【导学教程】高考生物一轮课件 第三单元第10讲细胞的能量“通货”—ATP ATP的主要来源—细胞呼吸 新人教版.ppt

第10讲 细胞的能量 通货 atpatp的主要来源 细胞呼吸 一 atp有关知识1 atp的结构 功能和利用 1 结构 atp的结构简式是 一个atp分子中含有一个腺苷 两个 三个 2 功能 是一种高能磷酸化合物 直接给细胞的生命活动 3 利用 atp可用于 生物发电和发光 大脑思考及各种吸能反应 主干知识整合 a p p p 高能磷酸键 磷酸基团 提供能量 主动运输 肌肉收缩 2 atp与adp的相互转化 1 atp水解 在有关酶的催化作用下 atp分子中的高能磷酸键很容易水解 并释放出大量的能量 2 atp形成 在有关酶的催化作用下 adp可以接受能量 同时与结合 重新形成atp 远离腺苷 一个磷酸基团 3 atp形成的能量来源 对于动物 人 真菌和大多数细菌来说 均来自 对于绿色植物来说 则来自于 细胞内atp与adp相互转化的能量供应机制 是生物界的 细胞呼吸 细胞呼吸和光合作用 共性 特别提醒 atp分子去掉两个磷酸基后的剩余部分是腺嘌呤核糖核苷酸 是组成rna的基本单位之一 真核生物合成atp的场所是线粒体 叶绿体和细胞质基质 二 探究酵母菌细胞呼吸方式1 酵母菌在有氧和无氧条件下都能生存 属于 2 检测co2的产生可使用澄清石灰水或 co2可使后者发生的颜色变化是 3 检测酒精的产生可使用橙色的 其在酸性条件下 与酒精发生化学反应 变成 兼性厌氧菌 溴麝香草酚蓝 由蓝变绿再变黄 重铬酸钾 灰绿色 三 细胞呼吸的方式1 有氧呼吸 1 反应式 c6h12o6 6h2o 6o26co2 12h2o 能量 细胞质基质 葡萄糖 丙酮酸 h 少量 线粒体基质 少量 线粒体内膜 大量 2 无氧呼吸 1 反应式 分解成酒精的反应式为 转化成乳酸的反应式为 2 过程 第一阶段与完全相同 第二阶段的产物是 其全过程都在中进行 有氧呼吸第一阶段 酒精和二氧化碳或乳酸 细胞质基质 特别提醒 有氧呼吸过程中 反应物中的葡萄糖 水 o2分别在第一 第二 第三阶段被利用 产物中的co2和h2o分别在第二 第三阶段形成 原核生物无线粒体 但有些生物仍能进行有氧呼吸 如硝化细菌 1 atp 三磷酸腺苷 结构及特点 1 结构 atp是由一个核糖 一个腺嘌呤和三个磷酸基团组成 其中腺苷一磷酸与rna中腺嘌呤核苷酸组成相同 考点一 atp结构 形成途径及与adp的相互转化 高频考点突破 2 atp的形成途径 3 atp与adp的相互转化atp分子中 远离a的那个高能磷酸键容易水解和重新生成 这对于细胞中能量的捕获 贮存和释放非常重要 atp在细胞内含量并不多 但可迅速转化循环利用 如下图所示 从表上可看出 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完全相同 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 对位训练 1 atp是细胞中的能量通货 下列关于atp的叙述中不正确的是a 人在饥饿时 atp可水解为一个腺苷和三个磷酸b atp的元素组成有c h o n pc atp中的能量可来自光能和化学能 也可转化为光能和化学能d 在有氧与缺氧的条件下 细胞质基质都能形成atp 解析本题考查atp的相关知识 人在饥饿时 atp水解为adp和pi atp中含核糖则有c h o 含腺嘌呤则有n 含磷酸则有p 光合作用产生atp的能量来自光能 细胞呼吸产生atp的能量来自化学能 萤火虫发光atp中的能量转化为光能 合成物质时atp中的能量转化为化学能 有氧呼吸和无氧呼吸第一阶段都是在细胞质基质中进行的 产生少量atp 答案a 2 2012 山东淄博一模 能产生水和合成atp的结构是a 核糖体b 线粒体内膜c 叶绿体内膜d 类囊体膜解析核糖体是合成蛋白质的场所 氨基酸通过脱水缩合反应生成肽键和水 但要消耗atp 在线粒体内膜上既有水的产生也有atp的产生 叶绿体只在类囊体膜 非内膜 上产生atp 但不产生水 答案b 1 有氧呼吸和无氧呼吸过程图解 考点二 有氧呼吸和无氧呼吸的过程分析及比较 2 有氧呼吸和无氧呼吸比较 特别提醒 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 原核生物无线粒体 有些原核生物仍可进行有氧呼吸 微生物的无氧呼吸也称为发酵 但动植物的无氧呼吸不能称为发酵 有氧呼吸三个阶段都产生atp 无氧呼吸 只在第一阶段产生atp 对位训练 3 如图表示有氧呼吸过程 下列有关说法正确的是 a 中数值最大的是 b 代表的物质名称是氧气c 产生 的场所是线粒体d 原核生物中也能完成图示全过程解析图中表示有氧呼吸三个阶段的反应 分别表示三个阶段合成的atp 在有氧呼吸的第三阶段产生atp 图中 的量最多 代表的物质是原料中的h2o 参与第二阶段的反应 产生 的阶段属于第一阶段 在细胞质基质中进行 进行有氧呼吸的原核生物能够完成有氧呼吸的整个过程 答案d 4 2011 潍坊模拟 细胞呼吸为生物生命活动提供了能量 是所有生物体最重要的生理过程之一 下面有关叙述正确的是a 无氧呼吸的第一阶段与有氧呼吸的第一阶段不完全相同b 无氧呼吸因为分解糖类的效率低 所以释放的能量少c 线粒体中能产生co2的场所是内膜d 有氧呼吸第三阶段生成水的同时 伴随着大量能量的释放 解析无氧呼吸的第一阶段与有氧呼吸的第一阶段完全相同 无氧呼吸因为分解糖类不彻底 大部分能量储存在未分解的有机物中 所以释放的能量少 线粒体中能产生co2的场所是基质 答案d 1 内部因素 遗传因素 决定酶的种类和数量 1 不同种类的植物细胞呼吸速率不同 如旱生植物小于水生植物 阴生植物小于阳生植物 2 同一植物在不同的生长发育时期细胞呼吸速率不同 如幼苗期 开花期细胞呼吸速率较高 成熟期细胞呼吸速率较低 3 同一植物的不同器官细胞呼吸速率不同 如生殖器官大于营养器官 考点三 影响呼吸速率的因素及应用 2 环境因素 1 温度 呼吸作用在最适温度 25 35 时最强 超过最适温度 呼吸酶的活性降低甚至变性失活 呼吸受抑制 低于最适温度 酶活性下降 呼吸受抑制 生产上常用这一原理在低温下贮存蔬菜 水果 在大棚蔬菜的栽培过程中夜间适当降温 降低呼吸作用 减少有机物的消耗 提高产量 2 o2的浓度 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 生产中常利用降低氧的浓度抑制呼吸作用 减少有机物消耗这一原理来延长蔬菜 水果保鲜时间 3 co2浓度从化学平衡的角度分析 co2浓度增加 呼吸速率下降 4 水含量 在一定范围内 细胞呼吸强度随含水量的增加而加强 随含水量的减少而减弱 在作物种子的储藏时 将种子风干 以减弱细胞呼吸 减少有机物的消耗 对位训练 5 如图是外界条件对细胞呼吸速率的影响曲线图 请根据图分析说明 1 从甲图可知细胞呼吸最旺盛时的温度在 ab段说明 2 乙图表示酵母菌的呼吸情况 则曲线 表示 呼吸类型 如果在瓶中培养酵母菌时 测定出瓶中放出co2的体积与吸收o2的体积比为5 4 这是因为有 比例 的酵母菌在进行曲线 所示的呼吸类型 假设两种细胞呼吸的速率相等 3 由甲 乙两图可知 贮存水果时应选择 低温 适温 高温 无氧 低氧 高氧 的条件 解析 1 由图甲可以看出 b点是细胞呼吸的相对速率的最高点 因此 b点对应的温度 呼吸最旺盛 ab段曲线逐渐升高 说明随温度的升高 一定范围内 呼吸速率加快 2 乙图中曲线 随氧气浓度的升高 呼吸强度逐渐增强 后来稳定 则曲线 代表有氧呼吸 曲线 随氧气浓度增加而下降 说明代表无氧呼吸 有氧呼吸o2与co2产生比为1 1 由题意知有4份co2是有氧呼吸产生的 1份为无氧呼吸产生 根据反应式 有氧呼吸时1份c6h12o6 6份co2 1 实验探究过程 考点四 探究酵母菌细胞呼吸的方式 的实验分析 2 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 对位训练 6 某生物兴趣小组对酵母菌的细胞呼吸方式进行了如下的探究实验 请据题分析作答 1 请根据实验目的选择装置序号 并按照实验的组装要求排序 装置可重复使用 有氧条件下的装置序号 无氧条件下的装置序号 2 装置中c瓶的作用是 3 d应封口放置一段时间后 再连通b 其原因是 解析解答本题的关键 一是弄清各装置的作用 a用于通气条件下的酵母菌培养 b可检验是否有co2产生 c去除空气中的co2 d用于不通气条件下的酵母菌培养 二是掌握酵母菌细胞呼吸的类型及异同 有氧呼吸在有氧条件下进行 产生co2 无氧呼吸在无氧条件下进行 产生酒精和co2 若探究有氧呼吸 连接的顺序为c a b或c b a b若探究无氧呼吸 连接的顺序为d b d应封口一段时间后 再连通b 主要目的是使装置内本身存在的o2被彻底消耗 以确保通往澄清石灰水中的co2是由酵母菌的无氧呼吸所产生 答案 1 c a b 或c b a b d b 2 吸收空气中的co2 排除其对实验结果的干扰 其他合理答案也可 3 d封口放置一段时间后 酵母菌会将瓶中的氧气消耗完 再连通b 就可以确保通入澄清石灰水的co2是酵母菌的无氧呼吸所产生的 其他合理答案也可 1 根据co2释放量与o2消耗量判断细胞呼吸状况 1 不消耗o2 释放co2 只进行无氧呼吸 2 无co2释放 只进行产生乳酸的无氧呼吸 3 酒精产生量等于co2量 只进行产生酒精的无氧呼吸 4 co2释放量等于o2的吸收量 只进行有氧呼吸 答题技能培养 方法体验 细胞呼吸方式的判定方法 5 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 6 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 2 根据场所判断试题中有时会画出相关细胞图解 可以作出如下判断 1 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 2 原核细胞 原核细胞没有线粒体 故原核细胞的呼吸在细胞质和细胞膜上进行 其呼吸方式的判断应根据产物判断 若只有二氧化碳和水产生则为有氧呼吸 若还有乳酸或酒精产生 则还存在无氧呼吸 典例1 将等量且足量的苹果果肉分别放在o2浓度不同的密闭容器中 1h后 测定o2的吸收量和co2的释放量 如下表 下列有关叙述中 正确的是a 苹果果肉细胞在o2浓度为0 3 和5 25 时 分别进行无氧呼吸和有氧呼吸b 储藏苹果时 应选择o2浓度为5 的适宜环境条件c o2浓度越高 苹果果肉细胞有氧呼吸越旺盛 产生atp越多d 苹果果肉细胞进行无氧呼吸时 产生乳酸和co2 解析 苹果果肉细胞在o2浓度为零时只进行无氧呼吸 o2浓度越过5 时只进行有氧呼吸 超过20 时随o2浓度增加 细胞呼吸不再增强 由表中知co2释放时最小值为0 4 表明细胞呼吸最弱 有机物消耗最少 适于贮存 所以o2浓度应选5 答案 b 典例2 2012 浙江温州八校联考 下图表示某植物的非绿色器官在氧浓度为a b c d时 co2释放量和o2吸收量的变化 下列相关叙述正确的是 a 氧浓度为a时细胞呼吸最弱b 氧浓度为b时 无氧呼吸消耗葡萄糖的量是有氧呼吸的3倍c 氧浓度为c时 有氧呼吸强度与无氧呼吸相等d 氧浓度为d时 该器官只进行有氧呼吸 解析 据图可知 co2的释放量在氧气浓度为c点时最少 因此c点时细胞呼吸最弱 氧气浓度为b时 氧气的吸收量为3 co2的释放量为8 计算可知无氧呼吸消耗葡萄糖的量是有氧呼吸的5倍 氧浓度为c时 有氧呼吸强度与无氧呼吸不相等 此时o2的吸收量为4 co2的释放量为6 计算可知无氧呼吸消耗葡萄糖的量是有氧呼吸的1 5倍 氧气浓度为d点 氧气的吸收量与二氧化碳的释放量相等 说明只进行有氧呼吸 无氧呼吸被完全抑制 答案 d 典例1 在下列四种化合物的化学组成中 与圆圈中 a 所对应的名称相符合的是 易误警示 一 atp和rna的结构关系易于混淆 a 腺嘌呤核糖核苷酸b 腺苷c 腺嘌呤脱氧核苷酸d 腺嘌呤 解析 为双链结构 含t 为dna 是单链结构 为rna 四种化合物的 a 依次为腺苷 腺嘌呤 核糖 腺嘌呤脱氧核苷酸 腺嘌呤核糖核苷酸和腺嘌呤 答案 d 纠错笔记 atp去掉二个磷酸基团后的剩余部分是组成rna的基本单位之一的腺嘌呤核糖核苷酸 典例2 如图是在微重力环境下测量花生种子萌发时试管中气体体积变化的实验装置 每个试管中均放10g用消毒液清洗过 不影响种子生命力 的萌发种子 实验开始时 u形管两侧液面相平 夹紧橡胶管 在25 下经30分钟后结束实验 液面高度变化如图所示 请回答下列问题 二 探究细胞呼吸的实验考虑不全面 1 干重相同的小麦和花生种子 萌发时有氧呼吸释放