ATP能量的主要来源.ppt

第三节第三节ATP能量的主要来源能量的主要来源 细胞呼吸细胞呼吸18世纪，法国化学家拉瓦锡发现物质燃烧时世纪，法国化学家拉瓦锡发现物质燃烧时需氧气，并把呼吸作用比作需氧气，并把呼吸作用比作“缓慢燃烧过程缓慢燃烧过程”。后来人们发现呼吸作用的实质是有机物氧化分解，后来人们发现呼吸作用的实质是有机物氧化分解，并释放能量。并释放能量。讨论：讨论：1.1.呼吸作用与物质的燃烧有什么共同点？呼吸作用与物质的燃烧有什么共同点？2.2.呼吸作用能够像燃料在体外燃烧那么快吗？呼吸作用能够像燃料在体外燃烧那么快吗？3.3.在无氧条件下，细胞还能够通过呼吸作用释放在无氧条件下，细胞还能够通过呼吸作用释放 能量吗？能量吗？一、细胞呼吸的概念 细胞呼吸主要是指有机物有机物（糖类、脂质和蛋白质等）在活细胞内经过一系列的氧化分解氧化分解，生成二氧化碳和水二氧化碳和水或一一些不彻底的氧化产物些不彻底的氧化产物（酒精或乳酸），释放能量并生成的ATP的过程。物质燃烧也是物质的氧化分解，燃烧物质燃烧也是物质的氧化分解，燃烧和细胞呼吸有何异同呢？和细胞呼吸有何异同呢？燃烧燃烧呼吸作用呼吸作用环境环境体外体外细胞内细胞内速度速度快速快速缓慢缓慢共同点：共同点：都是物质的氧化分解；都能产生二氧化碳；都是物质的氧化分解；都能产生二氧化碳；都能释放出能量。都能释放出能量。不同点：不同点：细胞呼吸的特点细胞呼吸的特点 有机物在酶的催化下，在温和有机物在酶的催化下，在温和的条件下氧化分解，能量逐步释放出的条件下氧化分解，能量逐步释放出来，没有剧烈的发光发热现象。来，没有剧烈的发光发热现象。细胞呼吸的方式一、有氧呼吸一、有氧呼吸二、无氧呼吸二、无氧呼吸酵母菌时一类单细胞真菌，常用于酿酒和发面。酵母菌时一类单细胞真菌，常用于酿酒和发面。一位学生为了探究酵母菌的呼吸类型，曾经设一位学生为了探究酵母菌的呼吸类型，曾经设计和进行过一个实验计和进行过一个实验 一段时间后，一段时间后，澄清的石灰水澄清的石灰水变浑浊变浑浊酵母菌和酵母菌和葡萄糖液葡萄糖液酵母菌和酵母菌和葡萄糖液葡萄糖液油脂层油脂层实验后，他得出结论：酵母菌能进行有实验后，他得出结论：酵母菌能进行有氧呼吸。也能进行无氧呼吸。氧呼吸。也能进行无氧呼吸。有氧呼吸 有氧呼吸是细胞呼吸的主要类型，有氧呼吸是细胞呼吸的主要类型，是活细胞在氧气的参与下，通过多种酶是活细胞在氧气的参与下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物彻底氧的催化作用，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生二氧化碳和水，同时释放化分解，产生二氧化碳和水，同时释放大量能量，生成许多大量能量，生成许多ATPATP的过程。的过程。场所：线粒体场所：线粒体 当活细胞以葡萄糖为当活细胞以葡萄糖为“燃料燃料”时，有氧呼吸过程主要包括三个阶段。时，有氧呼吸过程主要包括三个阶段。有氧细胞呼吸的过程示意图有氧细胞呼吸的过程示意图反应过程：葡萄糖（葡萄糖（C6H12O6）少量能量少量能量酶O2H2OCO2酶酶第一阶段第二阶段第三阶段HH HH H2O（线粒体基质）（线粒体基质）（线粒体内膜）（线粒体内膜）（细胞质基质）（细胞质基质）2丙酮酸丙酮酸少量能量少量能量大量能量大量能量三个阶段的场所、产物分别是什么？释放的能量、生成三个阶段的场所、产物分别是什么？释放的能量、生成ATP的量的量又是怎样？又是怎样？有氧呼吸可分为三个阶段有氧呼吸可分为三个阶段 第一阶段：第一阶段：C C6 6H H1212OO6 6 酶酶 2 2丙酮酸丙酮酸+少量的少量的 HH+少量少量ATPATP 场所：细胞质基质场所：细胞质基质 第二阶段：第二阶段：丙酮酸丙酮酸+H+H2 2O O 酶酶 CO CO2 2 +大量大量H H +少量少量ATPATP 场所：线粒体场所：线粒体 第三阶段：第三阶段：HH+OO2 2 酶酶 H H2 2O+O+大量大量ATPATP 场所：线粒体场所：线粒体有氧呼吸定义有氧呼吸定义:以葡萄糖为底物，细胞有氧呼吸的总以葡萄糖为底物，细胞有氧呼吸的总反应式为：反应式为：通过细胞呼吸，1mol葡萄糖在彻底氧化分解后，共释放约28702870kJ的能量，其中约1161kJ储存在ATP中，其余主要以热能的形式散失掉。无氧呼吸的定义无氧呼吸的定义 无氧呼吸是指活细胞无需氧气无氧呼吸是指活细胞无需氧气参与，通过酶的催化作用，把葡萄参与，通过酶的催化作用，把葡萄糖等有机物不彻底氧化分解成为乙糖等有机物不彻底氧化分解成为乙醇和二氧化碳或乳酸等物质，同时醇和二氧化碳或乳酸等物质，同时释放较少能量的过程。释放较少能量的过程。场所：细胞质基质场所：细胞质基质无氧呼吸的反应式无氧呼吸的反应式 若以葡萄糖为底物，则细胞无氧呼吸若以葡萄糖为底物，则细胞无氧呼吸的总反应式可归纳为：的总反应式可归纳为：高等植物：高等植物：人和动物人和动物C6H12O62C2H5OH（酒精）+2CO2 +能量 酶C6H12O62C3H6O3（乳酸）+能量 酶无氧呼吸的意义无氧呼吸的意义 高等植物在水淹的情况下，可以进高等植物在水淹的情况下，可以进行短暂的无氧呼吸，将葡萄糖分解为行短暂的无氧呼吸，将葡萄糖分解为乙醇和二氧化碳，释放出能量以适应乙醇和二氧化碳，释放出能量以适应缺氧环境条件。缺氧环境条件。人在剧烈运动时，需要在相对较短人在剧烈运动时，需要在相对较短的时间内消耗大量的能量，肌肉细胞的时间内消耗大量的能量，肌肉细胞则以无氧呼吸的方式供给能量，满足则以无氧呼吸的方式供给能量，满足人体的需要。人体的需要。有氧呼吸和无氧呼吸有那些主要有氧呼吸和无氧呼吸有那些主要区别？区别？1.1.研究发现，发生在细胞中的有氧呼吸研究发现，发生在细胞中的有氧呼吸和无氧呼吸在反应场所、是否需要氧气、和无氧呼吸在反应场所、是否需要氧气、最终的产物和释放能量的多少等方面存在最终的产物和释放能量的多少等方面存在明显的区别（如图）。明显的区别（如图）。无氧呼吸无氧呼吸 2.2.在无氧呼吸中，在无氧呼吸中，1 1molmol葡萄糖氧化分葡萄糖氧化分解或乳酸时，只产生解或乳酸时，只产生2 2molATPmolATP；而在有而在有氧呼吸中，氧呼吸中，1 1molmol葡萄糖完全氧化时，能葡萄糖完全氧化时，能够产生够产生36363838molATPmolATP。3、有氧呼吸和无氧呼吸 途径的比较 类型类型比较项目比较项目 ATP场场 所所细胞质基质、细胞质基质、线粒体线粒体细胞质基质细胞质基质是否需氧是否需氧需需 要要不需要不需要分解产物分解产物二氧化碳和水二氧化碳和水二氧化碳、二氧化碳、酒精或乳酸酒精或乳酸释放能量释放能量较较 多多较较 少少有氧呼吸有氧呼吸无氧呼吸无氧呼吸有氧有氧呼吸与无氧呼吸之间的区别：呼吸与无氧呼吸之间的区别：较较 多多较较 少少细胞呼吸原理的应用细胞呼吸原理的应用细胞呼吸的中间产物是各种有机物之间转化的枢纽，细胞呼吸原理在生产实践中有广泛的应用。1.发酵技术发酵技术 2.农业生产农业生产 3.粮食储藏和果蔬保鲜粮食储藏和果蔬保鲜1.发酵技术生产啤酒、果酒和白酒等生产啤酒、果酒和白酒等生产乳酸类、柠檬酸类饮料生产乳酸类、柠檬酸类饮料生产味精、酱油和醋生产味精、酱油和醋应用于垃圾、废水的处理应用于垃圾、废水的处理利用发酵产生沼气利用发酵产生沼气 珠江啤酒厂珠江啤酒厂2.2.农业生产农业生产 细胞呼吸为植物吸收营养物质、细胞呼吸为植物吸收营养物质、细胞的分裂、植株的生长和发育等提细胞的分裂、植株的生长和发育等提供能量和各种原料，因此，在农业生供能量和各种原料，因此，在农业生产上，要设法适当增强细胞呼吸，以产上，要设法适当增强细胞呼吸，以促进作物的生长发育。促进作物的生长发育。例：水稻生产中的适时露田和晒例：水稻生产中的适时露田和晒田等措施的实质就是为了改善土壤通田等措施的实质就是为了改善土壤通气条件以增强根系的细胞呼吸。气条件以增强根系的细胞呼吸。水生植物的通气水生植物的通气组织组织3.3.粮食储藏和果蔬保鲜粮食储藏和果蔬保鲜 细胞呼吸要消耗有机物，使有机物积细胞呼吸要消耗有机物，使有机物积累减少。因此，对粮食储藏和果蔬保鲜累减少。因此，对粮食储藏和果蔬保鲜来说，又要设法降低细胞的呼吸强度，来说，又要设法降低细胞的呼吸强度，尽可能减少有机物的消耗等。尽可能减少有机物的消耗等。粮食储藏粮食储藏 果蔬保鲜果蔬保鲜粮食储藏粮食储藏 粮食储藏时，要注意降低温度粮食储藏时，要注意降低温度和保持干燥，抑制细胞呼吸，延长和保持干燥，抑制细胞呼吸，延长保存期限。保存期限。例：稻谷等种子含水量超过例：稻谷等种子含水量超过14.514.5时，呼吸速率就会骤然增加时，呼吸速率就会骤然增加 ，释放出的热量和水分，会导致粮，释放出的热量和水分，会导致粮食霉变。食霉变。粮食的保存粮食的保存果蔬保鲜 为了抑制细胞呼吸，果蔬储藏时采用降低为了抑制细胞呼吸，果蔬储藏时采用降低氧浓度、冲氮气或降低温度等方法。氧浓度、冲氮气或降低温度等方法。例：苹果、梨、柑、橘等果实在例：苹果、梨、柑、橘等果实在0 011时可储藏几个月不坏；荔枝一般只能短期保时可储藏几个月不坏；荔枝一般只能短期保鲜，但采用低温速冻等方法可保鲜鲜，但采用低温速冻等方法可保鲜6 68 8个月。个月。农村广泛采用密闭的土窖保存水果蔬菜，农村广泛采用密闭的土窖保存水果蔬菜，也是利用水果自身产生的二氧化碳抑制细胞也是利用水果自身产生的二氧化碳抑制细胞呼吸的原理。呼吸的原理。水果的低温保鲜水果的低温保鲜随堂练习：随堂练习：1.让一只白鼠吸入有放射性的18O2，该白鼠体内最先出现含18O的化合物是：()A.二氧化碳 B.水 C.丙酮酸 D.乳酸 2.有甲乙两组等量的酵母菌，甲组进行有氧呼吸，乙组进发酵。若它们消耗了等量的葡萄糖，则它们放出的CO2之和与它 们消的O2之和的比是:()A.1:1 B.3:0 C.4:3 D.6:0 3.有氧呼吸产物的CO2中的氧和H2O中的氧来自：()A.葡萄糖 B.分别来自葡萄糖和氧气 C.氧气 D.分别来自氧气和葡萄糖BCB随堂练习：随堂练习：氧氧 气气 浓浓 度度C CO O 2 2释释放放的的相相对对值值A AB BC C(1).A点表示植物组织释放的CO2较多，则这些CO2是的产物。(2).由A到B，CO2的释放量急剧减少，其原因是：(3).由B到C，CO2的释放量又不断增加，其原因是：(4).为了利于水果和蔬菜的贮藏，贮藏的 氧气应调节到图中的哪一点所对应的浓度？理由是:4.4.据图回答问题：据图回答问题：课后思考：工业酿酒以及醪糟的酿制过程中，课后思考：工业酿酒以及醪糟的酿制过程中，用怎样的用怎样的科学方法科学方法-怎么做怎么做才能够得到较多的酒精？才能够得到较多的酒精？无氧呼吸无氧呼吸受到抑制有氧呼吸逐渐增强B呼吸作用强度最低