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1、第5章 细胞的能量供应和利用,第2节 细胞的能量“通货” ATP,糖类：单糖、二糖、多糖 脂肪,这些物质能为生命活动直接供能吗?,主要的能源物质是什么？,讨论1：,用小刀将数十只萤火虫的发光器割下,干燥后研磨成粉末,取两等份分别装入两支试管,各加入少量水使之混合,置于暗处,可见试管内有淡黄色荧光出现,约过15分钟荧光消失，然后,实验探究,从A、B试管的实验现象中你得出的结论是?,葡萄糖不能为萤火虫的发光器直接供能，ATP能。,讨论2:,1、生物体内ATP为什么能够直接供能？,2、生物体内ATP内的能量从何而来？,提问：,腺嘌呤,核糖,腺苷(A),磷酸基团 （P）,高能磷酸键,APPP,1、AT
2、P结构简式：,2、ATP即三磷酸腺苷，是各种活细胞内普遍存在的一种高能磷酸化合物,磷酸基团,3、ATP的结构式,ATP形成途径：,ATP与ADP相互转化示意图（方程式）,ATP与ADP可以相互转化,ATP,放能反应,吸能反应,ATP和ADP的相互转化 是否是可逆反应？,讨论5：,物质可循环利用 能量是不可循环利用 反应条件不同 反应不可逆,得出结论：,ATP ADP+Pi+能量,酶1,酶2,ATP的主要来源 细胞呼吸,吸,A,T,P,的,主,要,来,源,细,胞,呼,第5章 细胞的能量供应和利用 第3节,拉瓦锡等在研究人的呼吸作用,拉瓦锡把呼吸 作用比作碳和 氢的“缓慢燃 烧过程”。,问题探讨,
3、1、呼吸作用与物质燃烧的比较： 共同点：都是物质的氧化分解过程；都产生CO2等产物、释放能量。 不同点： （1）燃烧是一种剧烈氧化的形式 （2）呼吸作用是细胞内有机物的氧化分解形式,呼吸：机体与环境之间O2和CO2交换的过程。,呼吸作用也称细胞呼吸,对 比,2、呼吸和呼吸作用的区别,细胞呼吸是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他产物，释放出能量并生成ATP的过程。,酵母菌,淀粉,酵母菌,酒精,葡萄糖,细胞呼吸,酵母菌,酵母菌,1、兼性厌氧菌 2、生长周期短，繁殖速度快。 3、单细胞的真核细胞,酵母菌有氧、无氧条件下进行的呼吸作用的产物分别是什么？,酵母菌在有氧情况下进行有氧
4、呼吸，产生CO2，在无氧情况下进行无氧呼吸，产生CO2和酒精。,探究酵母菌细胞呼吸的方式,实验思路？,分析变量,自变量:,因变量:,无关变量:,细胞呼吸的条件,细胞呼吸的产物,有氧,无氧,影响实验结果的可变因素,酒精、CO2,分别给酵母菌提供有氧和无氧的条件，一段时间后检测其产物是否含酒精或二氧化碳,探究酵母菌细胞呼吸的方式,思考并解决下列问题： (1)怎样鉴定有无CO2产生？ (2)怎样鉴定有无酒精产生？,CO2的检测：,1.通入澄清的石灰水：澄清浑浊 2.溴麝香草酚蓝水溶液：蓝 绿黄,酒精的检测：,橙色的重铬酸钾溶液在酸性下与酒精发生反应： 橙色灰绿色,探究酵母菌细胞呼吸的方式,探究酵母菌
5、细胞呼吸的方式,步骤一：酵母菌培养液的配制,取20g新鲜的食用酵母菌，分成两等份，分别放入锥形瓶A（500mL）和锥形瓶B（500mL）中。分别向瓶中注入240mL质量分数为5%的葡萄糖溶液。,步骤二：A实验组(有氧情况下),探究酵母菌细胞呼吸的方式,接橡皮球（或气泵）,步骤三：B实验组(无氧情况下),酵母菌培养液,澄清石灰水,探究酵母菌细胞呼吸的方式,步骤四：鉴定是否有酒精产生,A组,B组,橙色,橙色,橙色的重铬酸钾溶液，在酸性条件下与乙醇发生 化学反应，变成灰绿色,探究酵母菌细胞呼吸的方式,变混浊快,无变化,变混浊慢,出现灰绿色,对比实验：设置两个或两个以上的实验组，通过对结果的比较分析，
6、来探究某种因素与实验对象的关系，这样的实验叫做对比实验。,二、细胞呼吸的类型,细胞呼吸,内膜酶 基质酶,C6H12O6,能量（少量）,2丙酮酸,4H,酶,1、有氧呼吸的过程(三个阶段）,第一阶段：细胞质基质,葡萄糖的初步分解,C6H12O6,能量（少量）,2丙酮酸,4H,酶,6CO2,第二阶段：线粒体基质,丙酮酸彻底分解,C6H12O6,能量（少量）,2丙酮酸,4H,酶,6H2O,能量（少量）,20H,酶,6CO2,12H2O,第三阶段：线粒体内膜,H的氧化,+能量（大量）,总反应式：,24H+6O2 12H2O+能量（大量）,2丙酮酸+6H2O 6CO220H能量（少量）,酶,酶,C6H12
7、O6+6H2O+6O2 6CO2+12H2O+能量,酶,有氧呼吸化学反应式：,说明：需要的氧气与产生的二氧化碳的量相等。,有氧呼吸三个阶段的比较,细胞质基质,主要是葡萄糖,丙酮酸H,少量,丙酮酸、H2O,CO2、H,少量,H、O2,H2O,大量,对比,用含18O的葡萄糖跟踪有氧呼吸过程中的氧原子，以后可在下列哪种物质中发现它： A、丙酮酸； B、CO2； C、H2O； D、CO2和H2O；,B,主要场所：,线粒体,能量去向：,一部分以热能形式散失 另一部分转移到ATP中,总反应式：,有氧呼吸概念：,细胞在_的参与下，通过_的催化作用，把_等有机物_，产生_和_，释放_,生成_的过程。,(170
8、9kJ/1mol葡萄糖,约60%),(1161kJ/1mol葡萄糖,约40%),氧,多种酶,葡萄糖,CO2,H2O,能量,彻底氧化分解,大量ATP,38molATP,C6H12O6,4 H ,2C2H5OH + 2CO2,酶,酶,2C3H6O3,2丙酮酸,酶,少量能量,第一阶段,(细胞质基质),第二阶段,(细胞质基质),2、无氧呼吸的过程,乳酸,酒精,大多数植物、酵母菌,高等动物、乳酸菌、高等植物的某些器官如马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚,C6H12O6,酶,2C3H6O3（乳酸）+少量能量,A.乳酸发酵,例：高等动物、乳酸菌、高等植物的某些器官（马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚等）,C6H12O6
9、,酶,2C2H5OH（酒精）+ 2CO2+ 少量能量,B.酒精发酵,例：大多数植物（苹果储存久了、高等植物水淹）、酵母菌,反应式,同样是分解葡萄糖，为何无氧呼吸只能释放少量能量？,葡萄糖中的大部分能量存留在酒精或乳酸中。,生物体处于长期缺氧的状态能否生存？为什么？,无氧呼吸释放能量少； 酒精和乳酸大量积累对生物体有害,细胞质基质、线粒体（主要）,细胞质基质,需氧、酶等,不需氧、需酶,大量,少量,两者第一阶段完全相同,都分解有机物，释放能量，合成ATP,有氧呼吸与无氧呼吸的比较,3、细胞呼吸意义,1、为生命活动提供能量,2、为体内其他化合物合成提供原料,呼吸作用,能 量,热能 散失,能量 转移,
10、ATP,能 量,细胞分裂,生长发育,矿质元素吸收,肌肉收缩,神经冲动的传导,C6H12O6,CO2H2O,4、细胞呼吸原理的应用,选用“创可贴”等敷料包扎伤口，既为伤口敷上 了药物，又为伤口创造了疏松透气的环境、 避免厌氧病原菌的繁殖，从而有利于伤口的 痊愈。,醋酸杆菌是一种好氧细菌。在氧气充足 和具有酒精底物的条件下，醋酸杆菌大 量繁殖并将酒精氧化分解成醋酸。,谷氨酸棒状杆菌是一种好氧细菌。在有氧条件下，谷氨酸棒状 杆菌能将葡萄糖和含氮物质（如尿素、硫酸铵、氨水）合成为 谷氨酸。谷氨酸经过人们的进一步加工就成为谷氨酸钠味精。,对于板结的土壤及时进行松土透气， 可以使根细胞进行充分的有氧呼吸，
11、 从而有利于根系的生长和对无机盐 的吸收。此外，松土透气还有利于 土壤中好氧微生物的生长繁殖，这 能够促使这些微生物对土壤中有机 物的分解，从而有利于植物对无机盐的吸收。,水稻的根系适于在水中生长，这是因为水稻 的茎和根能够把从外界吸收来的氧气通过气 腔运送到根部各细胞，而且与旱生植物相比， 水稻的根也比较适应无氧呼吸。但是，水 稻根的细胞仍然需要进行有氧呼吸，所以 稻田需要定期排水。如果稻田中的氧气不 足，水稻根的细胞就会进行酒精发酵，时 间长了，酒精就会对根细胞产生毒害作用 ，使根系变黑、腐烂。,较深的伤口里缺少氧气，破伤风芽 孢杆菌适合在这种环境中生存并大 量繁殖。所以，伤口较深或被锈钉
12、 扎伤后，患者应及时请医生处理。,有氧运动是指人体细胞充分获得氧的情 况下所进行的体育锻炼。人体细胞通过 有氧呼吸可以获得较多的能量。相反， 百米冲刺等无氧运动，是人体细胞在缺氧条件下进行的高速运动。 无氧运动中，肌细胞因氧不足，要靠乳 酸发酵来获取能量。因为乳酸能够刺激 肌细胞周围的神经末梢，所以人会有肌 肉酸胀乏力的感觉。,5、影响细胞呼吸的外界因素,(1)温度：植物最适30-35,应用：贮存水果时，适当降低温度，可降低与细胞呼吸有关酶的活性，而延长保存时间,(2)水分,自由水含量越多，代谢越旺盛，细胞呼吸越强。,应用： 粮油种子贮藏前风干、晾晒：减少水分， 呼吸作用 干种子萌发前浸泡：含
13、水量增高， 呼吸作用。,降低细胞,提高细胞,1、亚麻 2、玉米 3、小麦,（3）氧气,CO2的释放量反映呼吸作用的强度,（4）CO2浓度：随着CO2的浓度升高，细胞呼吸的速率降低。,4、影响细胞呼吸的外界因素,当氧气浓度为0时，细胞只进行无氧呼吸，Q点对应的纵坐标大小表示无氧呼吸的强度。,氧气浓度在010%之间，有氧呼吸与无氧呼吸并存，随着氧气浓度增加，无氧呼吸强度减弱，有氧呼吸强度增强。,当氧气浓度大于或等于10%时，无氧呼吸消失，此后只进行有氧呼吸。但当氧气浓度达到一定值后，有氧呼吸强度不再随氧气浓度的增大而增强。,当氧气浓度为C时，有机物消耗量相对较少，在该氧气浓度下保存瓜果蔬菜效果较好
14、。,氧气吸收量也可以表示有氧呼吸产生CO2的量，所以，两条实线间的距离可表示无氧呼吸的强度，当两曲线重合时(距离为0)，无氧呼吸强度为0。,下图表示某植物的非绿色器官在不同的氧浓度下O2吸收量和CO2生成量的变化,（1）图中曲线QR区段CO2生成量急剧减少的主要原因是_。,氧气浓度增加，无氧呼吸受抑制,（2）_点的生物学含义是无氧呼吸消失点,此时O2吸收量_（、=）CO2的释放量。,P,=,（3）氧浓度调节到_点的对应浓度时，更有利于蔬菜粮食的贮存。理由是_,R,此时有氧呼吸较弱，无氧呼吸受抑制，有机物的消耗最少,4）若图中的AB段与BC段的距离等长,说明此时有氧呼吸释放的CO2量_无氧呼吸释放的CO2，有氧呼吸消耗的葡萄糖量是无氧呼吸的_倍。,1/3,等于,（2014江苏卷）14.下列生命活动中不需要ATP提供能量的是 A.叶肉细胞合成的糖运输到果实 B.吞噬细胞吞噬病原体的过程 C.淀粉酶催化淀粉水解为葡萄糖 D.细胞中由氨基酸合成新的肽链,C,
