高三生物一轮复习 5.2 细胞的能量“通货”——ATP、ATP的主要来源——细胞呼吸精品学案 新人教版必修1

1、第二节细胞球的能源“货币”ATP，ATP的主要来源是细胞氧化【高考目标指南】1、ATP在能量代谢中的作用二、细胞氧化3 .探讨酵母菌的呼吸方式【基础知识整理】一、细胞球的能源“货币”ATP1 .可承诺量的结构：结构简并性式： APPP一个ATP分子中含有一个腺嘌呤核苷，两个高能磷酸键，三个磷酸化学基。2、可承诺量的功能：直接为细胞球的生命活动提供能量。3、ATP的利用： ATP可用于自主运输、生物发电与发光、肌细胞球收缩、脑思考等。4、ATP与ADP的相互转换(1)相互变换关系式(2)合成ATP的能量源动物、植物和微生物：细胞球呼吸分解有机物释放的能量。绿色植物：除了细胞氧化释放的能量，还包括

2、通过光合作用吸收、固定的光能。(3)能量的去向：用于生物体的各生命活动。(4)ATP和ADP的相互转换是生物界的共通性。二、探讨酵母菌细胞球呼吸方式1酵母菌为单细胞球真菌，能在氧和无氧条件下生存，属兼性厌氧菌。2 .检测CO2的产生可以使澄清石灰水混浊，并使用元素溴麝香草粉青水溶液进行检测，变化由蓝色变为绿色变为黄色。3 .检测酒精的产生可以使用橙色的重铬酸钾元素溶液，在酸性条件下与酒精发生化学反应，变为灰绿色。三、细胞氧化1 .细胞氧化(1)定义有机物在细胞球内经过一系列氧化分解，生成二氧化碳和其他生成物，释放能量生成ATP的过程。(2)类型：氧气呼吸和无氧呼吸。2、有氧呼吸(1)反应式：C

3、6H12O6 6H2O 6O2 6CO2 12H2O能量。(2)程序：第一阶段第二阶段第三阶段地方胞质溶胶腺粒体腺粒体反应产物葡萄糖焦磷酸与水h和氧气生成物平酸、h、ATP二氧化碳、可承诺量H2O、可承诺量能量少量少量大量3、无氧呼吸(1)反应式：转化为乳酸的反应式： C6H12O6 2C3H6O3能量。分解成酒精的反应式： C6H12O6 2C2H5OH 2CO2能量。(2)过程：第一阶段：与氧气呼吸的第一阶段相同。第二阶段：用胞质溶胶完成，产物为酒精和CO2或乳酸。4、订货(1)有氧呼吸3个阶段都发生ATP，无氧呼吸只在第一阶段发生ATP。(2)不同生物的无氧呼吸生成物不同，其原因是催化反

4、应的酶催化剂不同。(3)原核生物是无线立体的，但有些原核生物可以进行氧气呼吸。(4)微生物的无氧呼吸也成为发酵，但动植物的无氧呼吸不能说是发酵。【要点名士透析】一、ATP与ADP的相互转换1、可承诺量的结构式由简单的公式可知，ATP的结构特征可以归纳为“一、二、三”，即一个腺嘌呤核苷、两个高能磷酸键、三个磷酸化学基。2 .可承诺量的形成途径3、ATP合成与水解作用的比较可承诺量的合成可承诺量的水解作用反应式ADP Pi能量ATP可承诺量ADP pi能量必要的酶催化剂可承诺量合成酶催化剂可承诺量水解作用酶催化剂能量源光能(光合作用)、化学能(细胞氧化)高能磷酸键储存的能量能源进路保存在形成的高能

5、磷酸键中用于各种各样的生命活动反应场所胞质溶胶、腺粒体、叶绿体生物体的必需能量部位注：在ATP与ADP间的相互转化过程中，由于反应类型、反应所需的酶催化剂及能量源、去路与反应场所不同，ATP与ADP的相互转化不可逆反应。 但是，物质的情况下可以资源再生。4、能源在可承诺量中的应用：可转换为热能、光能、电能、机械能、渗透能等生物专用的各种生命活动。注：光合作用生成的ATP只能在暗反应阶段使用，不能用于其他生命活动。【典型例】以下的关于ATP的记述，正确的是()人长时间剧烈运动时，骨骼肌细胞球中每1摩尔葡萄糖的ATP生成量与安静时相等细胞球内Na浓度高，为了维持Na浓度的稳定，细胞球消耗ATP量增

6、加人在寒冷时肾上腺激素和甲状腺激素分泌细胞增加，人在饥饿时细胞球中ATP和ADP的含量动态A. B.C. D.安静时肌细胞球进行氧气呼吸，剧烈运动时肌细胞球同时进行氧气呼吸和无氧呼吸，所以消耗等摩尔的葡萄糖而生成的ATP的量比安静时少。 Na主要维持细胞外液的渗透压，主要存在于细胞外液，但如果细胞球内的Na浓度过高，为了维持Na浓度的稳定，就需要积极地输送到细胞球外，在这个过程中消耗ATP。 人类是恒温动物，在寒冷的环境中，肾上腺激素和甲状腺激素的分泌细胞增多，代谢增强，细胞球产生的ATP增多。 在饥饿状态下，ATP和ADP的相互转换缓慢，但细胞球中的ATP和ADP的含量依然处于动态平衡。【答

7、案】b二、细胞氧化的过程和影响因素1 .氧气呼吸和无氧呼吸的过程图解和分析(1)在氧气呼吸的第一、二阶段发生的H用于将第三阶段和O2结合生成水；在无氧呼吸的第一阶段发生的H用于在第二阶段将注音字酸还原为C2H5OH和CO2或乳酸(2)氧气呼吸中的H2O既是反应物也是生成物，生成的H2O中的氧全部来源于O2。(3)不同生物无氧呼吸的产物不同，是因为催化反应的酶催化剂不同。(4)氧气呼吸中各元素体的由来和去路2 .氧气呼吸和无氧呼吸的比较有氧呼吸无氧呼吸否一样点地点胞质溶胶和腺粒体胞质溶胶条件氧和酶催化剂酶催化剂生成物二氧化碳和水酒精和二氧化碳或乳酸能量大量的能量少量的能量同一点实质分解有机物释放

8、能量联系第一阶段的场所和转变过程是一样的3 .影响细胞氧化的环境要素和应用(1)呼吸速度与温度的关系(图)；温度影响与细胞氧化相关的酶催化剂活性，从而影响呼吸速度在最适温度，细胞氧化最强，超过最适温度的呼吸酶活性降低，变性失活，细胞氧化低于抑制的最适温度，酶活力降低，细胞氧化得到抑制。应用：生产中常用此原理，低温贮藏蔬菜、水果，温室大棚蔬菜栽培过程中夜间适度降温，降低细胞氧化，减少有机物消耗，提高产量。(2)呼吸速度与O2浓度的关系(图)；O2浓度低时，无氧呼吸占优势，随着O2浓度的增高，无氧呼吸逐渐被抑制，有氧呼吸得到加强，但是O2浓度达到一定值时，随着O2浓度的增大，氧呼吸不再加强(受呼吸

9、酶数等的影响)。应用：利用生产上适当降低氧气浓度等抑制细胞氧化、减少有机物消耗的原理延长蔬菜水果的保鲜时间，而中耕松土在增加根部氧气呼吸的医疗中，可以用通气性的消毒纱布或柔软的“贴膏剂”包裹伤口，抑制厌氧致病菌的繁殖。(3)呼吸速度与含水量的关系(图)；在一定范围内，细胞球的呼吸速度随含水量的增加而加快，随含水量的减少而减慢。 (2)作物种子贮藏时，风干种子，减弱细胞氧化，减少有机物的消耗。(4)呼吸速度与CO2的关系(图)在蔬菜水果的保鲜方面，增加CO2浓度(或填充N2 )能够抑制细胞氧化，减少有机物的消耗。(5)总结：外部因素在影响呼吸作用时发挥综合作用，有时在满足其他因素时，某些因素成为

10、限制因素。 动物冬眠呼吸速度低的限制因素是温度，夏季作物潮湿死亡，其限制因素是O2。水田长时间浸水的话，水稻的幼根会变黑腐烂。 水稻幼根从浸水开始到腐烂为止的细胞氧化速度变化曲线如图所示。 以下记述正确的是()a.I阶段幼根细胞球的氧呼吸速度和无氧呼吸速度都降低b.ii阶段幼根细胞球的氧气呼吸速度和无氧呼吸速度都上升c.iii阶段幼根缺氧呼吸特有的产物蛋白酸的蓄积过多而变黑从理论上讲，水田最好在ii阶段前及时排水，以免幼根变黑腐烂(解析)水稻幼根刚开始浸水的I阶段，水中的氧含量降低，氧呼吸速度降低，因此，一部分细胞球随着开始无氧呼吸的浸渍时间的延长，在ii阶段氧呼吸越来越弱，在无氧呼吸强度越来

11、越增强的iii阶段，幼根的无氧呼吸生成物阿【回答】d三、酵母菌细胞氧化方式的实验研究1 .实验的探索过程(1)酵母菌使葡萄糖发酵产生酒精是氧还是无氧条件下的酵母菌在氧和无氧条件下细胞球呼吸的产物是什么？(2)建立假说：针对上述问题，根据现有知识和生活经验(如酵母菌可用于酿酒、发酵等)建立合理的假说。(3)进行设定修订和实验制备酵母菌培养液。检测出CO2的发生，装置如图所示。酒精的产生检查：从a、b分别向编号1、2的2根试管中注入各2mL的滤液分别滴加溶解了0.1g重铬酸钾元素的浓硫酸溶液振动观察溶液中的颜色变化。(4)实验现象甲、乙两装置中的石灰水混浊，但甲中混浊程度高，速度快。2号试管的溶液

12、由橘红色变为灰绿色，1号试管不变色。(5)实验结果：酵母菌可以在氧气和无氧条件下进行细胞氧化。在氧条件下酵母菌经细胞氧化产生大量二氧化碳和水，在无氧条件下酵母菌经细胞氧化产生酒精，还产生少量二氧化碳。2 .实验中的重要步骤(1)将装置(1)连接到橡胶球上，使空气断断续续地通过3个锥形瓶，保证O2的一盏茶供应和云同步，使a瓶里的空气先通过NaOH锥形瓶，洗掉空气中的CO2，第三个锥形瓶的澄清石灰水混浊的是酵母菌(2)B瓶封口后放置有会儿，酵母菌消耗完b瓶氧气后，与加入澄清石灰水的锥形瓶连通，确保无氧呼吸产生的CO2通过澄清的石灰水。图为能够测定呼吸速度的密闭系统装置，在绝热且适当的条件下培养3定

13、径套的装置(3定径套种子质量相等)。 以下相关说法正确的是()a .取适量的幼胚，少量滴下经还原变成白色的试剂，有会儿后试剂颜色变白的原因可能与种子呼吸过程的H有关b .当种子中的有机物的消耗完成时，温度校正的读取值tB变为最高c .有会儿时，玻璃管中的有色液滴移动的距离hChB=hAD.A、b两试管的有色液滴向右移动的速度不同在细胞氧化之前的两个阶段中，H、H都具有还原性。 在品质相同的小麦和花生种子中，由于花生种子含脂肪多，呼吸能量高，种子中有机物的消耗完成后，温度修正的读数tC最高。 如果有会儿，玻璃管中的有色液滴移动的距离hChBhA，由于脂肪分解所消耗的氧很多，在未消毒的种子中有微生

14、物，其呼吸也将消耗氧。【答案】a【感化高考真题】1、(2011安徽高考)某蔬菜离体叶片在黑暗不同温度条件下呼吸速率和乙烯产生量的变化图示，t1、t2表示1030之间的两个不同温度。 以下分析正确的是()与a.t1相比，t2时呼吸速度的峰值出现时间慢，峰值低，不利于叶的储藏与b.t2相比，t1时乙烯产生量的峰出现时间早，峰值高，有利于叶的储藏在C.t1、t2条件下呼吸速度的变化趋势相似，t1t2、t1不利于叶的贮藏D.t1、t2条件下的乙烯产生量的变化趋势相似，为t1t2。【答案】c2、(2011山东高考)某兴趣小组在室温下对酵母菌进行缺氧呼吸实验(图)。 以下分析错误为()a .玻璃吸管出气泡

15、是反应产生CO2的结果b .给试管加水的主要目的是创造无氧环境c .将试管中的水换成冷水，气泡释放速度会降低d .分解的葡萄糖中的一部分能量转移到ATP，其侑预留在酒精中a项，酵母菌无氧呼吸的产物：酒精和CO2，水中气泡为CO2。 b项，试管中加入水的目的是作为反应的介质隔绝空气，最重要的是创造无氧环境。 c项是将试管中的水换成冷水，温度下降，酶活力降低，反应速度降低，气泡减少。 d项分解的葡萄糖中的能量主要作为热能散失，一部分转移到ATP，其佟预留在酒精中。【回答】d(2011海南高考)关于细胞氧化的记述，准确的说是()a .种子风干脱水后的呼吸强度增强b .土壤浸水时根系发生缺氧呼吸c .

16、破伤风杆菌可在氧气条件下大量繁殖d .小麦种子发芽过程中氧气呼吸逐渐减弱【解析】a项、种子风干脱水后，由于细胞球中的自由水含量降低、代谢慢而导致呼吸强度降低、不增强的b项、土壤浸水后土壤中的氧含量降低、根系发生缺氧呼吸而产生酒精和CO2的c项、破伤风杆菌为厌氧胶，在氧气条件下无法繁殖的d项、小麦种子【答案】b4、(2011海南高考)细胞球内糖分解代谢过程图，以下描述有误()a .植物细胞球可以进行过程和或者过程和b .真核细胞的胞质溶胶可以进行过程和c .动物细胞球内，过程从过程释放的能量多d .乳酸菌细胞球内，工艺消耗H，工艺消耗H【解析】a项，植物细胞球进行无氧呼吸才能产生酒精和CO2，一部分植物器官(例如马铃薯块茎、甜菜块根)能够产生乳酸的b项，由于真核细胞的胞质溶胶仅进行无氧呼吸的