高考生物一轮复习 第5章 第2课时细胞的能量“通货”ATP ATP的主要来源 细胞呼吸课件 新人教版必修1 .ppt

1 atp的结构和功能 第2课时细胞的能量 通货 atp atp的主要来源 细胞呼吸 2 atp与adp的相互转化 1 相互转化的反应式 2 atp与adp相互转化的能量供应机制 是生物界的 3 atp形成的能量来源 动物 人 真菌 大多数细菌来自于释放的能量 绿色植物的和都形成atp 共性 细胞呼吸 光合作用 细胞呼吸 思考 细胞中产生atp的部位有哪些 提示 细胞质基质 线粒体 叶绿体 1 选择酵母菌为实验材料的原因酵母菌是一种单细胞真菌 在的条件下都能生存 属于菌 有氧和无氧 兼性厌氧 2 产物的检测 溴麝香草酚蓝 重铬酸钾溶液 变混浊 蓝色 绿色 黄色 灰绿色 1 细胞呼吸 1 概念 指有机物在细胞内经过一系列的 生成 释放出并的过程 2 类型 氧化分解 二氧化碳或其他产物 能量 生成 atp 有氧呼吸和无氧呼吸 2 有氧呼吸 1 反应式 2 过程 3 无氧呼吸 判断 1 需氧型细菌有氧呼吸的主要场所是线粒体 提示 细菌无线粒体 需氧型细菌的有氧呼吸在细胞质基质和细胞膜上进行 2 人剧烈运动时产生的co2是有氧呼吸和无氧呼吸共同的产物 提示 人体细胞无氧呼吸不产生co2 3 马铃薯块茎无氧呼吸产生乳酸 网络构建 备考指导 1 近三年的高考中 atp的结构 atp的合成和利用 细胞呼吸的过程以选择题的形式多次考到 结合实验情景考查细胞呼吸的题目 多以非选择题的形式出现 2 对本讲内容的复习注意以下几点 1 理解atp的合成和利用 识记有氧呼吸和无氧呼吸的过程 比较有氧呼吸和无氧呼吸的不同 2 联系生产生活实际 复习影响细胞呼吸的因素 3 重视有关细胞呼吸的实验 考情播报 3年1考 2012 北京卷t1等 1 atp的结构 1 atp的结构式 2 与rna的关系 atp去掉两个磷酸基团后剩余的部分是腺嘌呤核糖核苷酸 是组成rna的基本单位之一 atp与核苷酸结构式都有 a 但同一字母在不同分子中代表的物质不同 atp中的a为腺苷 由腺嘌呤和核糖组成 而核苷酸中的a仅为腺嘌呤 3 atp中远离腺苷a的高能磷酸键容易断裂 也容易形成 2 atp的含量细胞中atp的含量很少 但是却不断发生着atp与adp之间的转化 一般情况下细胞中atp的含量保持相对稳定 一个成年人在安静状态下 24h内有40kg的atp发生转化 3 atp中能量的利用生物体中绝大多数需要能量的生命活动都是由atp直接供能 atp中的化学能可转变为以下几种形式 1 机械能 肌肉收缩 染色体运动 2 电能 神经冲动的传导 生物电 3 渗透能 主动运输 4 化学能 蛋白质或dna等物质的合成 5 光能 萤火虫发光 6 热能 维持生物体的体温 1 atp和adp的相互转化 由上述可看出 atp和adp的相互转化过程中 反应类型 反应所需酶以及能量的来源 去路和反应场所都不相同 因此atp和adp的相互转化不是可逆反应 但物质是可循环利用的 2 生物体内的几种常见能源物质及能量代谢过程 1 生物体内的几种常见能源物质 生物体内的主要能源物质 糖类 生物体内的储能物质 脂肪 植物细胞内的储能物质 淀粉 动物细胞内的储能物质 糖原 生物体内的直接能源物质 atp 最终能源 太阳能 2 能源物质之间的相互转化 3 能量代谢过程 1 2013届六安调研 atp是细胞内的直接能源物质 可通过多种细胞途径产生 如下图所示 以下说法中正确的是 a a过程和b过程都有 h 的生成b a过程和b过程都要在细胞器中进行c o2由红细胞进入肝脏细胞的线粒体 使肝脏细胞内的adp含量迅速下降d 在物质和能量上都可成为可逆反应 审题视点 图解中a表示细胞呼吸 b表示光合作用 表示atp的合成 表示atp的水解 解析 此题考查生物体内atp与adp的相互转化 具体分析如下 答案 a 考情播报 3年10考 2012 山东卷t24 安徽卷t29 江苏卷t23 上海卷t25 2011 海南卷t3 t4 上海卷t4 山东卷t4 江苏卷t26 2010 新课标全国卷t2等 1 有氧呼吸和无氧呼吸过程图解识图提示 应关注各阶段的场所 反应物 生成物及条件 1 有氧呼吸第一 二阶段产生的 h 用于第三阶段与o2结合生成水 无氧呼吸第一阶段产生的 h 用于第二阶段将丙酮酸还原为c2h5oh和co2或乳酸 2 有氧呼吸中h2o既是反应物 又是生成物 且生成的h2o中的氧全部来自o2 3 不同生物无氧呼吸的产物不同 是由于参与催化反应的酶不同 4 有氧呼吸中氧元素的来源和去路 2 有氧呼吸和无氧呼吸的比较 1 不同生物无氧呼吸的产物不同 其原因在于催化反应的酶不同 2 原核生物无线粒体 但有些原核生物仍可进行有氧呼吸 如蓝藻 好氧细菌等 原核生物的有氧呼吸发生在细胞质基质和细胞膜上 细胞呼吸类型的判断在以c6h12o6为呼吸底物的情况下 co2的释放量和o2消耗量是判断细胞呼吸方式的重要依据 方法如下 说明 由于脂肪含h量高于糖类 因此脂肪分解耗氧量多 若以脂肪为呼吸底物 进行有氧呼吸 会出现耗o2量 co2释放量的情况 2 2012 江苏高考改编 如图表示细胞呼吸作用的过程 其中 代表有关生理过程发生的场所 甲 乙代表有关物质 下列相关叙述正确的是 a 和 都具有双层生物膜b 和 所含酶的种类相同c 和 都能产生大量atpd 甲 乙分别代表丙酮酸 h 审题视点 根据细胞呼吸的过程判断 代表细胞质基质 代表线粒体基质 代表线粒体内膜 甲代表丙酮酸 乙表示 h 解析 和 都表示基质 不具有膜结构 细胞质基质和线粒体基质中所含的酶种类不同 过程产生少量的atp 过程产生大量的atp 答案 d 考情播报 3年6考 2012 新课标全国卷t29 2011 江苏卷t26 山东卷t4 海南卷t3 上海卷t4 安徽卷t3等 1 内部因素 2 外界因素 蔬菜 水果和种子在储藏时都应在低温低氧条件下 种子还应保持干燥 不能选择无氧条件储藏水果 蔬菜和种子 无氧条件虽然完全抑制了有氧呼吸 却促进了无氧呼吸 既损耗了部分有机物 又产生了酒精导致果蔬腐败变质 低温以不破坏植物组织细胞为标准 一般为零上低温 3 2013届cete原创月考 长期浸水 会导致树根变黑腐烂 树根从开始浸水到变黑腐烂时细胞呼吸速率的变化曲线如图 下列叙述不正确的是 a 阶段根细胞的有氧呼吸速率下降b 阶段根细胞的无氧呼吸速率上升c 阶段曲线下降的原因与 完全相同d a点的有氧呼吸强度大于b点 审题视点 陆生植物在长期浸水时 根部的氧气逐渐减少 有氧呼吸逐渐减弱 无氧呼吸逐渐增强 然后氧气耗尽 根细胞只进行无氧呼吸 产生的酒精伤害了根细胞 最后根细胞死亡 解析 此题考查对细胞的有氧呼吸和无氧呼吸过程的理解和识图读图的能力 阶段由于氧气逐渐减少 根细胞的有氧呼吸速率下降 到a点时 有氧呼吸降低到最低 a点后 无氧呼吸逐渐增强 阶段根细胞的无氧呼吸速率上升 到b点时 根细胞只进行无氧呼吸 阶段曲线下降的原因是细胞逐渐死亡 阶段曲线下降的原因是氧气减少 答案 c 4 下列措施中 最有利于储藏新鲜蔬菜 水果的条件是 晒干 零上低温 零下低温 无氧 低氧a b c d 解析 要长时间储藏蔬菜 水果 就要降低其细胞呼吸强度 减少有机物的消耗 在低温条件下 呼吸酶活性降低 低氧状态下 细胞有氧呼吸强度弱 无氧呼吸强度受到抑制 整个细胞呼吸速率处于较低状态 此时可有效减少营养物质的消耗 但若温度低于零度 则会冻伤蔬菜 水果 温度适中 减少蔬菜 水果中水分的丢失 有利于保鲜 答案 c 基础实验8探究酵母菌的呼吸方式1 实验原理 1 酵母菌在有氧和无氧的条件下都能生存 属于兼性厌氧菌 酵母菌进行有氧呼吸能产生大量的co2 在进行无氧呼吸时能产生酒精和co2 2 co2可使澄清的石灰水变混浊 也可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄 根据石灰水混浊程度或溴麝香草酚蓝水溶液变成黄色的时间长短 可以检测酵母菌培养液中co2的产生情况 3 橙色的重铬酸钾溶液 在酸性条件下可与乙醇发生化学反应 变成灰绿色 2 实验流程 3 注意事项 1 甲图 装置连通橡皮球 让空气间断而持续地依次通过3个锥形瓶 既保证o2的充分供应 又使进入a瓶的空气先经过naoh的锥形瓶 洗除空气中的co2 保证第三个锥形瓶的澄清石灰水变浑浊是由于酵母菌有氧呼吸产生co2所致 2 乙图 b瓶应封口放置一段时间后 待酵母菌将b瓶中的氧气消耗完 再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶 确保通入澄清石灰水的co2是无氧呼吸产生的 1 2013届安庆 巢湖联考 对酵母菌呼吸作用类型的探究是同学们感兴趣的实验 现有生物兴趣小组分别进行了如下实验 请根据题设要求回答问题 ab 1 本实验的自变量是 进行有氧呼吸的实验装置是 2 如果实验设计中缺少了质量分数为10 的naoh溶液 而装置a中的澄清的石灰水变浑浊 则不一定说明 产生了二氧化碳 因为无法排除 使澄清的石灰水变浑浊的可能 3 橙色的重铬酸钾 k2cr2o7 溶液在酸性条件下与酒精发生化学反应能使溶液变成灰绿色 利用这一原理可以鉴定酒精的存在 上图中装置 的酵母菌培养液取样鉴定 一定会使重铬酸钾溶液变成灰绿色 如果两装置的酵母菌培养液取样鉴定都能使重铬酸钾溶液变成灰绿色 请分析a装置产生该结果的原因是 4 装置a中的酵母菌消耗和产生气体的场所分别是 5 假如你是一名交通警察 请你设计一个简单的实验 检测汽车司机是否喝了酒 解析 1 探究酵母菌呼吸作用类型的实验中自变量是有无氧气 a装置酵母菌进行有氧呼吸 b装置酵母菌进行无氧呼吸 2 a装置中质量分数为10 naoh溶液的作用是吸收空气中的co2 排除空气中的co2对实验结果的影响 3 b装置酵母菌进行无氧呼吸产生酒精 若a装置也产生了酒精 说明a装置通入的氧气量不足 4 酵母菌有氧呼吸消耗o2产生co2 o2的利用在线粒体内膜 co2的产生在线粒体基质中 5 酸性的重铬酸钾溶液可用来检测司机呼出的气体中是否含酒精 答案 1 氧气a 2 有氧呼吸空气中的co2 3 b通入的氧气量不足 4 线粒体内膜 线粒体基质 5 让司机呼出的气体直接通入到用酸处理过的重铬酸钾溶液中 若溶液变成灰绿色 则说明司机喝了酒 理论方法7突破生物实验设计的关键生物实验设计是实验备考的重点和难点 突破生物实验设计有三个关键 分别是 领会一种思想方法 区分两种实验类型 做好三项处理 1 领会一种思想方法 一种思想方法 是指 假说 演绎 的思想方法 假说 演绎是现代科学研究中常用的一种科学思想方法 在生物实验中 实验假说与实验预期 实验结果与实验结论之间存在着假说 演绎的关系 在实验设计 实验分析中 要用假说 演绎的思路方法对假说 结果 结论之间进行推理 2 区分两种实验类型实验可分为探究性实验和验证性实验两类 探究性实验是对事物未知属性的探究 因而在探究过程中需要提出假说 因为假说的成立与否尚未确定 因此对实验方案的预期结果也有 支持假说的预期结果 和 不支持假说的预期结果 之分 而验证性实验是对事物已知属性的验证 我们默认所要验证的命题为真命题 因而在验证过程中不需要提出假说 既然我们默认所需验证的命题是真命题 正确的理论能够准确地预言实验的结果 所以我们对实验结果的预期只有 支持所要验证的命题 这样一种结果 3 做好三项处理措施 三项处理 是指实验方案中的共性处理 差异处理和数据处理 因为以验证假说为目的的实验方案是依据差异归纳法的逻辑思想来设计的 因此实验方案往往有一组对照实验 共性处理是指对实验组和对照组采取相同的处理措施 差异处理是指对实验组和对照组采取不同的处理措施 实验方案中的共性处理和差异处理实际上是在贯彻落实 对照性原则 和 单一变量原则 是这两个原则在实验方案设计中的具体运用 数据处理是指对实验结果的现象和数据的收集和处理 只有准确地收集实验结果中的现象和数据 才能有效地进行实验结果和预期结果的对比 进而准确地得出实验结论 2 2013届池州质检 右图表示的是测定保温桶内温度变化的实验装置 某研究小组以该装置探究酵母菌在不同条件下细胞呼吸的情况 材料用具 保温桶 500ml 温度计 活性干酵母 质量浓度0 1g ml的葡萄糖溶液 棉花 石蜡油 实验假设 酵母菌在有氧条件下呼吸作用比无氧条件下呼吸作用放出的热量更多 1 取a b两装置设计实验如下 请补充下表中内容 2 b装置葡萄糖溶液煮沸的主要目的是 这是控制实验的 变量 3 要测定b装置因呼吸作用引起的温度变化量 还需要增加一个装置c 请写出装置c的实验步骤 4 实验预期 在适宜条件下实验 30分钟后记录实验结果 若装置a b c温度大小关系是 用 表示 则假设成立 解析 1 本实验的自变量是氧气的有无 因变量是温度变化 其他变量是无关变量 控制变量 对于无关变量要控制其等量且适宜 2 将c6h12o6溶液煮沸的目的是排除溶液中氧气的干扰 3 本实验的自变量是呼吸作用的有无 因变量还是温度变化 因此c组除步骤二以外与b组完成相同 4 有氧呼吸产生的热量最多 而没有呼吸作用的c组几乎不产生热量 答案 1 不加入石蜡油 加入10g活性干酵母 2 去除氧气自 3 加入240ml煮沸后冷却的葡萄糖溶液 不加入活性干酵母 4 a b c 细胞呼吸的过程及方式 考向剖析 细胞呼吸的过程 环境因素对细胞呼吸影响 细胞呼吸的相关实验都是高考常考的内容 对细胞呼吸各方面内容的考查既有选择题 也有非选择题 预计2014年高考可能结合新的实验情景或生产生活实际问题 考查对细胞呼吸理解和分析问题的能力 典例透析 2012 新课标全国卷 将玉米种子置于25 黑暗 水分适宜的条件下萌发 每天定时取相同数量的萌发种子 一半直接烘干称重 另一半切取胚乳烘干称重 计算每粒的平均干重 结果如图所示 若只考虑种子萌发所需的营养物质来源于胚乳 据图回答下列问题 1 萌发过程中胚乳组织中的淀粉被水解成 再通过 作用为种子萌发提供能量 2 萌发过程中在 小时之间种子的呼吸速率最大 在该时间段内每粒种子呼吸消耗的平均干重为 mg 3 萌发过程中胚乳的部分营养物质转化成幼苗的组成物质 其最大转化速率为 mg 粒 1 d 1 4 若保持实验条件不变 120小时后萌发种子的干重变化趋势是 原因是 研析 此题以种子萌发为载体 考察了植物细胞呼吸速率的测定 多糖的水解 有机物之间的相互转化 及学生识图和分析问题的能力 解题过程如下 答案 1 葡萄糖呼吸 或生物氧化 2 72 9626 5 3 22 4 下降幼苗呼吸作用消耗有机物 且不能进行光合作用 1 2012 北京高考 细胞中不能合成atp的部位是 a 线粒体的内膜b 叶绿体中进行光反应的膜结构c 内质网的膜d 蓝藻 蓝细菌 中进行光反应的膜结构 解析 在线粒体内膜上会发生有氧呼吸的第三阶段 产生大量的atp 光反应发生在叶绿体的类囊体薄膜上 结果产生atp和 h 蓝藻 蓝细菌 虽然没有叶绿体 但有叶绿素等 其进行光反应的膜结构上也会产生暗反应所需的atp和 h 而选项c中的内质网是由膜连接而成的网状结构 是细胞内蛋白质合成和加工以及脂质合成的车间 只消耗atp 不能合成atp 答案 c 2 2012 上海高考 如图表示细胞内葡萄糖分解的反应式 下列关于该过程的说法正确的是 a 只发生在细胞有氧时b 只发生在细胞缺氧时c 只发生在线粒体内d 只发生在细胞质基质内 解析 图中表示的细胞内葡萄糖分解的反应式为呼吸作用的第一阶段 无论有氧呼吸还是无氧呼吸 都是在细胞质基质中进行 答案 d 3 2011 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 解析 本题考查细胞内的糖代谢过程中物质和能量的变化 由图示可知 为在细胞质中葡萄糖分解为丙酮酸 为在线粒体中丙酮酸在水和氧气的参与下 彻底氧化分解为co2和h2o 为无氧条件下 在细胞质基质内发生的丙酮酸转化为乳酸 为无氧条件下将丙酮酸转化为乙醇和co2 在植物细胞中能进行过程 和 过程 和 或过程 和 在真核细胞中 过程只能在线粒体中完成 动物细胞内 丙酮酸彻底氧化分解比过程 释放的能量多得多 乳酸菌的无氧呼吸过程中 产生 h 过程 消耗 h 答案 b 4 2011 山东高考 某兴趣小组在室温下进行了酵母菌无氧呼吸的探究实验 如右图 下列分析错误的是 a 滴管中冒出气泡是反应产生co2的结果b 试管中加水的主要目的是制造无氧环境c 若试管中的水换成冷水 气泡释放速率下降d 被分解的葡萄糖中的能量一部分转移至atp 其余的存留在酒精中 解析 酵母菌无氧呼吸的产物是酒精和co2 气泡内的气体是co2 a正确 加水可以防止酵母菌与空气的接触 创造无氧环境 b