5.3ATP的主要来源—细胞呼吸.ppt

汉汉水水丑丑生生侯侯伟伟作作品品 第五章第五章 细胞的能量供应和利用细胞的能量供应和利用 第三节第三节 ATPATP的主要来源的主要来源细胞呼吸细胞呼吸 细胞呼吸是指有机物在细胞呼吸是指有机物在细胞内细胞内经过一系经过一系列列氧化分解氧化分解，生成，生成二氧化碳或其他产物二氧化碳或其他产物，释，释放能量并且放能量并且生成生成ATPATP的过程。的过程。本质：分解有机物，释放能量本质：分解有机物，释放能量 细胞呼吸的概念细胞呼吸的概念 细胞呼吸细胞呼吸 有氧呼吸有氧呼吸 无氧呼吸无氧呼吸 包括包括 一一.细胞呼吸的方式细胞呼吸的方式 C C6 6H H1212O O6 6 2 2丙酮酸丙酮酸 酶酶 6CO6CO2 2 4H4H 能量能量 2ATP2ATP 热能热能 能量能量 2ATP2ATP 热能热能 酶酶 6H6H2 2O O 20H20H 12H12H2 2O O 6O6O2 2 酶酶 能量能量 34ATP34ATP 热能热能 线粒体线粒体 细胞质基质细胞质基质 有氧呼吸怎样进行？（以葡萄糖为例）第一阶段第一阶段 第二阶段第二阶段 第三阶段第三阶段 1C C6 6H H1212O O6 6 2C3H4O3+4+4H+少量能量（少量能量（2molATP+2molATP+热能）热能）酶酶 2 2C3H4O3 +6+6H2O 6 6CO2+20H+少量能量（少量能量（2molATP+2molATP+热能）热能）酶酶 24H+6O2 12H2O+大量能量（大量能量（34molATP+34molATP+热能）热能）酶酶 场所：细胞质基质场所：细胞质基质 场所：线粒体基质场所：线粒体基质 场所：线粒体内膜场所：线粒体内膜 1.11.1有氧呼吸过程：有氧呼吸过程：线粒体是有氧呼吸线粒体是有氧呼吸 的的主要主要场所场所 1.21.2有氧呼吸总反应式：有氧呼吸总反应式：C C6 6H H1212O O6 6 +6H+6H2 2O+6OO+6O2 2 6CO 6CO2 2 +12H+12H2 2O+O+能量能量 酶酶 一一 2870kJ 其中其中1161kJ（40）左右能量储存在左右能量储存在ATP中中(38mol）其余以热能其余以热能（60）形式散失形式散失 1mol 二二 三三 二二 三三 一二三一二三 彻底氧化分解彻底氧化分解 1.31.3反应场所：反应场所：细胞质基质、线粒体细胞质基质、线粒体 1.41.4能量去向：能量去向：一部分以热能形式散失一部分以热能形式散失(约约60%)60%)；另一部分转移到另一部分转移到ATPATP中中(约约40%)40%)。1.51.5有氧呼吸概念：有氧呼吸概念：有氧呼吸是指细胞在有氧呼吸是指细胞在氧氧的参与下，通过的参与下，通过多种酶多种酶的催的催化作用，把葡萄糖等有机物化作用，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解彻底氧化分解，产生，产生二氧化二氧化碳和水碳和水，释放能量，生成许多，释放能量，生成许多ATPATP的过程的过程。1.61.6有氧呼吸的意义：有氧呼吸的意义：是大多数生物特别是人和高等动植物获取能量的主要途径。是大多数生物特别是人和高等动植物获取能量的主要途径。有氧呼吸有氧呼吸 场场 所所 反应物反应物 产产 物物 释能释能 第一阶段第一阶段 第二阶段第二阶段 第三阶段第三阶段 有氧呼吸三个阶段的比较有氧呼吸三个阶段的比较 细胞质细胞质基质基质 葡萄糖葡萄糖 丙酮酸丙酮酸HH 少量少量 丙酮酸、丙酮酸、H H2 2O O COCO2 2、HH 少量少量 HH、O O2 2 H H2 2O O 大量大量 线粒体线粒体基质基质 线粒体线粒体内膜内膜 对比对比 水稻田需要定期排水，否则水稻幼根会水稻田需要定期排水，否则水稻幼根会变黑、腐烂。为什么？变黑、腐烂。为什么？剧烈运动后，为什么感到肌肉酸胀？剧烈运动后，为什么感到肌肉酸胀？思考思考：第一阶段：第一阶段：第二阶段：第二阶段：大多数高等植物、酵母菌大多数高等植物、酵母菌缺氧时缺氧时进行这种无氧呼吸，产生酒精。进行这种无氧呼吸，产生酒精。高等动物和人、一些高等植物的某些器官（如：高等动物和人、一些高等植物的某些器官（如：马铃薯块茎、马铃薯块茎、甜菜块根、玉米的胚甜菜块根、玉米的胚等）、乳酸菌等）、乳酸菌缺氧时缺氧时进行这种无氧呼吸，进行这种无氧呼吸，可以产生乳酸。可以产生乳酸。2.1无氧呼吸过程：无氧呼吸过程：1C C6 6H H1212O O6 6 2C3H4O3+4H+少量能量少量能量（2molATP+2molATP+热能）热能）酶酶 2C3H4O3+4H2C2H5OH（酒精酒精）+2CO2 2C3H4O3+4H 2C3H6O3（乳酸乳酸）场所：细胞质基质场所：细胞质基质 场所：细胞质基质场所：细胞质基质 A.A.酒精发酵酒精发酵 B.B.乳酸发酵乳酸发酵 酶酶 酶酶（无能量释放）（无能量释放）微生物的无氧呼吸微生物的无氧呼吸 叫发酵叫发酵 无氧呼吸是指细胞在无氧呼吸是指细胞在无氧无氧的参与下，通过的参与下，通过酶酶的催的催化作用，把糖类等有机物分解成为化作用，把糖类等有机物分解成为不彻底的氧化产物不彻底的氧化产物，同时释放出少量能量同时释放出少量能量生成少量生成少量ATP的过程。的过程。2.3无氧呼吸概念：无氧呼吸概念：2.2无氧呼吸总反应式：无氧呼吸总反应式：酶C6H12O6 2 C2H5OH2CO2少量少量能量能量 酶酶2C3H6O3少量少量能量能量 C6H12O6 细胞质基质细胞质基质 细胞质基质细胞质基质 酶种类的不同酶种类的不同决定无氧呼吸第二阶段的途径和产物！决定无氧呼吸第二阶段的途径和产物！1.1.同样是分解葡萄糖，为何无氧呼吸只能释放少量同样是分解葡萄糖，为何无氧呼吸只能释放少量 能量？能量？无氧呼吸中，葡萄糖无氧呼吸中，葡萄糖分解成为分解成为不彻底不彻底的氧化产物，的氧化产物，分子中的分子中的大部分能量存留在酒精或乳酸中大部分能量存留在酒精或乳酸中。思考思考：2.2.没有线粒体的没有线粒体的原核生物原核生物也能进行有氧呼吸，含有与也能进行有氧呼吸，含有与 有氧呼吸有关的酶有氧呼吸有关的酶即可。如：硝化细菌，根瘤菌等即可。如：硝化细菌，根瘤菌等 注注 意意 1.1.不同细胞其体内的酶不同，催化的化学反应也不同，不同细胞其体内的酶不同，催化的化学反应也不同，所以同一种生物所以同一种生物不能同时存在不能同时存在两种无氧呼吸方式。两种无氧呼吸方式。3.3.无线粒体的真核生物只能进行无氧呼吸，如哺乳无线粒体的真核生物只能进行无氧呼吸，如哺乳 动物成熟的动物成熟的红细胞和蛔虫红细胞和蛔虫等。等。4.4.葡萄糖只能在细胞质基质中被氧化（酶的专一性）。葡萄糖只能在细胞质基质中被氧化（酶的专一性）。练习练习1、呼吸作用过程中有呼吸作用过程中有CO2放出时，则可判断此过程放出时，则可判断此过程()A一定是无氧呼吸一定是无氧呼吸 B一定是有氧呼吸一定是有氧呼吸 C一定不是乳酸发酵一定不是乳酸发酵 D一定不是酒精发酵一定不是酒精发酵 练习练习2、呼吸作用过程中有呼吸作用过程中有H2O产生时，则可判断此过程产生时，则可判断此过程:一定是一定是_(有氧呼吸有氧呼吸/无氧呼吸无氧呼吸/酒精发酵酒精发酵/乳酸发酵乳酸发酵)。C 有氧呼吸有氧呼吸 2.42.4有氧呼吸与无氧呼吸区别与联系有氧呼吸与无氧呼吸区别与联系 项项 目目 有氧呼吸有氧呼吸 无氧呼吸无氧呼吸 区区 别别 呼吸场所呼吸场所 条条 件件 分解产物分解产物 释放能量释放能量 联联 系系 细胞质基质、线粒体细胞质基质、线粒体 需氧气、多种酶需氧气、多种酶 二氧化碳和水二氧化碳和水 二氧化碳、酒精或乳酸二氧化碳、酒精或乳酸 较多较多(2870kJ)(2870kJ)较少较少(196.65kJ)(196.65kJ)第一阶段完全相同第一阶段完全相同 细胞质基质细胞质基质 不需氧气、多种酶 都能将有机物分解，释放能量。都能将有机物分解，释放能量。2、供原料：为其他化合物的合成提供原料（丙酮酸）。、供原料：为其他化合物的合成提供原料（丙酮酸）。呼吸作用是呼吸作用是三大类营养物质（蛋白质、糖类、脂肪）三大类营养物质（蛋白质、糖类、脂肪）转化的枢纽。转化的枢纽。二.细胞呼吸的意义-用于各种耗能的生命活动用于各种耗能的生命活动 注意：注意：不消耗不消耗ATP的过程有的过程有：-可用于可用于维持体温维持体温 自由扩散、协助扩散、渗透作用、吸胀作用、蒸腾作用自由扩散、协助扩散、渗透作用、吸胀作用、蒸腾作用 1、供能、供能 热热 能能 形成形成ATP 三.细胞呼吸的影响因素及应用细胞呼吸的影响因素及应用 1.1.内因内因 （1）遗传特性遗传特性：不同种类植物呼吸速率不同。：不同种类植物呼吸速率不同。如：旱生植物小于水生植物，阴生植物小于阳生植物如：旱生植物小于水生植物，阴生植物小于阳生植物（2）生长发育时期生长发育时期：同一植物在不同的生长发育时期不同。：同一植物在不同的生长发育时期不同。如：幼苗期呼吸速率大于成熟期呼吸速率。如：幼苗期呼吸速率大于成熟期呼吸速率。（3）器官类型器官类型：同一植物的不同器官呼吸速率不同。：同一植物的不同器官呼吸速率不同。如：生殖器官大于营养器官。如：生殖器官大于营养器官。2.2.外因外因 6CO2+12H2O*+能量能量 C6H12O6+6H2O+6O2*怎样才能促进怎样才能促进有氧呼吸？有氧呼吸？提高氧气浓度提高氧气浓度 适当升高温度适当升高温度 反应物反应物 条件条件 产物产物 酶酶 增加自由水增加自由水 呼呼吸吸的的速速率率 温度温度 2.12.1温度温度 (1)(1)原理原理:_ :_ 影响呼吸酶的活性影响呼吸酶的活性 零上零上低温下贮存蔬菜、水果。低温下贮存蔬菜、水果。(2)(2)应用：应用：大棚蔬菜大棚蔬菜夜间适当降温夜间适当降温以降低呼吸消耗，提高产量。以降低呼吸消耗，提高产量。例题：右图表示恒温动物和变温例题：右图表示恒温动物和变温动物的呼吸速率与环境温度的关动物的呼吸速率与环境温度的关系，请分析系，请分析A A、B B分别是什么类型分别是什么类型的动物。的动物。10 20 30 A B T（）呼吸速率呼吸速率 答：答：A A是变温动物（如蛙）是变温动物（如蛙）B B是恒温动物（如小鼠）是恒温动物（如小鼠）将种子晒干，以减弱呼吸消耗，有利于贮藏！将种子晒干，以减弱呼吸消耗，有利于贮藏！2.22.2含水量含水量 (1)规律：规律：在一定的范围内，细胞的呼吸强度随含水量的增在一定的范围内，细胞的呼吸强度随含水量的增加而加强，超过这个范围后，细胞的呼吸强度不再加而加强，超过这个范围后，细胞的呼吸强度不再增加。增加。(2)(2)应用：应用：练习：取适量干重相等的练习：取适量干重相等的4份种子进行不同处理：份种子进行不同处理：甲甲-风干，乙风干，乙-消毒后浸水萌发，丙消毒后浸水萌发，丙-浸水后萌发，丁浸水后萌发，丁-浸浸水萌发后煮熟冷却、消毒。然后分别放入水萌发后煮熟冷却、消毒。然后分别放入4个保温瓶中。个保温瓶中。一段时间后，种子堆内温度最高的是：一段时间后，种子堆内温度最高的是：()A 甲甲 B 乙乙 C 丙丙 D 丁丁 C 2.3 O2.3 O2 2浓度浓度 如：破伤风杆菌等厌氧生物会随着如：破伤风杆菌等厌氧生物会随着O O2 2浓度增大而死亡。浓度增大而死亡。(1)(1)无氧呼吸：无氧呼吸：随氧气浓度增加而受抑制，氧气浓度越高，抑制随氧气浓度增加而受抑制，氧气浓度越高，抑制作用越强，氧气浓度达到一定值时，被完全抑制。作用越强，氧气浓度达到一定值时，被完全抑制。如图所示：如图所示：(2)(2)有氧呼吸：有氧呼吸：有氧呼吸速率有氧呼吸速率 O2 在一定范围内，有氧呼吸速率随氧气浓度的增加在一定范围内，有氧呼吸速率随氧气浓度的增加而增强，但当氧气浓度增加到一定值时，而增强，但当氧气浓度增加到一定值时，由于受线粒由于受线粒体数量的限制，呼吸作用强度不再增大。体数量的限制，呼吸作用强度不再增大。如图所示：如图所示：(3)(3)绝大多数植物的绝大多数植物的非绿色器官或酵母菌非