ATP和细胞呼吸.ppt

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1、（1 1 1 1）细胞中主要是由什么细胞器来产生能量的？）细胞中主要是由什么细胞器来产生能量的？）细胞中主要是由什么细胞器来产生能量的？）细胞中主要是由什么细胞器来产生能量的？（2 2 2 2）细胞中有哪些生理过程在不断地消耗着能量？）细胞中有哪些生理过程在不断地消耗着能量？）细胞中有哪些生理过程在不断地消耗着能量？）细胞中有哪些生理过程在不断地消耗着能量？（3 3 3 3）细胞内存在有糖类、脂肪等有机物，这些有机）细胞内存在有糖类、脂肪等有机物，这些有机）细胞内存在有糖类、脂肪等有机物，这些有机）细胞内存在有糖类、脂肪等有机物，这些有机 物含有大量且稳定的能量，但某项生命活动可能不用物含有大

2、量且稳定的能量，但某项生命活动可能不用物含有大量且稳定的能量，但某项生命活动可能不用物含有大量且稳定的能量，但某项生命活动可能不用 大量的能量就足以进行，而且糖类、脂肪中储存的能大量的能量就足以进行，而且糖类、脂肪中储存的能大量的能量就足以进行，而且糖类、脂肪中储存的能大量的能量就足以进行，而且糖类、脂肪中储存的能 量又过于稳定，不易被生物体利用，细胞又是怎样解量又过于稳定，不易被生物体利用，细胞又是怎样解量又过于稳定，不易被生物体利用，细胞又是怎样解量又过于稳定，不易被生物体利用，细胞又是怎样解 决这一矛盾的呢？决这一矛盾的呢？决这一矛盾的呢？决这一矛盾的呢？用小刀将数十只萤火虫的用小刀将数

3、十只萤火虫的用小刀将数十只萤火虫的用小刀将数十只萤火虫的发光器割下发光器割下发光器割下发光器割下,干燥后研磨成粉末干燥后研磨成粉末干燥后研磨成粉末干燥后研磨成粉末,取三等份分别装入三支试管取三等份分别装入三支试管取三等份分别装入三支试管取三等份分别装入三支试管,各各各各加入少量水使之混合加入少量水使之混合加入少量水使之混合加入少量水使之混合,置于暗处置于暗处置于暗处置于暗处,可见试管内有淡黄色荧光出现可见试管内有淡黄色荧光出现可见试管内有淡黄色荧光出现可见试管内有淡黄色荧光出现,约过约过约过约过15151515分钟荧光消失分钟荧光消失分钟荧光消失分钟荧光消失萤火虫发光器萤火虫发光器萤火虫发光器

4、萤火虫发光器 AB医用葡萄医用葡萄糖溶液糖溶液2mlATP注射注射液液2ml蒸馏水蒸馏水2mlCBA萤火虫发光器萤火虫发光器的经典实验的经典实验 CATPATP能使离体的发光器重新发光能使离体的发光器重新发光是直接能源物质是直接能源物质 具有改善肌体代谢的作用，同时又是具有改善肌体代谢的作用，同时又是体内能量的体内能量的主要来源主要来源。目前普遍用于心力衰竭、心肌梗塞、脑动。目前普遍用于心力衰竭、心肌梗塞、脑动脉硬化、冠状动脉硬化等等，并发现其具有抗癌作用，脉硬化、冠状动脉硬化等等，并发现其具有抗癌作用，可望成为有前景的抑癌剂。可望成为有前景的抑癌剂。功能功能:二、ATP的结构简式 HNH C

5、 NN C CHC C H O O OH N N O H C O P O P O P OH C H H C OH OH OH H C C H OH OHPPPP P P APPP 腺嘌呤腺嘌呤高能磷酸键高能磷酸键核糖核糖腺苷腺苷(A)(A)ATP分子结构 简 式三个磷酸基团三个磷酸基团三磷酸腺苷 ATPATP分子中具有高能磷酸键分子中具有高能磷酸键APPP高能磷酸键高能磷酸键:30.54KJ/mol30.54KJ/molATPATP是细胞内的一种是细胞内的一种高能磷酸化合物高能磷酸化合物+A-PPA-PP PPATPADP Pi(磷酸磷酸)能量+酶酶资料分析资料分析1 1.一个成年人在平静状态

6、下，一个成年人在平静状态下，2424小时将有小时将有40kg40kg的的ATP ATP 发生转化，而细胞内发生转化，而细胞内ATPATP、ADPADP的总量仅有的总量仅有2mg2mg10mg10mg。2.2.用用3232P P标记磷酸加入细胞培养液中，短时间内快速分标记磷酸加入细胞培养液中，短时间内快速分 离出离出ATPATP，ATPATP的总量变化不大，但是大部分的总量变化不大，但是大部分ATPATP末端末端 磷酸基团却已经带有放射性标记。磷酸基团却已经带有放射性标记。ATPATP与与ADPADP的相互转化：的相互转化：能量的储存能量的 释放 ATP 酶酶 ADP+Pi +能量能量ADP+P

7、i+能量 酶酶 ATP2.ATP2.ATP的含量处在动态平衡之中，保证了稳定的含量处在动态平衡之中，保证了稳定 供能。供能。1.1.伴随能量的储存和释放伴随能量的储存和释放 ATP与ADP的相互转化：ATP与ADP的相互转化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ADP+PiADP+Pi能量能量ATPATP酶酶酶酶ADPADP转化成转化成ATPATP时所需能量的主要来源时所需能量的主要来源光合作用光合作用光能光能ATP有机物有机物呼吸作用呼吸作用ATPATPATP是细胞各项生命活动的直接能源是细胞各项生命活动的直接能源比比 较较：有机物有机物ATPATP

8、 是新陈代谢所需能量的是新陈代谢所需能量的 来源来源糖类是生命活动的主要糖类是生命活动的主要 物质物质脂肪是生物体的脂肪是生物体的 物质物质光能光能 是生命活动的是生命活动的最终最终能量来源能量来源直接直接 能源能源储能储能 ATPATP在生物体中的绝对含量是极小的，但生在生物体中的绝对含量是极小的，但生 物体中的每一个细胞每时每刻都在消耗着物体中的每一个细胞每时每刻都在消耗着 ATPATP，但在正常情况下，生物体内的，但在正常情况下，生物体内的ATPATP量可量可 满足机体的要求，奥妙何在呢？满足机体的要求，奥妙何在呢？讨讨 论：论：生物体内生物体内生物体内生物体内ATPATPATPATP与

9、与与与ADPADPADPADP的相互转化是非常迅速的的相互转化是非常迅速的的相互转化是非常迅速的的相互转化是非常迅速的ATPATP是生物体新陈代谢所需能量的直接来源是生物体新陈代谢所需能量的直接来源物质可循环利用物质可循环利用能量是不可循环利用能量是不可循环利用反应反应不可逆不可逆ATP 酶酶 ADP+Pi +能量ADP+Pi+能量 酶酶 ATP动动脑动动脑筋筋上面两个反应式可逆的吗？上面两个反应式可逆的吗？2.2.在细胞内，在细胞内，1mol1mol葡萄糖彻底氧化分解后，释放出葡萄糖彻底氧化分解后，释放出2870kJ2870kJ的能量。计算：的能量。计算：1 1分子葡萄糖彻底氧化分解分子葡萄

10、糖彻底氧化分解所释放的能量是所释放的能量是1 1分子分子ATPATP水解所释放能量的多少倍水解所释放能量的多少倍？1.ATP1.ATP的结构式可以简写成（的结构式可以简写成（）A.A-P-PA.A-P-P P B.A-PP B.A-P P P P P C.A C.AP PP-P D.AP-P D.AP P P P P PB（9494）巩固练习巩固练习3.ATP3.ATP分子中大量的化学能储存在分子中大量的化学能储存在 _内。内。2 2分子分子ADPADP中含有的腺苷、磷酸基团、高能磷酸中含有的腺苷、磷酸基团、高能磷酸键的数目依次是键的数目依次是_、_、_个。个。高能磷酸键高能磷酸键242细细

11、胞胞 呼呼 吸吸复复 习习 提提 问问生物体生命活动的生物体生命活动的主主要能源要能源物质是什么？物质是什么？生物体新陈代谢所需能量生物体新陈代谢所需能量的的直接直接来源是什么？来源是什么？葡萄糖葡萄糖ATPATP那么：葡萄糖中储存的能量如何转化为生命活动所那么：葡萄糖中储存的能量如何转化为生命活动所需要的直接能量需要的直接能量ATP的呢？的呢？概念：概念：有机物在有机物在活细胞活细胞内内氧化分解氧化分解为二氧化碳和水为二氧化碳和水或分解为一些不彻底的氧化产物，并且伴随或分解为一些不彻底的氧化产物，并且伴随着着能量释放能量释放的过程。的过程。实质：实质：生物氧化生物氧化 特征：特征：1、温和条

12、件下逐步进行、温和条件下逐步进行2、需酶的作用、需酶的作用3、能量分段释放、能量分段释放一、细胞呼吸一、细胞呼吸“呼吸呼吸”和和“呼吸作用呼吸作用”有什么区别有什么区别？“呼吸呼吸”是指生物体或细胞吸入氧气和呼出二氧是指生物体或细胞吸入氧气和呼出二氧化碳的过程，而化碳的过程，而“呼吸作用呼吸作用”是指细胞内有机物分是指细胞内有机物分解释放能量的过程。解释放能量的过程。思考思考 “呼吸呼吸”是是“呼吸作用呼吸作用”的前提和基础，没有呼的前提和基础，没有呼吸过程吸入的氧气，就不能进行呼吸作用；而吸过程吸入的氧气，就不能进行呼吸作用；而“呼呼吸作用吸作用”是是“呼吸呼吸”的继续。的继续。“呼吸呼吸”

13、和和“呼吸作用呼吸作用”有什么联系有什么联系？思考思考细胞内细胞内 +糖糖 类类+水水 COCO2 2能能 量量呼吸作用（本质）呼吸作用（本质）高等动物的呼吸现象和呼吸作用高等动物的呼吸现象和呼吸作用O2O2呼吸（现象）呼吸（现象）呼吸器官呼吸器官血液循环血液循环血液循环血液循环呼吸器官呼吸器官COCO2 2气体运输气体运输+二、细胞呼吸的类型二、细胞呼吸的类型有氧呼吸有氧呼吸无氧呼吸无氧呼吸细胞呼吸细胞呼吸（一）（一）有氧呼吸有氧呼吸1 1、概念：、概念：细胞在氧气的参与下，细胞在氧气的参与下，通过酶的催化作用，把糖类等有机通过酶的催化作用，把糖类等有机物物彻底氧化分解彻底氧化分解，产生二氧

14、化碳和，产生二氧化碳和水，同时释放水，同时释放大量能量大量能量的过程。的过程。自主构建自主构建有氧呼吸的场所是什么有氧呼吸的场所是什么有氧呼吸有氧呼吸分为哪几个阶段分为哪几个阶段哪个阶段会产生哪个阶段会产生H H的去向如何的去向如何每个阶段都释放能量吗每个阶段都释放能量吗 各阶段释放各阶段释放能量的量有何不同能量的量有何不同有机物中储存的能量去向如何有机物中储存的能量去向如何各个阶段发生了什么化学反应各个阶段发生了什么化学反应C C6 6H H1212O O6 62 2、有有氧氧呼吸的过程呼吸的过程2 2丙酮酸丙酮酸酶酶6CO6CO2 24H4H 少量能量少量能量少量能量少量能量酶酶6H6H2

15、 2O O20H20H 12H12H2 2O O6O6O2 2酶酶大量能量大量能量线粒体线粒体细胞质基质细胞质基质有氧呼吸有氧呼吸 场场 所所 反应物反应物 产产 物物 释释能能第一阶段第一阶段第二阶段第二阶段第三阶段第三阶段有氧呼吸三个阶段的比较有氧呼吸三个阶段的比较细胞质细胞质基质基质主要是主要是葡萄糖葡萄糖丙酮酸丙酮酸HH少量少量丙酮酸丙酮酸H H2 2O OCOCO2 2、HH少量少量HH、O O2 2H H2 2O O大量大量线粒体线粒体线粒体线粒体3 3、有氧呼吸的总反应式：有氧呼吸的总反应式：C C6 6H H1212O O6 6+6H+6H2 2O+6O+6O O2 26CO6

16、CO2 2+12H+12H2 2O O+酶酶能量能量 1mol葡萄糖释放葡萄糖释放2870KJ，有，有1161KJ转移至转移至ATP（合成合成38molATP）例例1.下图是有氧呼吸的过程图解，请依图回答：下图是有氧呼吸的过程图解，请依图回答：C6H12O123O2酶酶酶酶456酶酶H H (1)写出长方框内写出长方框内1、2、3所所依次代表的物质名称：依次代表的物质名称：、_、。(2)依次填出椭圆框内依次填出椭圆框内4、5、6所代表的能量的多少所代表的能量的多少 、_、。(3)有氧呼吸的主要场所是有氧呼吸的主要场所是 _，进入该场所的呼吸，进入该场所的呼吸底物是底物是_。(4)用含用含18O

17、的葡萄糖跟踪有的葡萄糖跟踪有氧呼吸过程中的氧原子，氧呼吸过程中的氧原子，18O转移的途径是转移的途径是_葡萄糖葡萄糖丙酮酸丙酮酸二氧化碳二氧化碳H2O丙酮酸丙酮酸CO2少少少少大量大量线粒体线粒体丙酮酸丙酮酸6思考题思考题1.C1.C6 6H H1212O O6 6在细胞内分解到丙酮酸的过程中，下列叙述正确的是：在细胞内分解到丙酮酸的过程中，下列叙述正确的是：A A、在线粒体中进行无氧呼吸在线粒体中进行无氧呼吸 B B、需在的氧条件下进行需在的氧条件下进行C C、不产生不产生COCO2 2 D D、反应速度不受温度的影响反应速度不受温度的影响2.C2.C6 6H H1212O O6 6 是细胞

18、进行有氧呼吸最常利用的物质。将一只实验是细胞进行有氧呼吸最常利用的物质。将一只实验小鼠放入含有放射性小鼠放入含有放射性1818O O2 2气体的容器内，气体的容器内，1818O O2 2进入细胞后，最先进入细胞后，最先出现的放射性化合物是：出现的放射性化合物是：A A、丙酮酸丙酮酸 B B、乳酸乳酸 C C、COCO2 2 D D、H H2 2O OC CD D 指细胞在指细胞在无氧无氧条件下，通过条件下，通过酶酶的催化作用，把葡萄糖等的催化作用，把葡萄糖等有机物有机物分分解成为解成为不彻底的氧化产物不彻底的氧化产物，同时释，同时释放放少量能量少量能量的过程。的过程。1.概念：概念：（二）、无

19、氧呼吸（二）、无氧呼吸自主构建自主构建无氧呼吸的场所是什么无氧呼吸的场所是什么无氧呼吸无氧呼吸分为哪几个阶段分为哪几个阶段各阶段发生了什么样的反应各阶段发生了什么样的反应每个阶段都释放能量吗每个阶段都释放能量吗 各阶段释放各阶段释放能量是大量还是少量能量是大量还是少量无氧呼吸产生的产物有哪些无氧呼吸产生的产物有哪些2无氧呼吸的过程无氧呼吸的过程葡萄糖的初步分解葡萄糖的初步分解C C6 6H H1212O O6 6酶酶+能量能量（少量少量）场所：细胞质基质场所：细胞质基质2 2丙酮酸丙酮酸+4H4H 单击画面继续丙酮酸不彻底分解丙酮酸不彻底分解 场所：细胞质基质场所：细胞质基质 A.A.乳酸发酵

20、乳酸发酵酶酶2C2C3 3H H6 6O O3 3(乳酸乳酸)B.B.酒精发酵酒精发酵酶酶2C2C2 2H H5 5OHOH(酒精酒精)+2CO+2CO2 22 2丙酮酸丙酮酸+4H4H 2 2丙酮酸丙酮酸+4H4H 例：高等动物、乳酸菌、高等植物的某些器官（马铃例：高等动物、乳酸菌、高等植物的某些器官（马铃薯块茎、甜菜块根等）薯块茎、甜菜块根等）例：大多数植物、酵母菌例：大多数植物、酵母菌单击画面继续总总反应式：反应式：C C6 6H H1212O O6 6酶酶2C2C3 3H H6 6O O3 3(乳酸乳酸)+能量能量C C6 6H H1212O O6 6酶酶2C2C2 2H H5 5OH

21、OH(酒精酒精)+2CO2CO2 2+能量能量能量去向能量去向1mol葡萄糖分解为乳酸后，共放出196.65kJ的能量，其中有61.08KJ的能量储存在ATP中，其余的能量以热能的形式散失,未释放的能量储存在何处？问：问：为什么不同生物无氧呼吸的产物不同？为什么不同生物无氧呼吸的产物不同？无氧呼吸和有氧呼吸有何异同？无氧呼吸和有氧呼吸有何异同？类型项目 有有氧氧呼吸呼吸 无无氧氧呼吸呼吸区区 别别 场场 所所 条条 件件 产产 物物 释释 能能 联联 系系细胞质基质、线粒细胞质基质、线粒体（主要）体（主要）细胞质基质细胞质基质需需氧、酶等氧、酶等不需氧、需酶不需氧、需酶较较 多多较较 少少两者

22、第一阶段相同两者第一阶段相同都分解有机物、释放能量都分解有机物、释放能量（3 3）、）、有氧呼吸与无氧呼吸的比较有氧呼吸与无氧呼吸的比较二氧化碳和水二氧化碳和水酒精和二氧酒精和二氧化碳或乳酸化碳或乳酸三、三、细胞呼吸意义细胞呼吸意义1.为生命活动提供能量为生命活动提供能量2.为体内其他化合物的合成提供原料为体内其他化合物的合成提供原料四、四、影响细胞呼吸的因素影响细胞呼吸的因素1 1、温度：植物最适、温度：植物最适25-3025-30温度温度呼吸呼吸速率速率应用：贮存水果时，适当降低温度能延长保存时间应用：贮存水果时，适当降低温度能延长保存时间 在农业上，夜晚适当降低温度，可以减少呼吸作在农业

23、上，夜晚适当降低温度，可以减少呼吸作用对有机物的消耗用对有机物的消耗 2 2、O O2 2：/CO/CO2 2释释放量放量O O2 2浓度浓度一定范围内，有氧呼吸随氧气浓度升高而增大，无氧呼一定范围内，有氧呼吸随氧气浓度升高而增大，无氧呼吸则受到抑制。吸则受到抑制。问：问：中耕松土有何作用？中耕松土有何作用？水稻生产中适时露田和晒田的目的是什么？水稻生产中适时露田和晒田的目的是什么？呼吸作用的强度 右图表示大气中氧的浓度对植物组织内CO2产生的影响,试据图回答:(1)A点表示植物组织释放CO2较多,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

24、的释放量又不断增加,其主要原因是 。(4)为了有利于贮藏蔬菜或水果,贮藏室内的氧气应调节到图中的哪一点所对应的浓度?采取这一措施的理由是_ _。A A 无氧无氧呼吸呼吸氧气增加，无氧呼吸氧气增加，无氧呼吸受抑制受抑制,有氧呼吸很有氧呼吸很微弱微弱氧气充足时，氧气充足时，有氧呼吸加强有氧呼吸加强，释放，释放COCO2 2量增多量增多B B点点。因为这时有氧呼吸很微弱，无氧呼吸又受到因为这时有氧呼吸很微弱，无氧呼吸又受到抑制，糖类等有机物分解得最慢。抑制，糖类等有机物分解得最慢。3、水、水细胞含水量高，代谢增强。所以，稻谷等种子细胞含水量高，代谢增强。所以，稻谷等种子在贮藏前要晾晒，甚至风干，减少

25、水分，降低在贮藏前要晾晒，甚至风干，减少水分，降低呼吸消耗呼吸消耗练习练习1：种子在浸水和不浸水的情况下进行种子在浸水和不浸水的情况下进行细胞呼吸都能产生（细胞呼吸都能产生（）A.A.葡萄糖葡萄糖葡萄糖葡萄糖 B.B.B.B.丙酮酸丙酮酸丙酮酸丙酮酸 C.C.C.C.乳酸乳酸乳酸乳酸 D.D.D.D.酒精酒精酒精酒精B提示：提示：种子在浸水时进行无氧呼吸；种子在浸水时进行无氧呼吸；不浸水是进行有氧呼吸。不浸水是进行有氧呼吸。有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段相同有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段相同巩巩 固固 练练 习习思考题思考题?2.2.如果酵母菌在进行有氧呼吸和酒精发酵时，如果酵母菌在进行有氧呼吸和

26、酒精发酵时，分解葡萄糖产生等量的分解葡萄糖产生等量的COCO2 2 那么这两种呼吸那么这两种呼吸作用所消耗葡萄糖的摩尔数之比是作用所消耗葡萄糖的摩尔数之比是A A、1 1：2 2B B、1 1：3 3C C、1 1：4 4D D、1 1：6 63 3、一一运运动动员员正正在在进进行行长长跑跑锻锻练练，从从他他的的大大腿腿肌肌细细胞胞中中检检测测到到3 3种种化化学学物物质质，其其浓浓度度变变化化如如下下图图。图图中中P P、Q Q、R R三曲线依次代表三曲线依次代表 A A、O O2 2、COCO2 2、乳酸乳酸 B B、乳酸、乳酸、COCO2 2、O O2 2 C C、COCO2 2、O O

27、2 2、乳酸乳酸 D D、COCO2 2、乳酸、乳酸、O O2 24、酵母菌在有氧的条件下进行有氧呼吸，在无氧条件下、酵母菌在有氧的条件下进行有氧呼吸，在无氧条件下进行无氧呼吸。进行无氧呼吸。将酵母菌研磨、离心后，得到将酵母菌研磨、离心后，得到上清液（含细胞质基质）和沉淀物（含细胞器）。上清液（含细胞质基质）和沉淀物（含细胞器）。把等量的上清液、沉淀物和未曾离心的均浆分别把等量的上清液、沉淀物和未曾离心的均浆分别防入甲、乙、丙防入甲、乙、丙3个试管中，进行四项独立实验（见右图）个试管中，进行四项独立实验（见右图）（1）向）向3个试管中分别加入等量的葡萄糖，各试管的最终产物个试管中分别加入等量的

28、葡萄糖，各试管的最终产物 是：甲是：甲 乙乙 丙丙 （2）向）向3个试管中分别加入等量的丙酮酸，各试管的最终产物个试管中分别加入等量的丙酮酸，各试管的最终产物 是：甲是：甲 乙乙 丙丙 （3）在隔绝空气的情况下，重复实验（）在隔绝空气的情况下，重复实验（1），各试管的最终产物），各试管的最终产物 是：甲是：甲 乙乙 丙丙 丙酮酸丙酮酸无反应无反应CO2和和H2O无反应无反应CO2和和H2OCO2和和H2O酒精和酒精和CO2无反应无反应酒精和酒精和CO2下列转变需经哪些生理过程才能实现？下列转变需经哪些生理过程才能实现？光能光能糖类等有机物中稳定的化学能糖类等有机物中稳定的化学能ATPATP中活跃的化学能中活跃的化学能直接用于各种生命活动直接用于各种生命活动光合作用光合作用细胞呼吸细胞呼吸ATPATP水解水解思考思考