生物一轮复习 第三单元 细胞的能量供应和利用 第8讲 ATP及其主要来源细胞呼吸学案 新人教版.docx

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生物一轮复习第三单元细胞的能量供应和利用第8讲ATP及其主要来源细胞呼吸学案新人教版

第8讲　ATP及其主要来源——细胞呼吸

考点1　ATP的结构和功能

1．ATP的结构和功能

2．ATP和ADP的相互转化过程比较

3．ATP产生量与O2供给量之间的关系模型分析

解读：

（必修1P90“思考与讨论”改编）如果把糖类和脂肪比作大额支票，ATP则相当于现金。

这种比喻的道理是___________________________________________________________。

答案：

糖类和脂肪分子中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

【真题例证·体验】

（2019·高考天津卷）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

解析：

选B。

唾液淀粉酶可以在体外适宜条件下水解淀粉，但体外环境中无ATP存在，说明该反应不需要ATP水解提供能量，A不符合题意；生长素的极性运输为消耗能量的主动运输过程，即需要ATP水解提供能量，B符合题意；光反应阶段水的光解不需要ATP水解提供能量，C不符合题意；乳酸菌无氧呼吸第二阶段不需要ATP，也不产生ATP，D不符合题意。

【考法纵览·诊断】

（1）叶绿体的类囊体膜上存在催化ATP合成的酶

[2018·全国卷Ⅰ，T1A]（√）

（2）成熟个体中的细胞增殖过程不需要消耗能量

[2018·全国卷Ⅲ，T2A]（×）

（3）淀粉水解成葡萄糖时伴随有ATP的生成

[2017·海南卷，T5A]（×）

（4）ATP能在神经元线粒体的内膜上产生，神经细胞兴奋后恢复为静息状态消耗ATP

[2016·全国卷Ⅰ，T4A、D]（√）

（5）含有2个高能磷酸键的ATP是DNA的基本组成单位之一

[2016·海南卷，T11A]（×）

（6）DNA与ATP中所含元素的种类相同

[2015·全国卷Ⅰ，T1A]（√）

（7）活细胞内ATP与ADP的转化只能单向进行

[2014·四川卷，T1D]（×）

【长句应答·特训】

回答下列关于ATP的功能与动、植物细胞代谢的问题：

（1）植物细胞可以通过____________________________形成ATP，而动物细胞只能通过________形成ATP。

（2）ATP水解释放的能量可用于主动运输、________、________、________、大脑思考等。

（3）ATP的形成和水解与水有什么关系？

________________________________________________________________________。

（4）人体内ATP的含量很少，但在剧烈运动时，每分钟约有0.5kg的ATP转化为ADP，以供运动之需，但人体内ATP总含量并没有太大变化，请分析原因：

________________________________________________________________________。

（5）植物、动物、细菌和真菌的细胞内，都以ATP作为能量“通货”，由此说明了________________________________________________________________。

答案：

（1）光合作用和细胞呼吸　细胞呼吸

（2）发光发电　肌肉收缩　物质合成

（3）ATP的形成过程中有水生成，而ATP的水解过程需要消耗水

（4）ATP与ADP时刻不停地发生快速相互转化，并且处于动态平衡之中

（5）生物界具有统一性，也说明种类繁多的生物有着共同的起源

ATP的结构和功能

生命观念

1．（2020·福建三明期末）下图为ATP的结构示意图，①③表示组成ATP的物质或基团，②④表示化学键。

下列有关叙述正确的是（　　）

A．①表示鸟嘌呤

B．放能反应一般与②的断裂相联系

C．在ATP与ADP的相互转化中③可重复利用

D．若化学键④断裂，则左边的化合物是ADP

解析：

选C。

图中①是腺嘌呤，②和④是高能磷酸键，③是磷酸基团，A错误；吸能反应一般与高能磷酸键的断裂相联系，B错误；在ATP与ADP的相互转化中，物质是可逆的，只是能量不可逆，③磷酸基团可重复利用，C正确；若化学键④断裂，则左边的化合物是AMP，D错误。

2．（2020·山西太原高三模拟）ATP是细胞内的能量“通货”，下列有关叙述不正确的是（　　）

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分子是由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：

选C。

ATP中远离腺苷（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。

化合物

结构简式

“A”的含义

共同点

ATP

腺苷（由腺嘌呤和核糖组成）

所有“A”的共同点是都含有腺嘌呤

DNA

腺嘌呤脱氧核苷酸

RNA

腺嘌呤核糖核苷酸

核苷酸

腺嘌呤

ATP的转化和应用

科学思维

3．（不定项）（2020·山东潍坊期中）细胞内的化学反应伴随着能量的变化。

下列相关叙述错误的是（　　）

A．加入呼吸抑制剂可使细胞中ATP生成减少，ADP生成增加

B．光合作用暗反应过程中有机物的合成需要ATP水解提供能量

C．有机物氧化分解释放能量并储存在ATP中，因此属于吸能反应

D．ATP水解释放的能量不能用于维持人体体温的相对稳定

答案：

CD

4．（不定项）ATP、GTP、CTP和UTP是细胞内四种高能磷酸化合物，它们的结构只是碱基的不同，下列叙述错误的是（　　）

A．CTP中“C”是由胞嘧啶和脱氧核糖构成的

B．1分子GTP彻底水解可得到3种小分子物质

C．ATP的合成常伴随着细胞内的放能反应

D．UTP断裂三个高能磷酸键是构成RNA的基本单位之一

解析：

选AD。

CTP中“C”是由胞嘧啶和核糖构成的，A错误；1分子GTP彻底水解可得到3种小分子物质，即鸟嘌呤、核糖和磷酸，B正确；细胞的吸能反应常伴随着ATP的水解，放能反应总是与ATP的合成相关联，C正确；UTP断裂两个高能磷酸键后是尿嘧啶核糖核苷酸，是构成RNA的基本单位之一，D错误。

考点2　细胞呼吸的方式与过程

1．探究酵母菌细胞呼吸的方式

（1）实验原理

①酵母菌的代谢类型

②产物检测原理

产物

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

酸性条件下橙色的重铬酸钾溶液

橙色→灰绿色

（2）实验步骤

2．有氧呼吸

（1）过程图解

（2）有氧呼吸的总反应式

C6H12O6＋6O2＋6H2O

6CO2＋12H2O＋能量。

3．无氧呼吸

（1）过程图解

（2）不同生物无氧呼吸的产物

（3）产物不同的原因

①直接原因：

酶不同；

②根本原因：

基因不同或基因的选择性表达。

1．（必修1P93小字改编）肌质体是怎样组成的？

有什么意义？

答案：

肌质体是肌细胞内由大量变形的线粒体组成的，其有利于肌细胞的能量供应。

2．（必修1P94“相关信息”改编）细胞呼吸产生的[H]指的是什么？

答案：

由氧化型辅酶Ⅰ（NAD＋）转化成的还原型辅酶Ⅰ（NADH）。

3．（必修1P94内容改编）无氧呼吸两个阶段都释放能量吗？

答案：

不是。

只有第一阶段释放能量。

【真题例证·体验】

（2019·高考全国卷Ⅱ）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

C．马铃薯块茎细胞无氧呼吸产生丙酮酸的过程不能生成ATP

D．马铃薯块茎储藏库中氧气浓度的升高会增加酸味的产生

解析：

选B。

马铃薯块茎细胞无氧呼吸的产物是乳酸，葡萄糖是细胞呼吸的原料而不是产物，A项错误；在马铃薯块茎细胞无氧呼吸的第一阶段，葡萄糖分解成丙酮酸，第二阶段在相应酶的催化下，丙酮酸转化为乳酸，B项正确；在马铃薯块茎细胞无氧呼吸的第一阶段，1分子葡萄糖分解成2分子丙酮酸，并且释放出少量能量，C项错误；一般来说，氧气浓度的升高会抑制细胞的无氧呼吸，故马铃薯块茎储藏库中氧气浓度的升高不会增加酸味的产生，D项错误。

【考法纵览·诊断】

（1）植物在黑暗中可进行有氧呼吸也可进行无氧呼吸

[2018·全国卷Ⅲ，T5A]（√）

（2）细胞质基质中的丙酮酸可以转化成酒精，出现这种情况的原因是在缺氧条件下进行无氧呼吸

[2017·全国卷Ⅱ，T29节选]（√）

（3）若细胞既不吸收O2也不放出CO2，说明细胞已停止无氧呼吸

[2017·海南卷，T7B]（×）

（4）肺炎双球菌无线粒体，但能进行有氧呼吸

[2013·全国卷Ⅱ，T3A]（√）

（5）有氧和无氧时，酵母菌呼吸作用产物不同

[2013·全国卷Ⅱ，T3D]（√）

【长句应答·特训】

据图分析有氧呼吸和无氧呼吸的过程，回答下列问题：

（1）反应①②③④中，必须在有氧条件下进行的是________，可在人体细胞中进行的是____________（填序号）。

（2）粮食储藏过程中有时会发生粮堆湿度增大的现象，其原因是_________________。

（3）不同生物无氧呼吸的产物不同，其直接原因是________________________，根本原因是___________________。

（4）如果是以脂肪为底物进行有氧呼吸，消耗O2的量要大于产生CO2的量，其原因是_______________________________________________。

（5）与有机物在生物体外燃烧相比，有氧呼吸的特点是________________________。

答案：

（1）②　①②④

（2）种子在有氧呼吸过程中产生了水

（3）催化反应的酶不同　基因不同（或基因的选择性表达）

（4）与葡萄糖相比，脂肪含H量高，因此有氧呼吸消耗O2的量大于产生CO2的量

（5）在温和的条件下进行的；有机物中的能量是逐步释放的；一部分能量储存在ATP中

1．细胞呼吸中[H]（NADH）和ATP的来源和去路

物质

来源

去路

[H]

（NADH）

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

2.细胞呼吸反应式中各物质间量的比例关系

（1）有氧呼吸：

C6H12O6∶O2∶CO2＝1∶6∶6。

（2）无氧呼吸：

C6H12O6∶CO2∶C2H5OH＝1∶2∶2或

C6H12O6∶C3H6O3＝1∶2。

（3）消耗等量的葡萄糖时需要的O2和产生的CO2的物质的量：

有氧呼吸需要的O2∶有氧呼吸和无氧呼吸产生的CO2之和＝3∶4。

（4）产生等量的CO2时消耗的葡萄糖的物质的量：

无氧呼吸∶有氧呼吸＝3∶1。

3．判断细胞呼吸方式的三大依据

4．实验法判断生物组织