1、1ATPATP 和呼吸作用知识点总结和呼吸作用知识点总结一、一、ATPATP1 1ATPATP 中文名称：中文名称：腺苷三磷酸腺苷三磷酸元素组成：元素组成：ATPATP 由由 C C 、H H、O O、N N、P P 五种元素组成五种元素组成结构简式结构简式：A AP PP PP P；其中其中A A 代表代表腺苷腺苷 （由由 腺嘌呤腺嘌呤 和和 核糖核糖 结合而成结合而成） ， P P 代代表表磷酸基团磷酸基团 （3 3 个个） ； 代表代表特殊化学键特殊化学键 （2 2 个个） 。特点：特点：(1)ATP(1)ATP 不稳定的原因是不稳定的原因是 ATPATP 中两个相邻的磷酸基团都中两个相
2、邻的磷酸基团都带负电荷而相互排斥带负电荷而相互排斥等原因，使得特殊等原因，使得特殊的化学键不稳定，末端磷酸基团有较高的的化学键不稳定，末端磷酸基团有较高的转移势能转移势能。(2)ATP(2)ATP 的水解过程就是的水解过程就是释放能量释放能量的过程，的过程，1 1 molmol ATPATP 水解释放的能量高达水解释放的能量高达 30.5430.54 kJkJ，所以，所以说说ATPATP 是一种是一种高能磷酸化合物高能磷酸化合物。作用：作用：新陈代谢所需能量的新陈代谢所需能量的直接直接来源来源生物体最终能量生物体最终能量来源：来源：光能光能生物体主要能生物体主要能源源物质物质：糖类，最常见的形
3、式是葡萄糖糖类，最常见的形式是葡萄糖生物体生物体主要的主要的储能物质储能物质：脂肪脂肪细胞内细胞内的的储能物质储能物质：植物细胞植物细胞为为淀粉淀粉；动物细胞动物细胞为为糖原糖原能氧化分解释放能量的物质能氧化分解释放能量的物质：糖类糖类、脂质脂质、蛋白质等有机物蛋白质等有机物ATPATP 的供能机理的供能机理：ATPATP 在在酶酶的作用下水解时的作用下水解时，脱离下来的脱离下来的末端磷酸基团末端磷酸基团挟能量与其他分子结挟能量与其他分子结合，从而使后者发生变化。合，从而使后者发生变化。3 3：ATPATP 与与 ADPADP 之间的相互转化之间的相互转化ATPATP 在细胞内的在细胞内的 含
4、量很少含量很少 ，但细胞内需要很多，但细胞内需要很多 ATPATP 来提供来提供能量。细胞内通过来提供来提供能量。细胞内通过 ATPATP 和和ADPADP 之间的快速地相互转化来解决这一矛盾。之间的快速地相互转化来解决这一矛盾。(1)(1)相互转化的过程及能量来源图解相互转化的过程及能量来源图解ATPATP 水解水解：反应式：反应式：ATPATP 酶酶ADPADPPiPi能量能量ATPATP 合成合成：反应式：反应式：ADPADPPiPi能量能量 酶酶ATPATP结论：结论：物质是可逆的，能量是不可逆的，酶也不相同，因此物质是可逆的，能量是不可逆的，酶也不相同，因此 ATPATP 和和 AD
5、PADP 的相互转化不是可逆的相互转化不是可逆反应反应。(2)ATP(2)ATP 与与 ADPADP 转化的特点转化的特点ATPATP 与与 ADPADP 的这种相互转化是时刻不停地发生并且处在的这种相互转化是时刻不停地发生并且处在动态平衡动态平衡之中。之中。ATPATP 与与 ADPADP 相互转化的能量供应机制相互转化的能量供应机制，在所有生物的细胞内都是一样的在所有生物的细胞内都是一样的，这体现了这体现了生物界的生物界的统一性统一性。4细胞中能产生 ATP 的结构：细胞质基质、线粒体、叶绿体（类囊体薄膜） 。而能产生 ATP的生理作用则是 光合作用 和 呼吸作用 ，呼吸作用产生的 ATP
6、 可用于各项生命活动。根尖细胞中能产生 ATP 的结构： 细胞质基质、线粒体 ，叶肉细胞在光下能产生 ATP 的结构：细胞质基质、线粒体、叶绿体（类囊体薄膜） ，在黑暗条件下能产生 ATP 的结构： 细胞质基质、线粒体 。二、二、细胞呼吸细胞呼吸1 1呼吸作用的实质是细胞内的有机物呼吸作用的实质是细胞内的有机物氧化分解氧化分解，并，并释放能量释放能量，因此也叫细胞呼吸。，因此也叫细胞呼吸。2 2探究酵母菌细胞呼吸的方式探究酵母菌细胞呼吸的方式(1)(1)酵母菌细胞呼吸的方式酵母菌细胞呼吸的方式2酵母菌为单细胞真菌（真核生物酵母菌为单细胞真菌（真核生物） ，在有氧和无氧条件下均能生存，代谢类型为
7、兼性厌氧型，在有氧和无氧条件下均能生存，代谢类型为兼性厌氧型，即能进行有氧呼吸和无氧呼吸。即能进行有氧呼吸和无氧呼吸。(2)(2)呼吸产物的检测呼吸产物的检测检测产物检测产物试剂试剂现象现象COCO2 2澄清石灰水澄清石灰水石灰水变石灰水变混浊混浊溴麝香草酚蓝溶液溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变由蓝变绿再变黄黄酒精酒精酸性条件下的酸性条件下的重铬酸钾重铬酸钾溶液溶液橙色变橙色变灰绿色灰绿色3.3.有氧呼吸有氧呼吸（1 1）主要场所主要场所线粒体线粒体，具有内外两层膜具有内外两层膜，内膜向内折叠形成嵴内膜向内折叠形成嵴，嵴使内膜的表面积大大嵴使内膜的表面积大大增加。嵴周围充满了液态的基质，称为线粒体
8、基质。增加。嵴周围充满了液态的基质，称为线粒体基质。(2)(2)与有氧呼吸有关的酶分布在与有氧呼吸有关的酶分布在线粒体基质和线粒体内膜上线粒体基质和线粒体内膜上。(3)(3)线粒体的功能：进行有氧呼吸的线粒体的功能：进行有氧呼吸的主要场所主要场所。（4 4） 有氧呼吸的有氧呼吸的化学反应式化学反应式C C6 6H H1212O O6 66H6H2 2O O6O6O2 2 酶酶6CO6CO2 212H12H2 2O O能量。能量。（5 5） 有氧呼吸过程有氧呼吸过程有氧呼吸有氧呼吸场场所所反应物反应物产物产物释 放 能释 放 能量量第一阶段第一阶段细胞质基质细胞质基质葡萄糖葡萄糖丙酮酸、丙酮酸、
9、HH、ATPATP少量少量第二阶段第二阶段线粒体基质线粒体基质丙酮酸、丙酮酸、H H2 2O OCOCO2 2、HH、ATPATP少量少量第三阶段第三阶段线粒体内膜线粒体内膜HH、O O2 2H H2 2O O、ATPATP大量大量（6 6）有氧呼吸过程中的能量转化有氧呼吸过程中的能量转化将葡萄糖等有机物中的化学能转化为热能和将葡萄糖等有机物中的化学能转化为热能和 ATPATP 中活跃的化学能。热能散失用于维持中活跃的化学能。热能散失用于维持体温，体温，ATPATP 则用于细胞内各项生命活动。则用于细胞内各项生命活动。（7 7）有氧呼吸的概念有氧呼吸的概念指细胞在指细胞在氧氧的参与下，通过的参
10、与下，通过多种酶多种酶的催化作用，把的催化作用，把葡萄糖等有机物葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生彻底氧化分解，产生二氧化碳二氧化碳和水，释放和水，释放能量能量，生成大量，生成大量 ATPATP 的过程。的过程。（8 8）同有机物在生物体外的燃烧相比同有机物在生物体外的燃烧相比，有氧呼吸过程温和有氧呼吸过程温和；有机物中的能量经过一系列的化有机物中的能量经过一系列的化学反应逐步释放；这些能量有相当一部分储存在学反应逐步释放；这些能量有相当一部分储存在 ATPATP 中。中。4 4无无氧呼吸氧呼吸（1 1）无氧呼吸过程、场所等）无氧呼吸过程、场所等无无氧呼吸氧呼吸场场所所反应物反应物产物产物释放能
11、量释放能量第一阶段第一阶段细胞质基质细胞质基质葡萄糖葡萄糖丙酮酸、丙酮酸、HH、ATPATP少量少量第二阶段第二阶段细 胞 质细 胞 质 基基质质丙酮酸、丙酮酸、HHC C2 2H H5 5OHOH 和和 COCO2 2或或 C C3 3H H6 6O O3 3无无（2 2）无氧呼吸无氧呼吸类型及反应式类型及反应式（3 3）无氧呼吸的无氧呼吸的概念概念：无氧呼吸是指细胞在无氧呼吸是指细胞在没有氧气没有氧气参与的情况下参与的情况下，葡萄糖等有机物经过葡萄糖等有机物经过不不完全完全分解，释放分解，释放少量少量能量的过程。能量的过程。35 5有氧呼吸和无氧呼吸比较有氧呼吸和无氧呼吸比较有氧呼吸有氧呼
12、吸无氧呼吸无氧呼吸呼吸场所呼吸场所第一阶段：细胞质基质第一阶段：细胞质基质第二第二阶段：线粒体基质阶段：线粒体基质第第三阶段：线粒体三阶段：线粒体内膜内膜第一阶段和第二阶段：第一阶段和第二阶段：细胞质基质细胞质基质是否需氧是否需氧需要需要不需要不需要有机物分解程度有机物分解程度彻底彻底不彻底不彻底分解产物分解产物COCO2 2、H H2 2O O酒精和酒精和 COCO2 2或或 乳酸乳酸释放能量释放能量大量大量少量少量相同点相同点联系：联系： 两者的第一阶段完全相同两者的第一阶段完全相同（无氧呼吸只在第一阶段合成无氧呼吸只在第一阶段合成 ATPATP）实质：实质： 分解有机物，释放能量（分解有
13、机物，释放能量（大部分大部分以以热能热能散失散失） ，产生，产生 ATPATP意义：意义： 形成形成 ATPATP，为生命活动提供能量，为生命活动提供能量6、 “三看法”判断细胞呼吸的方式(以葡萄糖为底物)(1)一看反应物和产物消耗 O2或产物中有 H2O，一定存在有氧呼吸。产物中有酒精或乳酸，一定存在无氧呼吸。(2)二看物质的量的关系根据 CO2释放量与 O2消耗量判断不消耗 O2，释放 CO2只进行产酒精的无氧呼吸。不消耗 O2，不释放 CO2只进行产乳酸的无氧呼吸或细胞已死亡。CO2释放量等于 O2吸收量只进行有氧呼吸或既进行有氧呼吸又进行产乳酸的无氧呼吸。CO2释放量大于 O2吸收量既
14、进行有氧呼吸又进行产酒精的无氧呼吸。(3)三看反应的场所真核细胞：若整个呼吸过程均在细胞质基质中进行，则为无氧呼吸；若部分过程在线粒体中进行，则为有氧呼吸。原核细胞：原核细胞没有线粒体，故原核细胞的细胞呼吸在细胞质基质和细胞膜上进行，其呼吸方式应根据产物判断，若只有 CO2和 H2O 产生，则为有氧呼吸，若还有酒精或乳酸产生，则还存在无氧呼吸。7 7、影响细胞呼吸的因素及其应用影响细胞呼吸的因素及其应用(1)(1)内因内因遗传特性：不同种类的植物呼吸速率不同。实例：旱生植物小于水生植物，阴生植物小于阳生植物。生长发育时期：同一植物在不同的生长发育时期呼吸速率不同。实例：幼苗期呼吸速率高，成熟期
15、呼吸速率低。器官类型：同一植物的不同器官呼吸速率不同。实例：生殖器官大于营养器官。(2)(2)外因外因温度温度a a影响影响：细胞呼吸是一系列酶促反应细胞呼吸是一系列酶促反应，温度通过影响酶的活性来影响细胞呼吸速率温度通过影响酶的活性来影响细胞呼吸速率。细胞呼细胞呼吸的最适温度一般在吸的最适温度一般在 25253535 之间。之间。4b b应用应用低温储存食品低温储存食品大棚栽培在夜间和阴天适当降温大棚栽培在夜间和阴天适当降温温水和面发得快温水和面发得快氧气氧气a a影响影响( (如图如图) )：O O2 2是有氧呼吸所必需的，且是有氧呼吸所必需的，且 O O2 2对无氧呼吸过程有抑制作用。对
16、无氧呼吸过程有抑制作用。.O.O2 2浓度浓度0 0 时，只进行无氧呼吸。时，只进行无氧呼吸。.0O.0O2 2浓度浓度10%10%时，同时进行有氧呼吸和无氧呼吸。时，同时进行有氧呼吸和无氧呼吸。.O.O2 2浓度浓度10%10%时，只进行有氧呼吸。时，只进行有氧呼吸。.O.O2 2浓度浓度5%5%时，有机物消耗最少。时，有机物消耗最少。b b应用应用中耕松土促进植物根部有氧呼吸中耕松土促进植物根部有氧呼吸无氧发酵过程需要严格控制无氧环境无氧发酵过程需要严格控制无氧环境低氧储存粮食、水果和蔬菜低氧储存粮食、水果和蔬菜水分水分a a影响影响水作为有氧呼吸的反应物可直接参与反应水作为有氧呼吸的反应
17、物可直接参与反应水作为生物化学反应的介质影响反应的进行水作为生物化学反应的介质影响反应的进行在一定范围内，细胞呼吸速率随含水量的增加而在一定范围内，细胞呼吸速率随含水量的增加而加快，随含水量的减少而减慢加快，随含水量的减少而减慢b b应用应用粮食在入仓前要进行晾晒处理粮食在入仓前要进行晾晒处理干种子萌发前进行浸泡处理干种子萌发前进行浸泡处理COCO2 2a a影响：影响：COCO2 2是细胞呼吸的最终产物，积累过多会抑制细胞呼吸的进行。如图：是细胞呼吸的最终产物，积累过多会抑制细胞呼吸的进行。如图：b b应用：适当增加应用：适当增加 COCO2 2浓度，有利于水果和蔬菜的保鲜。浓度，有利于水果
18、和蔬菜的保鲜。8 8、细胞呼吸原理的综合、细胞呼吸原理的综合应用应用农业生产上农业生产上中耕松土疏松土壤中耕松土疏松土壤实质就是为了改善土壤通气条件以实质就是为了改善土壤通气条件以增强根系的细胞呼吸增强根系的细胞呼吸，确，确保保 ATPATP 供应供应充充量，量，促进根系对矿质离子的吸收促进根系对矿质离子的吸收；微生物发酵生产中可通过对氧气供应的控制，完成有氧呼吸和无氧呼吸的转换，从而获得微生物发酵生产中可通过对氧气供应的控制，完成有氧呼吸和无氧呼吸的转换，从而获得相关产品相关产品。如酿酒时前期通入氧气如酿酒时前期通入氧气（让酵母菌进行有氧呼吸让酵母菌进行有氧呼吸，大量繁殖大量繁殖） ，后期制
19、造无氧环后期制造无氧环境境（让酵母菌进行无氧呼吸让酵母菌进行无氧呼吸，产生酒精产生酒精） ；制作酸奶制作酸奶、泡菜时全程制造无氧环境泡菜时全程制造无氧环境（乳酸菌为乳酸菌为厌氧型生物，进行无氧呼吸，产生乳酸厌氧型生物，进行无氧呼吸，产生乳酸） 。粮食粮食储藏时，储藏时，低温、低氧、低温、低氧、高高 COCO2 2、干燥干燥，以抑制细胞呼吸，减少有机物的消耗，延长保，以抑制细胞呼吸，减少有机物的消耗，延长保5存期限。存期限。果蔬果蔬储藏时，储藏时，低温、低氧（充氮气低温、低氧（充氮气） 、高高 COCO2 2、保持一定湿度保持一定湿度，以抑制细胞呼吸，减少有机，以抑制细胞呼吸，减少有机物的消耗，延长保存期限。物的消耗，延长保存期限。
