（广西专用）2021版高考生物一轮复习 第3单元 第2讲 细胞的能量“通货”——ATP ATP的主要来源——细胞呼吸课件 新人教版

第2讲细胞的能量“通货”atpatp的主要来源细胞呼吸,-2-,1.atp在能量代谢中的作用()。2.细胞呼吸()。3.实验:探究酵母菌细胞呼吸的方式。,-3-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,atp的结构和作用1.atp的结构及组成成分(1)图中a表示腺嘌呤,是腺苷,是腺嘌呤核糖核苷酸,是adp,是atp,是普通磷酸键,是高能磷酸键。(2)据图确定atp与rna的关系:atp去掉两个磷酸基团后的剩余部分是组成rna的基本单位之一。,-4-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,教材深挖下图为atp的结构简图,请思考并回答下列问题。(1)图中与a处碳原子相连的是“h”还是“oh”?提示:是“oh”,即该五碳糖为核糖。(2)图中b、c、d所示化学键是否相同?其中最易断裂和重建的是哪一个?提示:b为普通磷酸键,c、d为高能磷酸键,其中d所示的化学键最易断裂和重建。,-5-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,2.atp与adp的相互转化,-6-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,-7-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,(1)1个atp分子中只含有1个腺嘌呤和3个磷酸基团。()(2)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。()(3)线粒体内膜、内质网膜和叶绿体中进行光反应的膜结构中都能合成atp。()(4)atp是生命活动的直接能源物质,但它在细胞中的含量很少,atp与adp时刻不停地进行相互转化。()(5)atp水解释放的能量可用于细胞内的吸能反应。()(6)活细胞内atp与adp的转化只能单向进行。(),-8-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,1.atp和能量可等同看待吗?提示:不能,atp是一种高能磷酸化合物,是一种与能量有关的物质,不能将两者等同起来。2.人的心肌细胞比口腔上皮细胞新陈代谢旺盛,那么心肌细胞比口腔上皮细胞含有的atp多吗?提示:心肌细胞含有的atp并不比口腔上皮细胞多,只是atp与adp的相互转化迅速。,-9-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,3.在下面坐标系中画出atp产生量与o2供给量之间的关系曲线;出现平行段的限制因素有哪些?若横坐标改为呼吸强度时,曲线又是怎样的?,提示:当o2供给量达到一定值后,atp产生量不再增加,是由酶、有机物、adp或磷酸等限制因素所致。,-10-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,考向1atp的结构和功能1.(2019天津卷)下列过程需atp水解提供能量的是()a.唾液淀粉酶水解淀粉b.生长素的极性运输c.光反应阶段中水在光下分解d.乳酸菌无氧呼吸的第二阶段,答案,解析,-11-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,2.(2018浙江卷)atp是细胞中的能量通货,下列叙述正确的是()a.atp中的能量均来自细胞呼吸释放的能量b.atp与adp之间的相互转化使得细胞储存了大量的atpc.atp水解形成adp时释放能量和磷酸基团d.atp分子中的2个高能磷酸键都不易断裂水解,答案,解析,-12-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,3.在下列几种化合物的化学组成中,“”中所对应的含义最接近的是()a.b.c.d.,答案,解析,-13-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,考向2atp与adp的相互转化4.下列有关atp的叙述,正确的是()a.叶肉细胞内形成atp的场所只有叶绿体和线粒体b.细胞内的吸能反应一般与atp的合成有关,放能反应一般与atp的水解有关c.对正常细胞来说,atp与adp时刻不停地发生转化,且处于动态平衡中d.1分子atp彻底水解后得到3分子磷酸、1分子脱氧核糖和1分子腺嘌呤,答案,解析,-14-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,5.atp是细胞内的直接能源物质,可通过多种途径产生(如下图所示)。下列说法正确的是()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由红细胞进入肝细胞的线粒体,使肝细胞内的adp含量迅速下降d.在物质和能量上都是可逆反应,答案,解析,-15-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,1.几种不同物质中“a”代表的含义,-16-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,2.多角度理解atp的合成与水解,-17-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,细胞呼吸的类型及过程1.有氧呼吸(1)过程,-18-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,(2)写出有氧呼吸的总反应式,并标出各种元素的来源和去路。,-19-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,2.无氧呼吸,-20-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,3.有氧呼吸和无氧呼吸的比较,-21-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,教材深挖不同生物无氧呼吸的产物不同,其直接原因和根本原因分别是什么?提示:直接原因是不同生物细胞内催化反应的酶不同,根本原因是不同生物细胞内控制无氧呼吸所需酶合成的基因不同。,-22-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,(1)无氧呼吸只释放少量能量,其余能量储存在分解不彻底的氧化产物酒精或乳酸中。()(2)水稻等植物长期水淹后烂根的原因是无氧呼吸产生的酒精对细胞有毒害作用。()(3)真核生物细胞都进行有氧呼吸。()(4)原核生物细胞中无线粒体,但有些原核生物仍可进行有氧呼吸。()(5)有氧呼吸时,生成物h2o中的氢只来自线粒体中丙酮酸的分解。()(6)人体在剧烈运动时所需的能量由乳酸分解提供。()(7)细胞呼吸产生的能量均以热能的形式散失。(),-23-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,(8)细胞内葡萄糖分解成丙酮酸和h的反应,只发生在细胞进行有氧呼吸时。()(9)有氧呼吸第二、三阶段都能产生大量atp。()(10)与有氧呼吸有关的酶存在于细胞质基质、线粒体内膜、线粒体基质中。()(11)乳酸菌细胞内,细胞呼吸第一阶段产生h,第二阶段消耗h。()(12)有氧呼吸产生的h在线粒体基质中与氧结合生成水。()(13)细胞中不能产生atp的部位是线粒体内膜。(),-24-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,1.下图中的酶1、酶2、酶3和酶4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、类囊体薄膜和叶绿体基质。2.有氧呼吸和无氧呼吸过程中h的来源和去路是怎样的?提示:有氧呼吸:第一阶段产生的h来源于c6h12o6,第二阶段产生的h来源于丙酮酸、h2o;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来源于c6h12o6;h用于第二阶段将丙酮酸还原为c2h5oh(同时产生co2)或乳酸。,-25-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,考向1细胞呼吸的过程1.(2019全国卷)马铃薯块茎储藏不当会出现酸味,这种现象与马铃薯块茎细胞的无氧呼吸有关。下列叙述正确的是()a.马铃薯块茎细胞无氧呼吸的产物是乳酸和葡萄糖b.马铃薯块茎细胞无氧呼吸产生的乳酸是由丙酮酸转化而来的c.马铃薯块茎细胞无氧呼吸产生丙酮酸的过程不能生成atpd.马铃薯块茎储藏库中氧气浓度的升高会增加酸味的产生,答案,解析,-26-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,2.动物细胞中,葡萄糖的部分代谢过程如下图所示。下列说法正确的是()a.乙来源于甲和c6h12o6,丙和丁代表不同化合物b.有氧条件下,过程发生在线粒体基质中c.过程发生在线粒体内膜上,可产生大量能量d.用18o标记c6h12o6,在物质丙中可检测到18o,答案,解析,-27-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,考向2细胞呼吸类型的判断与相关计算3.(2019福建厦门一中高三期中)下图表示某植物的非绿色器官在o2的体积分数为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.o2的体积分数为a时,最适于贮藏该植物器官b.o2的体积分数为b时,无氧呼吸消耗葡萄糖的量是有氧呼吸的5倍c.o2的体积分数为c时,无氧呼吸最弱d.o2的体积分数为d时,有氧呼吸强度与无氧呼吸强度相等,答案,解析,-28-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,4.在a、b、c、d条件下,测得某植物种子萌发时co2和o2体积变化的相对值如下表。若底物是葡萄糖,则下列叙述正确的是()a.a条件下,呼吸产物除co2外,还有酒精和乳酸b.b条件下,有氧呼吸消耗的葡萄糖比无氧呼吸多c.c条件下,无氧呼吸最弱d.d条件下,产生的co2全部来自线粒体,答案,解析,-29-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,1.判断细胞呼吸方式的三大依据,-30-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,2.有氧呼吸和无氧呼吸(产生酒精)的有关计算(1)消耗等量的葡萄糖时,产生的co2的物质的量之比无氧呼吸有氧呼吸=13(2)产生等量的co2时,消耗的葡萄糖的物质的量之比无氧呼吸有氧呼吸=31,-31-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,影响细胞呼吸的环境因素及应用1.温度对细胞呼吸的影响(1)原理:通过影响与细胞呼吸有关的酶的活性来影响呼吸速率。(2)曲线分析在最适温度时,呼吸速率最大。超过最适温度,呼吸酶活性降低甚至变性失活,呼吸速率下降。低于最适温度,呼吸酶活性下降,呼吸速率下降。(3)应用低温储存蔬菜和水果。蔬菜大棚夜间适当降温以降低呼吸消耗,提高产量。,-32-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,2.氧气浓度对细胞呼吸的影响(1)原理:o2是有氧呼吸所必需的,且o2对无氧呼吸过程有抑制作用。(2)曲线分析o2的体积分数=0时,只进行无氧呼吸。0o2的体积分数10%时,同时进行有氧呼吸和无氧呼吸。o2的体积分数10%时,只进行有氧呼吸。,-33-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,(3)应用中耕松土促进植物根部有氧呼吸。无氧发酵过程需要严格控制无氧环境。低氧仓储粮食、水果和蔬菜。,-34-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,3.co2浓度对细胞呼吸的影响(1)原理:co2是细胞呼吸的最终产物,积累过多会抑制细胞呼吸的进行。(2)曲线:如右图。(3)应用:在蔬菜和水果保鲜中,增加co2浓度可抑制细胞呼吸,减少有机物的消耗。,-35-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,4.含水量对细胞呼吸的影响(1)原理:水作为有氧呼吸的原料和环境因素影响细胞呼吸的速率。(2)特点: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。(3)应用粮食在收仓前要进行晾晒处理。干种子萌发前要进行浸泡处理。,-36-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,(1)细胞呼吸过程中,葡萄糖分解为丙酮酸和h的过程只发生在细胞质基质中。()(2)有氧呼吸只有在第三阶段才能产生atp。()(3)无氧呼吸能产生atp,但没有h的生成过程。()(4)在细胞呼吸过程中,有h2o生成的一定是有氧呼吸,有co2生成的可能是有氧呼吸,也可能是无氧呼吸。(),-37-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,下图甲、乙都表示某生物种子的co2释放量和o2吸收量的变化,请回答下列问题。,-38-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,(1)该生物种子只进行无氧呼吸、只进行有氧呼吸以及两种呼吸作用共存时,在甲、乙两图中对应点或段分别是什么?你的判断依据是什么?提示:图甲中o2的体积分数为a时及图乙中a点时无o2消耗,该生物种子只进行无氧呼吸;图甲中o2的体积分数为d时及图乙中c点后,o2吸收量与co2释放量相等,该生物种子只进行有氧呼吸;图甲中o2的体积分数为b、c时及图乙中ac段(不含a、c两点)co2释放量大于o2吸收量,该生物种子除进行有氧呼吸外,还进行无氧呼吸。(2)两图中哪一点(或段)适合水果、蔬菜储藏?请说出判断依据。提示:图甲中o2的体积分数为c时、图乙中b点时最适合水果、蔬菜储藏。因为此时co2释放量最少,细胞呼吸消耗的有机物最少。,-39-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,(3)人在剧烈运动时和在静息状态下co2产生量与o2吸收量的大小关系是否相同?co2的产生场所有无变化?为什么?提示:相同。无变化。因为人进行无氧呼吸时不产生co2,只有进行有氧呼吸时在线粒体基质中产生co2。,-40-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,考向1温度、氧气对细胞呼吸的影响1.细胞呼吸是细胞能量的根本来源,细胞呼吸容易受外界环境的影响。下图是温度与o2浓度对植物叶片细胞呼吸速率的影响,下列分析错误的是(),a.图中细胞呼吸速率可用co2的释放量表示b.从图甲可知,细胞呼吸最旺盛时的温度是b点对应的温度c.温度对曲线代表的呼吸类型影响较大,对曲线代表的呼吸类型影响较小d.分析图甲、乙可知,水果需要储存在低温和低氧的条件下,答案,解析,-41-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,2.下图表示某植物非绿色器官在不同o2浓度下,o2的吸收量和co2的释放量的变化情况,根据所提供的信息,下列判断正确的是()a.n点时,该器官o2的吸收量和co2的释放量相等,说明其只进行有氧呼吸b.m点是储藏该器官的最适o2浓度,此时无氧呼吸的强度最低c.该器官细胞呼吸过程中有非糖物质氧化分解d.o点时,该器官产生co2的场所是细胞中的线粒体基质,答案,解析,-42-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,考向2co2、水分等因素对细胞呼吸的影响3.将一份刚采摘的新鲜蓝莓用高浓度的co2处理48h后,储藏在温度为1的冷库内,另一份则始终在1的冷库内储藏。从采后算起每10天取样一次,测定其单位时间内co2释放量(mol)和o2吸收量(mol),计算两者的比值得到如下图所示曲线。下列结论正确的是(),-43-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,a.储藏前用co2处理后的蓝莓无法进行无氧呼吸b.第10天时,细胞中的atp完全来自线粒体c.第20天未处理组蓝莓产生的乙醇量高于co2处理组d.第40天未处理组蓝莓有氧呼吸消耗的葡萄糖比无氧呼吸多,答案,解析,-44-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,4.种子萌发指干种子从吸收水到胚根(或胚芽)突破种皮期间所发生的一系列生理变化过程。,-45-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,(1)种子能否正常萌发,除了需要等外界条件,还受到种子是否具有生活力等内部因素制约。测定种子的生活力常用ttc法,其原理是有生活力的种子能够进行呼吸代谢,在呼吸代谢中底物经脱氢酶催化所释放的氢可以将无色的2,3,5-三苯基氯化四氮唑(ttc)还原为红色的三苯甲腙,种胚被染成红色。死亡的种子由于不能进行,ttc不能被还原为三苯甲腙,种胚不能被染成红色。(2)干燥种子不能像根的成熟区细胞那样发生吸水,而是依靠吸胀作用吸水,吸胀作用的大小与细胞内原生质凝胶物质对水的亲和性有关,蛋白质、淀粉和纤维素对水的亲和性依次递减。因此,含较多的豆类种子的吸胀作用大于含淀粉较多的禾谷类种子。,-46-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,(3)种子萌发时的吸水过程和细胞呼吸可以分为3个阶段(如上图),图中曲线1表示种子吸水过程的变化,曲线2表示co2释放量的变化,曲线3表示o2吸收量的变化。在吸水的第一阶段(快速期)和第二阶段(滞后期),co2的产生量(填“大于”“等于”或“小于”)o2的消耗量,到吸水的第三阶段(快速期),o2的消耗量则大大增加。这说明种子萌发初期的细胞呼吸主要是。吸水的第三阶段,细胞呼吸迅速增加,因为胚根突破种皮后,。,答案:(1)一定的水分、适宜的温度和足够的氧气细胞呼吸(2)渗透蛋白质(3)大于无氧呼吸氧气供应得到改善,且新的呼吸酶和线粒体已大量形成,-47-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,解析:(1)种子的萌发通常需要一定的水分、适宜的温度和足够的氧气等外界条件。呼吸代谢中底物经脱氢酶催化所释放的氢可以将无色的2,3,5-三苯基氯化四氮唑(ttc)还原为红色的三苯甲腙,种胚被染成红色。死亡的种子由于不能进行细胞呼吸,底物无法被脱氢酶催化,不能使ttc还原为三苯甲腙,种胚不能被染成红色。(2)依据题意可得出含蛋白质较多的豆类种子的吸胀作用较大。(3)种子萌发初期主要进行无氧呼吸,故在种子萌发的第一阶段和第二阶段,co2的释放量大于o2的消耗量。胚根突破种皮后,氧气供应得到改善,新陈代谢旺盛,且新的呼吸酶和线粒体已大量形成,此时生长较快。,-48-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,1.影响细胞呼吸的内部因素分析,2.与影响细胞呼吸外界因素的应用有关的注意点(1)影响细胞呼吸的因素并不是单一的。若需要增强细胞呼吸强度,可采取供水、升温、高氧等措施。若需降低细胞呼吸强度,可以采取干燥、低温、低氧等措施。(2)储存蔬菜和水果与储存种子的条件不同。蔬菜和水果应储存在“零上低温、湿度适中、低氧”的条件下。种子应储存在“零上低温、干燥、低氧”的条件下。,-49-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,3.种子萌发时细胞吸水和呼吸速率变化曲线解读(1)在种子吸水的第阶段,由于(吸胀)吸水,呼吸速率上升。(2)在种子吸水的第阶段,细胞呼吸产生的co2要比o2的消耗量大得多,说明此期间主要进行无氧呼吸。(3)在胚根长出后,由于胚根突破种皮,增加了o2的吸收量,种子主要进行有氧呼吸,同时胚根大量吸水(渗透吸水)。,-50-,核心梳理,归纳总结,(实验)探究酵母菌细胞呼吸的方式1.实验原理,-51-,核心梳理,归纳总结,2.实验步骤(1)配制酵母菌培养液(酵母菌+葡萄糖溶液)。(2)检测co2的产生,装置如下图所示。(3)检测酒精的产生:从b、d中各取2ml酵母菌培养液的滤液分别注入编号为1、2的两支试管中分别滴加0.5ml溶有0.1g重铬酸钾的浓硫酸溶液振荡并观察溶液的颜色变化。,-52-,核心梳理,归纳总结,3.实验现象,4.实验结论(1)酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸。(2)在有氧条件下,产生co2多而快;在无氧条件下,产生酒精,还产生少量co2。,-53-,核心梳理,归纳总结,典例下图是探究活的酵母菌细胞呼吸的实验装置图。装置中底物(葡萄糖)充足且温度适宜。a、b表示着色液滴,可随容器中气体量的变化而发生移动。下列现象不可能发生的是(),a.a不动,b右移b.a左移,b不动c.a左移,b右移d.a不动,b不动,答案,解析,-54-,核心梳理,归纳总结,强化训练(2018天津卷)为探究酵母菌的呼吸方式,在连通co2和o2传感器的锥形瓶中,加入40ml活化酵母菌和60ml葡萄糖培养液,密封后在最适温度下培养。培养液中的o2和co2相对含量变化见下图。下列有关分析错误的是(),a.t1t2,酵母菌的有氧呼吸速率不断下降b.t3时,培养液中葡萄糖的消耗速率比t1时快c.若降低10培养,o2相对含量达到稳定所需时间会缩短d.实验后的培养液滤液加入适量酸性重铬酸钾溶液后变成灰绿色,答案,解析,-55-,核心梳理,归纳总结,巧妙设计实验装置探究细胞呼吸的方式及呼吸速率(1)细胞呼吸方式的探究欲确定某种生物的细胞呼吸类型,应设置两套呼吸装置,装置如下图所示。实验结果预测和结论如右上表。,-56-,核心梳理,归纳总结,-57-,核心梳理,归纳总结,(2)细胞呼吸速率的测定实验装置实验原理:组织细胞细胞呼吸吸收o2,释放co2,co2被naoh溶液吸收,使容器内气体压强减小,刻度管内的液滴左移。单位时间内液滴左移的体积即表示呼吸速率。装置乙为对照。,-58-,核心梳理,归纳总结,误差的校正a.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。b.如果实验材料是种子,为防止微生物细胞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。c.为减小气压、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。,-59-,通关记,通关辨,通关练,1.三磷酸腺苷(atp)是一种高能磷酸化合物,分子简式为appp,它是生物体新陈代谢的直接能源物质。2.atp在细胞中含量很少,但转化非常快。3.细胞中产生atp的生理过程有细胞呼吸和光合作用,产生atp的场所有细胞质基质、线粒体、叶绿体。4.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。5.在酸性条件下,橙色的重铬酸钾溶液与酒精发生化学反应,变成灰绿色。6.有氧呼吸的三个阶段均能产生atp,第三阶段产生atp最多。7.有水产生的细胞呼吸一定是有氧呼吸。8.有氧呼吸和无氧呼吸的实质都是氧化分解有机物,释放能量,生成atp。,-60-,通关记,通关辨,通关练,9.不同生物细胞无氧呼吸的产物不同,直接原因是所含酶的种类不同。,-61-,通关记,通关辨,通关练,1.atp的结构与功能(1)atp在生物体内含量少,但转化十分迅速,从而使细胞中的atp和adp的含量总是处于动态平衡中。(2)atp与adp的相互转化不是可逆反应。因为转