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1、第10课时细胞的能量“通货”ATPATP的主要来源细胞呼吸1医学类ATP分子中具有高能磷酸键分子中具有高能磷酸键ATP三磷酸腺苷三磷酸腺苷 高能磷酸键高能磷酸键1、ATP的结构简式：的结构简式：2、ATP是高能磷酸化合物是高能磷酸化合物:简式：简式：A-PPPA腺苷腺苷T三个三个P磷酸基团磷酸基团ATP水解时能放出能量高达水解时能放出能量高达30.54KJ/mol 2医学类ATP与与ADP可以相互转化：可以相互转化：A-PPP水解酶水解酶 合成酶合成酶A-PP+ Pi + ATPADP能量能量思考：此反应式是否为可逆反应？思考：此反应式是否为可逆反应？ATP 酶酶1酶酶2ADP +Pi+能量能
2、量1、从反应条件看从反应条件看： ATP分解是一种水解反应，酶分解是一种水解反应，酶1是水解酶；是水解酶； ATP合成是一种合成反应，酶合成是一种合成反应，酶2是一种合成酶。是一种合成酶。 由酶的专一性知，酶由酶的专一性知，酶1和酶和酶2不是同一种酶不是同一种酶2、从从ATP合成和分解的场所看：合成和分解的场所看： 3、从能量看：从能量看： ATP水解的能量供给生命活动不可能再用来合成水解的能量供给生命活动不可能再用来合成ATP， 因此此反应因此此反应能量是不可逆的，物质是可逆的。能量是不可逆的，物质是可逆的。只要需能的场所，一定有只要需能的场所，一定有ATP分解分解;ATP合成所需能量合成所
3、需能量来自呼吸作用和光合作用来自呼吸作用和光合作用。ATP和和ADP可以相互转化可以相互转化4医学类2、ADP转化成转化成ATP时所需能量的主要来源：时所需能量的主要来源：ADP + Pi+ATP动物和人动物和人绿色植物绿色植物呼呼吸吸作作用用呼呼吸吸作作用用光光合合作作用用酶酶能量能量5医学类ATP机械能渗透能热能电能光能化学能ATPATP的利用：的利用：电能6医学类比较比较： 有机物ATP是新陈代谢所需能量的来源糖类是生命活动的主要物质脂肪是生物体的物质光能是生命活动的最终能量来源直接能源储能7医学类1如图为ATP的结构和ATP与ADP相互转化的关系式。下列说法不正确的是()图1图2A图1
4、中的A代表的是腺嘌呤，b、c为高能磷酸键BATP生成ADP时图1中的c键断裂并释放能量CATP与ADP相互转化过程中物质是可循环利用的，能量是不可逆的D酶1、酶2具有催化作用，不受其他因素的影响D8医学类2下列有关ATP的结构与功能的叙述中，正确的是()AATP分子脱去了两个磷酸基以后的剩余部分就成为DNA的基本组成单位中的一种BATP与ADP的转化过程是可逆反应CATP称为高能化合物，是因为第二个磷酸基很容易从ATP上脱离释放能量D催化ATP与ADP相互转化的酶不同D9医学类 ATP ATP在生物体内含量少，但转化十分迅速，从而使细胞中在生物体内含量少，但转化十分迅速，从而使细胞中的的ATP
5、ATP总是处于一种动态平衡中。总是处于一种动态平衡中。 ATPATP与与ADPADP的相互转化不是可逆反应。因为转化过程中的的相互转化不是可逆反应。因为转化过程中的反应类型、所需酶、能量的来源和去路及反应场所都不完全相反应类型、所需酶、能量的来源和去路及反应场所都不完全相同。但是物质是可循环利用的。同。但是物质是可循环利用的。 ATPATP的形成需要满足的形成需要满足4 4个条件：个条件：2 2种原料种原料(ADP(ADP和和Pi)Pi)、能量、能量和酶。另外合成和酶。另外合成ATPATP的过程中有水生成。的过程中有水生成。 ATPATP初步水解只能断裂远离腺苷初步水解只能断裂远离腺苷(A)(
6、A)的高能磷酸键；若彻的高能磷酸键；若彻底水解则两个高能磷酸键全断裂。底水解则两个高能磷酸键全断裂。归纳：归纳： 1 1ATPATP与与ADPADP的相互转化的相互转化 10医学类 在无氧条件下，可通过无氧呼吸分解有在无氧条件下，可通过无氧呼吸分解有机物，产生少量机物，产生少量ATPATP。 随随O O2 2供应量增多，有氧呼吸明显加强，供应量增多，有氧呼吸明显加强，ATPATP产生量随之增加，但当产生量随之增加，但当O O2 2供应量达到一供应量达到一定值后，定值后，ATPATP产生量不再增加，此时的限制产生量不再增加，此时的限制因素可能是酶、有机物、因素可能是酶、有机物、ADPADP、磷酸
7、等。、磷酸等。2ATP产生量与O2供给量之间的关系曲线11医学类有氧呼吸有氧呼吸 有氧呼吸是指细胞在有氧呼吸是指细胞在氧氧的的参与下，通过酶的催化作参与下，通过酶的催化作用，把糖类等有机物用，把糖类等有机物彻底彻底氧化分解产生出氧化分解产生出二氧化碳二氧化碳和和水水，同时释放出同时释放出大量能大量能量量的过程的过程。1、概念：、概念：12医学类线粒体线粒体“动力工厂动力工厂”（有氧呼吸的主要场所）（有氧呼吸的主要场所）外膜外膜内膜内膜嵴嵴外膜、内膜、嵴、基质（含少量外膜、内膜、嵴、基质（含少量DNADNA和有关酶）和有关酶）功能：功能：结构结构: :有氧呼吸的主要场所有氧呼吸的主要场所1 1、
8、有氧呼吸的主要场所、有氧呼吸的主要场所、有氧呼吸的主要场所、有氧呼吸的主要场所-线粒体线粒体线粒体线粒体2、有氧呼吸最常利用的物质、有氧呼吸最常利用的物质-葡萄糖葡萄糖13医学类有氧呼吸的全过程：有氧呼吸的全过程：第一阶段第一阶段第二阶段第二阶段第三阶段第三阶段C6H12O6 2分子丙酮酸分子丙酮酸少量少量ATP4H酶酶+（ ）细胞质基质细胞质基质2分子丙酮酸分子丙酮酸+6H2O酶酶6CO2+20H+少量少量ATP（线粒体基质）（线粒体基质）6O2+24H酶酶12H2O+大量大量ATP（线粒体内膜）（线粒体内膜）C6H12O6+6H2O+6O2酶酶6CO2+12H2O+能量能量主要的场所：线粒
9、体主要的场所：线粒体（2870kJ、1161kJ)总结各元素的去向总结各元素的去向14医学类无氧呼吸无氧呼吸 的概念的概念 不需要氧不需要氧有机物被分解的不彻底有机物被分解的不彻底释放能释放能 量较少量较少15医学类无氧呼吸的类型无氧呼吸的类型酒精类型酒精类型酵母菌（发酵）、苹果酵母菌（发酵）、苹果C6H12O6 2C2H5OH+2CO2+能量能量酶酶16医学类乳酸类型乳酸类型肌肉缺氧状态下肌肉缺氧状态下不产生不产生CO2C6H12O6 2C3H6O3+能量能量酶酶马铃薯块茎、甜菜的块根马铃薯块茎、甜菜的块根乳酸菌乳酸菌17医学类葡萄糖葡萄糖丙酮酸丙酮酸无氧无氧C2H5OH+CO2+少量能量少
10、量能量C3H6O3+少量能量少量能量（196.65KJ 、61.08kJ)第几阶段释放能量？18医学类1有氧呼吸三个阶段的比较比较项目第一阶段第二阶段第三阶段场所反应物生成物产生ATP量与氧的关系细胞质基质无关线粒体基质线粒体内膜葡萄糖丙酮酸和水H和氧气丙酮酸和H二氧化碳和H水少量少量大量无关有关19医学类项目项目有氧呼吸有氧呼吸无氧呼吸无氧呼吸不不同同点点场所场所条件条件产物产物能量能量特点特点相相同同点点联系联系实质实质意义意义2.有氧呼吸与无氧呼吸的比较细胞质基质细胞质基质和线粒体和线粒体细胞质基质细胞质基质不需不需OO2 2、需酶、需酶需需OO2 2、酶、酶大量大量COCO2 2、HH
11、2 2OO酒精和酒精和COCO2 2或乳酸或乳酸少量少量有机物彻底分有机物彻底分解，能量完全解，能量完全释放释放有机物没有彻有机物没有彻底分解，能量底分解，能量没有完全释放没有完全释放葡萄糖分解为丙酮酸阶段完全相同葡萄糖分解为丙酮酸阶段完全相同分解有机物，释放能量，合成分解有机物，释放能量，合成ATPATP为生物体的各项生命活动提供能量为生物体的各项生命活动提供能量注意有H2O生成一定是有氧呼吸，有CO2生成一定不是乳酸发酵。部分真核生物细胞无线粒体，只能进行无氧呼吸，如蛔虫。不同生物无氧呼吸的产物不同，其直接原因在于催化反应的酶不同，根本原因在于控制酶合成的基因不同。无氧呼吸只释放少量能量，
12、其余能量储存在分解不彻底的氧化产物酒精或乳酸中。水稻等植物长期水淹后烂根的原因是无氧呼吸的产物酒精对细胞有毒害作用。玉米种子烂胚的原因是无氧呼吸产生的乳酸对细胞有毒害作用。21医学类3细胞内糖分解代谢过程如图所示，下列叙述错误的是A植物细胞能进行过程和或过程和B真核细胞的细胞质基质中能进行过程和C动物细胞内，过程比过程释放的能量多D乳酸菌细胞内，过程产生H，过程消耗HB22医学类(1)无CO2释放和O2吸收时，细胞只进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，
13、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P4823医学类24医学类温度、氧气的含量、含水量、CO2的含量影响呼吸作用的主要外界因素（影响呼吸作用的主要外界因素（应用）应用）主要是影响呼吸酶的活性1、温度：植物最适25-30P4825医学类在低氧条件下通常无氧呼吸与有氧呼吸都能发生，氧气的存在对无氧呼吸起抑制作用。有氧呼吸强度随氧浓度的增加而增强。2、氧气26医学类CO2是代谢终产物,增加CO2浓度对呼吸作用有明显的抑制效应。3、二氧化碳一定范围内，细胞呼吸随含水量的增加而增强，随含水量减少而减弱。细胞内
14、自由水的含量越高，呼吸速率越大。例：稻谷等种子含水量超过14.5时，呼吸速率就会骤然增加，释放出的热量和水分，会导致粮食霉变。4、含水量27医学类三细胞呼吸原理的实践应用用透气纱布或“创可贴”包扎伤口：增加通气量，抑制破伤风杆菌的无氧呼吸。(2)酿酒时食醋、味精制作：向发酵罐中通入无菌空气，促进醋酸杆菌、谷氨酸棒状杆菌进行有氧呼吸。土壤松土促进根细胞呼吸作用，有利于主动运输，为矿质元素的吸收供应能量；无土栽培时要及时通入空气，避免因无氧呼吸产生酒精而烂根。早期通气早期通气早期通气早期通气促进酵母菌有氧呼吸，促进酵母菌有氧呼吸，促进酵母菌有氧呼吸，促进酵母菌有氧呼吸， 利于菌种繁殖利于菌种繁殖利
15、于菌种繁殖利于菌种繁殖后期密封发酵罐后期密封发酵罐后期密封发酵罐后期密封发酵罐促进酵母菌无氧促进酵母菌无氧促进酵母菌无氧促进酵母菌无氧 呼吸，利于产生酒精呼吸，利于产生酒精呼吸，利于产生酒精呼吸，利于产生酒精28医学类贮存粮食、水果的条件低氧(不是无氧)、低温；但二者差别在含水量方面，粮食要晒干入库，水果要保持一定湿度。提倡慢跑：促进肌细胞有氧呼吸，防止无氧呼吸产生乳酸使肌肉酸胀。29医学类理论指导理论指导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30医学类(2)CO2
16、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。31医学类2本实验的鉴定试剂及现象试剂鉴定对象实验现象澄清石灰水CO2变混浊(据变混浊程度可确定CO2多少)溴麝香草酚蓝溶液CO2蓝绿黄(据变色的时间快慢确定CO2的多少)重铬酸钾溶液酒精橙色灰绿色(酸性条件)3.3.探究酵母菌细胞呼吸的方式探究酵母菌细胞呼吸的方式(2)现象有氧呼吸澄清的石灰水变浑浊酵母菌培养液的滤液不能使重铬酸钾的浓硫酸溶液变色无氧呼吸澄清
17、的石灰水也变浑浊，但与有氧条件相比，澄清的石灰水也变浑浊，但与有氧条件相比，浑浊程度轻多了浑浊程度轻多了酵母菌培养液的滤液使重铬酸钾的浓硫酸溶液变成酵母菌培养液的滤液使重铬酸钾的浓硫酸溶液变成灰绿色灰绿色3注意问题甲图中氢氧化钠溶液的作用是什么？吸收空气中的二氧化碳，保证通入石灰水的气体中的CO2全部来自酵母菌的细胞呼吸，从而排除空气中CO2对实验结果的干扰。怎样保证乙图中通入石灰水的CO2全部来自酵母菌的无氧呼吸？实验开始时，应将D瓶密封后放置一段时间，以消耗完瓶中氧气，然后再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶，确保通入石灰水的CO2全部是由酵母菌无氧呼吸产生的。在实验过程中发现甲组石灰水变浑浊，很快又变澄清，为什么？后续通入的CO2会和刚产生的碳酸钙沉淀反应，形成了碳酸氢钙，因而石灰水变混浊后，很快又变澄清。如用溴麝香草酚蓝水溶液检测，就可避免这种现象。35医学类4某兴趣小组在室温下进行了酵母菌无氧呼吸的探究实验(如右图)。下列分析错误的是()A滴管中冒出气泡是反应产生CO2的结果B试管中加水的主要目的是制造无氧环境C若试管中的水换成冷水，气泡释放速率下降D被分解的葡萄糖中的能量一部分转移至ATP，其余的存留在酒精中D36医学类技法提炼技法提炼P4937医学类38医学类
