高考生物总复习 152细胞的能量“通货”ATP ATP的主要来源细胞呼吸配套课件 新人教版必修1.ppt

第2讲细胞的能量 通货 atpatp的主要来源 细胞呼吸 一 细胞的能量 通货 atp 二 细胞呼吸的原理 三 细胞呼吸的实质 意义 影响因素及应用 四 探究酵母菌细胞呼吸的方式 教师资源 备选题库 1 2013年淄博模拟 向正在进行有氧呼吸的细胞悬液中分别加入a b c d四种抑制剂 下列说法正确的是 a 若a能抑制丙酮酸分解 则丙酮酸的消耗增加b 若b能抑制葡萄糖分解 则丙酮酸增加c 若c能抑制atp的形成 则adp的消耗增加d 若d能抑制 h 氧化成h2o 则o2的消耗减少 解析 有氧呼吸的第一阶段是葡萄糖分解产生丙酮酸和 h 释放少量能量 第二阶段是丙酮酸和水参与反应 产生二氧化碳和 h 释放少量能量 第三阶段 h 和氧气结合形成水 释放大量的能量 能量大部分以热能的形式散失 少部分转移到atp中去 据此分析可知 若a能抑制丙酮酸分解 则丙酮酸增加 若b能抑制葡萄糖分解 则丙酮酸减少 若c能抑制atp的形成 则adp消耗减少 若d能抑制 h 氧化成h2o 则o2的消耗减少 答案 d 2 2011年高考山东卷 某兴趣小组在室温下进行了酵母菌无氧呼吸的探究实验 如下图 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项正确 加水可以防止酵母菌与空气的接触 创造无氧环境 b项正确 若将水换成冷水 会降低酵母菌体内呼吸酶的活性 反应速率降低 气泡释放速率下降 c项正确 被分解的葡萄糖中的能量有三个去向 一部分转移至atp 一部分以热能形式释放 其余的存留在酒精中 d项错误 答案 d 3 某同学在玻璃温室里进行植物栽培实验 为此 他对室内空气中的二氧化碳含量进行24小时的测定 下列曲线中能正确表示其测定结果的是 解析 在24小时内 植物都要进行细胞呼吸释放二氧化碳 而白天植物在进行呼吸释放二氧化碳的同时 也在进行光合作用吸收二氧化碳 因而二氧化碳量在白天逐渐减少 由于中午气温过高 蒸腾作用加强而导致光合作用吸收二氧化碳量减少 这一现象因时间较短可忽略 18时以后呼吸强度大于光合作用强度而使室内二氧化碳量逐渐增高 答案 c 4 2013年海淀模拟 为了尽量延长新鲜水果的贮藏时间 贮藏条件最好是 a 低o2 适当的湿度 零上低温和无乙烯b 低o2 适当的湿度 零下低温和无乙烯c 无o2 保持干燥 零上低温和有乙烯d 无co2 保持干燥 零下低温和有乙烯解析 本题考查影响细胞呼吸的因素及乙烯的生理作用 要长时间储藏水果 就要降低其细胞呼吸 减少有机物质的消耗 在低温条件下 呼吸酶活性降低 低氧状态下 细胞有氧呼吸弱 无氧呼吸受到抑制 整个细胞呼吸强度处于最低状态下 可以有效减少营养物质的消耗 但若温度低于零度 则会冻伤水果 湿度适中 减少水果中水分丢失 有利于保鲜 乙烯具有催熟作用 不利于水果贮藏 答案 a 5 下面是有氧呼吸过程图解 请据图回答有关问题 1 图中a d所代表的物质分别是 2 能生成大量atp的过程是 填序号 3 有氧呼吸与无氧呼吸完全相同的阶段是 填序号 进行的场所是 4 发生在线粒体的过程是 填序号 物质a的作用是 5 有氧呼吸的产物co2中氧来自于 6 1个葡萄糖分子有氧呼吸释放能量为m 其中40 用于adp转化成atp 若1个高能磷酸键所含能量为n 则1个葡萄糖分子在有氧呼吸中产生atp分子数为 解析 根据图示物质转化关系可判断 是有氧呼吸第一阶段 是第二阶段 是第三阶段 物质a是o2 b是atp c d都是h2o 有氧呼吸第一阶段在细胞质基质中进行 与无氧呼吸完全相同 第三阶段是第一 二阶段产生的 h 传给氧分子生成h2o 同时产生大量的atp 第二 三阶段进行的场所是线粒体 第二阶段产生co2 其中的氧来自于丙酮酸和h2o 1个葡萄糖分子形成的atp的分子数为40 m n 2m 5n 答案 1 o2h2o 2 3 细胞质基质 4 与 h 结合生成h2o 5 丙酮酸和h2o 6 2m 5n 考点一atp的结构及转化1 atp的分子结构与功能 特别提醒 1 a代表含义的区别 2 相关物质的关系 2 atp和adp相互转化是不可逆反应 3 atp产生量与o2供给量之间的关系模型分析 1 生物细胞可通过无氧呼吸分解有机物 产生少量atp 因此在氧气为零情况下 atp产生量仍然有一定数值 2 随o2供应量增多 有氧呼吸明显加强 atp产生量随之增加 但当o2供应量达到一定值后 atp产生量不再增加 此时的限制因素可能是酶 有机物 adp或磷酸等 3 当横坐标表示呼吸强度时 atp产生量曲线应从原点开始 1 下列有关atp的叙述 正确的是 人长时间剧烈运动时 骨骼肌细胞中每摩尔葡萄糖生成atp的量与安静时相等 若细胞内na 浓度偏高 为维持na 浓度的稳定 细胞消耗atp的量增加 人在寒冷时 肾上腺素和甲状腺激素分泌增多 细胞产生atp的量增加 人在饥饿时 细胞中atp与adp的含量难以达到动态平衡a b c d 解析 人长时间剧烈运动时 骨骼肌细胞中因缺氧进行无氧呼吸 而安静时进行有氧呼吸 氧化分解等摩尔葡萄糖 安静时生成的atp量较多 细胞中atp和adp的含量少 人在饥饿时 两者的含量仍会达到动态平衡 na 进出细胞的方式是主动运输 主动运输要消耗能量 人在寒冷时 肾上腺素和甲状腺激素分泌增多 细胞代谢增强 促进细胞中atp的量增加 以维持体温的恒定 答案 b 考点二细胞呼吸过程的分析1 有氧呼吸 1 有氧呼吸的过程比较 2 有氧呼吸的总反应式及元素转移情况 3 能量的产生 每氧化1摩尔葡萄糖释放出的总能量是2870kj 其中只有1161kj转移到atp中 生成38摩尔atp 其余的以热能的形式散失 2 无氧呼吸的过程 1 场所 细胞质基质 2 过程 第一阶段 c6h12o6 丙酮酸 h 少量能量 第二阶段a 生成酒精 对于高等植物和酵母菌等生物 进行无氧呼吸一般产生酒精 总反应式是 3 能量的产生 每摩尔葡萄糖生成酒精释放的能量为225 94kj 生成乳酸释放的能量为196 65kj 其中都有61 08kj的能量转移到atp中 生成2摩尔atp 其余部分以热能的形式散失 3 有氧呼吸和无氧呼吸的比较 特别提醒 1 原核生物无线粒体 有些原核生物 如硝化细菌 蓝藻 仍可进行有氧呼吸 2 只能进行无氧呼吸的真核生物 如蛔虫 其细胞内无线粒体 3 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 下图为植物新陈代谢示意图 请据图分析回答问题 1 过程中水分进出细胞的主要方式为运输 2 图中两处 h 所对应的物质 填 相同 不相同 细胞呼吸中消耗 h 的具体部位是 3 中 正常生长的马铃薯块茎细胞内可以产生atp的生理过程是 填序号 已知人体肌细胞不能进行 中的 填序号 过程 其原因是 4 为了提高大田农作物的产量 常考虑合理密植问题 其中所包含的影响光合作用的外界因素是 解析 1 过程中水分进出细胞的运输方式为自由扩散 属于被动运输 2 光反应产生的 h 与细胞呼吸产生的 h 都具有还原性 但不属于同一物质 有氧呼吸中产生的 h 用于还原氧气生成水 在线粒体内膜 无氧呼吸产生的 h 消耗于细胞质基质 3 马铃薯块茎细胞内可以产生atp的生理过程是 正常生长只能是有氧呼吸 即 人体肌细胞无氧呼吸不能产生酒精 4 考虑光照 co2浓度的影响 要合理密植 答案 1 被动 2 不相同线粒体内膜 细胞质基质 3 没有催化 过程所需的酶 4 光照 co2浓度 顺序可以颠倒 考点三影响细胞呼吸的因素及应用1 呼吸速率是指单位数量的活体组织 在单位时间内分解有机物的速率 它是呼吸作用强弱的指标 一般以测定释放二氧化碳或吸收氧气的速率来衡量呼吸速率 2 内部因素 3 影响细胞呼吸的环境因素 1 温度 解读 温度影响细胞呼吸 主要是通过影响呼吸酶的活性来实现的 呼吸速率与温度的关系 如图 应用 生产上常用这一原理在低温下贮藏水果 蔬菜 在大棚蔬菜的栽培过程中夜间适当降低温度 降低呼吸 减少有机物的消耗 提高产量 2 o2的浓度 解读 在o2浓度为零时只进行无氧呼吸 浓度为10 以下 既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸 浓度为10 以上 只进行有氧呼吸 如图 应用 生产中常利用降低氧的浓度抑制细胞呼吸 减少有机物消耗这一原理来延长蔬菜 水果保鲜时间 作物栽培中的中耕松土 保证根的正常细胞呼吸 稻田定期排水 抑制无氧呼吸产生酒精 防止酒精中毒 烂根死亡 3 co2 解读 co2是细胞呼吸的产物 对细胞呼吸有抑制作用 实验证明 在co2浓度升高到1 10 时 细胞呼吸明显被抑制 如下图 应用 在蔬菜和水果的保鲜中 增加co2的浓度具有良好的保鲜作用 4 水 解读 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 当含水量过多时 呼吸速率减慢 甚至死亡 如图 应用 作物栽培中 合理灌溉 粮油种子的贮藏 必须降低含水量 14 左右 使细胞呼吸速率降至最低 以减少有机物消耗 3 2013年荆州调考 下图表示大气中氧的浓度对植物非绿色器官 组织内二氧化碳产生量的影响 试据图回答 1 a点表示植物组织释放的二氧化碳较多 这些二氧化碳是的产物 2 由a到b 二氧化碳的释放量急剧减少 其原因是 3 由b到c 二氧化碳的释放量又不断增加 其主要原因是 4 为了有利于贮藏蔬菜和水果 贮藏室内的氧气应调节到图中的哪一点所对应的浓度 采取这一措施的理由是 解析 此题主要考查氧浓度对细胞呼吸的影响 关键在于抓住a点 b点 c点二氧化碳释放的相对值与大气中氧浓度的关系 由a到b 随氧浓度增大 呼吸减弱 而由b到c细胞呼吸随氧浓度增大又逐渐增强 至最高峰 这就说明了由a b为无氧呼吸 由于氧浓度的增大无氧呼吸被抑制 当超过b点所对应的氧浓度时 植物主要进行的是有氧呼吸 答案 1 无氧呼吸 2 随氧浓度增加 无氧呼吸受抑制而有氧呼吸较微弱 3 随氧浓度增加 有氧呼吸不断加强 4 b此时细胞呼吸最弱 有机物分解量最少 一 植物组织细胞呼吸速率的测定与探究1 测定原理细胞呼吸速率常用co2释放量或o2吸收量来表示 一般利用u形管液面变化来判定或通过玻璃管液滴的移动进行测定 装置如图所示 由于细胞呼吸时既产生co2又消耗o2 前者可引起装置内气压升高 而后者则引起装置内气压下降 为便于测定真实呼吸情况 应只测其中一种气体变化情况 为此 测定过程中 往往用naoh或koh吸收掉细胞呼吸所产生的co2 所以单位时间内红色液滴向左移动的距离即o2的吸收速率 可用来表示呼吸速率 2 物理误差的校正 1 如果实验材料是绿色植物 整个装置应遮光处理 否则植物的光合作用会干扰呼吸速率的测定 可用非绿色器官不用遮光 2 如果实验材料是种子 为防止微生物呼吸对实验结果的干扰 应对装置及所测种子进行消毒处理 3 为防止气压 温度等物理膨胀因素所引起的误差 应设置对照实验 将所测的生物材料灭活 如将种子煮熟 其他条件均不变 4 2013年扬州模拟 下图是某生物兴趣小组探究不同条件下光合作用和细胞呼吸过程中气体产生情况的实验示意图 装置中的碳酸氢钠溶液可维持瓶内的二氧化碳浓度在恒定水平 下列几种实验结果 给予相同的环境条件 你觉得不可能出现的是 a 甲 乙装置水滴都左移b 甲 乙装置水滴都右移c 甲装置水滴不动 乙装置水滴左移d 甲装置水滴右移 乙装置水滴左移解析 由甲图中的信息可知 在光照条件下 甲图中水滴的移动与植物进行光合作用释放的氧气和细胞呼吸吸收的氧气有关 当光合作用强度大于细胞呼吸强度时 水滴右移 当两者相等时 水滴不动 当光合作用强度小于呼吸作用强度时 水滴左移 无光照条件下 甲图的水滴的移动只与植物进行细胞呼吸吸收的氧气有关 因而左移 对于乙图 水滴的移动只与动物的细胞呼吸吸收的氧气有关 因而左移 所以甲 乙装置水滴不可能都右移 答案 b 二 探究酵母菌的呼吸方式1 酵母菌的呼吸特点及实验原理 1 酵母菌是一种单细胞真菌 在有氧和无氧的条件下都能生存 属于兼性厌氧菌 因此常用来研究细胞呼吸的不同方式 2 co2的检测 co2可使澄清石灰水变浑浊 也可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄 根据石灰水浑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过程中co2的产生情况 3 酒精的检测 橙色的重铬酸钾溶液 在酸性条件下与酒精发生化学反应 变成灰绿色 2 方法步骤 如图所示 1 酵母菌培养液的配制取20g新鲜的食用酵母菌 分成两等份 分别放入锥形瓶a 500ml 和锥形瓶b 500ml 中 分别向两瓶中注入240ml质量分数为5 的葡萄糖溶液 2 检测co2的产生 将装置 甲 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瓶的空气先经过含naoh溶液的锥形瓶 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 b瓶应封口放置一段时间后 待酵母菌将b瓶中的氧消耗完 再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶 确保是无氧呼吸产生的co2通入澄清的石灰水 3 实验现象及分析 1 现象 甲 乙装置中石灰水都变浑浊 装置甲浑浊快且程度高 2 分析 酵母菌在有氧和无氧条件下都产生co2 酵母菌在有氧比无氧时放出的co2多且快 无氧时酵母菌分解葡萄糖产生酒精 3 实验结论酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸 在有氧条件下 酵母菌通过细胞呼吸产生大量的二氧化碳和水 在无氧条件下 酵母菌通过细胞呼吸产生酒精 还产生少量的二氧化碳 4 实验中的关键步骤 1 通入a瓶的空气中不能含有co2 以保证使第三个锥形瓶中的澄清石灰水变混浊是由酵母菌有氧呼吸产生的co2所致 2 b瓶应封口放置一段时间 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 确保是无氧呼吸产生的co2通入澄清的石灰水中 特别提醒 该实验为对比实验 有氧和无氧条件下的实验都为实验组 5 2013年巢湖模拟 酵母菌在氧气充足条件下不能进行酒精发酵 有同学认为是氧气抑制了酵母菌的无氧呼吸 也有同学认为是有氧呼吸产生atp抑制了酵母菌的无氧呼吸 请完成下列实验 1 供选的实验试剂 5 葡萄糖溶液 酵母菌细胞 试剂1 酵母菌细胞质基质的上清液 试剂2 酵母菌细胞器的沉淀物 试剂3 atp溶液 蒸馏水 2 实验步骤 取锥形瓶完成如上装置三套 依次编号为a b c 1号锥形瓶中都加10 的naoh溶液 3号锥形瓶中都加澄清的石灰水 a装置2号锥形瓶中加入 10ml的试剂2 10ml的5 葡萄糖溶液 2ml蒸馏水 b装置2号的锥形瓶中加入 c装置2号锥形瓶中加入 10ml的试剂2 10ml的5 葡萄糖溶液 2ml蒸馏水 a b c三套装置均先持续通入n25min 目的是 再将三套装置分别处理 a b装置持续通入n2 c装置通入 将三套装置放在温度适宜 25 35 的相同条件下培养相同时间 8 10h 观察 判断是否进行无氧呼吸 3 预期实验结果并得出相应结论 若a装置变浑浊 b装置不变浑浊 c装置变浑浊 则 若 则酵母菌无氧呼吸受氧气抑制 不受atp抑制 若 则酵母菌无氧呼吸受atp抑制 也受氧气抑制 若 则酵母菌无氧呼吸不受atp抑制 也不受氧气抑制 解析 a b c三套装置进行对照 a b装置都通入n2 题干条件中a装置无atp b装置应加入atp 自变量应是有无atp a装置与c装置加入的物质相同 a中无氧气 c中应通入氧气 自变量是有无氧气 因变量都是观察3号锥形瓶中是否变浑浊 是否产生二氧化碳 预期实验结果与结论要一致 a装置属于空白对照 能发生反应 变浑浊 如果atp抑制了酵母菌的无氧呼吸 则b装置不变浑浊 其他两组变浑浊 如果氧气抑制了酵母菌的无氧呼吸 则c装置不变浑浊 其他两组变浑浊 如果atp与氧气都抑制了酵母菌的无氧呼吸 则b装置与c装置都不变浑浊 如果atp与氧气都不抑制酵母菌的无氧呼吸 则b装置与c装置都变浑浊 答案 2 10ml的试剂2 10ml的5 葡萄糖溶液 2mlatp溶液 去除锥形瓶中的氧气 或造成无氧环境 空气或氧气 各装置中3号瓶是否变浑浊 3 则酵母菌无氧呼吸受atp抑制 不受氧气抑制 a装置变浑浊 b装置变浑浊 c装置不变浑浊 a装置变浑浊 b装置不变浑浊 c装置不变浑浊 a装置变浑浊 b装置变浑浊 c装置变浑浊 类型一细胞呼吸类型及影响因素 例1 2013年苏州模拟 下图表示某绿色植物细胞内部分物质的转变过程 有关叙述正确的是 a 图中 两物质依次是h2o和o2b 图中 一 二 两阶段产生 h 的场所都是线粒体c 图中 三 阶段产生的水中的氢最终都来自葡萄糖d 该过程只能在有光的条件下进行 无光时不能进行 听课记录 图中 一 二 三 分别是指有氧呼吸的三个阶段 第一阶段在细胞质基质中进行 第二阶段 第三阶段在线粒体中进行 第三阶段产生的水中的氢一部分来自葡萄糖 一部分来自水 细胞呼吸在有光和无光的条件下都能进行 答案 a 类型二atp的结构与功能 例2 下列有关atp结构与功能的叙述中 正确的是 a atp分子脱去了两个磷酸基以后的剩余部分就成为dna的基本组成单位中的一种b atp与adp的转化过程是可逆反应c atp称为高能化合物 是因为第二个磷酸基很容易从atp上脱离释