1、第五章细胞的能量供应和利用第3节 细胞呼吸的原理和应用（第1课时）1说出线粒体的结构和功能。2说明有氧呼吸和无氧呼吸的异同。3说明细胞呼吸的原理，并探讨其在生产和生活中的应用。4进行酵母菌细胞呼吸方式的探究。【教学重点】有氧呼吸的过程及原理。【教学难点】1细胞呼吸的原理和本质。2探究酵母菌细胞的呼吸方式。一、导入新课 葡萄美酒夜光杯，欲饮琵琶马上催。醉卧沙场君莫笑，古来征战几人回？把葡萄酿成美酒的过程中，要归功于酵母菌。在利用酵母菌生产葡萄酒时，需要密封发酵。但是在培养酵母菌用作饲料添加剂时，要给培养基通气。都是培养酵母菌，为什么有的需要通气，有的却需要密封呢？二、讲授新课（一）细胞呼吸的概念
2、呼吸作用的实质是细胞内的有机物氧化分解，并释放能量，因此也叫细胞呼吸。（二）细胞呼吸的方式细胞呼吸是否都需要氧？生物在有氧和无氧条件下是否都能进行细胞呼吸呢？我们一起设计实验来探究吧。1探究酵母菌细胞呼吸的方式【课前准备】（1）材料：酵母菌细胞（2）探究的基本步骤一般包括：提出问题作出假设设计实验进行实验得出结果推知结论实验原理：酒精的检测：重铬酸钾（橙色）+ 酒精 灰绿色（酸性条件）CO2的检测：CO2能使澄清的石灰水变浑浊、CO2能使溴麝香草酚蓝溶液颜色由蓝绿黄；CO2产生量的多少可以根据石灰水的混浊度或溴麝香草酚蓝水溶液变成黄色的时间长短来判断。背景资料：酵母菌：单细胞真菌，真核生物，有
3、细胞壁和液泡。营养条件好时可进行出芽生殖（无性生殖）；营养条件不好时可通过减数分裂进行有性生殖，故在有氧和无氧条件下都能生存，属于兼性厌氧菌。 酵母菌电镜照片 酵母菌结构模式图【具体实施过程】（1）提出问题 酵母菌在有氧条件下产生的气体是CO2吗？ 酒精和CO2是酵母菌在什么条件下产生的？（2）作出假设 酵母菌在有氧条件下产生CO2。 酵母菌在无氧条件下产生酒精和CO2。（3）设计实验 明确实验目的，科学设计实验自变量、因变量、无关变量，设置对照实验。 根据实验需要，理清实验步骤怎样控制有氧和无氧条件？怎样鉴定酒精和CO2的产生？如何比较CO2产生的多少？怎样保证酵母菌在整个实验中能正常生活？
4、（参考：有氧条件的控制：向盛有酵母细胞和葡萄糖溶液的锥形瓶（A瓶）不断通入空气。注意：通入A瓶的空气先要通过NaOH溶液，目的是除去空气中的CO2，保证A瓶中检测到的CO2是由于酵母菌有氧呼吸产生的。无氧条件的控制：密封盛有酵母菌和葡萄糖的锥形瓶（B瓶）注意：B瓶应封口一段时间后再连通盛有澄清石灰水的瓶子，这样做是为了耗尽瓶内的氧气，以证明B瓶产生的CO2是无氧条件下产生的（确保通入澄清石灰水中的CO2是由无氧呼吸产生的。）鉴定有无酒精产生：（酸性）重铬酸钾（橙色）+ 酒精 灰绿色。注意：该原理在日常生活中有何应用？（检验司机是否喝酒）鉴定有无CO2产生，比较产生CO2的多少。A鉴定有无CO2
5、的产生：CO2能使澄清的石灰水变浑浊；CO2能使溴麝香草酚蓝溶液由蓝 绿 黄。BCO2产生的多少：灰水变浑浊的速度及程度；溴麝香草酚蓝溶液变黄的时间长短。保证酵母菌能正常生活：必需的营养物质（葡萄糖液）+适宜的温度（1825）。）（4）实验过程：实验步骤参考课本P91。（建议观看视频资源：探究酵母菌细胞呼吸的方式。）配制酵母菌培养液 按图示安装实验装置 检测CO2的生成、酒精的产生（5）结果预期：A、B两组装置中石灰水都变混浊，且A中混浊程度高且快。B组试管中溶液由橙色变成灰绿色，A组试管不变色。（6）实验结论：酵母菌在有氧、无氧条件下都能进行细胞呼吸产生CO2，且有氧时产生的多。酵母菌在有氧
6、呼吸时不产生酒精，在无氧呼吸时产生酒精。（7）相关问题分析处理为什么将葡糖糖溶液先煮沸、再冷却后加入锥形瓶？煮沸可将葡糖糖溶液中的细菌杀死，排除其他细菌影响；煮沸可排除溶液中的氧。 冷却，避免将酵母菌杀死。B瓶封口放置一段时间后，再连通锥形瓶，试分析原因？保证瓶内原有氧气被消耗。三、课堂小结教师与学生一起小结本节知识，学生边讲教师边板书，或通过课件展示。第3节 细胞呼吸的原理和应用（第2课时）1说出线粒体的结构和功能。2说明有氧呼吸和无氧呼吸的异同。3说明细胞呼吸的原理，并探讨其在生产和生活中的应用。4进行酵母菌细胞呼吸方式的探究。【教学重点】有氧呼吸的过程及原理。【教学难点】1细胞呼吸的原理
7、和本质。2探究酵母菌细胞的呼吸方式。一、导入新课复习导入：（一）探究酵母菌细胞呼吸的方式酵母菌细胞呼吸的产物：有氧：CO2+H2O；无氧： CO2+酒精细胞呼吸：有氧呼吸、无氧呼吸（二）科学探究实验的一般步骤提出问题、作出假设、设计实验、进行实验、得出结论。二、讲授新课（二）细胞呼吸的方式2有氧呼吸教师提出问题：在学习细胞器的内容中，与细胞有氧呼吸有关的细胞器是什么？阐明有氧呼吸的主要场所是线粒体。用幻灯片展示线粒体的结构，指导学生进行观察和表述，以问题作为引导：1线粒体是由多少层膜组成；2外膜和内膜在形态上有什么区别，内膜的特点如何与线粒体的功能相适应；3内膜和基质上有什么物质。学生观察线粒
8、体的结构，并回答相关问题，把多个问题的答案进行整合，得出线粒体适应有氧呼吸功能的结构。教师以幻灯片为辅助，讲授有氧呼吸的三个阶段。注意整理三个阶段发生的场所、能量的变化、产物。第一阶段：一个分子的葡萄糖分解成两个分子的丙酮酸，在分解的过程中释放能量，一部分被ADP捕获（把ADP转变成ATP），并脱下H。这一过程在细胞质的基质完成。第二阶段：丙酮酸进入线粒体内，继续脱H，氧化分解成二氧化碳，同时释放能量合成ATP。第三阶段：前两阶段脱下的H在线粒体内，与从外界吸收或叶绿体光合作用产生的O2结合成水。在此过程中释放大量的能量，合成大量的ATP。教师引导学生对有氧呼吸三个阶段进行比较，师生共同完成表
9、格。教师带领学生共同完成有氧呼吸过程总反应式的整理和配平。配平过程中，教师引导学生思考： 呼吸作用产生的H2O中的O，来自哪种原料？（来自O2）消耗6分子的O2应该产生12个分子的H2O，可是，如果形成12分子的H2O，又需要24个H，一分子的C6H12O6，只有12个H，差12个H来自哪里？（来自H2O）最终师生共同得出有氧呼吸的总反应方程式。分析呼吸作用过程中的能量问题。教师引导学生阅读课本P93页思考讨论部分的内容，思考讨论后，教师进行总结。1 mol的葡萄糖彻底氧化分解成二氧化碳和水，释放出2870 kJ的能量，其中 977.28 kJ左右的能量储存在ATP 中，其余的能量则以热能的形
10、式散失掉了。可见，呼吸过程中释放的能量，只有34%的能量储存在ATP中，用于推动其他生命活动。其余以热的形式散失了。因此，在有些情况下，如新鲜蔬菜、粮食等保存，通过控制呼吸速率，可减少有机物的消耗。教师引导学生总结出有氧呼吸的概念并总结。为什么说线粒体是呼吸作用的主要场所？教师引导学生思考，学生思考、回答，教师总结：呼吸作用的三个阶段，后两个阶段都是在线粒体中进行的。另外，从能量角度看，在细胞质基质中进行的第一步产生4 mol的ATP，其余34 mol的ATP是在线粒体中产生的。因此，线粒体是呼吸作用的主要场所。3无氧呼吸教师提出问题：人体所有的细胞任何时候都在进行有氧呼吸吗？师生共同列举一些
11、无氧呼吸的例子，如马铃薯块茎，水稻的根、蛔虫、骨骼肌细胞在缺氧的情况下等。教师以幻灯片为辅助，介绍酵母菌的无氧呼吸和乳酸菌的无氧呼吸过程。并引导学生概括总结出两种无氧呼吸的化学反应式。师生共同分析比较两种无氧呼吸方式的异同：相同点：1第一阶段完全相同；2都在细胞质基质中进行；3都只在第一阶段产生少量能量；不同点：第二阶段不同。教师引导学生参照有氧呼吸的概念，总结出无氧呼吸的概念。教师引导比较有氧呼吸和无氧呼吸，师生共同完成表格。（三）细胞呼吸原理的应用学生阅读课本P95思考讨论部分，说出细胞呼吸原理的应用，教师进行总结：（1）控制呼吸条件，造成只能进行有氧呼吸或无氧呼吸。如课本中的“创可贴”，
12、中耕松土应用的是有氧呼吸；酸菜、面包、酿酒应用的是无氧呼吸。（2）抑制酶活性、抑制呼吸作用，减弱有机物分解速度等。低温、减少水分，加CO2、N2等。（四）影响细胞呼吸原理的因素1O2浓度 无氧呼吸：以酒精发酵为例，无氧呼吸随O2浓度增加而受抑制，O2浓度越高，抑制作用越强， O2浓度达到一定值时，被完全抑制。 有氧呼吸：在一定范围内，有氧呼吸随O2浓度增加而增加，当O2浓度达到一定值时，由于酶和底物浓度的抑制，将不再增加。分析某植物种子受O2浓度的影响：A：在O2浓度为零时只进行无氧呼吸；AB：随O2浓度的升高，无氧呼吸逐渐受到抑制，而有氧呼吸还很弱，使得CO2释放总量减少。BC：主要与有氧呼
13、吸加强有关。C：无氧呼吸停止，只进行有氧呼吸。生产中常利用降低氧气浓度能抑制呼吸作用，减少有机物消耗这一原理来延长蔬菜、水果保鲜时间。但是，在完全无氧的情况下，无氧呼吸强，分解的有机物也较多，同时产生酒精，一样不利于蔬菜、水果的保质、保鲜。因此要长期储存种子，O2浓度应调至D点。2温度温度主要通过影响酶活性来影响呼吸速率。应用：（1）贮存水果时，适当降低温度能延长保存时间；（2）在农业上，夜晚适当降低温度，可减少呼吸作用对有机物的消耗。3CO2作为呼吸产物，根据化学平衡，CO2浓度高会抑制细胞呼吸的进行。应用：果实保鲜或储藏，可向密封环境中充入CO2或N2降低呼吸消耗。4水水既是原料，又是产物，细胞呼吸必需在水环境中才能进行。在一定范围内，呼吸作用强度随含水量的增加而加强，随含水量的减少而减弱。应用：稻谷等种子在贮藏前要晾晒，甚至风干，减少水分，降低呼吸消耗。三、课堂小结教师与学生一起小结本节知识，学生边讲教师边板书，或通过课件展示。
