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1、一、细胞的能量“通货”ATP 1.ATP的结构,(1)中文名称： 。 (2)结构简式： ，一个ATP分子中含有一个 ， 两个 ，三个 。 (3)ATP分子中大量的化学能储存在 中。,三磷酸腺苷,腺苷,高能磷酸键,磷酸基团,高能磷酸键,APPP,2.ATP与ADP的相互转化,(2)ATP与ADP相互转化的能量供应机制，是生物界的 。 (3)ATP形成的能量来源动物、人、真菌、大多数细菌来自于 释放的能量。绿色植物的 和 都形成ATP。,共性,细胞呼吸,光合作用,细胞呼吸,(1)相互转化的反应式：ADPPi能量 ATP。,3.ATP的利用 (1)细胞内绝大多数需要能量的生命活动都是由 直接提供 能
2、量的。 (2)细胞的吸能反应一般与 的反应相联系，放能反应一般与 相联系，即能量通过ATP而转化。,ATP,ATP水解,ATP合成,二、探究酵母菌的呼吸方式 1.酵母菌是一种单细胞真菌，在有氧和无氧条件下都能生 存，属于 菌。 2.检测CO2的产生：可使用澄清石灰水或 蓝水溶液，CO2可使后者发生的颜色变化是 。 3.检测酒精的产生：可使用橙色的 溶液，在酸性条件下与酒精发生化学反应，变成 。,兼性厌氧,溴麝香草酚,由蓝变绿再变黄,重铬酸钾,灰绿色,三、细胞呼吸的方式 1.有氧呼吸 (1)过程与场所,(2)总反应式,2.无氧呼吸 (1)反应式分解成酒精的反应式为：,转化成乳酸的反应式为：,丙酮
3、酸不彻底分解,场所：细胞质基质,C6H12O6,酶,2CH3COCOOH（丙酮酸）,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、胡萝卜叶、玉米胚等）,C6H12O6,2CH3COCOOH（丙酮酸）,酶,2C2H5OH（酒精）,+ 2CO2 + 少量能量,B.酒精发酵,例：大多数植物、酵母菌。陆生植物不能长期忍受无氧呼吸，因为产生的酒精和乳酸对细胞有毒害作用产生的能量太少。涝田时应及时排水就是这个道理,酶,无氧呼吸,(2)过程：第一阶段与有氧呼吸第一阶段 。第二阶段 的产物是 或 。其全过程都在 中进行。,相同,酒精和C
4、O2,细胞质基质,乳酸,1.ATP的结构 (1)元素组成：C、H、O、N、P。 (2)ATP结构式(简式：APPP),ATP去掉两个磷酸基后的剩余部分是腺嘌呤核糖核苷酸，是组成RNA的基本单位之一。,2.ATP与ADP的相互转化,ATP和ADP的相互转化过程中，反应类型、反应所需酶以 及能量的来源、去路和反应场所都不完全相同，因此ATP 和ADP的相互转化不是可逆反应，但物质是可循环利用的。,3.ATP与光合作用及细胞呼吸的关系 (1)光合作用,(2)细胞呼吸,光合作用中产生的ATP专用于暗反应中C3的还原，而细胞呼吸产生的ATP则用于各项生命活动。ATP在生物体内含量少，但转化十分迅速，从而
5、使细胞中的ATP总是处于动态平衡中。ATP的形成需要满足4个条件：2种原料（ADP和Pi）、能量和酶。另外，合成ATP的过程中有水生成。,细胞内产生与消耗ATP的生理过程,例1 (2010泰安质检)下列关于ATP的叙述，正确的是 ( ) A.ATP脱去2分子磷酸的剩余部分是构成DNA分子的基本单位之一 B.人长时间剧烈运动时骨骼肌细胞中每摩尔葡萄糖生成ATP的量与安静时相等 C.细胞连续分裂时，伴随着ATP与ADP的相互转化 D.长期不进食的病人，细胞中ATP与ADP的含量难以达到动态平衡,课堂笔记 选 ATP脱去2分子磷酸的剩余部分是腺嘌呤核糖核苷酸，是RNA的基本组成单位之一；人长时间剧烈
6、运动时，部分骨骼肌细胞进行无氧呼吸，人体细胞进行无氧呼吸时，每摩尔葡萄糖生成ATP的量远远少于安静时进行有氧呼吸产生的量；细胞分裂需消耗能量；ATP分解的同时会产生ADP，故细胞中ATP与ADP的含量始终处于动态平衡之中。,C,1.有氧呼吸和无氧呼吸的过程图解,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,丙酮酸和水,CO2、H,少量,H、O2,H2O,大量,2.有氧呼吸与无氧呼吸比较,注意: (1)有水生成一定是有氧呼吸，有二氧化碳生成一定不是乳酸发酵。 （2）部分真核生物细胞无线粒体，只能进行无氧呼吸，如蛔虫。,例2 (2009上海高考)在a、b、c、d条件下，测得某植
7、物种子萌发时CO2和O2体积变化的相对值如下表。若底物是葡萄糖，则下列叙述中正确的是 ( ),A.a条件下，呼吸产物除CO2外还有酒精和乳酸 B.b条件下，有氧呼吸消耗的葡萄糖比无氧呼吸多 C.c条件下，无氧呼吸最弱 D.d条件下，产生的CO2全部来自线粒体,课堂笔记 选 a条件下为无氧呼吸，呼吸产物除CO2外还有酒精；b条件下，既有有氧呼吸又有无氧呼吸，有氧呼吸消耗体积为3的O2，产生体积为3的CO2，消耗葡萄糖相对量为0.5，无氧呼吸产生体积为5的CO2，消耗葡萄糖相对量为2.5。d条件下只有有氧呼吸，无氧呼吸为0，产生的CO2全部来自线粒体。,D,(1)无CO2释放和O2吸收时，细胞只进
8、行产生乳 酸的无氧呼吸。 (2)不消耗O2，但产生CO2，细胞进行产生酒精的无氧呼吸。 (3)当CO2释放量等于O2消耗量时，细胞只进行有氧呼吸。 (4)当CO2释放量大于O2消耗量时，细胞同时进行有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸，此种情况下，判断哪种呼吸方式占优势，可如下分析：,据CO2释放量和O2吸收量判断细胞呼吸状况,1.内部因素,(1)不同植物的呼吸速率不同 (旱生植物小于水生植物，阴生植物小于阳生植物) (2)同一植物不同部位呼吸速率不同 (生殖器官大于营养器官) (3)同一植物不同发育时期呼吸速率不同 (幼苗、开花期呼吸速率高，成熟期呼吸速率下降),2.环境因素 (1)呼吸速率与温度的
9、关系(如图甲)最适温度时，细胞呼吸最强，超过最适温度呼吸酶活性降低，甚至变性失活，细胞呼吸受抑制；低于最适温度酶活性下降，细胞呼吸受抑制。生产上常利用这一原理在低温下贮存蔬菜、水果，在 大棚蔬菜的栽培过程中夜间适当降温，降低细胞呼吸，减少有机物的消耗，提高产量。,(2)呼吸速率与O2浓度的关系(如图乙)O2浓度低时，无氧呼吸占优势，随O2浓度增大，无氧呼吸逐渐被抑制，有氧呼吸不断加强；但当O2浓度达到一定值后，随O2浓度增大，有氧呼吸不再加强(受呼吸酶数量等因素的限制)。,生产上常利用适当降低氧气浓度等能够抑制细胞呼吸、减少有机物消耗的原理来延长蔬菜、水果的保鲜 时间；中耕松土增加根的有氧呼吸
10、；在医疗上选用透 气的消毒纱布或松软的“创可贴”包扎伤口，可抑制 厌氧病原菌的繁殖。,(3)呼吸速率与含水量的关系(如图丙)在一定范围内，细胞呼吸速率随含水量的增加而加快，随含水量的减少而减慢。在作物种子储藏时，将种子风干，以减弱细胞呼吸，减少有机物的消耗。,种子、蔬菜和水果在储藏时都应在低温、低氧条件下，不同的是种子还应保持干燥，而蔬菜和水果应保持一定湿度。低温以不破坏植物组织为标准，一般为零上低温。,例3 (2009天津高考)按下表设计进行实验。分组后，在相同的适宜条件下培养810小时，并对实验结果进行分析。,下列叙述正确的是 ( ) A.甲组不产生CO2而乙组产生 B.甲组的酒精产量与丙
11、组相同 C.丁组能量转换率与丙组相同 D.丁组的氧气消耗量大于乙组,课堂笔记 选 据题可知，对酵母菌的处理是破碎细胞保持细胞器完整。它与未处理细胞的差别是细胞质浓度不同，细胞质中酶的浓度不同。破碎细胞的细胞质中酶的浓度较低，所以反应速率较慢，生成的丙酮酸较未破碎细胞少，所以丁组的氧气消耗量大于乙组。,D,命题设计,如图是在微重力环境下测量花生种子萌发时试管中气体体积变化的实验装置。每个试管中均放10 g用消毒液清洗过(不影响种子生命力)的萌发种子。实验开始时，U形管两侧液面相平。夹紧橡胶管，在25下经30分钟后结束实验，液面高度变化如图所示。请回答下列问题：,(1)种子用消毒液清洗的目的是 。
12、(2)装置B左侧液面上升的最可能原因是 。(3)干重相同的小麦和花生种子，萌发时有氧呼吸释放CO2的量与吸收O2的量的比值，花生种子 (填“大于”“等于”或“小于”)小麦种子。,(4)装置A中滤纸的作用是 。(5)若发芽的种子有的已长出幼叶，则应将该实验置于黑暗中进行，理由是 (6)由于外界温度、压强的改变会导致气体体积的改变，所以还应再设置一对照装置C。装置C的试管中应放入 。,【解题指导】 (1)用消毒液清洗可以杀死种子表面的微生物，防止微生物的呼吸作用干扰实验结果。(2)装置B左侧液面上升的最可能原因是种子呼吸作用吸收O2的量大于CO2的释放量，导致试管内气压下降所致。(3)花生种子的脂
13、肪含量高，脂肪与糖相比含较少的氧和较多的氢，有氧呼吸时，脂肪的耗氧量多于等量的糖。,(4)滤纸上吸附有NaOH溶液，增大了CO2的吸收面积。(5)实验要在黑暗中进行，避免幼苗因光合作用而干扰呼吸作用的气体量变化。(6)观察由于外界温度、压强的改变导致气体体积的改变，可设置空白对照，加入10 g被煮熟的发芽种子和等量的蒸馏水即可。,【答案】 (1)杀死种子表面的微生物，防止微生物的呼吸作用干扰实验结果 (2)种子呼吸作用吸收O2的量大于CO2的释放量，导致试管内气压下降 (3)小于 (4)增大CO2的吸收面积 (5)避免幼苗因光合作用而干扰呼吸作用的气体量变化 (6)10 g被煮熟的发芽种子和等
14、量的蒸馏水,理论指导,1.实验原理 (1)酵母菌在有氧和无氧的条件下都能生存，属于兼性厌氧菌。酵母菌进行有氧呼吸能产生大量的CO2，在进行无氧呼吸时能产生酒精和CO2。,探究酵母菌细胞呼吸的方式,(2)CO2可使澄清的石灰水变混浊，也可使溴麝香草酚蓝水 溶液由蓝变绿再变黄。根据石灰水混浊程度或溴麝香草酚蓝水溶液变成黄色消耗时间的长短，可以检测酵母菌培养液中CO2的产生情况。 (3)橙色的重铬酸钾溶液，在酸性条件下可与乙醇发生化学反应，变成灰绿色。,2.实验流程,3.注意事项 (1)将装置(甲)连通橡皮球，让空气间断而持续地依次通 过3个锥形瓶，既保证O2的充分供应，又使进入A瓶的空气先经过NaOH的锥形瓶，除去空气中的CO2，保证第三个锥形瓶的澄清石灰水变浑浊是由于酵母菌有氧呼吸产生CO2所致。 (2)B瓶应封口放置一段时间后，待酵母菌将B瓶中的氧消耗完毕，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶。,
