届高考生物一轮复习第三单元细胞的能量供应和利用第9讲ATP与细胞呼吸学案文档格式.docx
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全国卷Ⅰ，29）在有关DNA分子的研究中，常用32P来标记DNA分子。
用α、β和γ表示ATP或dATP（d表示脱氧）上三个磷酸基团所处的位置（A－Pα～Pβ～Pγ或dA－Pα～Pβ～Pγ）。
回答下列问题；
（1）某种酶可以催化ATP的一个磷酸基团转移到DNA末端上，同时产生ADP。
若要用该酶把32P标记到DNA末端上，那么带有32P的磷酸基团应在ATP的
（填“α”“β”或“γ”）位上。
（2）若用带有32P的dATP作为DNA生物合成的原料，将32P标记到新合成的DNA分子上，则带有32P的磷酸基团应在dATP的 （填“α”、“β”或“γ”）位上。
解析
（1）ATP水解生成ADP的过程中，断裂的是远离腺苷A的那个高能磷酸键即β位和γ位之间的高能磷酸键，即γ位磷酸基团转移到DNA末端。
要将32P标记到DNA上，带有32P的磷酸基团应在γ位上。
（2）dATP脱去β位和γ位的磷酸基团后为腺嘌呤脱氧核糖核苷酸，即DNA的基本组成单位之一，用dATP为原料合成DNA时，要将32P标记到新合成的DNA上，则32P应在α位。
答案
（1）γ
（2）α
2.（2017·
陕西八校联考）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.对细胞的正常生活来说，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
解析 叶肉细胞内形成ATP的生理活动有光合作用和细胞呼吸，光合作用中形成ATP的场所为叶绿体中的类囊体薄膜，细胞呼吸中形成ATP的场所有线粒体、细胞质基质，A错误；
细胞内的吸能反应一般与ATP的水解有关，放能反应与ATP的合成有关，B错误；
在细胞内ATP与ADP在不停地发生相互转化，并且处于动态平衡中，保证细胞内有一定含量的ATP存在，以维持细胞正常生命活动对ATP的需要，C正确；
1分子ATP彻底水解后形成3分子磷酸、1分子核糖和1分子腺嘌呤，D错误。
答案 C
ATP与ADP的相互转化
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。
答案 D
A.ATP水解供能，实际上是指ATP分子中远离腺苷的高能磷酸键的水解
B.细胞内ATP与ADP相互转化的能量供应机制是生物界的共性
C.ATP分子由1个腺嘌呤和3个磷酸基团组成
D.ATP是主动运输、肌肉收缩、大脑思考的直接能源物质
解析 ATP中远离A的高能磷酸键更易断裂，也很容易重新合成，ATP水解供能，实际上是指ATP分子中远离腺苷的高能磷酸键的水解，A正确；
ATP是直接能源物质，细胞内ATP与ADP相互转化的能量供应机制是生物界的共性，B正确；
ATP分子由1个腺苷和3个磷酸基团组成，C错误；
ATP是细胞内的直接能源物质，可直接为主动运输、肌肉收缩、大脑思考提供能量，D正确。
1.规避ATP认识的4个误区
（1）ATP与ADP相互转化不可逆：
ATP与ADP的相互转化，从物质方面来看是可逆的，从酶、进行的场所、能量方面来看是不可逆的。
（2）ATP是与能量有关的一种物质，不可等同于能量：
ATP是一种高能磷酸化合物，高能磷酸键水解时能够释放出高达30.54kJ/mol的能量。
（3）不可误认为细胞中含有大量ATP，事实上，细胞中ATP含量很少，只是ATP与ADP转化非常迅速及时。
无论是饱食还是饥饿，ATP与ADP含量都保持动态平衡。
（4）误认为ATP转化为ADP不消耗水：
ATP转化为ADP又称为“ATP的水解反应”，这一过程需ATP水解酶的催化，同时也需要消耗水。
蛋白质、脂肪、淀粉等的水解也都需要消耗水。
2.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
考点二 细胞呼吸（5年11考）
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：
注：
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
以下甲、乙两图都表示某生物的CO2释放量和O2吸收量的变化，请解读：
（1）甲、乙两图中只进行无氧呼吸、只进行有氧呼吸及两种呼吸作用共存的对应点或段分别是什么？
你的判断依据是什么？
（2）两图中哪一点（或段）适合水果、蔬菜贮藏？
请说出判断依据。
（3）下列生物中其呼吸状况能否用甲、乙两图表示？
A.酵母菌B.绿色植物（非绿色器官）
C.乳酸菌D.人
①能 ②不能 （填序号）。
（4）人在剧烈运动和静息状态下CO2产生量与O2吸收量大小关系是否相同？
CO2产生场所有无变化？
为什么？
提示
（1）只进行无氧呼吸：
甲图中a、乙图中A点
只进行有氧呼吸：
甲图中d、乙图中C点之后（含C点）
两种呼吸共存：
甲图中b、c、乙图中AC段（不含A、C点）
判断依据为甲图中a及乙图中A点时无O2消耗，应只进行无氧呼吸，甲图中d及乙图中C点后，O2吸收量与CO2释放量相等，应只进行有氧呼吸，甲图中b、c及乙图中AC段CO2释放量大于O2吸收量，故除有氧呼吸外，还应存在无氧呼吸。
（2）甲图中c、乙图中B点最适合水果、蔬菜贮存，因为此时CO2释放量最少，呼吸作用消耗有机物最少。
（3）①A、B ②C、D
（4）相同 无变化 因为人在无氧呼吸时不产生CO2，只有有氧呼吸时在线粒体基质中产生CO2。
有氧呼吸、无氧呼吸的过程
1.（2017·
海南卷，7）下列有关植物细胞呼吸作用的叙述，正确的是（ ）
A.分生组织细胞的呼吸速率通常比成熟组织细胞的小
B.若细胞既不吸收O2也不放出CO2，说明细胞已停止无氧呼吸
C.适当降低氧浓度可降低果实的有氧呼吸进而减少有机物的消耗
D.利用葡萄糖进行有氧呼吸时，吸收O2与释放CO2的摩尔数不同
解析 分生组织细胞比成熟细胞的代谢旺盛、消耗能量多，所以呼吸速率也更大，A错误；
如果细胞进行的无氧呼吸是产生乳酸的方式，则细胞既不吸收O2也不放出CO2，B错误；
低氧环境下储存果实，既有效地抑制无氧呼吸，同时有氧呼吸也非常弱，所以消耗的有机物相对最少，C正确；
细胞利用葡萄糖进行有氧呼吸，吸收O2与释放CO2的摩尔数相同，D错误。
陕西西安检测）如图是酵母菌细胞呼吸实验示意图，相关叙述正确的是（ ）
A.条件X下葡萄糖中能量的去向有三处
B.条件Y下，葡萄糖在线粒体中被分解，并产生CO2和水
C.试剂甲为溴麝香草酚蓝水溶液
D.物质a产生的场所为线粒体基质
解析 根据产物酒精判断条件X为无氧，无氧呼吸过程中葡萄糖中的能量一部分储存在酒精中，一部分储存在ATP中，大部分以热能形式散失；
线粒体不能利用葡萄糖；
试剂甲为酸性重铬酸钾溶液；
图中无氧呼吸产生CO2的场所为细胞质基质，有氧呼吸产生CO2的场所为线粒体基质。
答案 A
需要规避的4个有氧呼吸易错点
（1）误认为有氧呼吸的场所只有线粒体
①原核生物有氧呼吸的场所是细胞质和细胞膜。
②真核生物有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体。
（2）细胞呼吸中有H2O生成一定是有氧呼吸，有CO2生成不一定是有氧呼吸，但对动物和人体而言，有CO2生成一定是有氧呼吸，因为动物及人体无氧呼吸产物为乳酸。
（3）线粒体是进行有氧呼吸的主要场所。
无线粒体的真核细胞（或生物）只能进行无氧呼吸，如哺乳动物成熟红细胞、蛔虫等，一些原核生物无线粒体，但可进行有氧呼吸。
（4）葡萄糖分子不能直接进入线粒体被分解，必须在细胞质基质中被分解为丙酮酸后才能进入线粒体被分解。
细胞呼吸类型的判断
（2013·
全国卷Ⅱ，3）下列与微生物呼吸有关的叙述，错误的是（ ）
A.肺炎双球菌无线粒体，但能进行有氧呼吸
B.与细菌呼吸有关的酶由拟核中的基因编码指导合成
C.破伤风芽孢杆菌适宜生活在有氧的环境中
D.有氧和无氧时，酵母菌呼吸作用产物不同
解析 破伤风芽孢杆菌的代谢类型是异养厌氧型，在有氧的环境中，破伤风芽孢杆菌的代谢要受到抑制，C错误。
1.判断细胞呼吸方式的三大依据
2.呼吸作用中各物质之间的比例关系（以葡萄糖为底物的细胞呼吸）
（1）有氧呼吸：
葡萄糖∶O2∶CO2＝1∶6∶6。
（2）无氧呼吸：
葡萄糖∶CO2∶酒精＝1∶2∶2或葡萄糖∶乳酸＝1∶2。
（3）消耗等量的葡萄糖时，无氧呼吸与有氧呼吸产生的CO2摩尔数之比为1∶3。
【即学即练】
（2017·
湖南岳阳一模，7）下表是某种植物种子在甲、乙、丙三种不同的条件下萌发，测得的气体量的变化结果。
下列说法正确的是（ ）
CO2释放量
O2吸收量
甲
12
乙
8
6
丙
10
A.在甲条件下进行的是产生CO2和乳酸的无氧呼吸
B.在乙条件下消耗的葡萄糖中有氧呼吸比无氧呼吸多
C.在丙条件下有氧呼吸强度达到了最大值
D.在乙条件下释放的CO2来自细胞质基质和线粒体
解析 甲条件下只释放CO2，不吸收氧气，进行的是产生CO2和酒精的无氧呼吸，不产生乳酸，A错误；
乙条件下消耗氧气的量为6，则有氧呼吸消耗葡萄糖的量为1，无氧呼吸产生二氧化碳的量为8－6＝2，无氧呼吸消耗葡萄糖的量为1，消耗的葡萄糖中有氧呼吸和无氧呼吸相等，B错误；
丙条件下只进行有氧呼吸，但不能判断有氧呼吸强度达到了最大值，C错误；
乙条件下释放的CO2来自细胞质基质和线粒体，D正确。
考点三 影响细胞呼吸的外界因素及应用（5年6考）
1.影响呼吸作用的4大外界因素
2.实验探究细胞呼吸的方式
欲确认某生物的呼吸类型，应设置两套呼吸装置，如图所示（以发芽种子为例）：
实验结果预测和结论
实验现象
结 论
装置一液滴
装置二液滴
不动
只进行产生乳酸的无氧呼吸
右移
只进行产生酒精的无氧呼吸
左移
进行有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸
只进行有氧呼吸或进行有氧呼吸和产生乳酸的无氧呼吸
3.物理误差的校正
为使实验结果精确，除减少无关变量的干扰外，还应设置对照装置。
对照装置与装置二相比，不同点是用“煮熟的种子”代替“发芽种子”，其余均相同。
特别提醒
（1）为防止微生物呼吸对实验结果的干扰，应将装置进行灭菌，所测种子进行消毒处理。
（2）若选用绿色植物作实验材料，测定细胞呼吸速率，需将整个装置进行遮光处理，否则植物的光合作用会干扰呼吸速率的测定，同时可设置同种状况但杀死的植株或幼苗作为对照。
细胞呼吸的影响因素及应用
【典例】（2012·
全国卷）将玉米种子置于25℃、黑暗、水分适宜的条件下萌发，每天定时取相同数量的萌发种子，一半直接烘干称重，另一半切取胚乳烘干称重，计算每粒的平均干重，结果如图所示。
若只考虑种子萌发所需的营养物质来源于胚乳，据图回答下列问题：
（1）萌发过程中胚乳组织中的淀粉被水解成 ，再通过 作用为种子萌发提供能量。
（2）萌发过程中在 h之间种子的呼吸速率最大，在该时间段内每粒种子呼吸消耗的平均干重为 mg。
（3）萌发过程中胚乳的部分营养物质转化成幼苗的组成物质，其最大转化速率为 mg/（粒·
d）。
（4）若保持实验条件不变，120h后萌发种子的干重变化趋势是 ，原因是___________________________________________________。
[慧眼识图 获取信息]
答案
（1）葡萄糖 呼吸（或生物氧化）
（2）72～96 26.5 （3）22
（4）下降 幼苗细胞呼吸消耗有机物，且不能进行光合作用
氧浓度与细胞呼吸间关系的曲线图
（1）曲线ADB：
无氧呼吸释放的CO2量。
（2）曲线ODCE：
有氧呼吸释放的CO2量。
（3）曲线AFCE：
细胞呼吸释放的CO2量。
（4）A点：
只进行无氧呼吸且无氧呼吸强度最大。
（5）B点：
无氧呼吸终止点，氧气浓度再增大，只进行有氧呼吸。
（6）C点：
该点再向右的CE段产生的CO2全部为有氧呼吸产生。
（7）D点：
无氧呼吸与有氧呼吸产生的CO2量相同，但葡萄糖消耗速率不同。
（8）F点：
细胞呼吸产生的CO2总量最小，该点的氧气浓度一般作为储存水果、蔬菜的最佳氧气浓度。
1.（2018·
金太阳全国大联考，5）下列关于细胞代谢的叙述，正确的是（ ）
A.适宜条件下，水稻幼苗叶肉细胞中氧气浓度：
叶绿体>
细胞质基质>
B.一定条件下乳酸菌细胞呼吸产生的[H]可来自水和有机物
C.水稻幼苗在成长的过程中，叶肉细胞中产生ATP最多的场所是线粒体内膜
D.同一细胞中同时存在催化丙酮酸生成乳酸或酒精的酶
解析 乳酸菌只能进行无氧呼吸，不消耗水，即乳酸菌呼吸产生的[H]只能来自有机物，B错误；
水稻幼苗叶肉细胞中产生ATP最多的场所是叶绿体类囊体薄膜，C错误；
同一细胞中不可能同时存在催化丙酮酸生成乳酸或酒精的酶。
海南压轴卷）下列有关细胞呼吸及其原理的应用，错误的是（ ）
B.有氧和无氧时，酵母菌呼吸作用的产物不同
C.皮肤破损较深的患者，应及时到医院注射破伤风抗毒血清
D.选用透气性好的“创可贴”，是为保证人体细胞的有氧呼吸
解析 选用透气性好的“创可贴”，是为了防止伤口处厌氧菌生存和繁殖，D错误。
细胞呼吸相关实验探究
（2018·
衡阳高三模拟）某研究小组利用如图所示装置进行酵母菌细胞呼吸的研究。
图中刻度玻璃管可以用来读取液面的高度（假设水压对气体体积变化的影响忽略不计）。
实验步骤：
a.将10mL酵母菌培养液和10mL加热煮沸后冷却的酵母菌培养液分别加入甲、乙两个烧杯中。
b.将甲、乙两个烧杯分别放入气密性完好的两个气球中，排尽空气后分别向两个气球内注入等量且适量的氧气，扎紧气球保持密闭状态，再分别放入如图实验装置中。
c.两组装置均放入20℃恒温水浴中。
从注水口注入等量的温水，调节刻度玻璃管液面至起始刻度。
d.记录实验结果。
实验分析：
（1）该实验的自变量是________________________________________，因变量是 。
（2）实验刚开始的短时间内，两组装置的刻度玻璃管液面均不发生变化的原因分别是_________________________________________。
（3）一段时间后，装有甲烧杯的装置中刻度玻璃管液面上升，原因是_____________________________________________。
解析 ①由题意知，该实验的自变量是酵母菌培养液是否煮沸，因变量是刻度玻璃管液面高度。
②实验刚开始，甲装置中的酵母菌进行有氧呼吸，消耗氧气与释放的二氧化碳的量相等，气球体积不变，所以刻度玻璃管液面不变化；
乙装置中的酵母菌已经被加热杀死，不进行呼吸作用，所以刻度玻璃管液面也不变化。
③一段时间后，甲装置中的酵母菌进行无氧呼吸，释放二氧化碳，气球体积增大，刻度玻璃管液面上升。
答案
（1）酵母菌培养液是否煮沸 刻度玻璃管液面高度
（2）甲中酵母菌有氧呼吸消耗的O2和产生的CO2相等，气球体积不变；
乙中酵母菌死亡，不能进行细胞呼吸
（3）甲中酵母菌无氧呼吸产生的CO2使气球体积增大
为了探究酵母菌的细胞呼吸类型（假设呼吸底物只有葡萄糖），按装置1所示装配实验材料和用具，若想得到科学的实验结论，还必须设计装置2。
下列相关叙述错误的是（ ）
A.装置2中甲是等量的酵母菌培养液，乙是与NaOH溶液等量的蒸馏水
B.若装置1和2中红色液滴的移动方向相反，则酵母菌同时进行有氧呼吸和无氧呼吸
C.若装置1中红色液滴左移，则细胞质基质和线粒体基质都能产生[H]和ATP
D.降低实验温度，装置中红色液滴移动变慢是由于酵母菌内相关化学反应的活化能降低
解析 实验温度降低，红色液滴移动缓慢，可以理解为酵母菌细胞呼吸减弱，原因主要是温度降低使相关酶活性减弱，而不是相关化学反应的活化能降低，D错误。
易错·
防范清零
[易错清零]
易错点1 误认为细胞中含有大量ATP
点拨 细胞中ATP含量少，但可以通过ADP和ATP的相互转化不断合成ATP，满足生物体的需要。
易错点2 误认为线粒体可“彻底分解葡萄糖”
点拨 真核细胞中葡萄糖的彻底分解离不开线粒体，但线粒体不能直接将葡萄糖氧化分解——只有在细胞质基质中将葡萄糖分解为丙酮酸后，丙酮酸才能在线粒体中被进一步彻底氧化分解为CO2和H2O。
易错点3 误认为无氧呼吸两个阶段都产生ATP
点拨 无氧呼吸过程ATP只产自第一阶段，第二阶段不产生。
易错点4 不明确呼吸熵内涵，误认为所有细胞呼吸熵均≥1
点拨 呼吸熵（RQ）可作为描述细胞呼吸过程中O2供应状态的一种指标；
RQ＝放出的CO2量/吸收的O2量，由于细胞呼吸底物不同，呼吸状况不同，其RQ值也不同；
①若RQ＞1，表明CO2释放量＞O2吸收量，应为无氧呼吸、有氧呼吸并存，且无氧呼吸也产生CO2。
②若RQ＝1，则细胞只进行有氧呼吸或有氧呼吸和产生乳酸的无氧呼吸共存且呼吸底物为葡萄糖。
③若RQ＜1，则细胞中O2吸收量大于CO2释放量，表明此时呼吸底物可能有“脂质”（因脂质氧化分解时耗氧量较大）。
[纠错小练]
北京平谷一模，1）下列关于叶肉细胞内ATP描述正确的是（ ）
A.ATP的结构决定了其在叶肉细胞中不能大量储存
B.光合作用产生的ATP可以为Mg2＋进入叶肉细胞直接提供能量
C.ATP水解失掉两个磷酸基团后，可以作为逆转录的原料
D.葡萄糖分子在线粒体内彻底氧化分解，可以产生大量ATP
解析 ATP中远离A的高能磷酸键容易断裂和生成，故ATP在细胞内的含量很少，A正确；
光合作用光反应产生的ATP只能用于暗反应，B错误；
ATP失去两个磷酸基团后为腺嘌呤核糖核苷酸，可作为转录的原料，C错误；
葡萄糖水解为丙酮酸发生在细胞质基质中，D错误。
山西名校联考，7）如图表示人体细胞有氧呼吸的过程，其中①～③代表有关生理过程发生的场所，甲、乙代表有关物质。
下列相关叙述正确的是（ ）
A.①和③都是线粒体的组成部分
B.②中产生的乙多于①中产生的乙
C.②和③中都能产生ATP，而①中不能
D.若人体细胞缺少O2，则①中会产生酒精
解析 ①代表细胞质基质，②代表线粒体基质，③代表线粒体内膜，甲代表丙酮酸，乙代表[H]。
细胞质基质不是线粒体的组成部分，A错误；
有氧呼吸第二阶段产生的[H]多于第一阶段产生的[H]，B正确；
有氧呼吸的三个阶段都能产生ATP，C错误；
若人体细胞缺少O2，则细胞质基质中会产生乳酸，D错误。
答案 B
3.（2016·
宁夏固原检测）呼吸熵（RQ＝CO2释放量/O2吸收量）可作为描述细胞呼吸过程中O2供应状态的一种指标。
如图表示某植物非绿色器官在不同O2浓度下的O2吸收量和CO2释放量。
根据所给信息，判断下列说法正确的是（ ）
A.C点时，呼吸熵为1，说明该植物器官只进行有氧呼吸
B.该植物器官细胞呼吸过程中可能有非糖物质氧化分解
C.A点时，产生CO2的场所是细胞质基质或线粒体基质
D.B点时，无氧呼吸强度最低，最适合储藏该植物器官
解析 O2的吸收量表示有氧呼吸吸收的量，CO2的释放量表示有氧呼吸和无氧呼吸释放的量。
C点时，呼吸熵为1，C点之后O2吸收量大于CO2释放量，说明消耗的有机物不是糖类，此时不一定只进行有氧呼吸，A错误、B正确；
A点时，植物只进行无氧呼吸，产生CO2的场所是细胞质基质，C错误；
B点时，无氧呼吸强度并非最低，但此时CO2释放量最少，最适合储藏该植物器官，D错误。
课堂小结
思维导图
晨读必背
1.ATP是为细胞生命活动提供能量的直接能源物质。
细胞内ATP与
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