高考生物总复习 132 细胞的能量通货 ATP ATP的主要来源 细胞呼吸课件.ppt

第2讲细胞的能量通货 atpatp的主要来源 细胞呼吸 2015备考 最新考纲1 atp在代谢中的作用 2 细胞呼吸 3 实验 探究酵母菌的呼吸方式 1 细胞的能量 通货 atp 考点1图析atp的结构与作用 5年4考 2012北京理综 全国卷 2011江苏 海南 1 写出atp的结构简式和简式中a p所代表的含义 结构简式 a p 2 图中 是 其中易形成和断裂 3 图中 为的过程 其作用是 a p p p 腺苷 磷酸基团 高能磷酸键 远离a的高能磷酸键 高能磷酸键水解释放能量 为各项生命活动提供能量 2 atp的形成途径 3 atp与adp的相互转化对atp和adp之间的相互转化是不可逆反应的分析 思维激活判断正误 1 在诱导离体菊花茎段形成幼苗的过程中不会同时发生atp的合成和分解 2013 四川理综 1c 2 线粒体内膜上不能合成atp 2012 北京卷 1a 3 无氧条件下 光合作用是叶肉细胞产生atp的唯一来源 广东卷 4a 4 人在饥饿时 细胞中atp与adp的含量难以达到动态平衡 天津卷 6 5 atp adp 叶绿体 线粒体 核糖体等物质和结构中一定含核糖 而酶中一定不含核糖 6 根尖分生区产生atp的细胞结构只有线粒体 答案 1 2 3 4 5 提示只要有rna的地方就有核糖 有少数酶的化学本质为rna 6 提示还有细胞质基质 1 经典高考题 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 atp相关知识的理解 解析人长时间剧烈运动时 骨骼肌细胞发生无氧呼吸 每摩尔葡萄糖生成atp的量必然比安静时 有氧呼吸 少得多 na 主要维持细胞外液的渗透压 k 主要维持细胞内液的渗透压 若细胞内na 浓度偏高 就必然通过主动运输方式把na 排出细胞外 维持内环境的稳定 主动运输消耗能量 人在寒冷时 下丘脑的体温调节中枢会支配肾上腺和甲状腺分泌肾上腺素和甲状腺激素增多 产生较多热量来维持体温 活细胞内atp和adp的含量始终处于动态平衡中 饥饿时细胞亦不可例外 答案b 思维拓展请标明下列各物质中 a 代表的含义 2 atp是细胞的能量 通货 是生命活动的直接能源物质 下图为atp的结构和atp与adp相互转化的关系式 下列说法不正确的是 atp与adp间的相互转化 a 图1中的a代表腺苷 b c为高能磷酸键b 图2中进行 过程时 图1中的c键断裂并释放能量c atp与adp快速转化依赖于酶催化作用具有高效性d 夜间有o2存在时 图2中过程 主要发生在线粒体解析a项中a代表的是腺嘌呤 a错误 atp水解一般是远离a的高能磷酸键断裂 也就是c键 所以b项正确 atp水解产生的能量来自atp的高能磷酸键的水解 合成atp的能量来自细胞呼吸和光合作用 酶的催化作用具有高效性 夜间有o2存在时 atp合成的主要场所是线粒体 答案a 互动探究本题图2中 过程与o2供应量的关系图示如图 请解读 1 ab段表示在一定范围内 atp产生量随o2供应量的增大而增多 2 bc段 当o2供应量达到一定值时 atp产生量不再增加 这是由于细胞中atp的量很少 且处于一种动态平衡中 因酶 有机物 adp 磷酸有限 3 a点表示 无o2条件下 细胞进行无氧呼吸也能产生少量atp 4 若横坐标为呼吸强度 atp产生量曲线应从原点开始 对点强化 2013 银川一中一模 如图所示为生物界部分能量转换关系图解 下列叙述中不正确的是 a 过程可发生在蓝藻叶绿体类囊体薄膜上b 发生 过程的生物在生态系统中称为生产者c 过程在动植物细胞中都能发生d 过程可用于 过程解析蓝藻是原核生物 只有核糖体一种细胞器 虽然能够进行光合作用 但没有叶绿体 答案a 一 有氧呼吸1 反应式 考点2细胞呼吸的类型及过程 5年15考 2013课标 重庆理综 2012全国理综 安徽 江苏 2011山东 海南 c6h12o6 6o2 h2o6co2 12h2o 能量 2 过程图解 1 反应式 1 2 2 场所及过程 1 场所 细胞质基质 2 过程 第一阶段 与有氧呼吸第一阶段 第二阶段 丙酮酸在不同酶的催化作用下 分解成或者转化为 c6h12o62c3h6o3 能量 如乳酸菌 c6h12o62c2h5oh 2co2 能量 如酵母菌 完全相同 co2和酒精 乳酸 思维激活右图表示呼吸作用过程中葡萄糖分解的两个途径 酶1 酶2和酶3依次分别存在于何处 提示细胞质基质 线粒体基质和线粒体内膜 细胞质基质 2012 安徽理综 29 为探究酵母菌的细胞呼吸 将酵母菌破碎并进行差速离心处理 得到细胞质基质和线粒体 与酵母菌分别装入a f试管中 加入不同的物质 进行了如下实验 见下表 细胞呼吸原理及类型的综合考查 注 表示加入了适量的相关物质 表示未加入相关物质 1 会产生co2和h2o的试管有 会产生酒精的试管有 根据试管 的实验结果可判断出酵母菌进行无氧呼吸的场所 均填试管编号 2 有氧呼吸产生的 h 经过一系列的化学反应 与氧结合形成水 2 4 二硝基苯酚 dnp 对该氧化过程没有影响 但使该过程所释放的能量都以热的形式耗散 表明dnp使分布在 的酶无法合成atp 若将dnp加入试管e中 葡萄糖的氧化分解 填 能 或 不能 继续进行 解析本题主要考查细胞呼吸的相关知识 酵母菌为兼性厌氧生物 在有氧的条件下进行有氧呼吸 其场所是细胞质基质和线粒体 在无氧条件下进行无氧呼吸 其场所是细胞质基质 1 分析表格 试管a中加入的是丙酮酸 在有o2条件下无法在细胞质基质中继续氧化分解 试管b中加入的是葡萄糖 无氧条件下 在细胞质基质中能继续氧化分解 产生co2和酒精 在有氧条件下 线粒体能分解丙酮酸 所以c试管中有co2和h2o产生 而d试管无 分析试管e f 酵母菌在有氧条件下 能把c6h12o6彻底氧化分解产生co2和h2o 在无氧条件下 酵母菌进行无氧呼吸 产生co2和c2h5oh 从而可以判断 能产生co2和h2o的试管有c e 能产生酒精的试管有b f 根据试管b d f的实验结果可判断酵母菌的无氧呼吸场所是细胞质基质 2 根据题中的信息 dnp对 h o2 h2o过程没有影响 但使该过程所释放的能量都以热能的形式耗散 而不能形成atp 由于 h 和氧结合形成水的过程发生在线粒体内膜上 因此dnp使分布在线粒体内膜上的酶无法合成atp 若将dnp加入试管e中 葡萄糖的氧化分解不受影响 但产生的atp将会大大减少 答案 1 c eb fb d f 2 线粒体内膜能 归纳提升1 比较有氧呼吸和无氧呼吸 2 有氧呼吸中氧元素的来源和去路 对点强化 在人体细胞呼吸过程中 关于 h 的来源和用途的叙述 最准确的是 解析有氧呼吸中 h 来自葡萄糖和水 在第三阶段与氧结合生成水 人体细胞无氧呼吸中 h 只来源于葡萄糖 用于生成乳酸 答案b 影响细胞呼吸的外部因素分析 考点3影响细胞呼吸的因素及应用 5年12考 2013安徽理综 海南卷 2012福建卷 2011安徽 全国 呼吸酶 最强 降低 下降 降温 降低 减少 无氧 有氧 无氧 降低 有氧 加强 增加 特别提醒o2浓度为零时 细胞呼吸强度并不为零 因为细胞可进行无氧呼吸 思维激活填一填1 对有氧呼吸原理的应用 1 包扎伤口应选用的敷料 以 抑制 促进 的 2 提倡慢跑等有氧运动使细胞进行以避免肌细胞产生大量 3 及时松土有利于根系生长 其作用在于促进根细胞 4 稻田定期排水有利于根系 防止幼根因缺氧变黑 腐烂 透气 抑制 破伤风杆菌 无氧呼吸 有氧呼吸 乳酸 有氧呼吸 有氧呼吸 2 对无氧呼吸原理的应用 1 利用粮食通过发酵可以生产各种酒 2 利用淀粉 醋酸杆菌或谷氨酸棒状杆菌可以生产食醋或味精 酵母菌 1 2013 海南单科 9 在温度 光照等适宜条件下 将消毒后有生活力的小麦种子一直浸没在无菌水中 会使种子死亡 下列对种子死亡原因的分析 合理的是 a 缺乏胚芽生长所必需的营养物质b 不能通过光合作用合成有机物c 呼吸作用产生的能量均以热能释放d 呼吸作用的产物对其产生毒害作用 细胞呼吸原理的应用考查 解析小麦种子消毒后虽有生活力 但一直浸没在无菌水中 不能进行有氧呼吸 由于无菌水中无氧气 小麦种子长期进行无氧呼吸产生大量的酒精对细胞有毒害作用 答案d 2 2013 福建理综 26 为研究淹水时kno3对甜樱桃根呼吸的影响 设四组盆栽甜樱桃 其中一组淹入清水 其余三组分别淹入不同浓度的kno3溶液 保持液面高出盆土表面 每天定时测定甜樱桃根有氧呼吸速率 结果如图 影响细胞呼吸因素的综合考查 请回答相关问题 1 细胞有氧呼吸生成co2的场所是 分析图中a b c三点 可知 点在单位时间内与氧结合的 h 最多 2 图中结果显示 淹水时kno3对甜樱桃根有氧呼吸速率降低有 作用 其中 mmol l 1的kno3溶液作用效果最好 3 淹水缺氧使地上部分和根系的生长均受到阻碍 地上部分叶色变黄 叶绿素含量减少 使光反应为暗反应提供的 h 和 减少 根系缺氧会导致根细胞无氧呼吸增强 实验过程中能否改用co2作为检测有氧呼吸速率的指标 请分析说明 解析本题主要考查细胞呼吸及光合作用的相关知识 1 有氧呼吸的第二阶段丙酮酸和h2o反应生成co2 发生的场所是线粒体基质 有氧呼吸第三阶段 h 与氧结合生成h2o 由图示信息知 a b c三点中 a点有氧呼吸速率最大 单位时间内与氧结合的 h 最多 2 图中结果显示 起空白对照作用的清水组中的甜樱桃根有氧呼吸速率最低 表明淹水时 kno3对甜樱桃根有氧呼吸速率降低有减缓作用 且30mmol l 1的kno3溶液的减缓作用效果最好 3 叶绿素含量减少 光反应减弱 为暗反应提供的 h 和atp减少 根系无氧呼吸与有氧呼吸均有co2产生 所以不能用co2作为检测有氧呼吸速率的指标 答案 1 线粒体基质a 2 减缓30 3 atp不能 因为无氧呼吸可能会产生co2 要点突破 一 酵母菌细胞呼吸方式的探究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 酵母菌进行能产生大量的co2 在进行时能产生酒精和少量co2 实验7细胞呼吸的相关实验探究 5年8考 2013广东理综 海南卷 安徽卷 江苏 2012安徽 2012山东 江苏 有氧呼吸 无氧呼吸 2 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再变 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液中的产生情况 3 橙色的重铬酸钾溶液 在条件下可与发生化学反应 变成灰绿色 绿 co2 酸性 黄 乙醇 2 实验流程 3 注意事项 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浑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 确保通入澄清石灰水中的co2是由无氧呼吸产生的 二 植物细胞呼吸方式的探究1 实验装置及原理欲确认某生物的呼吸类型 应设置两套呼吸装置 如图所示 以发芽种子为例 装置一中naoh溶液的作用是吸收掉呼吸所产生的 红色液滴移动的距离代表植物细胞呼吸吸收的量 装置二中红色液滴移动的距离代表植物细胞呼吸吸收的与产生的的差值 co2 o2 o2量 co2量 2 实验结果预测和结论 3 注意事项 1 为防止微生物呼吸对实验结果的干扰 应将装置进行灭菌 所测种子进行消毒处理 2 对照组的设置 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 将所测定的生物灭活 将种子煮熟 其他条件均不变 三 组织细胞呼吸速率的测定1 测定组织细胞呼吸速率的装置与原理 1 装置 2 指标 细胞呼吸速率常用单位时间内或来表示 3 原理 组织细胞呼吸作用吸收 释放 被naoh溶液吸收 使容器内气体压强减小 刻度管内的水滴 单位时间内液滴的体积即表示呼吸速率 co2释放量 o2吸收量 o2 co2 co2 左移 左移 2 物理误差的校正 1 如果实验材料是绿色植物 整个装置应处理 否则植物的光合作用会干扰呼吸速率的测定 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处理 3 为防止气压 温度等物理因素所引起的误差 应设置对照实验 将所测的生物材料 其他条件均不变 遮光 消毒 灭活 如将种子煮熟 能知拓展用脂肪 或脂质 含量高的种子 如油料种子做测定实验 则液滴移动更明显 因其消耗o2量更大 典例透析 典例1 2013 江苏单科 17 将图中果酒发酵装置改装后用于探究酵母菌呼吸方式的实验 下列相关操作错误的是 a 探究有氧条件下酵母菌呼吸方式时打开阀ab 经管口3取样检测酒精和co2的产生情况c 实验开始前对改装后整个装置进行气密性检查d 改装时将盛有澄清石灰水的试剂瓶与管口2连通解析管口3只能检测非气态的产物 如酒精等 b错误 答案b 典例2 2013 广东理综 29 某新能源研究兴趣小组尝试用木薯块根的淀粉制备燃料酒精 他们用酶将木薯淀粉降解成单糖 查阅资料后 安装的酒精发酵装置 采用的发酵条件如图所示 1 向发酵瓶中加入5g酵母菌开始实验 发酵初期 通气阀 需要偶尔短时间打开 并在a通气口处打气 以利于 实验过程中 通气阀 需要偶尔短时间打开 目的是 2 第3天 取出少量发酵液 滴加含有 的浓硫酸溶液来检测酒精 3 检测后发现 尽管酵母菌菌种合适 淀粉酶解物充足 操作正确 发酵温度和ph适宜 但酒精含量 比预期低 他们展开了讨论 认为还有其他影响因素 如 请设计实验对此因素进行探究并预测实验结果 用表格形式呈现 用 表示酒精量 最高含量为 4 请对预测的结果进行分析 并得出结论 解析 1 如图所示通气阀 为进气口 通入氧气有利于酵母菌的大量繁殖 通气阀 为出气口 排出二氧化碳有利于维持溶液ph的稳定 2 检测酒精依据的原理是酒精能使酸化的重铬酸钾溶液变成灰绿色 3 溶液的量固定 随着无氧呼吸的进行 酒精浓度增大 因此可能原因是随着酒精浓度增大 酵母菌无氧呼吸受阻 产生酒精量减少 4 实验及分析见答案 答案 1 提供氧气使酵母菌大量繁殖排出产生的二氧化碳以维持溶液ph稳定 2 重铬酸钾 3 随着酒精浓度增大 酵母菌无氧呼吸受阻产生酒精量减少实验设计 取五只锥形瓶 标号为1 2 3 4 5 分别加入等量的酵母粉 葡萄糖培养液和缓冲液 向锥形瓶中分别加入蒸馏水进行稀释 各加入0ml 20ml 40ml 60ml 80ml的水 密封在相同的条件下培养相同的时间 一段时间后测定溶液中的酒精含量 4 溶液稀释倍数越高 产生的酒精的量越大 说明了酒精浓度越小 越有利于酵母菌的无氧呼吸的进行 规律总结细胞呼吸方式的判断 1 依据反应物 产物来判断 若需消耗氧气 则一定存在有氧呼吸 若产物有水 则一定存在有氧呼吸 若产物中有酒精或乳酸 则一定有无氧呼吸 若产物中有二氧化碳 则要依据物质的量的关系来讨论 2 依据物质的量的关系来判断 不消耗o2 释放co2 只进行无氧呼吸 无co2释放 只进行产生乳酸的无氧呼吸或细胞已死亡 酒精产生量等于co2量 只进行产生酒精的无氧呼吸 co2释放量等于o2的吸收量 只进行有氧呼吸 co2释放量大于o2的吸收量 既进行有氧呼吸 又进行酒精发酵 多余的co2来自酒精发酵 酒精产生量小于co2量 既进行有氧呼吸 又进行酒精发酵 多余的co2来自有氧呼吸 对点强化 下图是某生物兴趣小组探究不同条件下光合作用和呼吸作用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甲装置中co2浓度维持在恒定的水平 绿色植物的光合作用受温度和光照等环境因素的影响 呼吸作用主要受温度和氧气浓度的影响 当绿色植物的光合作用速率大于 小于 呼吸作用速率时 装置内氧气浓度升高 降低 水滴右移 左移 当绿色植物的光合作用速率等于呼吸作用速率时 装置内氧气浓度不变 水滴不移动 乙装置中的青蛙只要存活 在任何条件下都进行呼吸作用 呼吸作用消耗氧气 产生的co2被碳酸氢钠溶液吸收 装置内气体体积减少 液滴左移 答案b 1 要规避3个误区 1 o2浓度为零时 细胞呼吸强度并不为零 因为此时细胞进行无氧呼吸 2 o2浓度较低时 随着o2浓度的增加 无氧呼吸受到抑制 但有氧呼吸因o2浓度较低也较弱 故细胞呼吸的总强度较低 但随着o2浓度的升高 有氧呼吸逐渐增强 细胞呼吸总强度逐渐增大 3 种子 蔬菜和水果在储藏时都应在低温 低氧情况下 不同的是种子要保持干燥 而蔬菜和水果要保持一定湿度 低温以不破坏植物组织为标准 一般为零上低温 2 辨清相关曲线 疑难点 多数考生对细胞呼吸相关曲线的分析存在盲点 也很容易出错 因此有必要掌握细胞呼吸曲线的识别技巧 现总结如下 1 点的含义r点 只进行无氧呼吸 p点之前 有氧呼吸与无氧呼吸共存 co2释放总量 有氧呼吸释放量 无氧呼吸释放量 p点及其以后 只进行有氧呼吸 q点 释放的co2量最少 细胞总体呼吸最弱 为种子 蔬菜 水果贮存的最佳点 b点 有氧呼吸吸收的o2量 或释放的co2量 等于无氧呼吸释放的co2量 2 线的含义两种呼吸方式同时存在的区段是rqp rq区段co2生成量急剧减少的原因是随着o2浓度增加 无氧呼吸受到抑制 区域orp的面积表示无氧呼吸产生的co2量 纠错演练1 以下甲 乙两图都表示某植物的非绿色器官co2释放量和o2吸收量的变化 下列相关叙述不正确的是 a 甲图中氧浓度为a时的情况对应的是乙图中的a点b 甲图中氧浓度为b时的情况对应的是乙图中的d点c 甲图的a b c d四种浓度中c是最适合贮藏的d 甲图中氧浓度为d时没有酒精产生解析甲图中氧浓度为b时既进行有氧呼吸 又进行无氧呼吸 而图乙中d点时只进行有氧呼吸