第2、3節(jié)　細胞的能量“通貨”-ATP ATP的主要來源-細胞呼吸（56張PPT）

一、ATP在能量代謝中的作用

2.ATP與ADP的相互轉化(1)關系式:ADP+Pi+能量

ATP。(2)能量來源①動、植物和微生物:細胞呼吸分解有機物所釋放的能量。②綠色植物:除細胞呼吸所釋放的能量外,還包括光合作用吸收、固

定的光能。(3)能量去向:用于生物體的各項生命活動。(4)ATP與ADP的相互轉化是生物界的共性。

ATP是生命活動的直接能源物質,其中的能量根本來自哪里?提示:來自太陽能。思考感悟提示二、探究酵母菌細胞呼吸的方式1.選擇酵母菌為實驗材料的原因酵母菌是一種單細胞真菌,在有氧和無氧條件下都能生存,屬于兼性

厭氧菌。2.產物的檢測

試劑現象(顏色變化)CO2澄清的石灰水變渾濁溴麝香草酚藍水溶液藍色→綠色→黃色酒精在酸性條件下,使用橙

色的重鉻酸鉀溶液橙色→灰綠色三、細胞呼吸概念:指有機物在細胞內經過一系列的氧化分解,生成二氧化碳或其

他產物,釋放出能量并生成ATP的過程。1.有氧呼吸(1)反應式C6H12O6+6H2O+6O2

6CO2+12H2O+能量(2)過程

現在地球上絕大多數生物的呼吸方式以哪種為主?為什么?思考感悟提示解析解析解析

(1)肌細胞中的ATP主要來自

(生理過程),其結構簡式為

。ATP通過水解釋放能量,當其水解掉一個高能磷酸鍵后,變成ADP,水解掉兩個高能磷酸鍵后,成為AMP,AMP全稱是

,它是構成

的基本單位。(2)A到B的變化過程,說明

,釋放的能量用于

。(3)B到C的過程中,由于

等活動加強,釋放更多的

供

ADP形成ATP以補充細胞中ATP含量的不足。(4)由整個曲線來看,肌細胞中ATP的含量不會降為零,說明

。答案:(1)細胞呼吸A-P~P~P腺嘌呤核糖核苷酸RNA(2)ATP由于水解含量下降肌肉收縮等生命活動(3)細胞呼吸能量(4)ATP和ADP是可以相互轉化的,并保持動態(tài)平衡

要點一ATP的形成途徑及與ADP的相互轉化1.ATP的形成途徑2.ATP與ADP的相互轉化

ATP的合成ATP的水解反應式ADP+Pi+能量

ATPATP

ADP+Pi+能量所需酶ATP合成酶ATP水解酶能量來源光能(光合作用),化學

能(細胞呼吸)儲存在高能磷酸鍵中

的能量ATP和ADP的相互轉化過程中,反應類型、反應所需酶以及能量的來

源、去路和反應場所都不相同,因此ATP和ADP的相互轉化不是簡單

的可逆反應:物質是可循環(huán)利用的,但能量不能循環(huán)利用?！緦c訓練】(2012·安徽名校聯考)下列有關ATP的敘述錯誤的是

(

)A.ATP和ADP的相互轉化保證了機體對能量的需求B.ATP由3個磷酸基團和1個腺嘌呤構成C.有氧呼吸的第三階段為人體細胞活動提供的ATP最多D.人體細胞內形成ATP的場所是細胞質基質和線粒體解析:ATP中遠離腺苷的高能磷酸鍵容易斷裂也容易形成,即ATP與

ADP二者可以相互轉化,這可以保障生物體對能量的需求;ATP即三

磷酸腺苷,由3個磷酸基團和1個腺苷組成;有氧呼吸第三階段,利用前

兩個階段生成的大量[H]和O2反應生成大量ATP;人體細胞產生ATP

的過程有有氧呼吸和無氧呼吸,有氧呼吸在細胞質基質和線粒體中完

成,無氧呼吸在細胞質基質中完成。答案:B解析細胞的呼吸過程分析有氧呼吸和無氧呼吸的過程圖解及分析(1)過程圖解要點二

(2)分析①有氧呼吸第一、二階段產生的[H]用于第三階段與O2結合生成水;無氧呼吸第一階段產生的[H]用于第二階段將丙酮酸還原為乳酸或C

2H5OH和CO2。②有氧呼吸中H2O既是反應物,又是生成物,且生成的H2O中的氧全部

來自O2。③不同生物無氧呼吸的產物不同,是由于催化反應的酶不同。(1)要注意有氧呼吸生成物中各種元素的來源,總結如下(尤其要關注

H2O和CO2中氧的來源):

說明:①CO2是在第二階段產生的,是丙酮酸和水反應生成的,CO2中的

氧原子一個來自葡萄糖,另一個來自水。這個過程在線粒體基質中進

行。②O2參與反應的階段是第三階段,[H]和氧結合生成水。所以細胞呼

吸的產物水中的氧來自O2,這個過程在線粒體內膜上進行。(2)不同生物無氧呼吸的產物不同,其原因在于催化反應的酶不同。【典題例析】下圖表示綠色植物細胞內部分物質的轉化過程,以下有關敘述正確的是

(

)

A.①②物質依次是H2O和O2

B.圖中產生[H]的場所都是線粒體C.用18O標記葡萄糖,則產物水中會檢測到放射性D.圖示過程只能在有光的條件下進行答案試解:A

解析:題圖中所示的是有氧呼吸的過程,有氧呼吸包括三個階段,第一

階段是葡萄糖在酶的作用下分解成丙酮酸,同時產生少量的能量和

[H],第二階段是丙酮酸和水在酶的作用下分解成二氧化碳,同時產生

少量的[H]和少量的能量,第三階段是第一階段和第二階段產生的[H]

與O2結合形成水,同時產生大量的能量,其中葡萄糖中的氧全部到了

產物二氧化碳中?！菊`區(qū)警示】有氧呼吸的反應物在哪個階段參與反應、生成物在哪

個階段產生是很多學生混淆的地方,總結如下:物質參與階段反應物C6H12O6第一階段H2O第二階段O2第三階段生成物CO2第二階段H2O第三階段影響細胞呼吸的外界因素及應用要點三因素原因曲線應用溫度溫度主要影響

酶的活性。一

般來說,在一定

溫度范圍內,呼

吸速率隨溫度

的升高而增大

①低溫下貯存

蔬菜、水果②大棚蔬菜夜

間適當降溫以

降低呼吸消耗,

提高產量O2O2濃度低時,無氧呼吸占優(yōu)勢;

隨O2濃度增大,無氧呼吸逐漸

被抑制,有氧呼吸不斷加強;但

當O2濃度達到

一定值后,隨O2

濃度增大,有氧

呼吸不再加強

(受呼吸酶數量

等因素的影響)

適當降低氧氣

濃度,抑制呼吸

消耗,延長蔬菜

、保鮮時間續(xù)表因素原因曲線應用CO2CO2是細胞呼吸

的產物,對細胞

呼吸的抑制作

用

在蔬菜、水果

保鮮中,增加CO2

濃度(或充入N2)

可抑制細胞呼

吸,減少有機物

消耗細胞呼吸強度,可采取供水、升溫、高氧等措施;若需減弱細胞呼吸

強度,可以采取干燥、低溫、低氧等措施。(2)蔬菜、水果在儲藏時都應在低溫低氧條件下,種子應保持干燥,而

蔬菜、水果應保持一定的濕度。低溫以不破壞植物組織為標準,一般

為零上低溫?！镜漕}例析】在a、b、c、d條件下,測得某植物種子萌發(fā)時CO2和O2

體積變化的相對值如下表。若底物是葡萄糖,則下列敘述中正確的是

(

)(1)根據外部因素對細胞呼吸的影響,若需要增強相關植物或器官的

CO2釋放量O2吸收量a100b83c64d77A.a條件下,呼吸產物除CO2外還有酒精和乳酸B.b條件下,有氧呼吸消耗的葡萄糖比無氧呼吸多C.c條件下,無氧呼吸最弱D.d條件下,產生的CO2全部來自線粒體答案試解:D

解析:a條件下,不吸收O2,但產生CO2,故只進行無氧呼吸,種子進行無

氧呼吸的產物是酒精和CO2。b條件下,既進行有氧呼吸,又進行無氧

呼吸,有氧呼吸吸收3體積的O2,同時產生3體積的CO2,消耗葡萄糖的

相對量為0.5,無氧呼吸產生5體積的CO2,消耗葡萄糖的相對量為2.5。解析c條件下,同時進行有氧呼吸和無氧呼吸。d條件下,只進行有氧呼吸,

產生的CO2全部來自于線粒體,此時不進行無氧呼吸,故此時無氧呼吸

最弱?！菊`區(qū)警示】(1)如果細胞進行的某種呼吸既沒有O2的吸收也沒有

CO2的釋放,則該細胞進行產生乳酸的無氧呼吸。(2)某個器官或細胞

不可能同時進行產生酒精和乳酸的無氧呼吸。

探究酵母菌細胞呼吸的方式【實驗歸納】1.實驗探究過程

解析

1.(2012·皖南聯考)ATP是生物體的直接能源物質,下列過程中不需要

消耗ATP的是

(

)解析解析

A.②處發(fā)生有氧呼吸第二階段B.①處產生ATPC.②處產生CO2

D.③處發(fā)生[H]與O2的結合反應解析:分析示意圖可知,①②③分別表示線粒體內外膜間隙、線粒體基質和內膜。有氧呼吸的第二階段發(fā)生的場所是②,該過程有CO2產

生,而[H]與O2的結合反應在③上完成。物質氧化分解過程不能在①

處進行,①處也不能產生ATP。答案:B4.(密碼原創(chuàng))如圖表示小麥種子萌發(fā)過程中發(fā)生的相關生理過程,A~

E表示物質,①~④表示過程。下列有關圖示的說法,正確的是

(

)

A.有氧呼吸產生的物質C在線粒體基質中與氧結合生成水B.在人和植物體內都會發(fā)生的物質轉化過程是①④③C.若萌發(fā)時物質B和O2體積變化的相對值分別是8和3,則①③④途徑

消耗的葡萄糖是①②途徑的2/5D.催化過程①②的酶存在于細胞中的細胞質基質和線粒體內解析:A是丙酮酸,B是CO2,C是[H],D是H2O,E是酒精;①代表有氧呼吸

第一階段,②④分別代表無氧呼吸和有氧呼吸的第二階段,③代表有

氧呼吸第三階段。有氧呼吸產生的[H]在線粒體內膜上與氧結合生

成水;有氧呼吸消耗的葡萄糖為3/6=0.5個單位,無氧呼吸消耗的葡萄

糖為(8-3)/2=2.5個單位,二者比率為1/5;催化過程①②的酶存在于細

胞質基質中。答案:B5.用如圖裝置測定種子萌發(fā)時進行的細胞呼吸類型,同時關閉活塞,在

25℃下經過20min再觀察紅色液滴移動情況(注意:細胞呼吸的底物

以葡萄糖計算)。下列對實驗結果分析不符合實際的是

(

)

A.裝置1的紅色液滴向左移動的體積是細胞呼吸消耗O2的體積,裝置2

的紅色液滴向右移動的體積是細胞呼吸釋放CO2和消耗O2的體積之

差B.若裝置1的紅色液滴左移,裝置2的紅色液滴不移動,則說明萌發(fā)的

種子既進行有氧呼吸也進行無氧呼吸C.若裝置1的紅色液滴左移,裝置2的紅色液滴不移動,則說明萌發(fā)的

種子只進行有氧呼吸D.若裝置1的紅色液滴不移動,裝置2的紅色液滴右移,則說明萌發(fā)的

種子只進行無氧呼吸解析:裝置1小燒杯中有NaOH溶液能吸收CO2,故裝置1中不存在CO2,

紅色液滴向左移動的體積是細胞呼吸消耗O2的體積,A項正確。萌發(fā)

的種子若只進行有氧呼吸,裝置1的紅色液滴會左移;裝置2中有氧呼

吸吸收的O2與釋放的CO2相等,紅色液滴不移動,故B項錯誤,C項正確

。若裝置1的紅色液滴不移動,說明不進行有氧呼吸;裝置2的紅色液

滴右移,說明產生了CO2,CO2是無氧呼吸產生的,D項正確。答案:B6.早春季節(jié),農民在水稻播種之前要進行催芽,即先用溫水將水稻種子

浸泡幾小時(非恒溫,讓其自然變涼),再堆放在一起,并用塑料薄膜覆

蓋好。在種子萌發(fā)過程中要常掀開薄膜,并經常進行翻種。請根據上

面材料回答問題:(1)必須用一定溫度的水浸泡的目的是

。(2)經常翻種的目的是為了提供氧氣和散熱,這是防止

造成爛芽和爛根。(3)為了探究種子萌發(fā)時所進行的細胞呼吸類型,請據所給的材料和

用具設計實驗:Ⅰ.實驗原理:種子萌發(fā)過程中,如只進行有氧呼吸,則O2吸收量和CO2

釋放量相等;如果只進行無氧呼吸則只釋放CO2。Ⅱ.實驗材料和用具:萌發(fā)的水稻種子、帶橡皮塞的玻璃罩2只、100

mL的燒杯4個、2根彎曲的帶有紅色液滴的刻度玻璃管、NaOH溶液

、蒸餾水、凡士林等。Ⅲ.實驗方法:按照裝置1將實驗材料和用具裝好。如想得到預期的實

驗結論,必須同時設計另一組實驗裝置即裝置2,請指出應如何設計。

(在方框內繪出裝置2的圖示并做好相應標注)

Ⅳ.完成如下表格,預測實驗可能出現的現象及結論。(請描述裝置1

和2中液滴移動狀況)實驗現象結論裝置1裝置2液滴左移液滴不移動①

②

③

只進行無氧呼吸④

⑤

既進行有氧呼吸,也進

行無氧呼吸解析:(1)酶在適宜的溫度下活性較高,溫水浸種可促進種子萌發(fā)。(2)