ATP和细胞呼吸

1、第二节、细胞的能量“通货” ATP,1）细胞中主要是由什么细胞器来产生能量的？ （2）细胞中有哪些生理过程在不断地消耗着能量？ （3）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 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 决这一矛盾的呢,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,ATP能使离体的发光器重新发光 是直接能

2、源物质,具有改善肌体代谢的作用，同时又是体内能量的主要来源。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，可望成为有前景的抑癌剂,功能,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,P P P,APPP,腺嘌呤,高能磷酸键,核糖,腺苷(A,ATP,分子结构 简 式,三个磷酸基团,三磷酸腺苷,ATP分子中具有高能磷酸键,APPP,高能磷酸键:30.54KJ/mol,ATP是细胞内的一种高能磷酸化合物,A

3、-PP,A-PP P,P,ATP,ADP,Pi(磷酸,能量,酶,资料分析,1.一个成年人在平静状态下，24小时将有40kg的ATP 发生转化，而细胞内ATP、ADP的总量仅有2mg10mg。 2.用32P标记磷酸加入细胞培养液中，短时间内快速分 离出ATP，ATP的总量变化不大，但是大部分ATP末端 磷酸基团却已经带有放射性标记,ATP与ADP的相互转化,能量的储存,能量的 释放,ATP 酶 ADP + Pi + 能量,ADP+Pi+能量 酶 ATP,2.ATP的含量处在动态平衡之中，保证了稳定 供能,1.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,呼 吸 作 用

4、,呼 吸 作 用,光 合 作 用,ADP+Pi,能量,ATP,酶,ADP转化成ATP时所需能量的主要来源,光合作用,光能,ATP,有机物,呼吸作用,ATP,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,ATP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 ATP，但在正常情况下，生物体内的ATP量可 满足机体的要求，奥妙何在呢,讨 论,生物体内ATP与ADP的相互转化是非常迅速的,物质可循环利用 能量是不可循环利用 反应不可逆,ATP 酶 ADP + Pi + 能

5、量,ADP+Pi+能量 酶 ATP,动动脑筋,上面两个反应式可逆的吗,2.在细胞内，1mol葡萄糖彻底氧化分解后，释放出2870kJ的能量。计算：1分子葡萄糖彻底氧化分解所释放的能量是1分子ATP水解所释放能量的多少倍,1.ATP的结构式可以简写成（ ） A.A - P - P P B.A - P P P C.APP - P D.AP P P,B,94,巩固练习,3.ATP分子中大量的化学能储存在 _内。2分子ADP中含有的腺苷、磷酸基团、高能磷酸键的数目依次是_、_、_个,高能磷酸键,2,4,2,细 胞 呼 吸,复 习 提 问,生物体生命活动的主要能源物质是什么,生物体新陈代谢所需能量的直接

6、来源是什么,葡萄糖,ATP,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ATP的呢,概念,有机物在活细胞内氧化分解为二氧化碳和水或分解为一些不彻底的氧化产物，并且伴随着能量释放的过程,实质,生物氧化,特征,1、温和条件下逐步进行,2、需酶的作用,3、能量分段释放,一、细胞呼吸,呼吸”和“呼吸作用”有什么区别,呼吸”是指生物体或细胞吸入氧气和呼出二氧化碳的过程，而“呼吸作用”是指细胞内有机物分解释放能量的过程,思考,呼吸”是“呼吸作用”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“呼吸作用”是“呼吸”的继续,糖 类,水,呼吸作用（本质,高等动物的呼吸现象和呼吸作用,

7、呼吸（现象,气体运输,二、细胞呼吸的类型,一）有氧呼吸,1、概念：细胞在氧气的参与下，通过酶的催化作用，把糖类等有机物彻底氧化分解，产生二氧化碳和水，同时释放大量能量的过程,自主构建,有氧呼吸的场所是什么,有氧呼吸分为哪几个阶段,哪个阶段会产生H H的去向如何,每个阶段都释放能量吗 各阶段释放能量的量有何不同,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,C6H12O6,2、有氧呼吸的过程,6CO2,12H2O,线粒体,细胞质基质,有氧呼吸三个阶段的比较,细胞质基质,主要是葡萄糖,丙酮酸H,少量,丙酮酸H2O,CO2、H,少量,H、O2,H2O,大量,3、有氧呼吸的总反应式,C6H1

8、2O6+6H2O+6O2,6CO2+12H2O,酶,能量,1mol葡萄糖释放2870KJ，有1161KJ转移至ATP（合成38molATP,例1.下图是有氧呼吸的过程图解，请依图回答,1)写出长方框内1、2、3所依次代表的物质名称： 、 _、 。 (2)依次填出椭圆框内4、5、6所代表的能量的多少 、 _、 。 (3)有氧呼吸的主要场所是 _，进入该场所的呼吸底物是_。 (4)用含18O的葡萄糖跟踪有氧呼吸过程中的氧原子，18O转移的途径是_,葡萄糖丙酮酸二氧化碳,H2O,丙酮酸,CO2,少,少,大量,线粒体,丙酮酸,6,思考题,1.C6H12O6在细胞内分解到丙酮酸的过程中，下列叙述正确的是

9、： A、在线粒体中进行无氧呼吸 B、需在的氧条件下进行 C、不产生CO2 D、反应速度不受温度的影响 2. C6H12O6 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18O2气体的容器内， 18O2进入细胞后，最先出现的放射性化合物是： A、丙酮酸 B、乳酸 C、 CO2 D、 H2O,C,D,指细胞在无氧条件下，通过酶的催化作用，把葡萄糖等有机物分解成为不彻底的氧化产物，同时释放少量能量的过程,1.概念,二）、无氧呼吸,自主构建,无氧呼吸的场所是什么,无氧呼吸分为哪几个阶段,各阶段发生了什么样的反应,每个阶段都释放能量吗 各阶段释放能量是大量还是少量,无氧呼吸产生的产物有

10、哪些,2无氧呼吸的过程,葡萄糖的初步分解,C6H12O6,酶,能量（少量,场所：细胞质基质,2丙酮酸+4H,单击画面继续,丙酮酸不彻底分解,场所：细胞质基质,A.乳酸发酵,酶,2C3H6O3(乳酸,B.酒精发酵,酶,2C2H5OH(酒精,2CO2,2丙酮酸+4H,2丙酮酸+4H,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,例：大多数植物、酵母菌,单击画面继续,总反应式,C6H12O6,酶,2C3H6O3(乳酸,能量,C6H12O6,酶,2C2H5OH(酒精,2CO2+能量,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

11、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：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,细胞质基质、线粒体（主要,细胞质基质,需氧、酶等,不需氧、需酶,较 多,较 少,两者第一阶段相同,都分解有机物、释放能量,3）、有氧呼吸与无氧呼吸的比较,二氧化碳和水,酒精和二氧化碳或乳酸,三、细胞呼吸意义,1.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,四、影响细胞呼吸的因素,1、温度：植物最适25-30,温度,呼吸速率,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，可以减少呼吸作用对有机物的消耗,2、O2,CO2释放量,O

12、2浓度,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,问：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,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,无氧呼吸,氧气增加，无氧呼吸受抑制,有氧呼吸很微弱,氧气充足时，有氧呼吸加强，释放CO2

13、量增多,B点。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,3、水 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，减少水分，降低呼吸消耗,练习1：种子在浸水和不浸水的情况下进行细胞呼吸都能产生（,葡萄糖 B.丙酮酸 C.乳酸 D.酒精,B,提示：种子在浸水时进行无氧呼吸； 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,巩 固 练 习,2.如果酵母菌在进行有氧呼吸和酒精发酵时，分解葡萄糖产生等量的CO2 那么这两种呼吸作用所消耗葡萄糖的摩尔数之比是,A、1：2 B、1：3 C、1：4 D、1：6,3、一运动员正在进行长跑锻练，从他的大腿肌细胞中检测到3种化学物质，其浓度变化如下图。图中P、Q、R三曲线依次代表 A、 O2、CO2、乳酸 B、乳酸、CO2、O2 C、 CO2、O2、乳酸 D、 CO2、乳酸、O2,4、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。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）。 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3个试管中，进行四项独立实验（见右图） （1）向3个试管中分别加入等量的葡萄糖，各试管