高考生物总复习 第5章第2、3节 细胞的能量“通货” ATP ATP的主要来源 细胞呼吸课件（夯实双基+高频考点+专项突破+把脉高考）新人教版必修1 .ppt

第2 3节细胞的能量 通货 atpatp的主要来源 细胞呼吸 一 细胞的能量 通货 atp1 生物体中的能源物质细胞中的糖类 脂肪等有机物都储存着化学能 但直接给细胞生命活动提供能量的却是 atp 2 atp分子的结构atp的中文名称是三磷酸腺苷 其分子结构简式为 其中 表示 其内含有大量能量 一个高能磷酸键水解释放的能量多达30 54kj mol a p p p 高能磷酸键 3 atp和adp可以相互转化atp放能时 能量来自atp中 的那个高能磷酸键水解释放的能量 剧烈运动状态下 每分钟约0 5kg的atp转化为adp 释放能量 adp转化为atp的过程中能量来自 和 植物特有 远离a 细胞呼吸 光合作用 思考感悟1 atp分子中去掉两个磷酸基团后的物质可以参与哪种核酸的形成 提示 核糖核酸 rna 4 atp的作用细胞中绝大多数需要能量的生命活动都是由 直接提供能量的 能量通过atp分子在 和 之间循环流通 二 实验探究1 原理 酵母菌在 和无氧的条件下都能生存 属于 菌 便于用来研究呼吸方式 atp 吸能反应 放能反应 有氧 兼性厌氧 2 检测产物 1 co2可使澄清的石灰水变 也可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄 2 的重铬酸钾溶液 在 条件下与 发生化学反应 变成 色 3 对比实验 设置两个或两个以上的实验组 通过对结果的比较分析 来探究某种因素与实验对象的关系的实验 浑浊 橙色 酸性 乙醇 灰绿 三 有氧呼吸1 概念 细胞在 的参与下 通过多种酶的催化作用 把 有机物彻底氧化分解 产生二氧化碳和水 释放能量 生成大量atp的过程 2 场所 1 第一阶段 细胞质基质 2 第二阶段 氧 葡萄糖等 线粒体基质 3 第三阶段 线粒体内膜 3 过程 1 第一阶段 1分子葡萄糖生成2分子 并产生少量 h 2 第二阶段 丙酮酸和 彻底分解生成co2和 3 第三阶段 与氧结合生成水 只有该阶段有 参与 丙酮酸 水 h h 氧 4 放能情况 1 第一阶段 放出 能量 2 第二阶段 放出少量能量 3 第三阶段 释放 能量 总的来说 1mol葡萄糖彻底氧化分解 共释放能量2870kj 有 kj左右的能量储存在atp中 其余能量以热能形式散失掉了 少量 大量 1161 思考感悟2 有氧呼吸过程中 反应物中的水 o2分别在第几阶段被利用 产物中的co2和h2o分别在第几阶段形成 提示 分别在第二 第三阶段被利用 分别在第二 第三阶段形成 3 过程 1 第一阶段 与有氧呼吸的第一阶段完全相同 2 第二阶段 丙酮酸在不同酶的催化作用下 分解成酒精和 或者转化为乳酸 二氧化碳 2c3h6o3 考点一atp的形成途径及与adp的相互转化1 atp的形成途径 2 atp与adp的相互转化 由上表可看出 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 3 与能量有关的知识归纳 1 能源物质 糖类 脂肪 蛋白质 2 主要能源物质 糖类 3 主要储能物质 脂肪 4 直接能源物质 atp 5 根本能源 光能 即时应用1 下列关于atp的叙述中 正确的是 双选 a atp分子由1个腺嘌呤脱氧核苷酸和2个磷酸基团组成b 线粒体内大量合成atp的部位是基质 c 在剧烈运动时 肌细胞产生atp的速率增加d 叶绿体内atp的运输方向是类囊体薄膜 基质解析 选cd atp的组成中包括腺苷和3个磷酸 其中腺苷包括腺嘌呤和核糖 因此 可以说1个腺嘌呤核糖核苷酸和2个磷酸基团组成atp分 子 在剧烈运动时 由于消耗能量多 产生的能量多才能满足生命活动的需要 叶绿体中通过光反应产生的atp 在暗反应中用于还原三碳化合物 因此atp的运输方向是从类囊体薄膜到基质 考点二有氧呼吸与无氧呼吸的比较 易误警示 1 不同生物无氧呼吸产物不同 主要是因为细胞中所含酶不同 2 原核生物无线粒体 但在细胞质基质中和细胞膜内表面有进行有氧呼吸的酶 可以进行有氧呼吸 3 只进行无氧呼吸的真核生物 其细胞内无线粒体 4 成熟红细胞无线粒体 进行无氧呼吸 即时应用2 2012 南通高三第一次统考 下列关于人体内有氧呼吸和无氧呼吸的比较 正确的是 a 二氧化碳只是有氧呼吸的产物b 葡萄糖只能作为有氧呼吸分解的底物 c 还原氢只在有氧呼吸过程中产生d 无氧呼吸的两个阶段都能释放能量解析 选a 人体内有氧呼吸的产物是二氧化碳和水 无氧呼吸的产物是乳酸而不是酒精和二氧化碳 故在人体内二氧化碳只是有氧呼吸的产物 无论有氧呼吸还是无氧呼吸 通常都是利用葡萄糖作为反应底物 有氧呼吸和无氧呼吸 的第一阶段相同 都将葡萄糖分解为丙酮酸 在分解的过程中产生少量的还原氢 同时释放少量能量 因此还原氢在有氧呼吸和无氧呼吸过程中都能产生 无氧呼吸只有第一阶段能释放少量能量 在第二阶段不能释放能量 考点三影响细胞呼吸的环境因素及其在实践中的应用1 呼吸速率与温度的关系 如右图 1 最适温度时 细胞呼吸最强 超过最适温度呼吸酶活性降低 甚至变性失活 细胞呼吸受抑制 低于最适温度酶活性下降 细胞呼吸受抑制 2 生产上常利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 降低细胞呼吸 减少有机物的消耗 提高产量 2 呼吸速率与o2浓度的关系 如右图 1 o2浓度低时 无氧呼吸占优势 随o2浓度增大 无氧呼吸逐渐被抑制 有氧呼吸不断加强 但当o2浓度达到一定值后 随o2浓度增大 有氧呼吸不再加强 受呼吸酶数量等因素的影响 2 生产上常利用适当降低氧气浓度等能够抑制细胞呼吸 减少有机物消耗的原理来延长蔬菜 水果的保鲜时间 中耕松土增加根的有氧呼吸 在医疗上选用透气的消毒纱布或松软的 创可贴 包扎伤口 可抑制厌氧病原菌的繁殖 3 呼吸速率与含水量的关系 如右图 1 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 2 在作物种子储藏时 将种子风干 以减弱细胞呼吸 减少有机物的消耗 即时应用3 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 选a 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 探究酵母菌细胞呼吸的方式 的实验分析1 实验探究过程 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 易误警示该实验为对比实验 有氧和无氧条件下的实验都为实验组 实战演练 专项提能 小试牛刀 为了验证酵母菌在氧气充足条件下不能进行酒精发酵的原因是氧气抑制了酵母菌的无氧呼吸 而不是有氧呼吸产生的atp抑制了酵母菌的无氧呼吸 请完成如下实验设计 供选的实验试剂和用品 锥形瓶 酵母菌细胞 试剂1 酵母菌破碎后经离心处理得到的只含有酵母菌细胞质基质的上清液 试剂2 和只含有酵母菌细胞器的沉淀物 试剂3 质量分数5 的葡萄糖溶液 atp溶液 蒸馏水 橡皮管夹若干 其他常用器材和试剂 1 取锥形瓶等连接成如下装置三套 依次编号为a b c 设定a套为对照组 1号锥形瓶中都加质量分数为10 的naoh溶液 3号锥形瓶中都加澄清的石灰水 2 a装置的锥形瓶2中加入 b装置的锥形瓶2中加入10ml试剂2 10ml质量分数5 的葡萄糖溶液 2mlatp溶液 c装置的锥形瓶2中加入10ml的试剂2 10ml质量分数5 的葡萄糖溶液 2ml蒸馏水 3 a b c三套装置均先持续通入氮气1min 去除锥形瓶中的氧气 再将a b c三套装置分别做如下处理 a套持续通入n2 b套 c套 4 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 5 观察 判断酵母菌是否进行无氧呼吸 预期实验结果并得出相应结论 解析 本实验的目的是 验证酵母菌在氧气充足条件下不能进行酒精发酵的原因是氧气抑制了酵母菌的无氧呼吸 而不是有氧呼吸产生的atp抑制了酵母菌的无氧呼吸 酵母菌的无氧呼吸在细胞质基质中进行 因此在每套装置的2号锥形瓶中均加10ml的试剂2 由于实验应该遵循单一变 量和对照原则 a装置的锥形瓶2中除加入10ml的试剂2外 还应该加入10ml质量分数5 的葡萄糖溶液 2ml蒸馏水 这样a和b组对照可用于观察在无氧的条件下 atp是否会抑制酵母菌的无氧呼吸 a和c组对照 可用于观察氧气是否抑制酵母菌的无氧呼吸 因此b装置应持续通入n2 c装置应持续通入空气 根据澄清石灰水是否变浑浊来判断酵母菌是否进行无氧呼吸 由于本实验是验证性实验 实验结论是唯一的 即酵母菌无氧呼吸不受atp的抑制而受氧气的抑制 因此预期的实验结果是a装置变浑浊 b装置变浑浊 c装置不变浑浊 答案 2 10ml的试剂2 10ml质量分数5 的葡萄糖溶液 2ml蒸馏水 3 持续通入n2持续通入空气 5 澄清石灰水是否变浑浊a装置变浑浊 b装置变浑浊 c装置不变浑浊 则说明酵母菌的无氧呼吸不受atp的抑制而受氧气的抑制 atp的综合考查 2012 佛山市高三调研 atp是细胞的能量 通货 有关说法正确的是 a 细胞需要储备大量的atpb atp与adp相互转化的能量供应机制是生物界的共性c atp的合成总是伴随有机物的氧化分解d 黑暗条件下 只有线粒体可以产生atp 解析 细胞中atp的含量很少 但又不能缺乏 所以细胞中随时进行atp与adp的相互转化 呼吸作用过程通过分解有机物 释放能量 部分储存在atp中 但在光合作用过程中 太阳能 通过一定形式转化 也可以被固定到atp中 不需要有机物消耗 黑暗时线粒体可以产生atp 而在细胞质基质中也可以产生少量atp 答案 b 互动探究 1 光反应产生的atp能用于核糖体合成蛋白质吗 2 线粒体内产生的atp能用于暗反应吗 提示 1 不能 2 不能 2011 高考海南卷 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 大部分植物细胞进行无氧呼吸时产生co2和乙醇 少数植物的某些器官在进行无氧呼吸时也可以产生乳酸 如马铃薯块茎 甜菜块根等 有氧呼吸的第一阶段在细胞质基质中进行 产生丙酮酸和 h 第二阶段在线粒体基质中进行 产生co2和 h 第三阶段在线粒体内膜上进行 产生水 有氧呼吸的三个阶段均释放能量 其中第三阶段释放能量最多 乳酸菌的无氧呼吸可以分为两个阶段 第一阶段与有氧呼吸的第一阶段完全相同 也产生 h 第二阶段是丙酮酸在乳酸脱氢酶的催化下 被 h 还原为乳酸 因此 乳酸菌细胞内过程 产生 h 过程 消耗 h 答案 b 影响细胞呼吸强度的因素分辨不清 1 o2浓度为零时 细胞呼吸强度并不为零 因为细胞进行无氧呼吸 2 随着o2浓度的增加 无氧呼吸受到抑制 但有氧呼吸因氧气浓度较低也较弱 细胞呼吸的总强度较低 但随着氧气浓度的升高 有氧呼吸逐渐增强 细胞呼吸总强度又增大 3 种子 蔬菜和水果在储藏时都应在低温 低氧情况下 不同的是种子还要保持干燥 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 自我挑战 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