版新高考生物第三单元细胞的能量供应与利用第8讲ATP与细胞呼吸学案Word文档下载推荐.docx

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归纳如下：

2.ATP和ADP的相互转化

（1）转化基础

ATP的化学性质不稳定，远离腺苷（A）的高能磷酸键容易断裂和重建。

（2）ATP和ADP的相互转化过程比较

3.ATP产生量与O2供给量的关系分析

1.高考重组　判断正误

（1）成熟个体中的细胞增殖过程不需要消耗能量（2018·

全国卷Ⅲ，2A）（　　）

（2）叶绿体的类囊体膜上存在催化ATP合成的酶（2018·

全国卷Ⅰ，1A）（　　）

（3）淀粉水解成葡萄糖时伴随有ATP的生成（2017·

海南卷，5A）（　　）

（4）叶肉细胞合成的糖运输到果实，不需要ATP提供能量（2014·

江苏卷，14A改编）（　　）

（5）淀粉酶催化淀粉水解为葡萄糖，不需要ATP提供能量（2014·

江苏卷，14C改编）（　　）

提示　

（1）×

　细胞增殖过程涉及很多生物化学反应，某些过程如DNA的复制等都会消耗能量。

（2）√　（3）×

　淀粉水解过程中不产生ATP。

（4）×

　叶肉细胞中合成的糖运输到果实是主动运输过程，需要消耗ATP提供的能量。

（5）√

2.深挖教材

（1）（人教版必修1P88“相关信息”拓展）ATP和酶在成分上有联系吗？

提示　ATP水解掉两个磷酸基团后成为RNA的基本组成单位之一，某些RNA也具有催化作用，少数酶是RNA。

（2）（人教版必修1P89图5－5拓展）酶与ATP在细胞代谢中有怎样的联系？

提示　在细胞合成代谢中需要与物质合成有关的酶，常需要ATP提供能量；

在细胞分解代谢中需要与分解有关的酶，常伴随着ATP的合成；

ATP自身的合成与分解必须有酶的催化。

　结合ATP的结构和功能，考查科学思维能力

1.（2018·

徐州市上学期期中卷）下列关于ATP的叙述，正确的是（　　）

A.ATP的合成场所与ATP的水解场所基本相同

B.每个ATP分子中含有2个高能磷酸键和2个磷酸基团

C.ATP在细胞内的含量较多，满足了各种代谢活动的能量需求

D.细胞中绝大多数需要能量的生命活动都是由ATP直接提供能量的

解析　ATP的合成场所有线粒体、叶绿体、细胞质基质，ATP的水解场所应用于各项生活活动，所以场所较多；

每个ATP分子中含有2个高能磷酸键和3个磷酸基团；

ATP在细胞内的含量较少，但能快速转化，满足了各种代谢活动的能量需求。

答案　D

2.如图1表示三磷酸核苷的结构，图2表示ATP在能量代谢中的作用。

据图判断下列有关叙述错误的是（　　）

A.图1中①表示含氮碱基，若①为鸟嘌呤，则可表示GTP

B.ATP中的能量可以来源于光能和化学能，也可以转化为光能和化学能

C.UTP、GTP分子中的高能磷酸键是直接由物质氧化获能产生的

D.人体成熟红细胞没有线粒体，但能产生ATP

解析　图1中①表示含氮碱基，若①为腺嘌呤，则表示ATP，若①为鸟嘌呤，则表示GTP，若①为尿嘧啶，则表示UTP。

由图2可知，UTP和GTP分子中的高能磷酸键不是由物质氧化获能产生的，而是由ATP将高能磷酸基转移给UDP或GDP，进而生成UTP或GTP的。

答案　C

　围绕ATP与ADP的相互转化，考查结构与功能观

3.（2016·

海南卷，11）下列有关植物细胞能量代谢的叙述，正确的是（　　）

A.含有两个高能磷酸键的ATP是DNA的基本组成单位之一

B.加入呼吸抑制剂可使细胞中ADP生成减少，ATP生成增加

C.无氧条件下，丙酮酸转变为酒精的过程中伴随有ATP的合成

D.光下叶肉细胞的细胞质基质、线粒体和叶绿体中都有ATP合成

解析　含两个高能磷酸键的ATP，由一个腺苷和三个磷酸基团组成，并非DNA的基本组成单位；

加入呼吸抑制剂可导致ATP生成减少，一些生命活动仍消耗ATP，ADP生成相对增加；

无氧条件下丙酮酸转化为酒精的过程并不产生ATP。

4.（2018·

扬州上学期期中卷）ATP是细胞中重要的高能磷酸化合物，图1为ATP的结构，图2为ATP与ADP的相互转化，以下说法错误的是（　　）

A.图1的A代表腺嘌呤核苷酸，b、c为高能磷酸键

B.图2中的能量可以来源于光能、化学能，也可以转化为光能和化学能

C.在无氧与有氧的条件下，细胞质基质中都可发生图2向左的反应

D.酶1和酶2的作用结果不同，但机理都是降低化学反应的活化能

解析　图1的A代表腺嘌呤，b、c为高能磷酸键；

合成ATP可通过光合作用和呼吸作用，故图2中ADP转化为ATP的能量可来自光能或化学能，ATP中的能量也可以转化为光能（如萤火虫发光）和化学能（如蛋白质的合成）；

图2向左的反应为ATP的合成反应，在无氧与有氧的条件下的细胞质基质中都可发生；

酶具有专一性，酶1和酶2的作用结果不同，但机理都是降低化学反应的活化能。

答案　A

细胞内产生与消耗ATP的生理过程

转化场所

常见的生理过程

细胞膜

消耗ATP：

主动运输、胞吞、胞吐

细胞质基质

产生ATP：

细胞呼吸第一阶段

叶绿体

光反应

暗反应和自身DNA复制、转录、翻译等

线粒体

有氧呼吸第二、三阶段

自身DNA复制、转录、翻译等

核糖体

蛋白质的合成

细胞核

DNA复制、转录等

　结合创新实验，考查生命观念和科学探究能力

5.ATP作为细胞中的直接能源物质为细胞生命活动提供能量。

科学家利用提纯的大豆磷脂、某种细菌膜蛋白（Ⅰ）和牛细胞中的ATP合成酶（Ⅱ）构建了ATP体外合成体系，如图所示。

请回答问题：

（1）物质a为________，其在供能时，远离腺苷的________断裂，将能量释放出来。

（2）科学家利用人工体系模拟了ATP合成时的能量转换过程。

在叶绿体中此过程发生的场所为________。

（3）科学家利用人工体系进行了相关实验，如表所示。

组别

人工体系

H＋是否通过Ⅰ进行转运

H＋是否通过Ⅱ进行转运

是否产生ATP

大豆磷脂构成的囊泡

Ⅰ

Ⅱ

1

＋

是

产生

2

－

否

不产生

3

注：

“＋”“－”分别表示人工体系中组分的“有”“无”。

①比较第1组和第2组的结果可知，Ⅰ可以转运H＋进入囊泡。

进一步研究发现，第1组囊泡内pH比囊泡外低1.8，说明囊泡内的H＋浓度________（填“高于”“低于”或“等于”）囊泡外的。

②比较第1组和第3组的结果可知，伴随图中的________________的过程，ADP和Pi合成ATP。

解析　

（1）分析图示可知物质a为ATP，ATP作为供能物质，在供能时远离腺苷的高能磷酸键断裂，释放出大量的能量。

（2）H＋通过Ⅰ进入囊泡的过程需要光，说明该处囊泡模拟的是叶绿体中光合作用产生ATP的过程，此过程发生在叶绿体的类囊体薄膜上。

（3）①第1组囊泡内pH比囊泡外低1.8，说明囊泡内的H＋浓度高于囊泡外的H＋浓度。

②结合图示比较第1组和第3组的结果可知，伴随H＋通过Ⅱ向囊泡外转运的过程，ADP和Pi合成ATP。

答案　

（1）ATP　高能磷酸键

（2）类囊体薄膜

（3）①高于　②H＋通过Ⅱ向囊泡外转运

考点二　细胞呼吸的方式及过程

1.探究酵母菌细胞呼吸的方式

（1）酵母菌细胞呼吸的方式

（2）产物检测

①装置图：

a.图甲中空气先通过第一个锥形瓶溶液的目的是清除空气中的CO2。

b.图乙中B瓶先密封放置一段时间后，再连通盛澄清石灰水的锥形瓶的目的是耗尽氧气。

②产物的检测

试剂

现象（颜色变化）

CO2

澄清的石灰水

变混浊

溴麝香草酚蓝水溶液

蓝色→绿色→黄色

酒精

在酸性条件下，橙色的重铬酸钾

灰绿色

（1）实验设计需遵循对照原则，此实验为何不设置对照组？

提示　此实验为对比实验，对比实验不另设对照组，而是通过有氧和无氧条件下的两个实验组相互对照得出实验结论。

（2）实验所用的葡萄糖溶液为什么需煮沸？

提示　煮沸的目的是灭菌，排除其他微生物的呼吸作用对实验结果造成干扰。

2.细胞的有氧呼吸

（1）过程图解

（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

3.无氧呼吸

4.不同生物无氧呼吸产物

5.细胞呼吸方式或类型的判定

（1）判断细胞呼吸方式的三大依据

（2）“实验法”判断生物呼吸类型

①装置

②实验原理

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。

）

[点悟]　

（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。

（1）与风干前相比，风干种子中细胞呼吸作用的强度高（2018·

全国卷Ⅱ，4C）（　　）

（2）与风干前相比，风干种子中有机物的消耗减慢（2018·

全国卷Ⅱ，4A）（　　）

（3）在制作果酒的实验中，将葡萄汁液装满整个发酵装置（2018·

北京卷，4A）（　　）

（4）农田适时松土有利于农作物根细胞对矿质元素的吸收（2018·

全国Ⅰ，3B）（　　）

　风干种子的呼吸强度较弱

（2）√

（3）×

　酵母菌是异养兼性厌氧型菌，制作果酒利用的是酵母菌无氧呼吸产生酒精，但初期酵母菌需通过有氧呼吸进行大量繁殖，故葡萄汁装入发酵瓶时，需留有大约1/3的空间。

（4）√

（1）（人教版必修1P94“小字内容及相关信息”改编）1mol葡萄糖彻底氧化分解及分解成乳酸时分别释放多少能量？

其中有多少能量储存于ATP中？

两者有何差异及共性？

热能散失是否是能源浪费？

提示　1mol葡萄糖彻底氧化分解释放的能量2870kJ中有1161kJ左右的能量转移至ATP中，其余能量则以热能形式散失。

而1mol分解成乳酸时释放196.65kJ能量。

有61.08kJ左右的能量转移至ATP中，两者的共性是多数能量以热能形式散失，差异是彻底氧化分解释放能量较多，热能散失是维持体温所必需的，并非能源浪费。

（2）（人教必修1P95“旁栏思考题”改编）用酵母菌酿制的葡萄酒，其酒精度为何只能维持12%～16%?

提示　一般来说，如果无氧呼吸产生的乳酸或酒精过多，会对细胞产生毒害。

酵母菌在无氧以及其他条件适合的情况下，随着发酵产物（如酒精）的增多，营养物质的减少以及pH发生变化等的影响，它的繁殖速率逐渐下降，死亡率逐渐上升，酒精发酵最终就会停止。

故其酒精度不会继续上升。

　结合有氧呼吸、无氧呼吸的过程，考查归纳概括能力

全国卷Ⅲ，5）下列关于生物体中细胞呼吸的叙述，错误的是（　　）

A.植物在黑暗中可进行有氧呼吸也可进行无氧呼吸

B.食物链上传递的能量有一部