ATP ATP的主要來源——細胞呼吸(共52張PPT)

1、ATP分子中具有高能磷酸鍵分子中具有高能磷酸鍵ATP三磷酸腺苷三磷酸腺苷 高能磷酸鍵高能磷酸鍵1、ATP的結(jié)構(gòu)簡式：的結(jié)構(gòu)簡式：2、ATP是高能磷酸化合物是高能磷酸化合物:簡式：簡式：A-PPPA腺苷腺苷T三個三個P磷酸基團磷酸基團ATP水解時能放出能量高達水解時能放出能量高達30.54KJ/mol ATP與與ADP可以相互轉(zhuǎn)化：可以相互轉(zhuǎn)化：A-PPP水解酶水解酶 合成酶合成酶A-PP+ Pi + ATPADP能量能量思考：此反應(yīng)式是否為可逆反應(yīng)？思考：此反應(yīng)式是否為可逆反應(yīng)？ATP 酶酶1酶酶2ADP +Pi+能量能量1、從反應(yīng)條件看從反應(yīng)條件看： ATP分解是一種水解反應(yīng)，酶分解是一種水

2、解反應(yīng)，酶1是水解酶；是水解酶； ATP合成是一種合成反應(yīng)，酶合成是一種合成反應(yīng)，酶2是一種合成酶。是一種合成酶。 由酶的專一性知，酶由酶的專一性知，酶1和酶和酶2不是同一種酶不是同一種酶2、從從ATP合成和分解的場所看：合成和分解的場所看： 3、從能量看：從能量看： ATP水解的能量供給生命活動不可能再用來合成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)因此此反應(yīng)能量是不可逆的，物質(zhì)是可逆的。能量是不可逆的，物質(zhì)是可逆的。只要需能的場所，一定有只要需能的場所，一定有ATP分解分解;ATP合成所需能量合成所需能量來自呼吸作用和光合作用來自呼吸作用和光合作用。ATP和和ADP可以相

3、互轉(zhuǎn)化可以相互轉(zhuǎn)化2、ADP轉(zhuǎn)化成轉(zhuǎn)化成ATP時所需能量的主要來源：時所需能量的主要來源：ADP + Pi+ATP動物和人動物和人綠色植物綠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酶酶能量能量ATP機械能滲透能熱能電能光能化學(xué)能ATPATP的利用：的利用：電能比較比較： 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 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2 A圖1中的A代表的是腺嘌呤，b、c為高能磷酸鍵 BATP生成ADP時圖1中的c鍵斷裂并釋放

4、能量 CATP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 2下列有關(guān)ATP的結(jié)構(gòu)與功能的敘述中，正確的是 () AATP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 BATP與ADP的轉(zhuǎn)化過程是可逆反應(yīng) CATP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 ATPATP在生物體內(nèi)含量少，但轉(zhuǎn)化十分迅速，從而使細胞在生物體內(nèi)含量少，但轉(zhuǎn)化十分迅速，從而使細胞中的中的ATPATP總是處于一種動態(tài)平衡中?？偸翘幱谝环N動態(tài)平衡中。 ATPATP與與ADPADP

5、的相互轉(zhuǎn)化不是可逆反應(yīng)。因為轉(zhuǎn)化過程中的的相互轉(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。同。但是物質(zhì)是可循環(huán)利用的。 ATPATP的形成需要滿足的形成需要滿足4 4個條件：個條件：2 2種原料種原料(ADP(ADP和和Pi)Pi)、能量、能量和酶。另外合成和酶。另外合成ATPATP的過程中有水生成。的過程中有水生成。 ATPATP初步水解只能斷裂遠離腺苷初步水解只能斷裂遠離腺苷(A)(A)的高能磷酸鍵；若徹的高能磷酸鍵；若徹底水解則兩個高能磷酸鍵全斷裂。底水解則兩個高

6、能磷酸鍵全斷裂。歸納：歸納： 在無氧條件下，可通過無氧呼吸分解有在無氧條件下，可通過無氧呼吸分解有機物，產(chǎn)生少量機物，產(chǎn)生少量ATPATP。 隨隨O O2 2供應(yīng)量增多，有氧呼吸明顯加強，供應(yīng)量增多，有氧呼吸明顯加強，ATPATP產(chǎn)生量隨之增加，但當產(chǎn)生量隨之增加，但當O O2 2供應(yīng)量達到一供應(yīng)量達到一定值后，定值后，ATPATP產(chǎn)生量不再增加，此時的限制產(chǎn)生量不再增加，此時的限制因素可能是酶、有機物、因素可能是酶、有機物、ADPADP、磷酸等。、磷酸等。 2ATP產(chǎn)生量與O2供給量之間的關(guān)系曲線有氧呼吸有氧呼吸 有氧呼吸是指細胞在有氧呼吸是指細胞在氧氧的的參與下，通過酶的催化作參與下，通過

7、酶的催化作用，把糖類等有機物用，把糖類等有機物徹底徹底氧化分解產(chǎn)生出氧化分解產(chǎn)生出二氧化碳二氧化碳和和水水，同時釋放出同時釋放出大量能大量能量量的過程的過程。1、概念：、概念：線粒體線粒體“動力工廠動力工廠”（有氧呼吸的主要場所）（有氧呼吸的主要場所）外膜外膜內(nèi)膜內(nèi)膜嵴嵴外膜、內(nèi)膜、嵴、基質(zhì)（含少量外膜、內(nèi)膜、嵴、基質(zhì)（含少量DNADNA和有關(guān)酶）和有關(guān)酶）功能：功能：結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu): :有氧呼吸的主要場所有氧呼吸的主要場所有氧呼吸的全過程：有氧呼吸的全過程：第一階段第一階段第二階段第二階段第三階段第三階段C6H12O6 2分子丙酮酸分子丙酮酸少量少量ATP4H酶酶+（ ）細胞質(zhì)基質(zhì)細胞質(zhì)基質(zhì)2分子

8、丙酮酸分子丙酮酸+6H2O酶酶6CO2+20H+少量少量ATP（線粒體基質(zhì)）（線粒體基質(zhì)）6O2+24H酶酶12H2O+大量大量ATP（線粒體內(nèi)膜）（線粒體內(nèi)膜）C6H12O6+6H2O+6O2酶酶6CO2+12H2O+能量能量主要的場所：線粒體主要的場所：線粒體（2870kJ、1161kJ)總結(jié)各元素的去向總結(jié)各元素的去向無氧呼吸無氧呼吸 的概念的概念 不需要氧不需要氧有機物被分解的不徹底有機物被分解的不徹底釋放能釋放能 量較少量較少無氧呼吸的類型無氧呼吸的類型酒精類型酒精類型酵母菌（發(fā)酵）、蘋果酵母菌（發(fā)酵）、蘋果C6H12O6 2C2H5OH+2CO2+能量能量酶酶乳酸類型乳酸類型肌肉缺

9、氧狀態(tài)下肌肉缺氧狀態(tài)下不產(chǎn)生不產(chǎn)生CO2C6H12O6 2C3H6O3+能量能量酶酶馬鈴薯塊莖、甜菜的塊根馬鈴薯塊莖、甜菜的塊根乳酸菌乳酸菌葡萄糖葡萄糖丙酮酸丙酮酸無氧無氧C2H5OH+CO2+少量能量少量能量C3H6O3+少量能量少量能量（196.65KJ 、61.08kJ)第幾階段釋放能量？ 1有氧呼吸三個階段的比較比較項目第一階段第二階段第三階段場所反應(yīng)物生成物產(chǎn)生ATP量與氧的關(guān)系細胞質(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) 2.有氧呼吸與無氧呼吸的比較 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

10、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。 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HB(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。

11、(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（影響呼吸作用的主要外界因素（應(yīng)用）應(yīng)用）主要是影響呼吸酶的活性1、溫度：植物最適25-30P48 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 CO2是代謝終產(chǎn)物

12、,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 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。 貯存

13、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。 理論指導(dǎo)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 (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(xué)反應(yīng)，變成灰

14、綠色。 2本實驗的鑒定試劑及現(xiàn)象 試劑鑒定對象實驗現(xiàn)象澄清石灰水CO2變混濁(據(jù)變混濁程度可確定CO2多少)溴麝香草酚藍溶液CO2藍綠黃(據(jù)變色的時間快慢確定CO2的多少)重鉻酸鉀溶液酒精橙色灰綠色(酸性條件)(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 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