「ATP的主要来源：细胞呼吸（教学课件）」.ppt

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 ATP 三磷酸腺苷 高能磷酸键 1 ATP的结构简式 2 ATP是高能磷酸化合物 简式 A P P P A 腺苷 T 三个 P 磷酸基团 ATP水解时能放出能量高达30 54KJ mol 2 医学类 ATP与ADP可以相互转化 A P P P 水解酶 合成酶 A P P Pi ATP ADP 能量 思考 此反应式是否为可逆反应 ATP ADP Pi 能量 1 从反应条件看 ATP分解是一种水解反应 酶1是水解酶 ATP合成是一种合成反应 酶2是一种合成酶 由酶的专一性知 酶1和酶2不是同一种酶 2 从ATP合成和分解的场所看 3 从能量看 ATP水解的能量供给生命活动不可能再用来合成ATP 因此此反应能量是不可逆的 物质是可逆的 只要需能的场所 一定有ATP分解 ATP合成所需能量来自呼吸作用和光合作用 ATP和ADP可以相互转化 4 医学类 2 ADP转化成ATP时所需能量的主要来源 ADP Pi ATP 动物和人 绿色植物 呼吸作用 呼吸作用 光合作用 酶 5 医学类 机械能 渗透能 热能 电能光能 化学能 ATP的利用 电能 6 医学类 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中的A代表的是腺嘌呤 b c为高能磷酸键B ATP生成ADP时图1中的c键断裂并释放能量C ATP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 D 8 医学类 2 下列有关ATP的结构与功能的叙述中 正确的是 A ATP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B ATP与ADP的转化过程是可逆反应C ATP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 D 9 医学类 ATP在生物体内含量少 但转化十分迅速 从而使细胞中的ATP总是处于一种动态平衡中 ATP与ADP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同 但是物质是可循环利用的 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 ATP初步水解只能断裂远离腺苷 A 的高能磷酸键 若彻底水解则两个高能磷酸键全断裂 归纳 1 ATP与ADP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机物 产生少量ATP 随O2供应量增多 有氧呼吸明显加强 ATP产生量随之增加 但当O2供应量达到一定值后 ATP产生量不再增加 此时的限制因素可能是酶 有机物 ADP 磷酸等 2 ATP产生量与O2供给量之间的关系曲线 11 医学类 有氧呼吸 有氧呼吸是指细胞在氧的参与下 通过酶的催化作用 把糖类等有机物彻底氧化分解产生出二氧化碳和水 同时释放出大量能量的过程 1 概念 12 医学类 线粒体 动力工厂 有氧呼吸的主要场所 外膜 内膜 嵴 外膜 内膜 嵴 基质 含少量DNA和有关酶 功能 结构 有氧呼吸的主要场所 1 有氧呼吸的主要场所 线粒体 2 有氧呼吸最常利用的物质 葡萄糖 13 医学类 有氧呼吸的全过程 第一阶段 第二阶段 第三阶段 C6H12O6 2分子丙酮酸 少量ATP 4 H 酶 细胞质基质 2分子丙酮酸 6H2O 酶 6CO2 20 H 少量ATP 线粒体基质 6O2 24 H 酶 12H2O 大量ATP 线粒体内膜 C6H12O6 6H2O 6O2 酶 6CO2 12H2O 能量 主要的场所 线粒体 2870kJ 1161kJ 总结各元素的去向 14 医学类 无氧呼吸的概念 不需要氧 有机物被分解的不彻底 释放能量较少 15 医学类 无氧呼吸的类型 酒精类型 酵母菌 发酵 苹果 16 医学类 乳酸类型 肌肉缺氧状态下不产生CO2 C6H12O62C3H6O3 能量 酶 马铃薯块茎 甜菜的块根 乳酸菌 17 医学类 葡萄糖 丙酮酸 无氧 C2H5OH CO2 少量能量 C3H6O3 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 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 2 有氧呼吸与无氧呼吸的比较 细胞质基质和线粒体 细胞质基质 不需O2 需酶 需O2 酶 大量 CO2 H2O 酒精和CO2或乳酸 少量 有机物彻底分解 能量完全释放 有机物没有彻底分解 能量没有完全释放 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ATP 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 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 H B 22 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 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 P48 23 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 应用 主要是影响呼吸酶的活性 1 温度 植物最适25 30 P48 25 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 促进酵母菌有氧呼吸 利于菌种繁殖后期密封发酵罐 促进酵母菌无氧呼吸 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 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 3 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 澄清的石灰水也变浑浊 但与有氧条件相比 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