的多少）酒精+重鉻酸鉀（濃硫酸溶液）：橙色→灰綠色（1）檢測CO2

（2）檢測酒精(1)配制酵母菌培養(yǎng)液：酵母菌+葡萄糖溶液

取20g新鮮的食用酵母菌，分成兩等份，分別放入錐形瓶A（500mL）和錐形瓶B（500mL）中，分別向瓶中注入240mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的煮沸冷卻后的葡萄糖溶液。4.進(jìn)行實驗葡萄糖溶液的作用？添加前如何處理？思考討論：酵母菌為酵母菌提供營養(yǎng)物質(zhì)煮沸后冷卻5、實驗現(xiàn)象及結(jié)論結(jié)論：

酵母菌既能進(jìn)行有氧呼吸，也能進(jìn)行無氧呼吸。①有氧條件下，酵母菌細(xì)胞呼吸產(chǎn)生大量CO2

②無氧條件下，酵母菌細(xì)胞呼吸產(chǎn)生酒精和少量CO2。條件澄清石灰水/出現(xiàn)的時間重鉻酸鉀--濃硫酸溶液有氧無氧變混濁／快不變灰綠色變混濁／慢出現(xiàn)灰綠色現(xiàn)象：有氧呼吸：細(xì)胞在_______的參與下，通過_________的催化作用，把_________等有機(jī)物_________________，產(chǎn)生______和_______，釋放________，生成___________的過程。氧多種酶葡萄糖能量徹底氧化分解大量ATPCO2H2O

細(xì)胞呼吸包括有氧呼吸和無氧呼吸。細(xì)胞呼吸分類：對于絕大多數(shù)生物來說，有氧呼吸是細(xì)胞呼吸的主要形式，這一過程必須有氧的參與。有氧呼吸的主要場所是線粒體。二、有氧呼吸酶C6H12O6

＋6H2O＋6O26CO2＋12H2O＋能量二、有氧呼吸主要場所線粒體結(jié)構(gòu)：（1）線粒體增大膜面積的方式：

。（2）線粒體增大膜面積的意義：

。（3）有氧呼吸的酶分布在：

。（4）線粒體的功能：

。內(nèi)膜向內(nèi)折疊成嵴增大有氧呼吸酶的附著位點線粒體內(nèi)膜和線粒體基質(zhì)進(jìn)行有氧呼吸的主要場所外膜內(nèi)膜嵴線粒體基質(zhì)二、有氧呼吸有氧呼吸過程:將有氧呼吸劃分為三個階段，每一階段都需要酶催化，并有ATP生成。1個分子的葡萄糖分解成2分子的丙酮酸，產(chǎn)生少量[H]，并且釋放出少量的能量。這一階段不需要氧的參與，是在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中進(jìn)行的。2C3H4O3+4[H]+少量能量C6H12O6酶[H]指的是還原型輔酶Ⅰ（NADH）第一階段1.熱能形式散失（大部分）2.合成ATP（少部分）少量能量二、有氧呼吸有氧呼吸過程:丙酮酸和水徹底分解成二氧化碳和[H]，并釋放出少量的能量。這一階段不需要氧的參與，是在線粒體基質(zhì)中進(jìn)行的。2C3H4O3+6H2O20[H]+6CO2+少量能量酶第二階段1.熱能形式散失（大部分）2.合成ATP（少部分）少量能量二、有氧呼吸有氧呼吸過程:上述兩個階段產(chǎn)生的[H]，經(jīng)過一系列的化學(xué)反應(yīng)，與氧結(jié)合形成水，同時釋放出大量的能量。這一階段需要氧的參與，是在線粒體內(nèi)膜上進(jìn)行的。第三階段24[H]+6O212H2O+大量能量酶1.熱能形式散失（大部分）2.合成ATP（少部分）大量能量歸納：有氧呼吸過程C6H12O62C3H4O32C3H4O3+4[H]+少量能量C6H12O6酶細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)少量能量場所：物質(zhì)變化：產(chǎn)生能量：第一階段：場所：物質(zhì)變化：產(chǎn)生能量：第二階段：6CO2+20[H]+少量能量2丙酮酸+6H2O酶線粒體基質(zhì)少量能量場所：物質(zhì)變化：產(chǎn)生能量：第三階段：線粒體內(nèi)膜酶12H2O+大量能量24[H]+6O2大量能量6H2O6CO24[H]20[H]6O212H2O有氧呼吸場所反應(yīng)物產(chǎn)物釋能是否需氧第一階段第二階段第三階段細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)主要是葡萄糖丙酮酸、[H]少量丙酮酸、水CO2、[H]少量[H]、O2H2O大量線粒體基質(zhì)線粒體內(nèi)膜否否是有氧呼吸三個階段的比較二、有氧呼吸1．在有氧呼吸過程中，進(jìn)入細(xì)胞中的氧將（）。

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在線粒體和細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中被消耗

A．①③B．①④C．②③D．②④2．有氧呼吸中產(chǎn)生能量最多的是（）。

A．形成二氧化碳時B．形成［H］時

C．形成水時D．形成丙酮酸時3．下列有關(guān)有氧呼吸的敘述中，正確的是（）。

A．此過程的第一階段是葡萄糖分解成丙酮酸，產(chǎn)生少量［H］和ATPB．此過程的第二階段是丙酮酸分解成水和二氧化碳，產(chǎn)生少量的ATPC．此過程的第三階段是葡萄糖氧化成水和二氧化碳，產(chǎn)生大量的ATPD．此過程必須有氧分子參與，始終在線粒體中進(jìn)行檢ACA有氧呼吸的能量利用特點1.在細(xì)胞內(nèi)，1mol的葡萄糖徹底氧化分解可以釋放出約為2870kJ的能量，可使977.28kJ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?

轉(zhuǎn)化效率=977.28kJ/2870kJ

=34%產(chǎn)生ATP的mol數(shù)=977.28kJ/30.54kJ

=32mol第1階段：2mol第2階段：2mol第3階段：28mol糖類等有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能