「ATP的主要來(lái)源：細(xì)胞呼吸（教學(xué)課件）」.ppt

第10課時(shí)細(xì)胞的能量 通貨 ATPATP的主要來(lái)源 細(xì)胞呼吸 1 醫(yī)學(xué)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(jiǎn)式 2 ATP是高能磷酸化合物 簡(jiǎn)式 A P P P A 腺苷 T 三個(gè) P 磷酸基團(tuán) ATP水解時(shí)能放出能量高達(dá)30 54KJ mol 2 醫(yī)學(xué)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(chǎng)所看 3 從能量看 ATP水解的能量供給生命活動(dòng)不可能再用來(lái)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(chǎng)所 一定有ATP分解 ATP合成所需能量來(lái)自呼吸作用和光合作用 ATP和ADP可以相互轉(zhuǎn)化 4 醫(yī)學(xué)類 2 ADP轉(zhuǎn)化成ATP時(shí)所需能量的主要來(lái)源 ADP Pi ATP 動(dòng)物和人 綠色植物 呼吸作用 呼吸作用 光合作用 酶 5 醫(yī)學(xué)類 機(jī)械能 滲透能 熱能 電能光能 化學(xué)能 ATP的利用 電能 6 醫(yī)學(xué)類 比較 有機(jī)物 ATP 是新陳代謝所需能量的來(lái)源 糖類是生命活動(dòng)的主要物質(zhì)脂肪是生物體的物質(zhì) 光能 是生命活動(dòng)的最終能量來(lái)源 直接 能源 儲(chǔ)能 7 醫(yī)學(xué)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(shuō)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(shí)圖1中的c鍵斷裂并釋放能量C ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化過(guò)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(xué)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(gè)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(guò)程是可逆反應(yīng)C ATP稱為高能化合物 是因?yàn)榈诙€(gè)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(xué)類 ATP在生物體內(nèi)含量少 但轉(zhuǎn)化十分迅速 從而使細(xì)胞中的ATP總是處于一種動(dòng)態(tài)平衡中 ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化不是可逆反應(yīng) 因?yàn)檗D(zhuǎn)化過(guò)程中的反應(yīng)類型 所需酶 能量的來(lái)源和去路及反應(yīng)場(chǎng)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(gè)條件 2種原料 ADP和Pi 能量和酶 另外合成ATP的過(guò)程中有水生成 ATP初步水解只能斷裂遠(yuǎn)離腺苷 A 的高能磷酸鍵 若徹底水解則兩個(gè)高能磷酸鍵全斷裂 歸納 1 ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化 10 醫(yī)學(xué)類 在無(wú)氧條件下 可通過(guò)無(wú)氧呼吸分解有機(jī)物 產(chǎn)生少量ATP 隨O2供應(yīng)量增多 有氧呼吸明顯加強(qiáng) ATP產(chǎn)生量隨之增加 但當(dāng)O2供應(yīng)量達(dá)到一定值后 ATP產(chǎn)生量不再增加 此時(shí)的限制因素可能是酶 有機(jī)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(xué)類 有氧呼吸 有氧呼吸是指細(xì)胞在氧的參與下 通過(guò)酶的催化作用 把糖類等有機(jī)物徹底氧化分解產(chǎn)生出二氧化碳和水 同時(shí)釋放出大量能量的過(guò)程 1 概念 12 醫(yī)學(xué)類 線粒體 動(dòng)力工廠 有氧呼吸的主要場(chǎng)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(chǎng)所 1 有氧呼吸的主要場(chǎng)所 線粒體 2 有氧呼吸最常利用的物質(zhì) 葡萄糖 13 醫(yī)學(xué)類 有氧呼吸的全過(guò)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(xì)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(chǎng)所 線粒體 2870kJ 1161kJ 總結(jié)各元素的去向 14 醫(yī)學(xué)類 無(wú)氧呼吸的概念 不需要氧 有機(jī)物被分解的不徹底 釋放能量較少 15 醫(yī)學(xué)類 無(wú)氧呼吸的類型 酒精類型 酵母菌 發(fā)酵 蘋果 16 醫(yī)學(xué)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(xué)類 葡萄糖 丙酮酸 無(wú)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(xué)類 1 有氧呼吸三個(gè)階段的比較 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) 無(wú)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(wú)關(guān) 有關(guān) 19 醫(yī)學(xué)類 2 有氧呼吸與無(wú)氧呼吸的比較 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體 細(xì)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(jī)物徹底分解 能量完全釋放 有機(jī)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(jī)物 釋放能量 合成ATP 為生物體的各項(xiàng)生命活動(dòng)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(xì)胞無(wú)線粒體 只能進(jìn)行無(wú)氧呼吸 如蛔蟲 不同生物無(wú)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(wú)氧呼吸只釋放少量能量 其余能量?jī)?chǔ)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(zhǎng)期水淹后爛根的原因是無(wú)氧呼吸的產(chǎn)物酒精對(duì)細(xì)胞有毒害作用 玉米種子爛胚的原因是無(wú)氧呼吸產(chǎn)生的乳酸對(duì)細(xì)胞有毒害作用 21 醫(yī)學(xué)類 3 細(xì)胞內(nèi)糖分解代謝過(guò)程如圖所示 下列敘述錯(cuò)誤的是A 植物細(xì)胞能進(jìn)行過(guò)程 和 或過(guò)程 和 B 真核細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中能進(jìn)行過(guò)程 和 C 動(dòng)物細(xì)胞內(nèi) 過(guò)程 比過(guò)程 釋放的能量多D 乳酸菌細(xì)胞內(nèi) 過(guò)程 產(chǎn)生 H 過(guò)程 消耗 H B 22 醫(yī)學(xué)類 1 無(wú)CO2釋放和O2吸收時(shí) 細(xì)胞只進(jìn)行產(chǎn)生乳酸的無(wú)氧呼吸 2 不消耗O2 但產(chǎn)生CO2 細(xì)胞進(jìn)行產(chǎn)生酒精的無(wú)氧呼吸 3 當(dāng)CO2釋放量等于O2消耗量時(shí) 細(xì)胞只進(jìn)行有氧呼吸 4 當(dāng)CO2釋放量大于O2消耗量時(shí) 細(xì)胞同時(shí)進(jìn)行有氧呼吸和產(chǎn)生酒精的無(wú)氧呼吸 此種情況下 判斷哪種呼吸方式占優(yōu)勢(shì) 可如下分析 據(jù)CO2釋放量和O2吸收量判斷細(xì)胞呼吸狀況 P48 23 醫(yī)學(xué)類 24 醫(yī)學(xué)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(xué)類 在低氧條件下通常無(wú)氧呼吸與有氧呼吸都能發(fā)生 氧氣的存在對(duì)無(wú)氧呼吸起抑制作用 有氧呼吸強(qiáng)度隨氧濃度的增加而增強(qiáng) 2 氧氣 26 醫(yī)學(xué)類 CO2是代謝終產(chǎn)物 增加CO2濃度對(duì)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(xì)胞呼吸隨含水量的增加而增強(qiáng) 隨含水量減少而減弱 細(xì)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(guò)14 5 時(shí) 呼吸速率就會(huì)驟然增加 釋放出的熱量和水分 會(huì)導(dǎo)致糧食霉變 4 含水量 27 醫(yī)學(xué)類 三 細(xì)胞呼吸原理的實(shí)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(fēng)桿菌的無(wú)氧呼吸 2 釀酒時(shí) 食醋 味精制作 向發(fā)酵罐中通入無(wú)菌空氣 促進(jìn)醋酸桿菌 谷氨酸棒狀桿菌進(jìn)行有氧呼吸 土壤松土促進(jìn)根細(xì)胞呼吸作用 有利于主動(dòng)運(yùn)輸 為礦質(zhì)元素的吸收供應(yīng)能量 無(wú)土栽培時(shí)要及時(shí)通入空氣 避免因無(wú)氧呼吸產(chǎn)生酒精而爛根 早期通氣 促進(jìn)酵母菌有氧呼吸 利于菌種繁殖后期密封發(fā)酵罐 促進(jìn)酵母菌無(wú)氧呼吸 利于產(chǎn)生酒精 28 醫(yī)學(xué)類 貯存糧食 水果的條件 低氧 不是無(wú)氧 低溫 但二者差別在含水量方面 糧食要曬干入庫(kù) 水果要保持一定濕度 提倡慢跑 促進(jìn)肌細(xì)胞有氧呼吸 防止無(wú)氧呼吸產(chǎn)生乳酸使肌肉酸脹 29 醫(yī)學(xué)類 理論指導(dǎo) 1 實(shí)驗(yàn)原理 1 酵母菌在有氧和無(wú)氧的條件下都能生存 屬于兼性厭氧菌 酵母菌進(jìn)行有氧呼吸能產(chǎn)生大量的CO2 在進(jìn)行無(wú)氧呼吸時(shí)能產(chǎn)生酒精和CO2 探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式 30 醫(yī)學(xué)類 2 CO2可使澄清的石灰水變混濁 也可使溴麝香草酚藍(lán)水溶液由藍(lán)變綠再變黃 根據(jù)石灰水混濁程度或溴麝香草酚藍(lán)水溶液變成黃色消耗時(shí)間的長(zhǎng)短 可以檢測(cè)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(xué)反應(yīng) 變成灰綠色 31 醫(yī)學(xué)類 2 本實(shí)驗(yàn)的鑒定試劑及現(xiàn)象 3 探究酵母菌細(xì)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(wú)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(wèn)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(lái)自酵母菌的細(xì)胞呼吸 從而排除空氣中CO2對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾 怎樣保證乙圖中通入石灰水的CO2全部來(lái)自酵母菌的無(wú)氧呼吸 實(shí)驗(yàn)開始時(shí) 應(yīng)將D瓶密封后放置一段時(shí)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(wú)氧呼吸產(chǎn)生的 在實(shí)驗(yàn)過(guò)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(huì)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