生物 第五章 细胞的能量“通货”──ATP ATP的主要来源──细胞呼吸(必修1).ppt
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1、第第2、3节细胞的能量节细胞的能量“通货通货”ATPATP的主要来源的主要来源细胞呼吸细胞呼吸要点探究要点探究栏目导航课课前前导导学学实验实验平台平台走近高考走近高考基础梳理一、细胞的能量一、细胞的能量“通货通货”ATP1.ATP的结构的结构2.生成ATP的途径3.ATP与ADP的相互转化:ATPADP+Pi+能量4.ATP的功能:ATP是细胞生命活动的直接能源物质。【思维激活1】新陈代谢旺盛的细胞中,ATP的含量相对高吗?为什么?提示:细胞内ATP的含量极少,且相对稳定,新陈代谢旺盛的细胞中仅是ATP与ADP的相互转化迅速,但ATP含量不会升高。二、细胞呼吸的方式二、细胞呼吸的方式【思维激活
2、2】所有活的生物都时刻进行细胞呼吸吗?请举例说明。提示:只要是活细胞都要进行细胞呼吸,没有细胞结构的病毒不进行细胞呼吸。知识导图要点探究探究点 一直接能源物质直接能源物质ATP问题引领:细胞中ATP的含量极少,而细胞代谢消耗的ATP量很大,细胞怎样解决这个矛盾?1.结构及各组成部分的含义2.ATP的再生和利用的再生和利用3.ATP产生速率与产生速率与O2供给量之间的关系供给量之间的关系(1)A点表示在无氧条件下,细胞可进行无氧呼吸分解有机物,产生少量ATP。(2)AB段表示随O2供应量增多,有氧呼吸明显加强,通过有氧呼吸分解有机物释放的能量增多,ATP的产生速率随之增加。(3)BC段表示O2供
3、应量超过一定范围后,ATP的产生速率不再加快,此时的限制因素可能是酶、ADP、磷酸等。(1)ATP在细胞内的含量极少且相对稳定,其根源在于ATP与ADP之间高效、迅速的转化。(2)从反应条件、反应场所、能量来源等方面分析,“ATPADP+Pi+能量”不是可逆反应。【例1】(2012泗县质检)下列有关ATP的叙述,不正确的是()A.人体内成熟的红细胞中没有线粒体,不能产生ATPB.ATP中的能量可以来源于光能、化学能,也可以转化为光能和化学能C.在有氧与缺氧的条件下,细胞质基质都能形成ATPD.ATP中的“A”与构成DNA、RNA中的碱基“A”表示不同物质思维导引思维导引:解析:人体内成熟的红细
4、胞通过无氧呼吸产生ATP,该生理过程发生的场所为细胞质基质,A项错误;光合作用过程中,光能可转化为ATP中的能量,呼吸作用过程中有机物中的化学能可转化为ATP中的能量,ATP中的能量也可以转化为光能和化学能,如萤火虫发光、吸能反应形成的化学键中的能量等,B项正确;有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段都产生ATP,场所是细胞质基质,C项正确;ATP中的“A”表示腺苷,而碱基“A”表示腺嘌呤,D项正确。答案:A。探究点 二细胞呼吸的过程分析细胞呼吸的过程分析问题引领:(1)有氧呼吸过程中,H来源于哪些物质,产生于哪几个阶段?(2)哺乳动物红细胞中携带着大量氧气,该细胞进行有氧呼吸吗?1.有氧呼吸图解熟记有
5、氧呼吸的场所及过程,理解有氧呼吸中原子的转移途径:2.无氧呼吸的过程无氧呼吸的过程不同生物无氧呼吸的产物不同,根本原因是遗传物质不同,直接原因是生物体内所含的酶不同。熟记几种生物的无氧呼吸类型。3.有氧呼吸与无氧呼吸的比较有氧呼吸与无氧呼吸的比较有氧呼吸无氧呼吸不同点场所细胞质基质、线粒体细胞质基质条件需O2不需O2产物CO2、H2O酒精和CO2或乳酸能量大量(彻底分解)少量(不彻底分解)相同点联系第一阶段相同实质分解有机物,释放能量合成ATP意义为生物体的各项生命活动提供能量(1)有H2O生成一定是有氧呼吸,有CO2生成一定不是乳酸发酵。(2)原核生物无线粒体,仍可进行有氧呼吸,如蓝藻、硝化
6、细菌等。(3)无氧呼吸只释放少量能量,其余的能量储存在不彻底的氧化产物酒精或乳酸中。(4)水稻等植物长期水淹后烂根的原因:无氧呼吸的产物酒精对细胞有毒害作用。【例2】(2011年海南高考)细胞内糖分解代谢过程如下图,下列叙述错误的是()A.植物细胞能进行过程和或过程和B.真核细胞的细胞质基质中能进行过程和C.动物细胞内,过程比过程释放的能量多D.乳酸菌细胞内,过程产生H,过程消耗H思维导引思维导引:1.根据图中的物质判断该图示各标号表示的是哪种生理过程?2.说出有氧呼吸和无氧呼吸的具体过程和场所。3.产生乙醇和乳酸的常见生物有哪些?解析:本题考查呼吸作用的原理。据图可知,为细胞呼吸的第一阶段,
7、为有氧呼吸第二、三阶段,、为无氧呼吸的第二阶段。大多数植物组织无氧呼吸的产物为酒精和CO2(、),少数植物组织(如玉米胚等)无氧呼吸产物为乳酸(、),故A项正确。真核细胞有氧呼吸的场所为细胞质基质()和线粒体(),故B错误。有氧呼吸过程中大部分能量在第三阶段释放,故过程比过程释放的能量多,C正确。乳酸菌无氧呼吸的第二阶段是用H还原丙酮酸,生成乳酸。答案:B。规律方法据CO2释放量和O2消耗量判断细胞呼吸状况气体变化特点判断方法无CO2释放 细胞只进行产生乳酸的无氧呼吸,此种情况下,容器内气体体积不发生变化不消耗O2,但产生CO2细胞只进行产生酒精的无氧呼吸。此种情况下,容器内气体体积可增大CO
8、2释放量等于O2的消耗量细胞只进行有氧呼吸。此种情况下,容器内气体体积不变化,但若将CO2吸收,可引起气体体积减小CO2释放量大于O2的消耗量V(CO2)/V(O2)=4/3有氧呼吸和无氧呼吸消耗葡萄糖的速率相等V(CO2)/V(O2)4/3无氧呼吸消耗葡萄糖速率大于有氧呼吸V(CO2)/V(O2)4/3有氧呼吸消耗葡萄糖速率大于无氧呼吸【迁移应用】(2012南充高中月考)有一瓶混有酵母菌的葡萄糖培养液,当通入不同浓度的氧气时,其产生的C2H5OH和CO2的量如下表所示。通过对表中数据分析可得出的结论是(D)氧浓度(%)abcd产生CO2的量9 mol12.5 mol15 mol30 mol产
9、生酒精的量9 mol6.5 mol6 mol0 molA.a浓度时酵母菌有氧呼吸速率等于无氧呼吸速率B.b浓度时酵母菌有氧呼吸速率大于无氧呼吸速率C.c浓度时有50%的葡萄糖用于酵母菌的酒精发酵D.d浓度时酵母菌只进行有氧呼吸,未进行无氧呼吸解析:如果无C2H5OH产生,则说明酵母菌只进行有氧呼吸,如氧浓度为d时。如果产生的CO2的量和C2H5OH的量相等,则说明酵母菌只进行无氧呼吸,如在氧浓度为a时。如果产生的CO2的量大于C2H5OH的量,说明酵母菌同时进行有氧呼吸和无氧呼吸,如氧浓度为b和c时。氧浓度为b时,通过无氧呼吸产生的CO2为6.5 mol,剩余的6 mol是有氧呼吸产生的。氧浓
10、度为c时,无氧呼吸消耗葡萄糖为3 mol,有氧呼吸消耗葡萄糖为1.5 mol。探究点 三影响细胞呼吸的主要因素及实践应用影响细胞呼吸的主要因素及实践应用问题引领:(1)贮存蔬菜和水果时,温度越低越好吗?(2)为什么中耕松土可以促进作物生长?1.内部因素内部因素遗传因素遗传因素(决定酶的种类和数量决定酶的种类和数量)(1)不同种类的植物细胞呼吸速率不同,如阴生植物小于阳生植物。(2)同一植物在不同的生长发育时期细胞呼吸速率不同,如幼苗期、开花期细胞呼吸速率较高,成熟期细胞呼吸速率较低。(3)同一植物的不同器官细胞呼吸速率不同,如生殖器官大于营养器官。2.环境因素环境因素(1)呼吸速率与温度的关系
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