2022年医学专题—细胞的能量供应和利用.ppt

第三单元第三单元 细胞的能量供应细胞的能量供应(gngyng)(gngyng)和利用和利用必修一必修一第二讲细胞的能量第二讲细胞的能量(nngling)“通货通货”ATP、及、及ATP的的 主要来源主要来源细胞呼吸细胞呼吸第一页，共八十四页。知识内容考纲要求ATP在能量代谢中的作用细胞呼吸探究酵母菌的呼吸方式实验探究第二页，共八十四页。第三页，共八十四页。知识点一：细胞的能量知识点一：细胞的能量“通货通货”ATPATP11ATPATP的结构和功能的结构和功能(1)ATP(1)ATP结构简式：结构简式：，其其中中(q(q zhzhng)ng)A A表示表示 ，PP表示表示 。(2)(2)功能：是生命活动的功能：是生命活动的物质。物质。APPP腺苷腺苷磷酸磷酸(ln sun)基团基团直接直接(zhji)能源能源第四页，共八十四页。2 2ATPATP与与ADPADP的相互的相互(xi(xinghngh)转化转化第五页，共八十四页。(1)(1)图中图中是是 ，其其中中(q(q zhzhng)ng)易形成和断裂。易形成和断裂。(2)(2)图中图中为为 的过程，其作用是的过程，其作用是。(3)(3)写出写出ATPATP与与ADPADP相互转化的反应式相互转化的反应式。高能高能(gonng)磷酸键磷酸键远离远离A的高能的高能(gonng)磷酸键磷酸键高能磷酸键水解释放能量高能磷酸键水解释放能量为各项生命活动提供能量为各项生命活动提供能量第六页，共八十四页。3 3ATPATP的来源的来源(l(l iyuiyu n)n)(1)(1)动物和人：动物和人：。(2)(2)绿色植物：绿色植物：。呼吸作用呼吸作用(h x zu yn)呼吸作用呼吸作用(h x zu yn)和光合作用和光合作用第七页，共八十四页。1.1.植物叶肉细胞产生植物叶肉细胞产生ATPATP的场所有哪些？这些的场所有哪些？这些ATPATP均均可用于主动可用于主动(zhdng)运输，物质合成等多种耗能过程吗？运输，物质合成等多种耗能过程吗？提示：提示：植物叶肉细胞产生植物叶肉细胞产生ATPATP的场所有细胞质基质、线粒的场所有细胞质基质、线粒体基质、线粒体内膜及叶绿体类囊体薄膜，叶绿体中产生的体基质、线粒体内膜及叶绿体类囊体薄膜，叶绿体中产生的ATPATP专用于还原专用于还原C C3 3化合物，不能用于其他耗能过程化合物，不能用于其他耗能过程(其他部位其他部位产生的产生的ATPATP可用于各项生命活动可用于各项生命活动)。第八页，共八十四页。11ATPATP的结构式的结构式由由结结构构式式可可看看出出(k(k n n chch)，ATPATP的的结结构构特特点点可可用用“一一、二二、三三”来总结，即一个腺苷、两个高能磷酸键、三个磷酸基团。来总结，即一个腺苷、两个高能磷酸键、三个磷酸基团。第九页，共八十四页。2 2ATPATP与与ADPADP的相互转化的相互转化(zhu(zhunhunhu)转化过程图解转化过程图解第十页，共八十四页。3 3ATPATP合成与水解合成与水解(shu(shujiji)的比较的比较第十一页，共八十四页。由由上上表表可可看看出出，ATPATP和和ADPADP的的相相互互(xi(xinghngh)转转化化过过程程中中，反反应应类类型型、反反应应所所需需酶酶以以及及能能量量的的来来源源、去去路路和和反反应应场场所所都都不不完完全全相相同同，因因此此ATPATP和和ADPADP的的相相互互转转化化不不是是可可逆逆反反应应。但但物物质质是是可循环利用的。可循环利用的。第十二页，共八十四页。(1)(1)细细胞胞中中ATPATP含含量量很很少少，ATPATP是是生生命命活活动动的的直直接接能能源源物物质质(w(w zhzh)，但但它它在在细细胞胞内内的的含含量量并并不高，因此细胞内不高，因此细胞内ATPATP的形成与分解相当频繁。的形成与分解相当频繁。(2)(2)剧剧烈烈运运动动时时ATPATP分分解解量量加加大大，其其合合成成量量也也加加大大，不不可可说说成成ATPATP分分解解速速率率大大于于合合成成速速率率或或ATPATP合合成成速速率率大大于于分分解解速率。速率。第十三页，共八十四页。11下列下列(xi(xi lili)结构在光下不能产生结构在光下不能产生ATPATP的是的是()A A细胞质基质细胞质基质B B叶绿体内膜叶绿体内膜C C叶绿体的类囊体叶绿体的类囊体 D D线粒体的内膜线粒体的内膜解解析析：在在细细胞胞质质的的基基质质中中进进行行有有氧氧呼呼吸吸的的第第一一阶阶段段和和无无氧氧呼呼吸吸阶阶段段，都都可可以以产产生生ATPATP。在在线线粒粒体体的的内内膜膜上上进进行行有有氧氧呼呼吸吸的的第第三三阶阶段段，产产生生大大量量的的ATPATP。在在叶叶绿绿体体的的类类囊囊体体上上进进行行光光合合作作用用的的光光反反应应阶阶段段，可可以以产产生生ATPATP。而而在在叶叶绿绿体体的的内内膜膜中中无无ATPATP的产生。的产生。答案：答案：B B第十四页，共八十四页。第十五页，共八十四页。A A图图11中的中的A A代表腺苷，代表腺苷，bb、cc为高能磷酸键为高能磷酸键B B图图2 2中反应向右进行时，图中反应向右进行时，图11中的中的cc键断裂并释放能量键断裂并释放能量C CATPATP与与ADPADP快速转化依赖于酶催化作用具有高效性快速转化依赖于酶催化作用具有高效性D D酶酶11和酶和酶2 2催化作用的机理是降低反应的活化能催化作用的机理是降低反应的活化能解解析析：图图11中中A A表表示示(bi(bioshosh)腺腺嘌嘌呤呤，bb、cc是是高高能能磷磷酸酸键键。ATPATP水水解解时时远远离离腺腺苷苷的的高高能能磷磷酸酸键键断断裂裂。酶酶催催化化作作用用具具有有高高效效性，其催化作用的机理是降低反应的活化能。性，其催化作用的机理是降低反应的活化能。答案：答案：A A第十六页，共八十四页。知识点二：细胞呼吸知识点二：细胞呼吸11探究酵母菌细胞呼吸的方式探究酵母菌细胞呼吸的方式判断判断(p(p ndundu n)n)正误正误(1)(1)酵酵母母菌菌既既能能进进行行有有氧氧呼呼吸吸，也也能能进进行行无无氧氧呼呼吸吸。()(2)(2)根根据据石石灰灰水水浑浑浊浊程程度度或或溴溴麝麝香香草草酚酚蓝蓝水水溶溶液液变变成成黄黄色色的的时时间间长长短短，可可检检测测酵酵母母菌菌产产生生COCO2 2的的多多少少。()(3)(3)酒酒精精与与酸酸性性重重铬铬酸酸钾钾溶溶液液发发生生反反应应，变变成成橙橙色色。()(4)(4)探探究究有有氧氧呼呼吸吸的的装装置置中中NaOHNaOH与与澄澄清清石石灰灰水水的的作作用用相同。相同。()()第十七页，共八十四页。2 2有氧呼吸有氧呼吸(h(hxx)(1)(1)有氧呼吸的反应式是有氧呼吸的反应式是。第十八页，共八十四页。(2)(2)过程过程(gu(gu chch ng)ng)：第十九页，共八十四页。3 3无氧呼吸无氧呼吸判断正误判断正误(1)(1)酵酵 母母 菌菌 无无 氧氧 呼呼 吸吸 的的 反反 应应 式式 为为C C6 6H H1212OO6 6酶酶,2C,2C3 3H H6 6OO3 3()(2)(2)马铃薯储藏久了会有酒味产生。马铃薯储藏久了会有酒味产生。()()(3)(3)人人剧剧烈烈运运动动时时产产生生的的COCO2 2是是有有氧氧呼呼吸吸和和无无氧氧呼呼吸吸的的共共同同(g(g ngtngt ng)ng)产物。产物。()()(4)(4)无无氧氧呼呼吸吸只只在在第第一一阶阶段段释释放放少少量量能能量量，产产生生少少量量ATPATP。()()第二十页，共八十四页。(5)(5)水水果果贮贮藏藏(zh(zh cc ng)ng)在在完完全全无无氧氧环环境境中中，可可将将损损失失减减小小到到最低程度。最低程度。()()(6)(6)无无氧氧呼呼吸吸不不需需要要氧氧参参与与，因因而而其其底底物物的的分分解解不不属属于于氧氧化反应。化反应。()()第二十一页，共八十四页。2.2.作物栽培时要及时中耕松土，稻田需要定期排水，这作物栽培时要及时中耕松土，稻田需要定期排水，这有什么好处有什么好处(h(ho chu)o chu)？提示：提示：作物栽培时要及时松土透气，有利于根系的有氧呼作物栽培时要及时松土透气，有利于根系的有氧呼吸，促进根对无机盐的吸收；稻田需定期排水，否则会因根进吸，促进根对无机盐的吸收；稻田需定期排水，否则会因根进行无氧呼吸产生大量的酒精，对细胞产生毒害作用，使根腐烂。行无氧呼吸产生大量的酒精，对细胞产生毒害作用，使根腐烂。第二十二页，共八十四页。11细胞细胞(x(x bbo)o)呼吸的过程呼吸的过程第二十三页，共八十四页。2 2有氧呼吸有氧呼吸(h(hxx)过程中各元素的去向过程中各元素的去向第二十四页，共八十四页。3 3有氧呼吸有氧呼吸(h(hxx)和无氧呼吸和无氧呼吸(h(hxx)的比较的比较有氧呼吸无氧呼吸区别场所主要在线粒体中进行在细胞质基质中进行条件氧气，多种酶无氧气，多种酶物质变化葡萄糖彻底氧化分解，生成CO2和H2O葡萄糖分解不彻底，生成乳酸或酒精和CO2能量变化释放大量能量，产生大量ATP释放少量能量，产生少量ATP特点受O2和湿度等因素的影响有氧气存在时，无氧呼吸受抑制联系二者第一阶段反应完全相同，并且都在细胞质基质中进行；本质都是氧化分解有机物、释放能量，产生ATP第二十五页，共八十四页。4.4.细胞呼吸的影响因素细胞呼吸的影响因素(y(yn sn s)及其在生产实践中的应用及其在生产实践中的应用(1)温度：温度：曲线模型：如右图。曲线模型：如右图。模模型型解解读读(ji d)：温温度度通通过过影影响响与与细细胞胞呼呼吸吸有有关关酶酶的的活活性性来来影影响响呼呼吸吸速速率。率。第二十六页，共八十四页。aa最适温度时，细胞呼吸最强。最适温度时，细胞呼吸最强。bb超超过过最最适适温温度度呼呼吸吸酶酶活活性性降降低低(ji(ji ngdngd)，甚甚至至变变性性失失活活，细胞呼吸受抑制。细胞呼吸受抑制。cc低于最适温度呼吸酶活性下降，细胞呼吸受抑制。低于最适温度呼吸酶活性下降，细胞呼吸受抑制。应用：应用：aa低温下贮存蔬菜水果。低温下贮存蔬菜水果。bb温温室室栽栽培培中中增增大大昼昼夜夜温温差差(降降低低夜夜间间温温度度)，以以减减少少夜夜间呼吸消耗有机物。间呼吸消耗有机物。第二十七页，共八十四页。(2)O(2)O2 2浓度：浓度：曲线模型：如右图。曲线模型：如右图。模型解读：模型解读：aaOO2 2浓度低时，无氧呼吸占优势。浓度低时，无氧呼吸占优势。bb随随OO2 2浓浓度度增增大大，无无氧氧呼呼吸吸逐逐渐渐被被抑抑制制，有有氧氧呼呼吸吸不不断断加强。加强。cc当当OO2 2浓浓度度达达到到一一定定值值后后，随随OO2 2浓浓度度增增大大，有有氧氧呼呼吸吸不不再加强再加强(受呼吸酶数量等因素的影响受呼吸酶数量等因素的影响(y(yngxingxing)ng)。应应用用：贮贮藏藏水水果果、蔬蔬菜菜、种种子子时时降降低低OO2 2浓浓度度，以以减减少少有有机物消耗，但不能无机物消耗，但不能无OO2 2，否则产生酒精，导致腐烂。，否则产生酒精，导致腐烂。第二十八页，共八十四页。(3)(3)含水量：含水量：曲线模型：如右图。曲线模型：如右图。模模型型解解读读：在在一一定定范范围围内内，细细胞胞呼呼吸吸速速率率随随含含水水量量的的增增加加(z(zngjingji)而而加加快快，随随含含水水量量的的减减少少而而减减慢慢。当当含含水水量量过过多多时时，呼呼吸速率减慢，甚至死亡。吸速率减慢，甚至死亡。应用：作物栽培中，合理灌溉。应用：作物栽培中，合理灌溉。第二十九页，共八十四页。(4)CO(4)CO2 2浓度：浓度：曲线模型：如右图。曲线模型：如右图。模型解读：模型解读：COCO2 2是细胞是细胞(x(x bbo)o)呼吸的产物，呼吸的产物，对细胞对细胞(x(x bbo)o)呼吸具有抑制作用。呼吸具有