一轮复习 人教版　细胞的能量“货币”ATP　细胞呼吸的原理和应用（80张） 课件

1、第2讲细胞的能量“货币”ATP细胞呼吸的原理和应用课标考情知考向课标要求1解释ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质2说明生物通过细胞呼吸将储存在有机分子中的能量转化为生命活动可以利用的能量核心素养提考能生命观念通过对ATP的结构和功能，细胞呼吸类型和过程的学习，建立生命的物质与能量观和普遍联系的观点科学思维通过分析ATP的合成、利用过程及对细胞呼吸方式的判断，培养对问题进行推理，并做出合理判断的能力科学探究通过“探究酵母菌细胞呼吸方式”的实验，培养对生物学问题进行初步探究的能力社会责任通过分析细胞呼吸在生产、生活中的应用实例，关注科技发展自 主 学 习 巩 固 基 础自主学习知识点一ATP的

2、结构、功能和利用自主检测1思考判断(1)ATP分子脱去2个磷酸基团，称为腺嘌呤核糖核苷酸，它是RNA分子的基本单位之一。()(2)淀粉水解成葡萄糖时伴随有ATP的生成。()(3)人成熟红细胞无细胞核和众多的细胞器，所以不能合成ATP。()(4)“能量”就是指ATP，ATP就是“能量”。()(5)真核细胞内发生ATP与ADP的相互转化，原核细胞内不发生。()(6)人在饥饿时，细胞中ATP与ADP的含量难以达到动态平衡。()(7)无氧条件下，光合作用是叶肉细胞产生ATP的唯一途径。()(8)细胞内的吸能反应一般与ATP的合成相联系，放能反应一般与ATP的水解相联系。()【答案】(1)(2)(3)(

3、4)(5)(6)(7)(8)2深挖教材(1)如果把糖类和脂肪比作大额支票，ATP相当于现金，这种比喻有道理的原因是什么？_。(2)植物、动物、细菌和真菌的细胞内，都是以ATP作为能量“货币”的，说明了什么？_。【答案】(1)提示：糖类和脂肪分子中的能量很多而且很稳定，不能被细胞直接利用，这些稳定的化学能只有转化成ATP分子中活跃的化学能，才能被细胞直接利用(2)提示：生物界具有统一性，也反映种类繁多的生物有着共同的起源3热图导析如图为ATP为主动运输供能的机制示意图，请据图回答下列问题。(1)ATP所含能量可能来自哪些生理过程？并列举三项利用ATP释放的能量的生理过程：_ _。(2)萤火虫腹部

4、的发光器由部分组织细胞构成，离体的发光器会逐渐失去发光能力。将发光器研磨液分为两组，分别滴加等体积的ATP溶液和葡萄糖溶液后，ATP组立即重新出现荧光，葡萄糖组重新出现荧光的时间滞后。该实验结果说明了什么问题？_ _。【答案】(1)提示：合成ATP的能量来自呼吸作用或光合作用；ATP水解释放的能量来自ATP的化学能，并用于生命活动，如大脑思考、电鳐发电和物质的主动运输(2)提示：ATP是萤火虫发光器发光的直接能源物质，葡萄糖不是萤火虫发光器发光的直接能源物质，但是葡萄糖中的化学能可以先转化为ATP中的化学能，再转化为发光的光能自主学习知识点二细胞呼吸1细胞呼吸的概念和种类(1)概念：有机物在细

5、胞内经过一系列的氧化分解，生成_ _，释放能量并生成ATP的过程。CO2或其他产物是否有氧参与有氧呼吸无氧呼吸2有氧呼吸(1)过程图解：(2)总反应式：_。3无氧呼吸【答案】细胞质基质乳酸酒精CO2自主检测1思考判断(1)有氧呼吸产物水中的氢来自第一阶段的葡萄糖和第二阶段的丙酮酸。()(2)有氧呼吸过程中产生的能量一部分转变成ATP，另一部分以热能形式散失了。()(3)无氧呼吸只在第一阶段释放出少量的能量，生成少量的ATP。()(4)提倡有氧运动的原因之一是避免剧烈运动时肌细胞进行无氧呼吸产生大量乳酸。()(5)无氧呼吸在细胞质中进行，需要一种酶催化完成。()(6)有氧呼吸二、三阶段所需的酶都

6、分布于嵴上。()(7)有氧呼吸中的能量是逐步释放出来的，其中只有少部分储存在ATP中。()【答案】(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)2深挖教材(1)写出无氧呼吸中葡萄糖中能量去向及释放能量去向：_。(2)细胞呼吸中的H实际上是氧化型辅酶(NAD)转化成_。(3)有氧呼吸中的葡萄糖、水、氧气分别在哪些阶段利用？产物中的二氧化碳和水分别在哪些阶段形成？_。【答案】(1)提示：无氧呼吸中葡萄糖中能量大部分储存在酒精和乳酸中，少部分释放，而释放的能量大部分以热能形式散失，少部分生成ATP(2)提示：还原型辅酶(NADH)(3)提示：有氧呼吸反应物中的葡萄糖、水、氧气分别在第一、二、三阶段利用；

7、产物中的二氧化碳和水分别在第二、三阶段形成3热图导析：影响细胞呼吸的环境因素常见曲线模型(1)图1中各点表示的生物学意义：Q点：不消耗O2，产生CO2只进行_；P点：O2吸收量CO2生成量只进行_；QP段(不包含Q、P点)：CO2生成量_(填“大于”“小于”或“等于”)O2吸收量同时进行有氧呼吸和无氧呼吸；R点：产生CO2量最少组织细胞呼吸作用_。(2)在保存蔬菜、水果时，应选择_点对应的O2浓度。(3)AB段长度BC段长度，说明此时有氧呼吸与无氧呼吸释放CO2量相等，则此时有氧呼吸消耗的葡萄糖量为无氧呼吸消耗葡萄糖量的_。(4)图2中，温度对细胞呼吸的影响是通过影响_ _实现的，因此在贮藏种

8、子、水果、蔬菜时应选取_(填“高温”“零上低温”或“零下低温”)。(5)从图3可看出，细胞呼吸速率与_含量有关，在储存作物种子时应将种子风干，以减弱_，减少_的消耗。【答案】(1)无氧呼吸有氧呼吸大于最弱(2)R(3)1/3(4)与细胞呼吸有关酶的活性零上低温(5)自由水细胞呼吸有机物重 难 探 究 素 养 达 标ATP的结构和功能1ATP分子的结构深度讲解2ATP和ADP的相互转化3细胞内ATP合成与水解的生理过程及场所分析ATP的结构和特点(1)图示a处应为“H”还是“OH”？(2)图示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？(3)图示框e的名称是什么？它与DNA、RN

9、A有何关系？【答案】(1)提示：图示a处应为“OH”，因为该五碳糖为核糖。(2)提示：图示b为普通磷酸键，c、d为特殊的化学键，其中d处的键最易断裂和重建。(3)提示：图示框e为腺嘌呤核糖核苷酸，它是构成RNA的基本单位之一，当发生逆转录时，它可与DNA链中的胸腺嘧啶脱氧核苷酸配对。(一)ATP的结构与功能(素养目标：生命观念)1如图为ATP的结构示意图，下列相关叙述中，正确的是()A图中是构成DNA和RNA的五碳糖B图中指特殊的化学键，在ATP分子中共有3个C图中是mRNA与质粒共有的碱基之一D图中是构成DNA的基本组成单位之一【答案】C考向预测【解析】图中是核糖，是构成RNA的五碳糖，A错

10、误；特殊的化学键在ATP分子中有两个，B错误；图中是腺嘌呤，是mRNA与质粒共有的碱基之一，C正确；图中表示腺嘌呤核糖核苷酸，是构成RNA的基本单位之一，D错误。(二)ATP与ADP的相互转化(素养目标：生命观念)2下面是生物界中能量“货币”ATP的“循环”示意图。相关叙述正确的是()A组成图中“M”和“N”的元素与动植物体内重要储能物质的组成元素相同B图中过程消耗的能量1可来自光能，过程释放的能量2可转化成光能C图中“能量2”能为葡萄糖进入人成熟的红细胞直接提供能量D代谢旺盛的细胞内ATP含量较多，代谢缓慢的细胞内ADP含量较多【答案】B【解析】图中“M”指的是腺嘌呤，“N”指的是核糖，前者

11、含有氮元素，而动植物体内的重要储能物质是脂肪，不含氮元素；光合作用过程中，合成ATP所需的能量来自光能，ATP分解释放的能量也可以转化成光能，如萤火虫夜间发光消耗的能量可由ATP直接提供；葡萄糖进入人成熟的红细胞的跨膜运输方式为协助扩散，协助扩散不消耗能量；ATP在细胞内含量比较稳定，代谢旺盛和代谢缓慢的细胞内ATP“循环”的快慢有差别。细胞呼吸的过程分析1有氧呼吸和无氧呼吸过程图解分析深度讲解(1)有氧呼吸过程中氧元素的来源和去路。(2)有氧呼吸中的物质变化的阶段和场所。物质类型阶段场所丙酮酸生成物第一阶段细胞质基质反应物第二阶段线粒体基质水反应物第二阶段线粒体基质生成物第三阶段线粒体内膜C

12、O2生成物第二阶段线粒体基质氧气反应物第三阶段线粒体内膜(3)细胞呼吸中H和ATP的来源和去路。项目来源去路H有氧呼吸：C6H12O6和H2O无氧呼吸：C6H12O6有氧呼吸：与O2结合生成水无氧呼吸：还原丙酮酸ATP有氧呼吸：三个阶段都产生无氧呼吸：只在第一阶段产生用于各项生命活动(4)能量代谢。有氧呼吸三个阶段都释放能量产生ATP，而无氧呼吸只在第一阶段释放能量产生ATP。细胞呼吸释放的能量大部分以热能形式散失，小部分转移到ATP中。(5)有氧呼吸与无氧呼吸的比较。2不同生物的无氧呼吸产物(一)考查细胞呼吸的场所和过程(素养目标：生命观念)1细胞内糖分解代谢过程如图，下列叙述不正确的是()

13、考向预测A酵母菌细胞能进行过程和或过程和B人体所有细胞的细胞质基质都能进行过程CATP与ADP的比值增加会抑制过程的进行D乳酸菌细胞内，过程和过程均产生H【答案】D【解析】分析题图可知，和过程是有氧呼吸，和过程是产生酒精的无氧呼吸，酵母菌是兼性厌氧型微生物，既可以进行有氧呼吸，也可以进行产酒精的无氧呼吸，A正确；图中表示有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段，人体所有细胞的细胞质基质中都能进行，B正确；ATP与ADP的比值增加，说明细胞中ATP消耗少，会抑制过程的进行，C正确；分析题图可知，是无氧呼吸的第二阶段，不产生H，反而消耗第一阶段产生的H，D错误。(二)考查细胞呼吸的有关计算(素养目标：科学思维

14、)2(2021年山东潍坊模拟)将刚采摘的新鲜蓝莓平均分成两份，一份用高浓度的CO2处理48 h后，储藏在温度为1 的冷库内，另一份则直接储藏在 1 的冷库内。从冷藏后算起每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)，计算二者的比值得到下图所示的曲线。下列结论错误的是()A该实验的自变量是储藏天数和是否用高浓度的CO2处理，因变量是CO2与O2的比值B前10天时，细胞中的ATP来自细胞质基质和线粒体C第20天未处理组蓝莓产生的酒精量高于CO2处理组D第40天未处理组蓝莓有氧呼吸比无氧呼吸消耗的葡萄糖多【答案】D【解析】根据题意可知，该实验的自变量是储藏天数和是否

15、用高浓度的CO2处理，A正确；前10天进行有氧呼吸，细胞中的ATP来自细胞质基质和线粒体，B正确；第20天，实验组与对照组的比值都大于1，未处理组的比值更大，说明未处理组无氧呼吸作用更强，产生的酒精量更多，C正确；第40天，未处理组产生CO2量是吸收O2量的2倍，说明有氧呼吸和无氧呼吸释放的CO2量相同，因此无氧呼吸消耗的葡萄糖多，D错误。(2)“二看”物质的量的关系。不消耗O2，释放CO2只进行无氧呼吸产生酒精。无CO2释放只进行产生乳酸的无氧呼吸。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

16、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。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摩尔数。无氧呼吸有氧呼吸13(2)消耗等量的葡萄糖时需要的氧气和产生的CO2摩尔数。有氧呼吸需要的氧气有氧呼吸和无氧呼吸产生的CO2之和34(3)产生等量的CO2时消耗的葡萄糖摩尔数。无氧呼吸有氧呼吸31影响呼吸速率的因素及实践应用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。(2)同一植物在不同的生长发育时期细胞呼吸速率不同。(3)同一植物的不同器官细胞呼吸速率不同。深度

17、讲解2影响呼吸速率的外界因素及机理3植物组织细胞呼吸的曲线解读(一)考查影响细胞呼吸的因素(素养目标：科学思维)1(2021年广东广州联考)如图甲为某单子叶植物种子萌发过程中干重的变化曲线，图乙为萌发过程中O2吸收量和CO2释放量的变化曲线。考向预测据图分析，可以得出的结论是()A种子萌发初期以有氧呼吸为主B干重减少的原因主要是呼吸作用分解有机物CA点时萌发的种子开始进行光合作用D图乙两条曲线相交时，有氧呼吸与无氧呼吸速率一定相等【答案】B【解析】种子萌发初期由于种皮的限制使细胞缺氧，所以其呼吸作用以无氧呼吸为主，A错误。干重减少指的是种子中的有机物减少，减少的原因是细胞呼吸将部分有机物氧化分

18、解，B正确。图甲中A点干重还未增加，所以此时还未开始进行光合作用，C错误。图乙中的两条曲线相交时，无氧呼吸速率为0，只进行有氧呼吸，D错误。(二)考查细胞呼吸原理的应用(素养目标：社会责任)2(2021年广东适应性考试)下列所述生产与生活中的做法，合理的是()A做面包时加入酵母菌并维持密闭状态B水稻田适时排水晒田以保证根系通气C白天定时给栽培大棚通风以保证氧气供应D用不透气的消毒材料包扎伤口以避免感染【答案】B【解析】做面包时加入酵母菌，让其先进行有氧呼吸大量繁殖，再通过无氧呼吸产生CO2，使面包蓬松，而不能维持密闭状态，A错误；适时排水晒田可以保证根系通气，有利于其有氧呼吸，B正确；白天定时

19、给栽培大棚通风以保证CO2供应，C错误；应该用透气的消毒材料包扎伤口以抑制厌氧菌的繁殖，而避免感染，D错误。实 验 平 台 专 讲 专 练探究酵母菌细胞呼吸的方式1实验原理(1)酵母菌。酵母菌是一种单细胞真菌，其代谢类型是兼性厌氧，可用于研究细胞呼吸的不同方式。实验理论(2)细胞呼吸产物的检测。2实验步骤3实验现象条件澄清的石灰水的变化/出现变化的时间重铬酸钾浓硫酸溶液甲组(有氧)变混浊/快无变化乙组(无氧)变混浊/慢出现灰绿色4实验结论酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸。在有氧条件下产生CO2多且快，在无氧条件下进行细胞呼吸能产生酒精，还产生少量CO2。5实验中的关键步骤(1)通入A瓶

20、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。“实验法”判断生物呼吸类型(1)装置。方法透析(2)实验原理。(3)结果分析与判定。装置丙 (4)物理误差的校正。为防止气压、温度等物理因素所引起的误差，设置如图所示的丙装置，(除将装置中生物材料换为杀死的等量同种生物材料外其余均与乙装置相同。)注：(1)若所放材料为绿色植物，整个装置必须遮光处理，否则植物组织的光合作用会干扰呼吸速率的测定。(2)为防止微生物呼

21、吸对实验结果的干扰，应将装置及所测材料进行消毒处理。(3)如果实验材料是酵母菌，实验所用的葡萄糖溶液需煮沸，目的是灭菌，排除其他微生物的呼吸作用对实验结果造成干扰。(一)教材实验的原理和方法1某科研小组为探究酵母菌的细胞呼吸方式，进行了如图所示实验(假设细胞呼吸产生的热量不会使瓶中气压升高)，开始时溴麝香草酚蓝溶液的颜色基本不变，反应一段时间后溶液颜色由蓝变绿再变黄。诊断小练下列有关分析正确的是()A溴麝香草酚蓝溶液的颜色由蓝变绿再变黄说明酵母菌的呼吸强度在增强B溴麝香草酚蓝溶液的颜色一开始基本不变是因为酵母菌只进行了有氧呼吸C14C6H12O6不能进入线粒体，故线粒体中不能检测出放射性D实验

22、过程中酵母菌细胞呼吸释放的CO2全部来自线粒体【答案】B【解析】溴麝香草酚蓝溶液的颜色由蓝变绿再变黄说明酵母菌呼吸产生的CO2增多，A错误；溴麝香草酚蓝溶液的颜色一开始基本不变是因为酵母菌只进行了有氧呼吸，产生了少量的CO2，B正确；14C6H12O6不能进入线粒体，但其分解形成的丙酮酸能进入线粒体，因此线粒体中能检测出放射性，C错误；实验过程中酵母菌细胞呼吸释放的CO2来自有氧呼吸第二阶段和无氧呼吸第二阶段，场所是线粒体基质和细胞质基质，D错误。(二)教材实验的拓展应用2(2020年山东威海一模)如图是探究有活性的水稻种子呼吸作用的实验装置。下列叙述正确的是()A将种子浸透是为了增加种子细胞

23、中结合水的含量，从而增强种子的代谢作用B实验开始时，红色小液滴位于0刻度处，在其他条件适宜的情况下，一段时间后，红色小液滴将向右移动C小液滴停止移动后，种子的呼吸作用方式是有氧呼吸D为验证红色小液滴的移动仅由种子的生理活动引起，需另设放置煮熟冷却的种子的对照实验装置【答案】D【解析】细胞新陈代谢的强弱与细胞中自由水的相对含量密切相关，将种子浸透可增加种子细胞中自由水的含量，从而使其新陈代谢旺盛，A错误；广口瓶中的KOH溶液可以吸收呼吸作用释放的二氧化碳，故红色小液滴是否移动取决于是否消耗氧气。实验开始时，红色小液滴位于0刻度处，在其他条件适宜的情况下，一段时间后，由于种子呼吸作用会消耗氧气，故

24、红色小液滴将向左移动，B错误；小液滴停止移动后，说明浸透的种子不再消耗氧气，此时其不进行有氧呼吸，C错误；为验证红色小液滴的移动仅由种子的生理活动引起，需另设放置煮熟冷却的种子的对照实验装置，观察小液滴是否移动，D正确。典 题 演 练 破 解 高 考1(2021年全国甲卷)某同学将酵母菌接种在马铃薯培养液中进行实验，不可能得到的结果是()A该菌在有氧条件下能够繁殖B该菌在无氧呼吸的过程中无丙酮酸产生C该菌在无氧条件下能够产生乙醇D该菌在有氧和无氧条件下都能产生CO2【答案】B【解析】酵母菌在有氧条件下进行有氧呼吸，能够进行繁殖，A项不符合题意。酵母菌在无氧呼吸的第一阶段和有氧呼吸的第一阶段都有

25、丙酮酸产生，B项符合题意。酵母菌在无氧条件下进行无氧呼吸产生乙醇和CO2，C项不符合题意。酵母菌在有氧呼吸的第二阶段和无氧呼吸的第二阶段都有CO2产生，D项不符合题意。解题关键此题解题的切入点是对酵母菌在有氧条件和无氧条件下呼吸方式不同的理解。酵母菌无氧呼吸的底物是葡萄糖，产物是酒精和CO2；酵母菌有氧呼吸的底物是葡萄糖，产物是CO2。2(2021年广东卷)秸秆的纤维素经酶水解后可作为生产生物燃料乙醇的原料，生物兴趣小组利用自制的纤维素水解液(含5%葡萄糖)培养酵母菌并探究其细胞呼吸(右图)。下列叙述正确的是()A培养开始时向甲瓶中加入重铬酸钾以便检测乙醇生成B乙瓶的溶液由蓝色变成红色，表明酵

26、母菌已产生了CO2C用甲基绿溶液染色后可观察到酵母菌中线粒体的分布D实验中增加甲瓶的酵母菌数量不能提高乙醇最大产量【答案】D【解析】橙色的重铬酸钾溶液在酸性条件下，与乙醇发生化学反应，变成灰绿色，其具体做法是取甲瓶中的滤液2 mL注入干净的试管中，再向试管中滴加0.5 mL溶有0.1 g重铬酸钾的浓硫酸溶液并轻轻振荡，使它们混合均匀，观察试管中溶液颜色的变化，A错误。CO2通入溴麝香草酚蓝溶液中，颜色变化为由蓝变绿再变黄，B错误。观察线粒体时需要用健那绿染液进行染色，C错误。乙醇的最大产量与容器中的葡萄糖量有关，与酵母菌数量无关，D正确。解题关键解答本题的切入点是探究酵母菌细胞呼吸方式的实验以

27、及观察线粒体的实验。要记住检测乙醇的操作方法，在酸性条件下使用重铬酸钾溶液。3(不定项)(2021年河北卷)齐民要术中记载了利用荫坑贮存葡萄的方法(如图)。目前我国果蔬主产区普遍使用大型封闭式气调冷藏库(充入氮气替换部分空气)，延长了果蔬保鲜时间，增加了农民收益。下列叙述正确的是()A荫坑和气调冷藏库环境减缓了果蔬中营养成分和风味物质的分解B荫坑和气调冷藏库贮存的果蔬，有氧呼吸中不需要氧气参与的第一、二阶段正常进行，第三阶段受到抑制C气调冷藏库中的低温可以降低细胞质基质和线粒体中酶的活性D气调冷藏库配备的气体过滤装置及时清除乙烯，可延长果蔬保鲜时间【答案】ACD【解析】荫坑和气调冷藏库均可降低温度，降低酶的活性，同时降低O2浓度，降低细胞呼吸强度，减少有机物和风味物质的分解，A正确；有氧呼吸中第三阶段受抑制，第一、二阶段也会被抑制，B错误；低温可以降低细胞质基质和线粒体中呼吸酶的活性，C正确；乙烯会促进果实的成熟，清除乙烯可延长果蔬保鲜时间。解题关键从题干中可以看出荫坑和大型封闭式气调冷藏库都会延长果蔬的保鲜时间，而果蔬的保鲜就是降低果蔬的呼吸消耗，结合影响呼吸的因素、细胞呼吸的过程及乙烯的作用就可以做出正确判断。4(2020年全国卷)种子贮藏中需要控制呼吸作用以减少有机物的消耗。若作物种子呼吸作用所利用的物质是淀粉分解产生的葡萄糖，下列关于种子呼吸作用的叙