4.3 细胞呼吸（第 1 课时）

第四章 生命的物质变化和能量转换

凉州词【唐】王瀚

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？

原来葡萄酒的酿制过程中，是酵母菌在起作用呀！那么生活中，还有什么地方我们会经常用到酵母菌呢？

等等…… 既然酵母菌可以把葡萄汁转变为葡萄酒，那么酵母菌能不能在面团发酵的过程中也产生酒精呢？

思考 1：你吃馒头的时候，是否尝到过酒的味道？思考 2：你从来没有在馒头中尝到过酒的味道，这说明什么？思考 3：酿酒的过程和面团发酵的过程，都用到了酵母菌，却 一个能产生酒精，一个不产生酒精。要解释这一差 异，应该从什么角度去思考？

【假设 1 】反应物不同？好像不对，反应物都是糖类物质！【假设 2 】反应条件不同？好像有可能……

等等，还有问题！既然面团发酵的过程中酵母菌能产生气体（ CO2 ），那么在酿造葡萄酒时，是否也能产生气体（ CO2 ）呢？

【提出问题】酿酒的过程和面团发酵的过程，都用到了酵母菌，为什么前者能生成酒精，后者不能？以及，酿酒过程中会有气体（ CO2 ）产生吗？

【作出假设】酿酒的过程和面团发酵的过程，反应条件不同：前者在无氧条件下进行，后者在有氧条件下进行。推测在无氧条件下，才能生成酒精；而在有氧的条件下，则不能生成酒精。至于气体，或许两种情况下都能产生？

课题研究

【设计实验】

思考 1：本实验的自变量是什么？因变量是什么？

思考 2：怎样控制有氧和无氧的条件？

思考 3：怎样鉴定有无酒精产生？怎样鉴定有无 CO2产生？

自变量——氧气的有无；因变量——是否有酒精、 CO2 生成

思考 4：怎样保证酵母菌在整个实验过程中能正常生活？

有氧条件——需不断充气； 无氧条件——需密闭空间

鉴定酒精——直接闻气味、在酸性条件下与重铬酸钾溶液反应鉴定 CO2—— 与溴代麝香草酚蓝溶液（ BTB 溶液）反应、 与澄清的石灰水反应

配制符合酵母菌生长要求的培养液，温度控制在 18~25 ℃

【方案 1 】沪教版高中生物教材给出的实验装置如下，请思考：

思考 1：该如何使用这套实验装置进行实验？

思考 2：这套实验装置的设计，是否存在缺陷？该如何改进？

【方案 2 】人教版高中生物教材给出的实验装置如下，请思考：

思考 1：该如何使用这套实验装置进行实验？思考 2：相比于沪教版教材的实验装置，人教版教材的这套装置有什 么优势？又有什么不足？

【实施实验 ……】

【分析数据 ……】

【得出结论】 1 、酵母菌只有在无氧条件下，才能产生酒精；而在有氧条件 下，不产生酒精。 2 、酵母菌在无氧、有氧两种条件下，均能产生 CO2 ，且有氧 条件下产生的 CO2 更多。

等等，还有个问题！在无氧条件下，酵母菌出于什么“动机”要把葡萄汁变成葡萄酒？还有，为什么酵母菌会产生 CO2 ？

酵母菌进行正常的生命活动需要能量，而糖类恰好是主要的能源物质。酵母菌需要通过一系列的氧化分解反应，将糖类物质分解掉，使其释放出能量并生成 ATP 。而酒精、 CO2 等物质就是糖类的分解产物。

有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成 CO2 或其他产物，释放出能量并生成 ATP 的过程，称为细胞呼吸。 细胞呼吸可分为有氧呼吸和无氧呼吸。