「ATP的主要來源：細胞呼吸（教學課件）」.ppt

第10課時細胞的能量 通貨 ATPATP的主要來源 細胞呼吸 1 醫(yī)學類 ATP分子中具有高能磷酸鍵 ATP 三磷酸腺苷 高能磷酸鍵 1 ATP的結(jié)構(gòu)簡式 2 ATP是高能磷酸化合物 簡式 A P P P A 腺苷 T 三個 P 磷酸基團 ATP水解時能放出能量高達30 54KJ mol 2 醫(yī)學類 ATP與ADP可以相互轉(zhuǎn)化 A P P P 水解酶 合成酶 A P P Pi ATP ADP 能量 思考 此反應(yīng)式是否為可逆反應(yīng) ATP ADP Pi 能量 1 從反應(yīng)條件看 ATP分解是一種水解反應(yīng) 酶1是水解酶 ATP合成是一種合成反應(yīng) 酶2是一種合成酶 由酶的專一性知 酶1和酶2不是同一種酶 2 從ATP合成和分解的場所看 3 從能量看 ATP水解的能量供給生命活動不可能再用來合成ATP 因此此反應(yīng)能量是不可逆的 物質(zhì)是可逆的 只要需能的場所 一定有ATP分解 ATP合成所需能量來自呼吸作用和光合作用 ATP和ADP可以相互轉(zhuǎn)化 4 醫(yī)學類 2 ADP轉(zhuǎn)化成ATP時所需能量的主要來源 ADP Pi ATP 動物和人 綠色植物 呼吸作用 呼吸作用 光合作用 酶 5 醫(yī)學類 機械能 滲透能 熱能 電能光能 化學能 ATP的利用 電能 6 醫(yī)學類 比較 有機物 ATP 是新陳代謝所需能量的來源 糖類是生命活動的主要物質(zhì)脂肪是生物體的物質(zhì) 光能 是生命活動的最終能量來源 直接 能源 儲能 7 醫(yī)學類 1 如圖為ATP的結(jié)構(gòu)和ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化的關(guān)系式 下列說法不正確的是 圖1圖2A 圖1中的A代表的是腺嘌呤 b c為高能磷酸鍵B ATP生成ADP時圖1中的c鍵斷裂并釋放能量C ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化過程中物質(zhì)是可循環(huán)利用的 能量是不可逆的D 酶1 酶2具有催化作用 不受其他因素的影響 D 8 醫(yī)學類 2 下列有關(guān)ATP的結(jié)構(gòu)與功能的敘述中 正確的是 A ATP分子脫去了兩個磷酸基以后的剩余部分就成為DNA的基本組成單位中的一種B ATP與ADP的轉(zhuǎn)化過程是可逆反應(yīng)C ATP稱為高能化合物 是因為第二個磷酸基很容易從ATP上脫離釋放能量D 催化ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化的酶不同 D 9 醫(yī)學類 ATP在生物體內(nèi)含量少 但轉(zhuǎn)化十分迅速 從而使細胞中的ATP總是處于一種動態(tài)平衡中 ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化不是可逆反應(yīng) 因為轉(zhuǎn)化過程中的反應(yīng)類型 所需酶 能量的來源和去路及反應(yīng)場所都不完全相同 但是物質(zhì)是可循環(huán)利用的 ATP的形成需要滿足4個條件 2種原料 ADP和Pi 能量和酶 另外合成ATP的過程中有水生成 ATP初步水解只能斷裂遠離腺苷 A 的高能磷酸鍵 若徹底水解則兩個高能磷酸鍵全斷裂 歸納 1 ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化 10 醫(yī)學類 在無氧條件下 可通過無氧呼吸分解有機物 產(chǎn)生少量ATP 隨O2供應(yīng)量增多 有氧呼吸明顯加強 ATP產(chǎn)生量隨之增加 但當O2供應(yīng)量達到一定值后 ATP產(chǎn)生量不再增加 此時的限制因素可能是酶 有機物 ADP 磷酸等 2 ATP產(chǎn)生量與O2供給量之間的關(guān)系曲線 11 醫(yī)學類 有氧呼吸 有氧呼吸是指細胞在氧的參與下 通過酶的催化作用 把糖類等有機物徹底氧化分解產(chǎn)生出二氧化碳和水 同時釋放出大量能量的過程 1 概念 12 醫(yī)學類 線粒體 動力工廠 有氧呼吸的主要場所 外膜 內(nèi)膜 嵴 外膜 內(nèi)膜 嵴 基質(zhì) 含少量DNA和有關(guān)酶 功能 結(jié)構(gòu) 有氧呼吸的主要場所 1 有氧呼吸的主要場所 線粒體 2 有氧呼吸最常利用的物質(zhì) 葡萄糖 13 醫(yī)學類 有氧呼吸的全過程 第一階段 第二階段 第三階段 C6H12O6 2分子丙酮酸 少量ATP 4 H 酶 細胞質(zhì)基質(zhì) 2分子丙酮酸 6H2O 酶 6CO2 20 H 少量ATP 線粒體基質(zhì) 6O2 24 H 酶 12H2O 大量ATP 線粒體內(nèi)膜 C6H12O6 6H2O 6O2 酶 6CO2 12H2O 能量 主要的場所 線粒體 2870kJ 1161kJ 總結(jié)各元素的去向 14 醫(yī)學類 無氧呼吸的概念 不需要氧 有機物被分解的不徹底 釋放能量較少 15 醫(yī)學類 無氧呼吸的類型 酒精類型 酵母菌 發(fā)酵 蘋果 16 醫(yī)學類 乳酸類型 肌肉缺氧狀態(tài)下不產(chǎn)生CO2 C6H12O62C3H6O3 能量 酶 馬鈴薯塊莖 甜菜的塊根 乳酸菌 17 醫(yī)學類 葡萄糖 丙酮酸 無氧 C2H5OH CO2 少量能量 C3H6O3 少量能量 196 65KJ 61 08kJ 第幾階段釋放能量 18 醫(yī)學類 1 有氧呼吸三個階段的比較 細胞質(zhì)基質(zhì) 無關(guān) 線粒體基質(zhì) 線粒體內(nèi)膜 葡萄糖 丙酮酸和水 H 和氧氣 丙酮酸和 H 二氧化碳和 H 水 少量 少量 大量 無關(guān) 有關(guān) 19 醫(yī)學類 2 有氧呼吸與無氧呼吸的比較 細胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體 細胞質(zhì)基質(zhì) 不需O2 需酶 需O2 酶 大量 CO2 H2O 酒精和CO2或乳酸 少量 有機物徹底分解 能量完全釋放 有機物沒有徹底分解 能量沒有完全釋放 葡萄糖分解為丙酮酸階段完全相同 分解有機物 釋放能量 合成ATP 為生物體的各項生命活動提供能量 注意 有H2O生成一定是有氧呼吸 有CO2生成一定不是乳酸發(fā)酵 部分真核生物細胞無線粒體 只能進行無氧呼吸 如蛔蟲 不同生物無氧呼吸的產(chǎn)物不同 其直接原因在于催化反應(yīng)的酶不同 根本原因在于控制酶合成的基因不同 無氧呼吸只釋放少量能量 其余能量儲存在分解不徹底的氧化產(chǎn)物 酒精或乳酸中 水稻等植物長期水淹后爛根的原因是無氧呼吸的產(chǎn)物酒精對細胞有毒害作用 玉米種子爛胚的原因是無氧呼吸產(chǎn)生的乳酸對細胞有毒害作用 21 醫(yī)學類 3 細胞內(nèi)糖分解代謝過程如圖所示 下列敘述錯誤的是A 植物細胞能進行過程 和 或過程 和 B 真核細胞的細胞質(zhì)基質(zhì)中能進行過程 和 C 動物細胞內(nèi) 過程 比過程 釋放的能量多D 乳酸菌細胞內(nèi) 過程 產(chǎn)生 H 過程 消耗 H B 22 醫(yī)學類 1 無CO2釋放和O2吸收時 細胞只進行產(chǎn)生乳酸的無氧呼吸 2 不消耗O2 但產(chǎn)生CO2 細胞進行產(chǎn)生酒精的無氧呼吸 3 當CO2釋放量等于O2消耗量時 細胞只進行有氧呼吸 4 當CO2釋放量大于O2消耗量時 細胞同時進行有氧呼吸和產(chǎn)生酒精的無氧呼吸 此種情況下 判斷哪種呼吸方式占優(yōu)勢 可如下分析 據(jù)CO2釋放量和O2吸收量判斷細胞呼吸狀況 P48 23 醫(yī)學類 24 醫(yī)學類 溫度 氧氣的含量 含水量 CO2的含量 影響呼吸作用的主要外界因素 應(yīng)用 主要是影響呼吸酶的活性 1 溫度 植物最適25 30 P48 25 醫(yī)學類 在低氧條件下通常無氧呼吸與有氧呼吸都能發(fā)生 氧氣的存在對無氧呼吸起抑制作用 有氧呼吸強度隨氧濃度的增加而增強 2 氧氣 26 醫(yī)學類 CO2是代謝終產(chǎn)物 增加CO2濃度對呼吸作用有明顯的抑制效應(yīng) 3 二氧化碳 一定范圍內(nèi) 細胞呼吸隨含水量的增加而增強 隨含水量減少而減弱 細胞內(nèi)自由水的含量越高 呼吸速率越大 例 稻谷等種子含水量超過14 5 時 呼吸速率就會驟然增加 釋放出的熱量和水分 會導(dǎo)致糧食霉變 4 含水量 27 醫(yī)學類 三 細胞呼吸原理的實踐應(yīng)用 用透氣紗布或 創(chuàng)可貼 包扎傷口 增加通氣量 抑制破傷風桿菌的無氧呼吸 2 釀酒時 食醋 味精制作 向發(fā)酵罐中通入無菌空氣 促進醋酸桿菌 谷氨酸棒狀桿菌進行有氧呼吸 土壤松土促進根細胞呼吸作用 有利于主動運輸 為礦質(zhì)元素的吸收供應(yīng)能量 無土栽培時要及時通入空氣 避免因無氧呼吸產(chǎn)生酒精而爛根 早期通氣 促進酵母菌有氧呼吸 利于菌種繁殖后期密封發(fā)酵罐 促進酵母菌無氧呼吸 利于產(chǎn)生酒精 28 醫(yī)學類 貯存糧食 水果的條件 低氧 不是無氧 低溫 但二者差別在含水量方面 糧食要曬干入庫 水果要保持一定濕度 提倡慢跑 促進肌細胞有氧呼吸 防止無氧呼吸產(chǎn)生乳酸使肌肉酸脹 29 醫(yī)學類 理論指導(dǎo) 1 實驗原理 1 酵母菌在有氧和無氧的條件下都能生存 屬于兼性厭氧菌 酵母菌進行有氧呼吸能產(chǎn)生大量的CO2 在進行無氧呼吸時能產(chǎn)生酒精和CO2 探究酵母菌細胞呼吸的方式 30 醫(yī)學類 2 CO2可使澄清的石灰水變混濁 也可使溴麝香草酚藍水溶液由藍變綠再變黃 根據(jù)石灰水混濁程度或溴麝香草酚藍水溶液變成黃色消耗時間的長短 可以檢測酵母菌培養(yǎng)液中CO2的產(chǎn)生情況 3 橙色的重鉻酸鉀溶液 在酸性條件下可與乙醇發(fā)生化學反應(yīng) 變成灰綠色 31 醫(yī)學類 2 本實驗的鑒定試劑及現(xiàn)象 3 探究酵母菌細胞呼吸的方式 2 現(xiàn)象 有氧呼吸 澄清的石灰水變渾濁酵母菌培養(yǎng)液的濾液不能使重鉻酸鉀的濃硫酸溶液變色 無氧呼吸 澄清的石灰水也變渾濁 但與有氧條件相比 渾濁程度輕多了酵母菌培養(yǎng)液的濾液使重鉻酸鉀的濃硫酸溶液變成灰綠色 3 注意問題 甲圖中氫氧化鈉溶液的作用是什么 吸收空氣中的二氧化碳 保證通入石灰水的氣體中的CO2全部來自酵母菌的細胞呼吸 從而排除空氣中CO2對實驗結(jié)果的干擾 怎樣保證乙圖中通入石灰水的CO2全部來自酵母菌的無氧呼吸 實驗開始時 應(yīng)將D瓶密封后放置一段時間 以消耗完瓶中 氧氣 然后再連通盛有澄清石灰水的錐形瓶 確保通入石灰水的CO2全部是由酵母菌無氧呼吸產(chǎn)生的 在實驗過程中發(fā)現(xiàn)甲組石灰水變渾濁 很快又變澄清 為什么 后續(xù)通入的CO2會和剛產(chǎn)生的碳酸鈣沉淀反應(yīng) 形成了碳酸氫鈣 因而石灰水變混