ATP与细胞呼吸一轮复习.ppt
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1、ATP与细胞呼吸与细胞呼吸2021/3/29 星期一1糖类、脂肪等有机物糖类、脂肪等有机物能能量量ATPATP细胞能量的细胞能量的“通货通货”2021/3/29 星期一2ATP 三磷酸腺苷三磷酸腺苷全称全称ATP腺苷腺苷三个三个磷酸基团磷酸基团(高能磷酸化合物)(高能磷酸化合物)一:什么是一:什么是ATP?2021/3/29 星期一4一、一、ATP的结构的结构腺嘌呤腺嘌呤核糖核糖磷酸磷酸磷酸磷酸磷酸磷酸务实基础:务实基础:考点一:考点一:ATP的结构和转化的结构和转化组成元素:组成元素:C C、H H、O O、N N、P P2021/3/29 星期一5由结构式可看出,由结构式可看出,ATPAT
2、P的结构特点可用的结构特点可用“一、二、三一、二、三”来总结,即来总结,即一个一个腺苷、腺苷、两个两个高能磷酸键、高能磷酸键、三个三个磷磷酸基团。酸基团。P PP PP P A A(腺嘌呤)(腺嘌呤)高能磷酸键高能磷酸键(磷酸基团)(磷酸基团)腺苷腺苷(核糖)(核糖)A P P PA:腺苷:腺苷(腺嘌呤腺嘌呤+核糖核糖)P:磷酸基团:磷酸基团:高能磷酸键:高能磷酸键元素:元素:C、H、O、N、P30.54 KJ/mol30.54 KJ/mol远离A的高能磷酸键容易生成,伴随能量储存、容易断裂,伴随能量的释放。2021/3/29 星期一65、ATP与与ADP的相互转化的相互转化远离A的 断裂:远
3、离A的 生成:ATP Pi+ADP+能量酶ATP Pi+ADP+能量酶(1)过程)过程(2)特点)特点细胞内的ATP含量极少,转化十分迅速(3)意义:)意义:为生物体内部提供稳定的供能环境为生物体内部提供稳定的供能环境2021/3/29 星期一7ADP+动物、人、大多动物、人、大多数细菌、真菌等数细菌、真菌等绿色植物绿色植物细细胞胞呼呼吸吸细细胞胞呼呼吸吸光光合合作作用用酶酶能量能量+Pi资料:资料:对于动物、人、真菌和大多数细菌来说,合成对于动物、人、真菌和大多数细菌来说,合成ATPATP的的能量来自于能量来自于细胞呼吸细胞呼吸时时有机物的分解释放能量有机物的分解释放能量;对于绿色植;对于绿
4、色植物来说,除了依赖细胞呼吸所释放的能量外,在叶绿体内进物来说,除了依赖细胞呼吸所释放的能量外,在叶绿体内进行光合作用时,行光合作用时,ADPADP转化为转化为ATPATP还利用了光能。还利用了光能。二、二、ATP的形成的形成途径途径2021/3/29 星期一82 2、ATPATP合成与合成与ATPATP分解的比较:分解的比较:反反 应应ATPADP+Pi+能量能量ADP+Pi+能量能量ATP反应类型反应类型酶的类型酶的类型场所场所能量来源能量来源能量去向能量去向酶酶酶酶水解反应水解反应合成反应合成反应水解酶水解酶合成酶合成酶活细胞所有部位活细胞所有部位线粒体、叶绿体、线粒体、叶绿体、细胞质基
5、质等细胞质基质等高能磷酸键高能磷酸键有机物中的化学能有机物中的化学能、光能、光能用于各项生命活动用于各项生命活动储存于高能磷酸键储存于高能磷酸键中中结论结论:物质是可逆的,能量是不可逆的物质是可逆的,能量是不可逆的 2021/3/29 星期一104.动植物细胞动植物细胞ATP来源与去向分析来源与去向分析(1)植物植物细细胞可以通胞可以通过过 形形成成ATP,而而动动物物细细胞只能通胞只能通过过形成形成ATP。(2)植物光合作用光反植物光合作用光反应阶应阶段段产产生的生的ATP专专用于用于,不不用用于其他生命活于其他生命活动动;植物或;植物或动动物物产产生生的的ATP才才能能用用于于多种生命活多
6、种生命活动动。光合作用和光合作用和细细胞呼吸胞呼吸细细胞呼吸胞呼吸暗反暗反应应细细胞呼吸胞呼吸2021/3/29 星期一11C C C C6 6 6 6H H H H12121212O O O O6 6 6 6酶酶酶酶COCOCOCO2 2 2 2H H H H2 2 2 2O O O O+能量能量葡萄糖葡萄糖+果糖果糖 蔗糖蔗糖酶酶ADP+PiADP+Pi+能量能量ADP+Pi+ADP+Pi+ATPATP 酶酶 酶酶放能反应放能反应吸能反应吸能反应能量通货能量通货放能反应往往与放能反应往往与ATP合成相联系,吸能反应往往与合成相联系,吸能反应往往与ATP合成相联系。合成相联系。2021/3/
7、29 星期一12不同情境下不同情境下“A”A”的含义归纳的含义归纳上述的上述的(1)(1)与与(4)(4)中中 相同。相同。2021/3/29 星期一13【问题问题】1.1.细胞每时每刻都需要细胞每时每刻都需要ATP,ATP,那细胞中那细胞中ATPATP含量多吗?含量多吗?细胞中细胞中ATP含量很少,但含量很少,但ATP与与ADP之间转化快之间转化快 对细胞的正常生活来说,对细胞的正常生活来说,ATP与与ADP的这种相互转化,是时的这种相互转化,是时刻不停的发生并且处于动态平衡之中的。刻不停的发生并且处于动态平衡之中的。2021/3/29 星期一145.ATP产生量与产生量与O2供给量的关系分
8、析供给量的关系分析无氧呼吸无氧呼吸有氧呼吸有氧呼吸不再增加不再增加酶酶、ADP、磷酸、磷酸2021/3/29 星期一151.若若用用上上图图模模式式表表示示哺哺乳乳动动物物成成熟熟红红细细胞胞中中ATP产产生生量量与与O2供供给给量关系,量关系,应应如何如何绘绘制?制?提示提示如图所示如图所示2021/3/29 星期一162.ATP是是细细胞中胞中“唯一唯一”的直接能源物的直接能源物质质,对吗对吗?提提示示不不对对,除除ATP外外细细胞胞中中直直接接能能源源物物质质还还有有GTP、CTP、UTP等。等。2021/3/29 星期一171.真题重组判断正误真题重组判断正误(1)下下列列化化学学反反
9、应应属属于于水水解解反反应应的的是是(2016上上海海卷卷,20C)()核酸核酸核苷酸核苷酸葡萄糖葡萄糖丙丙酮酮酸酸ATPADP(2)DNA与与ATP中中所所含含元元素素的的种种类类相相同同(2015课课标标卷卷,1A)()(3)每个每个ADP分子中含有两个高能磷酸分子中含有两个高能磷酸键键(2014江苏江苏B)()(4)在在诱诱导导离离体体菊菊花花茎茎段段形形成成幼幼苗苗的的过过程程中中不不会会同同时时发发生生ATP的的合成和分解合成和分解(2013四川理综,四川理综,1C)()(5)细细胞胞代代谢谢所所需需的的ATP可可在在细细胞胞质质基基质质中中产产生生(2013海海南南卷卷,4D)()
10、(6)人人在在饥饥饿饿时时,细细胞胞中中ATP与与ADP的的含含量量照照样样达达到到动动态态平平衡衡(天津卷,天津卷,6)()2021/3/29 星期一18ATP的结构和功能的结构和功能【典典例例】(2016全全国国课课标标卷卷,29)在在有有关关DNA分分子子的的研研究究中中,常常用用32P来来标标记记DNA分分子子。用用、和和表表示示ATP或或dATP(d表表示示脱脱氧氧)上上三三个个磷磷酸酸基基团团所所处处的的位位置置(APPP或或dAPPP)。回答下列。回答下列问题问题;(1)某某种种酶酶可可以以催催化化ATP的的一一个个磷磷酸酸基基团团转转移移到到DNA末末端端上上,同同时时产产生生
11、ADP。若若要要用用该该酶酶把把32P标标记记到到DNA末末端端上上,那那么么带带有有32P的的 磷磷 酸酸 基基 团团 应应 在在 ATP的的 _(填填“”“”“”或或“”)位上。位上。2021/3/29 星期一19(2)若若用用带带有有32P的的dATP作作为为DNA生生物物合合成成的的原原料料,将将32P标标记记到到新新合合成成的的DNA分分子子上上,则则带带有有32P的的磷磷酸酸基基团团应应在在dATP的的_(填填“”、“”或或“”)位上。位上。解解析析(1)ATP水水解解生生成成ADP的的过过程程中中,断断裂裂的的是是远远离离腺腺苷苷A的的那那个个高高能能磷磷酸酸键键即即位位和和位位
12、之之间间的的高高能能磷磷酸酸键键,即即位位磷磷酸酸基基团团转转移移到到DNA末末端端。要要将将32P标标记记到到DNA上上,带带有有32P的的磷磷酸酸基基团团应应在在位位上上。(2)dATP脱脱去去位位和和位位的的磷磷酸酸基基团团后后为为腺腺嘌嘌呤呤脱脱氧氧核核糖糖核核苷苷酸酸,即即DNA的的基基本本组组成成单单位位之之一一,用用dATP为为原原料料合合成成DNA时时,要将要将32P标记到新合成的标记到新合成的DNA上,则上,则32P应在应在位。位。答案答案(1)(2)2021/3/29 星期一20(1)过过程程图图解解细细胞胞质质基基质质少量能量(少量能量(2ATP)线线粒体基粒体基质质少量
13、能量少量能量(2ATP)线线粒体内膜粒体内膜24H6O212H2O能量能量大量能量大量能量(34ATP)NADH还原型辅酶还原型辅酶I有氧呼吸:指细胞在氧氧的参与下,通过酶酶的催化作用,把糖类等有机物彻底彻底氧化分解,产生二氧化碳和水二氧化碳和水,同时释放出大量能量能量的过程2021/3/29 星期一224.4.有氧呼吸各元素去向有氧呼吸各元素去向5.有氧呼吸释放的能量大部分储存于有氧呼吸释放的能量大部分储存于ATP 对吗?对吗?1mol葡萄糖释放葡萄糖释放2870KJ,有,有1161KJ转移至转移至ATP,其余的其余的能量都以热能形式散失能量都以热能形式散失 2021/3/29 星期一23注
14、意:注意:2021/3/29 星期一24二、无氧呼吸二、无氧呼吸概念概念场所场所反应式反应式 细胞在细胞在无氧无氧的条件下,把糖类等有机的条件下,把糖类等有机物分解成物分解成不彻底不彻底氧化的产物,同时释放出氧化的产物,同时释放出少量少量能量的过程能量的过程C C6 6HH1212OO6 62C2C3 3HH6 6OO3 3+能量能量能量能量 酶酶 酶酶C C6 6HH1212OO6 62C2C2 2HH5 5OH+2COOH+2CO2 2+能量能量能量能量细胞质基质细胞质基质植物植物动物动物C C6 6HH1212OO6 62C2C3 3HH6 6OO3 3+能量能量能量能量 酶酶 酶酶C
15、C6 6HH1212OO6 62C2C2 2HH5 5OH+2COOH+2CO2 2+能量能量能量能量2021/3/29 星期一25微生物的无氧呼吸称为微生物的无氧呼吸称为发酵发酵,但动植物的无氧呼,但动植物的无氧呼吸不能称为发酵。具体情况总结如下:吸不能称为发酵。具体情况总结如下:生物生物无氧呼吸产生植物大多数植物细胞,如根细胞大多数植物细胞,如根细胞马铃薯块茎、甜菜块根、马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚玉米胚动物微生物乳酸菌等乳酸菌等酵母菌等酵母菌等酒精和酒精和COCO2 2乳酸乳酸乳酸乳酸酒精和酒精和COCO2 2乳酸乳酸2021/3/29 星期一26考点突破考点突破有氧呼吸与无氧呼吸的比有
16、氧呼吸与无氧呼吸的比较较有氧呼吸有氧呼吸无氧呼吸无氧呼吸不不同同点点场场所所细细胞胞质质基基质质、线线粒体粒体细细胞胞质质基基质质条件条件需要需要O2、需、需酶酶不需要不需要O2、需、需酶酶产产物物CO2、H2O酒精和酒精和CO2或乳酸或乳酸能量能量大量大量少量少量相相同同点点联联系系葡萄糖分解葡萄糖分解为为丙丙酮酮酸酸阶阶段相同段相同实质实质分解有机物,分解有机物,释释放能量,合成放能量,合成ATP意意义义为为生物体的各生物体的各项项生命活生命活动动提供能量提供能量2021/3/29 星期一27基础回顾基础回顾考点探究考点探究C C6 6HH1212OO6 62C2C3 3HH6 6OO3
17、3+能量能量能量能量 酶酶 酶酶C C6 6HH1212OO6 62C2C2 2HH5 5OH+2COOH+2CO2 2+能量能量能量能量C6H12O6+6H2O +6O2 6CO2 +12H2O +能量能量 酶酶基础回顾基础回顾考点探究考点探究2.呼呼吸吸作作用用中中各各物物质质之之间间的的比比例例关关系系(以以葡葡萄萄糖糖为为底底物物的的细细胞胞呼吸呼吸)(1)有氧呼吸:葡萄糖有氧呼吸:葡萄糖O2CO2166。(2)无无氧氧呼呼吸吸:葡葡萄萄糖糖CO2酒酒精精122或或葡葡萄萄糖糖乳乳酸酸12。(3)消耗等量的葡萄糖时,无氧呼吸与有氧呼吸产生的消耗等量的葡萄糖时,无氧呼吸与有氧呼吸产生的C
18、O2摩尔数之比为摩尔数之比为13。基础回顾基础回顾考点探究考点探究2.在在a、b、c、d条条件件下下,测测得得某某植植物物种种子子萌萌发发时时CO2和和O2体体积积变变化化的的相相对对值值如如表表所所示示。底底物物是是葡葡萄萄糖糖,则则下下列列叙叙述述中中正正确确的的是是()条件条件abcdCO2释放量释放量10867O2吸收量吸收量0347A.a条件下,呼吸条件下,呼吸产产物除物除CO2外外还还有酒精和乳酸有酒精和乳酸B.b条件下,有氧呼吸消耗的葡萄糖比无氧呼吸多条件下,有氧呼吸消耗的葡萄糖比无氧呼吸多C.c条件下,无氧呼吸最弱条件下,无氧呼吸最弱D.d条件下,条件下,产产生的生的CO2全部
19、来自全部来自线线粒体粒体D以以下下甲甲、乙乙两两图图都都表表示示某某生生物物的的CO2释释放放量量和和O2吸吸收收量量的的变变化化,请请解解读读:(1)甲甲、乙乙两两图图中中只只进进行行无无氧氧呼呼吸吸、只只进进行行有有氧氧呼呼吸吸及及两两种种呼呼吸吸作用共存的作用共存的对应对应点或段分点或段分别别是什么?你的判断依据是什么?是什么?你的判断依据是什么?(1)只进行无氧呼吸:甲中只进行无氧呼吸:甲中a、乙中、乙中A点点只进行有氧呼吸:甲中只进行有氧呼吸:甲中d、乙中、乙中C点之后点之后(含含C点点)两种呼吸共存:甲中两种呼吸共存:甲中b、c、乙中、乙中AC段段(不含不含A、C点点)2021/3
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