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1、第 二 节 细胞的能量“通货” ATP,用小刀将数十只萤火虫的发光器割下,干燥后研磨成粉末,取三等份分别装入三支试管,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,萤火虫发光器,A,B,C,B,A,萤火虫发光器 的经典实验,C,问题思考： 1.选择萤火虫的发光器为实验材料的优点。 （参考答案：主要是它发光的现象容易观察等） 2.将发光器捣碎的目的： （参考答案：增大发光细胞与溶液接触面积，加快化学反应速度。） 3.本实验的原理是： （参考答案：蒸馏水不是能源物质，葡萄糖不是直接的能源物质，他们都不会使熄灭的离体发光器重新发光，而ATP能使离体的发光器重新发光
2、）,二、ATP的结构简式,HNH C N N C CH C C H O O O H N N O H C O P O P O P OH C H H C OH OH OH H C C H OH OH,P,P,P,1.ATP的结构式 由结构式可看出，ATP的结构特点可用“一、二、三”来总结，即一个腺苷、两个高能磷酸键、三个磷酸基团。,（腺嘌呤）,（磷酸基团）,（核糖）,2.ATP的形成途径,光合作用,光能,ATP,有机物,呼吸作用,ATP,ATP,3、ATP与ADP的相互转化：,3、ATP与ADP的相互转化 ATP与ADP的相互转化伴随着吸能和放能，因此与生物体的新陈代谢密切相关，可用下式表示二者的
3、转化过程：,+能量（物质可逆，能量和酶不可逆）,ATP,酶,ADP+Pi,酶,（1）.细胞中ATP含量很少 ATP是生命活动的直接能源物质，但它在细胞内的含量并不高，因此细胞内ATP的形成与分解相当频繁。ATP在细胞中的含量保持动态平衡（或动态稳定）,（2）、ATP与ADP的相互转化是不可逆的过程,水解反应,合成反应,水解酶,合成酶,活细胞内多种场所,细胞质基质、线粒体、叶绿体,放能,吸能,用于各项生命活动,储存于ATP中,高能磷酸键,呼吸作用（化学能）、 光合作用（光能）,4.ATP产生量与O2供给量之间的关系模型分析 (1)生物细胞可以通过无氧呼吸产生少量 ATP，因此在O2为0的时候，其
4、产生量仍有 一定数值，而非0。 (2)当O2供给量增多，有氧呼吸明显加强。 ATP的产生随之增加，但当O2供给量达到 一定值后，其产生量不再增加，是由于酶、有机物、ADP或磷酸的限制因素所致。 (3)当横坐标表示呼吸强度时，ATP的产生量曲线应该从原点开始。,探究思考： ATP是唯一的高能磷酸化合物吗？ 答案：不是。在肌肉或其他兴奋性组织（如脑和神经）中还有一种高能磷酸化合物磷酸肌酸，是高能磷酸基的暂时贮存形式。磷酸肌酸水解时，每摩尔化合物释放43.05千焦的自由能，比ATP释放的能量（每摩尔30.54千卡）多些。磷酸肌酸能在肌酸激酶的催化下，将其磷酸基转移到ADP分子中。当一些ATP用于肌肉
5、收缩时，就会产生ADP。其化学反应为： ADP+磷酸肌酸(CP) ATP+肌酸(C),磷酸肌酸激酶,肌酸激酶,特别说明： 细胞中重要的能源物质葡萄糖； 植物细胞中储存能量的物质淀粉； 动物细胞中储存能量的物质糖原； 生物体内主要储存能量的物质脂肪； 生物体进行各项生命活动的主要能源物质糖类； 生物体进行各项生命活动的直接能源物质ATP； 生物体进行各项生命活动的最终能源太阳能。,练： (2008年广东卷)关于叶肉细胞在光照条件下产生ATP的描述，正确的是（ ） A无氧条件下，光合作用是细胞ATP的唯一来源 B有氧条件下，线粒体、叶绿体和细胞质基质都能产生ATP C线粒体和叶绿体合成ATP都依赖
6、氧 D细胞质中消耗的ATP均来源于线粒体和叶绿体,B,第5章 细胞的能量供应和利用,第3节 ATP的主要来源细胞呼吸,呼吸全过程的三个连续环节,有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，最终生成CO2或其他产物，并且释放出能量的总过程。,细胞呼吸的概念：,细胞内,氧化分解,生成CO2,释放出能量,其他产物,又叫生物氧化。,实质：氧化分解有机物,释放能量。,线粒体结构和功能相适应的特点 。,思考：,内膜部分向内折叠成嵴，使内膜的表面积大大增加。内膜、嵴和基质中含有各种有氧呼吸的酶,一、有氧细胞呼吸的过程示意图,有氧呼吸的三个阶段,葡萄糖的分解,C6H12O6,酶,2CH3COCOOH （丙酮酸）+4
7、H + 2 ATP,场所：细胞质基质,丙酮酸彻底分解,酶,6CO2 +20 H + 2 ATP,场所：线粒体基质,2C3H4O3,（丙酮酸）,H的氧化,酶,12H2O + 34 ATP,场所：线粒体内膜,24H + 6O2,+6H2O,主要场所：,线粒体,能量(2870kJ/mol)去向：,大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。,(1709kJ/mol,约60%),(1161kJ/mol,约40%)合成ATP?,氧,多种酶,葡萄糖,CO2,H2O,能量,彻底氧化分解,许多A
8、TP,能量,定义：,葡萄糖,过程：,二、无氧呼吸,场所： 细胞质基质,无氧呼吸总反应式,C6H12O6,酶,2 C3H6O3(乳酸),+ 少量能量,C6H12O6,2 C2H5OH(酒精),+ 2CO2 + 少量能量,酶,同样是分解葡萄糖，为何无氧呼吸只能释放少量能量？,发酵:,微生物的呼吸作用,如:酒精发酵、乳酸发酵,无氧呼吸中葡萄糖分子中的大部分能量存留在酒精或乳酸中,在无氧条件下，1 mol葡萄糖分解成乳酸时，共放出196.65 kJ的能量，其中61.08 kJ的能量储存在ATP（？）中，其余能量都以热能的形式散失。,识图提示：应关注各阶段的场所、反应物、生成物及条件。,有氧呼吸与无氧呼
9、吸的比较,有氧呼吸,无氧呼吸,不 同 点,相同点,场所,条件,产物,能量,联系,实质,细胞质基质、线粒体,细胞质基质,需氧、酶,不需氧、需酶,CO2、H2O,酒精和CO2或乳酸,释放大量能量,释放少量能量,第一阶段完全相同,分解有机物，释放能量,提醒 (1)有氧呼吸第一、二阶段产生的H用于第三阶段与O2结合生成水；无氧呼吸第一阶段产生的H用于第二阶段将丙酮酸还原为C2H5OH和CO2或乳酸。 (2)有氧呼吸中H2O既是反应物，又是生成物，且生成的H2O中的氧全部来自O2。 (3)不同生物无氧呼吸的产物不同，直接原因是由于参与催化反应的酶不同。根本原因是 基因的不同 (4)有氧呼吸中氧元素的来源
10、和去路,5有氧呼吸过程中，反应物中的葡萄糖、水、O2分别在第一、第二、第三阶段被利用，产物中的CO2和H2O分别在第二、第三阶段形成。 6原核生物无线粒体，但有些生物仍能进行有氧呼吸，如蓝藻、硝化细菌等。 7悠闲的慢跑运动，提高心肺活动量，吸入充足O2进行有氧呼吸！竞技性短跑、中长跑则是在机体O2不充足条件下，主要依靠无氧呼吸产生ATP而支持快速运动！ 8、有H2O生成一定是有氧呼吸，有CO2生成一定不是乳酸发酵。 9、无氧呼吸只释放少量能量，且只是在第一阶段葡萄糖氧化成丙酮酸过程中，其余的能量储存在分解不彻底的氧化产物酒精或乳酸中。 10、水稻等植物长期水淹后烂根的原因：无氧呼吸的产物酒精对
11、细胞有毒害作用。玉米种子烂胚的原因：无氧呼吸产生的乳酸对细胞有毒害作用。 11、无线粒体的真核生物（细胞）如人成熟红细胞、蛔虫等只能进行无氧呼吸。,1、在线粒体内产生ATP，它是否消耗ATP？哪些生理过程消耗ATP？,思考：,是。线粒体中DNA的复制、转录、翻译等生理过程。,2、有机物中的能量经过一系列的化学反应逐步释放的意义是什么？,便于能量的转移和利用，尽可能地将能量转移到ATP,总结：有氧呼吸过程中： 1、水参与和合成水的阶段分别是第 和第 阶段。 2、产生【H】的阶段是第 阶段。 【H】作为还原剂，用于还原 。 3、产生CO2的阶段是 ，场所 。 4、吸进的O2是在 阶段参与反应的，场
12、所是 ，作用是 。 5、产生ATP的阶段是： 产生ATP最多的阶段是： 有氧呼吸的主要场所是： 6、丙酮酸进入线粒体穿过 层生物膜，其进入线粒体的条件是：,二,三,一、二,O2,第二阶段,线粒体基质,第三阶段,线粒体内膜,与【H】结合生成水,一、二、三阶段,第三阶段,线粒体,2,有O2存在,练习1：下列有关细胞呼吸的叙述正确的是：,A.有氧呼吸中参加反应的水和产生的水场所相同。 B.无氧呼吸只在第一阶段释放少量能量，产生少量ATP。 C.人剧烈运动时产生的CO2是有氧呼吸和无氧呼吸的共同产物。 D. 无氧呼吸与有氧呼吸是细胞内两个完全不同的过程。 学案64页典例,B,1.为生物体的生命活动提供
13、能量。,三、呼吸作用的意义：,2.为其他化合物的合成提供原料。,四、实验探究酵母菌细胞的呼吸方式,课本P92页及学案64页 1、原理 2、检验产物：CO2？ 酒精？ 3、实验装置 4、实验现象： 5、实验结论： 想一想：酸性条件下的重铬酸钾可以检测有无酒精存在，这一原理在日常生活中有何用处？,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。 (2)CO2可使澄清石灰水变浑浊，也可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄。根据石灰水浑浊程度或溴麝香草酚蓝水溶液变成黄色的时间长短，可以检测酵母菌培养液中CO2
14、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。,注意事项,(1)通入A瓶的空气中不能含有CO2（怎么处理？），以保证使第三个锥形瓶中的澄清石灰水变浑浊是由酵母菌有氧呼吸产生的CO2所致。 (2)B瓶应封口放置一段时间，待酵母菌将B瓶中的氧气消耗完，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶，确保通入澄清石灰水中的CO2是由无氧呼吸产生的。,C6H12O6 酶 2C3H6O3 （乳酸） +能量,有氧呼吸反应式,无氧呼吸反应式,五、判定细胞呼吸类型的三大依据（64页） 1、如何据CO2释放量和O2消耗量判断细胞呼吸状况？,在以C6H12O6为呼吸底物情况下，CO2释放量和O2的消耗量是判断细胞呼吸类型的重要依据，总结如下： （1）无CO2释放时，细胞只进行 此种情况下，容器内气体体积不发生变化，如马铃薯块茎的无氧呼吸。 (2)不消耗O2，但产生CO2 ，细胞只进行 。此种情况下容器内气体体积可增大，如酵母菌的无氧呼吸。,产生乳酸的无氧呼吸，,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 ，此种情况下，容器内气体体积不变化，但若将CO2用NaOH溶液吸收，可引起气体体积减少。 （4）当CO2释放量大于O2消耗量时，细胞 ，,有氧呼吸(或同时进行有氧呼吸和产生乳酸的的无氧呼吸),同时进行产生酒精的无氧
