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(共45张PPT)
第3节 细胞通过分解有机分子获取能量
思考：生命活动所需能量从何而来？
食物
淀粉
脂肪
糖原
纤维素
消化、吸收
葡萄糖
（血糖）
主要能源物质
提出疑问
查阅文献：
萤火虫
荧光素
荧光素酶
+ 氧气
能量
激发态
氧化型
荧光素
发出
荧光
提出疑问
查阅文献
提出假设：
某种能源物质能为萤火虫发光直接供能。
提出疑问
查阅文献
提出假设
设计实验
试管号 1 2 3 4 5
萤火虫 荧光素 1mL __ mL __ mL __ mL __ mL
荧光素酶 2mL __ mL __ mL __ mL __ mL
能源 物质 ____ ____ ____ ____ ____ ____ ____ ____ ____
____
现象
1
1
1
1
2
2
2
2
蒸馏水
1mL
葡萄糖溶液
1mL
植物油
1mL
蛋白质
溶液
1mL
1mL
氨基酸溶液
实施实验
不发光
不发光
不发光
不发光
不发光
提出疑问
查阅文献
提出假设
设计实验
试管号 1 2 3 4 5
萤火虫 荧光素 1mL __ mL __ mL __ mL __ mL
荧光素酶 2mL __ mL __ mL __ mL __ mL
能源 物质 ____ ____ ____ ____ ____ ____ ____ ____ ____
____
现象
1
1
1
1
2
2
2
2
蒸馏水
1mL
葡萄糖溶液
1mL
植物油
1mL
蛋白质
溶液
1mL
1mL
氨基酸溶液
不发光
不发光
不发光
不发光
不发光
实施实验
提出疑问
查阅文献
提出假设
设计实验
实施实验
分析讨论：
是否有其它能够为萤火虫发光直接供能的物质？
提出疑问
查阅文献
提出假设
设计实验
试管号 2 3 4 5 6
萤火虫 荧光素 1mL 1mL 1mL 1mL 1mL
荧光素酶 2mL 2mL 2mL 2mL 2mL
能源 物质 葡萄糖溶液1mL 植物油1mL 蛋白质溶液 1mL 氨基酸溶液1mL
现象 不发光 不发光 不发光 不发光
实施实验
1mL
ATP
溶液
发出
荧光
提出疑问
查阅文献
提出假设
设计实验
实施实验
分析讨论
实验结论：
葡萄糖等有机物不能为萤火虫发光直接供能，
能够为萤火虫发光直接供能的物质是ATP。
ATP是普遍存在于活细胞内的直接能源物质。
生命活动的直接能源 ATP
德国、美国科学家相继发现了肌肉的收缩离不开一些富含磷酸基团的化合物，其中包括ATP。
1. ATP是生命活动的直接能源物质
（1）ATP的结构
问题1：猜一猜“A”、“T”、“P”分别是什么含义？
A：腺苷（腺嘌呤核糖核苷）
T：三个
P：磷酸基团
1. ATP是生命活动的直接能源物质
（1）ATP的结构
腺苷二磷酸（ADP）
腺苷一磷酸（AMP）
腺嘌呤核糖核苷酸
（RNA的基本单位之一）
问题2：尝试说出下列物质的名称
（1）ATP的结构
1. ATP是生命活动的直接能源物质
“~”表示的是一种特殊的化学键， 该化学键断裂时会释放大量能量
该化学键合成时需吸收大量能量
问题3：ATP是如何提供能量呢？
1. ATP是生命活动的直接能源物质
（2）ATP水解供能
问题3：ATP是如何提供能量呢？
实例
1. ATP是生命活动的直接能源物质
（2）ATP水解供能
问题3：ATP是如何提供能量呢？
+
ATP
水解酶
能量
ATP
ADP
Pi
肌肉收缩等生命活动
1. ATP是生命活动的直接能源物质
（2）ATP水解供能
问题4：ATP提供的能量可用于哪些生命活动？
1. ATP是生命活动的直接能源物质
（3）ATP的合成
【资料1】体内ATP含量极少，不到1g，只能维持生命活动15s左右。
【资料2】成年人每天合成的ATP总量约为40kg
问题5：ATP是如何合成的？
1. ATP是生命活动的直接能源物质
（3）ATP的合成
能量
葡萄糖等有机物氧化分解
能量
维持生命活动
ATP
水解酶
ATP
合成酶
细胞呼吸
问题5：ATP是如何合成的？
思考：细胞呼吸是如何产生能量的呢？
细胞通过氧化分解有机物，将有机物中的能量转换为生命活动直接使用的ATP和热能。（简单记忆：有机物氧化分解释放能量）
细胞呼吸（cell respiration）
有氧呼吸
总反应式：
需要O2参与的细胞呼吸过程。常用的反应物是葡萄糖
葡萄糖
大量ATP 和 热能
2. 有氧呼吸产生大量ATP
回顾：线粒体——有氧呼吸的主要场所
线粒体基质中和线粒体内膜上分布着有氧呼吸的酶（如ATP合成酶）
线粒体内膜向内折叠形成嵴，增大了有氧呼吸酶的附着面积，大大提升了反应效率
外膜
内膜
嵴
基质
2. 有氧呼吸产生大量ATP
2. 有氧呼吸产生大量ATP
请阅读P84、85 有氧呼吸图文部分，回答以下问题：
（1）有氧呼吸过程分为几个阶段？每个阶段的反应场所是哪里？
（2）每个阶段各步骤的名称是什么？各步骤的物质变化和能量变化是什么？（CO2、ATP在哪里产生，O2作用是什么）
2. 有氧呼吸产生大量ATP
有氧呼吸—第一阶段
糖酵解 （场所：细胞质基质）
细胞质基质
线粒体
1葡萄糖
2丙酮酸
（三碳化合物）
糖酵解
少量ATP+热量
糖酵解
葡萄糖 2 丙酮酸 + 4NADH + 少量能量
酶
+ 2e → NADH
氧化型辅酶Ⅰ
还原型辅酶Ⅰ
NAD+
NADH
（还原性辅酶I）
H+
2e-
(氧化型辅酶Ⅰ)
2. 有氧呼吸产生大量ATP
有氧呼吸—第二阶段
三羧酸循环 （场所：线粒体基质）
细胞质基质
线粒体
2丙酮酸
2
乙酰辅酶A
(二碳化合物）
三羧酸
循环
4
少量ATP
热量
NADH
2. 有氧呼吸产生大量ATP
有氧呼吸—第二阶段
电子传递链 （场所：线粒体内膜）
细胞质基质
线粒体
三羧酸
循环
4
少量ATP热量
NADH
糖酵解产生的NADH
电子传递链
（线粒体内膜）
大量ATP
热量
葡萄糖
丙酮酸
糖酵解
少ATP
NADH
乙酰辅酶A
CO2
三羧酸
循环
少ATP
NADH
CO2
电子传递链
（线粒体内膜）
多ATP
O2
H2O
细胞质基质
线粒体
总结：有氧呼吸的过程
总结：有氧呼吸的过程
有氧呼吸的实质：有机物彻底氧化分解！
物质变化
能量变化
葡萄糖在有氧环境下转变成CO2和H2O
葡萄糖内的化学能转变成ATP和热能
实验结果分析
问题1：比较酵母在有氧和无氧条件下CO2含量变化，以及无氧条件处理前后酒精含量的变化，你能得出哪些实验结论？
酵母在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸。
酵母在有氧条件下快速产生大量CO2，在无氧条件下缓慢生成少量CO2和酒精。
实验结果分析
问题2：结合上节课有氧呼吸内容，能否进一步判断在不同供氧条件下葡萄糖分解程度及分解速率有何差异？
氧气充足时，有氧呼吸产物是CO2和H2O，说明葡萄糖氧化分解彻底，分解速率快；
在缺氧条件下，无氧呼吸生成少量CO2和小分子有机物酒精，说明葡萄糖氧化分解不彻底，且分解速率较慢
3.无氧呼吸产生少量ATP
酵母无氧呼吸
1. 反应式
少量能量
少量ATP 和 热能
3.无氧呼吸产生少量ATP
酵母无氧呼吸
少量能量
酵母无氧呼吸
3.无氧呼吸产生少量ATP
2. 场所和过程
细胞质基质
1葡萄糖
2丙酮酸
（三碳化合物）
糖酵解
少量ATP+热量
NADH
（还原性辅酶I）
CO2
供H
供电子
酶
2酒精（乙醇）
少量能量
（细胞质基质）
酒精发酵
3.无氧呼吸产生少量ATP
应用实例：
（代表：植物的大部分细胞、酵母菌等）
思考：生活中除了发酵，你还知道什么发酵方式？
乳酸发酵
应用实例：
思考：根据酒精发酵的过程，你能推测乳酸发酵的反应场所和过程吗
代表：人和其他的动物、马铃薯的块茎、玉米的胚、乳酸菌等无氧呼吸时产生乳酸。
乳酸发酵
3.无氧呼吸产生少量ATP
细胞质基质
1葡萄糖
2丙酮酸
（三碳化合物）
糖酵解
少量ATP+热量
NADH
（还原性辅酶I）
供H
供电子
酶
2乳酸
（细胞质基质）
总结：细胞呼吸方式
葡萄糖
2C2H5OH（酒精）+2CO2+能量(少)
2C3H6O3（乳酸） +能量(少)
2丙酮酸
无O2
细胞质基质
糖酵解
细胞质基质
有O2
线粒体基质 和 线粒体内膜
三羧酸循环 和 电子传递链
6CO2+6H2O+能量(多)
有氧呼吸过程中，有机物彻底氧化分解
无氧呼吸过程中，有机物的氧化分解不彻底，仍有较多能量在产物（酒精或乳酸）中
有无O2均可发生
有氧呼吸 无氧呼吸
不 同 点 反应条件
反应场所
反应产物
放能情况
相同点
总结：有氧细胞与无氧呼吸的比较
有氧呼吸 无氧呼吸
不 同 点 反应条件
反应场所
反应产物
放能情况
相同点 有氧
缺氧或无氧
细胞质基质、线粒体
细胞质基质
CO2、H2O
CO2、酒精（乙醇）
或
乳酸
大量能量
（大量ATP与热能）
①.反应的第一阶段均为糖酵解；
②.反应实质都是有机物氧化分解，释放能量
总结：有氧细胞与无氧呼吸的比较
4. 脂肪、蛋白质等有机分子也可被氧化分解
三羧酸循环
（彻底氧化）
甘油
+
脂肪酸
人体
脂肪
丙酮酸
糖的氧化分解途径
乙酰
辅酶A
水解
4. 脂肪、蛋白质等有机分子也可被氧化分解
4. 脂肪、蛋白质等有机分子也可被氧化分解
蛋白质
氨基酸
氨基
尿素（排出体外）
碳链
有氧呼吸的各环节
（释放能量）
水解
脱氨基
4. 脂肪、蛋白质等有机分子也可被氧化分解
尿素
4. 脂肪、蛋白质等有机分子也可被氧化分解

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