第2、3節(jié)　細(xì)胞的能量“通貨”-ATP ATP的主要來源-細(xì)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(zhuǎn)化(1)關(guān)系式:ADP+Pi+能量

ATP。(2)能量來源①動、植物和微生物:細(xì)胞呼吸分解有機(jī)物所釋放的能量。②綠色植物:除細(xì)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(zhuǎn)化是生物界的共性。

ATP是生命活動的直接能源物質(zhì),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(xì)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(xì)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(chǎn)物的檢測

試劑現(xiàn)象(顏色變化)CO2澄清的石灰水變渾濁溴麝香草酚藍(lán)水溶液藍(lán)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(xì)胞呼吸概念:指有機(jī)物在細(xì)胞內(nèi)經(jīng)過一系列的氧化分解,生成二氧化碳或其

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

6CO2+12H2O+能量(2)過程

現(xiàn)在地球上絕大多數(shù)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(xì)胞中的ATP主要來自

(生理過程),其結(jié)構(gòu)簡式為

。ATP通過水解釋放能量,當(dāng)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(gòu)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(qiáng),釋放更多的

供

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

。答案:(1)細(xì)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(xì)胞呼吸能量(4)ATP和ADP是可以相互轉(zhuǎn)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(zhuǎn)化1.ATP的形成途徑2.ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化

ATP的合成ATP的水解反應(yīng)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(xué)

能(細(xì)胞呼吸)儲存在高能磷酸鍵中

的能量ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化過程中,反應(yīng)類型、反應(yīng)所需酶以及能量的來

源、去路和反應(yīng)場所都不相同,因此ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化不是簡單

的可逆反應(yīng):物質(zhì)是可循環(huán)利用的,但能量不能循環(huán)利用。【對點訓(xùn)練】(2012·安徽名校聯(lián)考)下列有關(guān)ATP的敘述錯誤的是

(

)A.ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化保證了機(jī)體對能量的需求B.ATP由3個磷酸基團(tuán)和1個腺嘌呤構(gòu)成C.有氧呼吸的第三階段為人體細(xì)胞活動提供的ATP最多D.人體細(xì)胞內(nèi)形成ATP的場所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體解析:ATP中遠(yuǎn)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(zhuǎn)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(tuán)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(yīng)生成大量ATP;人體細(xì)胞產(chǎn)生ATP

的過程有有氧呼吸和無氧呼吸,有氧呼吸在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體中完

成,無氧呼吸在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中完成。答案:B解析細(xì)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(chǎn)生的[H]用于第三階段與O2結(jié)合生成水;無氧呼吸第一階段產(chǎn)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(yīng)物,又是生成物,且生成的H2O中的氧全部

來自O(shè)2。③不同生物無氧呼吸的產(chǎn)物不同,是由于催化反應(yīng)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(jié)如下(尤其要關(guān)注

H2O和CO2中氧的來源):

說明:①CO2是在第二階段產(chǎn)生的,是丙酮酸和水反應(yīng)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(zhì)中進(jìn)

行。②O2參與反應(yīng)的階段是第三階段,[H]和氧結(jié)合生成水。所以細(xì)胞呼

吸的產(chǎn)物水中的氧來自O(shè)2,這個過程在線粒體內(nèi)膜上進(jìn)行。(2)不同生物無氧呼吸的產(chǎn)物不同,其原因在于催化反應(yīng)的酶不同。【典題例析】下圖表示綠色植物細(xì)胞內(nèi)部分物質(zhì)的轉(zhuǎn)化過程,以下有關(guān)敘述正確的是

(

)

A.①②物質(zhì)依次是H2O和O2

B.圖中產(chǎn)生[H]的場所都是線粒體C.用18O標(biāo)記葡萄糖,則產(chǎn)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(jìn)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(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)生的[H]

與O2結(jié)合形成水,同時產(chǎn)生大量的能量,其中葡萄糖中的氧全部到了

產(chǎn)物二氧化碳中。【誤區(qū)警示】有氧呼吸的反應(yīng)物在哪個階段參與反應(yīng)、生成物在哪

個階段產(chǎn)生是很多學(xué)生混淆的地方,總結(jié)如下:物質(zhì)參與階段反應(yīng)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(xì)胞呼吸的外界因素及應(yīng)用要點三因素原因曲線應(yīng)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(nèi),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(dāng)降溫以

降低呼吸消耗,

提高產(chǎn)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(qiáng);但

當(dāng)O2濃度達(dá)到

一定值后,隨O2

濃度增大,有氧

呼吸不再加強(qiáng)

(受呼吸酶數(shù)量

等因素的影響)

適當(dāng)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(yīng)用CO2CO2是細(xì)胞呼吸

的產(chǎn)物,對細(xì)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(xì)胞呼

吸,減少有機(jī)物

消耗細(xì)胞呼吸強(qiáng)度,可采取供水、升溫、高氧等措施;若需減弱細(xì)胞呼吸

強(qiáng)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(yīng)在低溫低氧條件下,種子應(yīng)保持干燥,而

蔬菜、水果應(yīng)保持一定的濕度。低溫以不破壞植物組織為標(biāo)準(zhǔn),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(jù)外部因素對細(xì)胞呼吸的影響,若需要增強(qiáng)相關(guān)植物或器官的

CO2釋放量O2吸收量a100b83c64d77A.a條件下,呼吸產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)生CO2,故只進(jìn)行無氧呼吸,種子進(jìn)行無

氧呼吸的產(chǎn)物是酒精和CO2。b條件下,既進(jìn)行有氧呼吸,又進(jìn)行無氧

呼吸,有氧呼吸吸收3體積的O2,同時產(chǎn)生3體積的CO2,消耗葡萄糖的

相對量為0.5,無氧呼吸產(chǎn)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(jìn)行有氧呼吸和無氧呼吸。d條件下,只進(jìn)行有氧呼吸,

產(chǎn)生的CO2全部來自于線粒體,此時不進(jìn)行無氧呼吸,故此時無氧呼吸

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

CO2的釋放,則該細(xì)胞進(jìn)行產(chǎn)生乳酸的無氧呼吸。(2)某個器官或細(xì)胞

不可能同時進(jìn)行產(chǎn)生酒精和乳酸的無氧呼吸。

探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式【實驗歸納】1.實驗探究過程

解析

1.(2012·皖南聯(lián)考)ATP是生物體的直接能源物質(zhì),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(chǎn)生ATPC.②處產(chǎn)生CO2

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

生,而[H]與O2的結(jié)合反應(yīng)在③上完成。物質(zhì)氧化分解過程不能在①

處進(jìn)行,①處也不能產(chǎn)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(guān)生理過程,A~

E表示物質(zhì),①~④表示過程。下列有關(guān)圖示的說法,正確的是

(

)

A.有氧呼吸產(chǎn)生的物質(zhì)C在線粒體基質(zhì)中與氧結(jié)合生成水B.在人和植物體內(nèi)都會發(fā)生的物質(zhì)轉(zhuǎn)化過程是①④③C.若萌發(fā)時物質(zhì)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(xì)胞中的細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體內(nèi)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(chǎn)生的[H]在線粒體內(nèi)膜上與氧結(jié)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(xì)

胞質(zhì)基質(zhì)中。答案:B5.用如圖裝置測定種子萌發(fā)時進(jìn)行的細(xì)胞呼吸類型,同時關(guān)閉活塞,在

25℃下經(jīng)過20min再觀察紅色液滴移動情況(注意:細(xì)胞呼吸的底物

以葡萄糖計算)。下列對實驗結(jié)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(xì)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(xì)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(jìn)行有氧呼吸也進(jìn)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(jìn)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(jìn)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(xì)胞呼吸消耗O2的體積,A項正確。萌發(fā)

的種子若只進(jìn)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(jìn)行有氧呼吸;裝置2的紅色液

滴右移,說明產(chǎn)生了CO2,CO2是無氧呼吸產(chǎn)生的,D項正確。答案:B6.早春季節(jié),農(nóng)民在水稻播種之前要進(jìn)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(jīng)常進(jìn)行翻種。請根據(jù)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(jīng)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(jìn)行的細(xì)胞呼吸類型,請據(jù)所給的材料和

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

釋放量相等;如果只進(jìn)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(yù)期的實

驗結(jié)論,必須同時設(shè)計另一組實驗裝置即裝置2,請指出應(yīng)如何設(shè)計。

(在方框內(nèi)繪出裝置2的圖示并做好相應(yīng)標(biāo)注)

Ⅳ.完成如下表格,預(yù)測實驗可能出現(xiàn)的現(xiàn)象及結(jié)論。(請描述裝置1

和2中液滴移動狀況)實驗現(xiàn)象結(jié)論裝置1裝置2液滴左移液滴不移動①

②

③

只進(jìn)行無氧呼吸④

⑤

既進(jìn)行有氧呼吸,也進(jìn)

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(jìn)種子萌發(fā)。(2)