非常讲练测高三生物一轮复习 第二课时 ATP和细胞呼吸精品学案 新人教版.docx
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非常讲练测高三生物一轮复习第二课时ATP和细胞呼吸精品学案新人教版
第二课时ATP和细胞呼吸
课本回归
一、ATP的结构、功能和利用
1．结构：
ATP是三磷酸腺苷英文名称的缩写，分子结构的简式是______________________，“A”代表________，“P”代表________基团。
“～”代表________。
2．功能：
生物体细胞的________物质。
3．利用：
ATP水解释放的能量用于________、________和生物电、肌肉收缩等。
二、ATP与ADP的相互转化
1．反应向右：
能量来自储存在ATP分子中________的高能磷酸键的化学能。
2．反应向左：
能量来自________分解有机物所释放的能量。
植物还可来自________中吸收的光能。
3．酶1是ATP水解的酶，酶2是促进ATP合成的酶。
三、细胞呼吸
1．有氧呼吸
（1）反应式：
_________________________________。
（2）过程
第一阶段
第二阶段
第三阶段
场所
________
________
________
反应物
葡萄糖
________
________
生成物
____________、ATP
________、ATP
________、ATP
能量
少量
少量
大量
2.无氧呼吸
（1）反应式
①分解成酒精的反应式为：
________________。
②转化成乳酸的反应式为：
_____________________。
（2）过程：
第一阶段与有氧呼吸第一阶段________。
第二阶段的产物是________或________。
其全过程都在________中进行。
四、探究酵母菌细胞呼吸的方式
1．原理
酵母菌在有氧和无氧条件下都能生存，属于________菌。
2．条件设置
（1）有氧条件：
向培养瓶中通入经NaOH吸收________的空气。
（2）无氧条件：
将培养瓶________一段时间。
3．结果检测
（1）检测CO2的产生
①CO2可使澄清的石灰水变________，以________程度表示产生CO2的多少。
②CO2可使溴麝香草酚蓝水溶液由________________。
（2）检测酒精的产生：
可使用橙色的________溶液，其在________条件下与酒精发生化学反应，变成________。
答案：
一、1.A—P～P～P 腺苷 磷酸 高能磷酸键 2.直接能源 3.主动运输 神经传导
二、1.远离A 2.细胞呼吸 光合作用
三、1.
（1）C6H12O6＋6O2＋6H2O6CO2＋12H2O＋能量
（2）细胞质基质 线粒体基质 线粒体内膜 丙酮酸、H2O [H]、O2 丙酮酸、[H] CO2、[H] H2O
2．
（1）C6H12O6
2C2H5OH＋2CO2＋少量能量 C6H12O6
2C3H6O3＋少量能量
（2）完全相同 酒精和CO2 乳酸 细胞质基质
四、1.兼性厌氧 2.
（1）CO2
（2）静置 3.
（1）浑浊 浑浊 蓝变绿再变黄
（2）重铬酸钾 酸性 灰绿色
1．ATP的形成途径
2．ATP与ADP的相互转化
ATP的合成
ATP的水解
反应式
ADP＋Pi＋能量ATP
ATPADP＋Pi＋能量
所需酶
ATP合成酶
ATP水解酶
能量来源
光能（光合作用），化学能（细胞呼吸）
储存在高能磷酸键中的能量
能量去路
储存于形成的高能磷酸键中
用于各项生命活动
反应场所
细胞质基质、线粒体、叶绿体
生物体的需能部位
由上表可看出，ATP与ADP的相互转化过程中，反应类型、反应所需酶以及能量的来源、去路和反应场所都不完全相同，因此ATP和ADP的相互转化不是可逆反应。
但物质是可循环利用的。
3．与能量有关的知识归纳
（1）主要能源物质——糖类
（2）能源物质——糖类、脂肪、蛋白质
（3）主要储能物质——脂肪
（4）直接能源物质——ATP
（5）根本能源——光能
1．实验探究过程
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，酵母菌通过细胞呼吸产生大量的二氧化碳和水；在无氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生酒精，还产生少量的二氧化碳
2．实验中的关键步骤
（1）将装置（甲）连通橡皮球，让空气间断而持续地依次通过3个锥形瓶，既保证O2的充分供应，又使进入A瓶的空气先经过NaOH的锥形瓶，洗除空气中的CO2，保证第三个锥形瓶的澄清石灰水变浑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。
1．有氧呼吸和无氧呼吸的过程图解
2．过程分析
（1）无氧呼吸的第二阶段是第一阶段产生的[H]将丙酮酸还原为C2H5OH和CO2或乳酸的过程。
（2）有氧呼吸中H2O既是反应物，又是生成物，且H2O中的氧全部来自于O2。
（3）有氧呼吸的三个阶段共同的产物是ATP，无氧呼吸只在第一阶段产生ATP。
1．ATP产生速率与O2供给量之间的关系
（1）A点表示在无氧条件下，细胞可通过进行无氧呼吸分解有机物，产生少量ATP。
（2）AB段表示随O2供应量增多，有氧呼吸明显加强，通过有氧呼吸分解有机物释放的能量增多，ATP的产生速率随之增加。
（3）BC段表示O2供应量超过一定范围后，ATP的产生速率不再加快，此时的限制因素可能是酶、ADP、磷酸等。
2．酵母菌细胞呼吸类型的判断
（1）若只产生CO2，不消耗O2，则只进行无氧呼吸（图中A点）。
（2）若产生CO2的物质的量比吸收O2的物质的量多，则两种呼吸同时存在（图中AC段）。
（3）若产生CO2的物质的量与吸收O2的物质的量相等，则只进行有氧呼吸（图中C点以后）。
（4）B点表示无氧呼吸与有氧呼吸速率相等（用CO2释放量表示），此时CO2的总释放量最低。
D点表示O2浓度超过一定值（10%）以上时，无氧呼吸消失，细胞只进行有氧呼吸。
3．影响细胞呼吸的环境因素及其在实践中的应用
（1）呼吸速率与温度的关系（如图）
①最适温度时，细胞呼吸最强，超过最适温度呼吸酶活性降低，甚至变性失活，细胞呼吸受抑制；低于最适温度酶活性下降，细胞呼吸受抑制。
②生产上常用这一原理在低温下贮存蔬菜、水果，在大棚蔬菜的栽培过程中夜间适当降温，降低细胞呼吸，减少有机物的消耗，提高产量。
（2）呼吸速率与O2浓度的关系（如图）
①O2浓度低时，无氧呼吸占优势；随O2浓度增大，无氧呼吸逐渐被抑制，有氧呼吸不断加强；但当O2浓度达到一定值后，随O2浓度增大，有氧呼吸不再加强（受呼吸酶数量等因素的影响）。
②生产上常利用适当降低氧气浓度等能够抑制细胞呼吸、减少有机物消耗的原理来延长蔬菜、水果的保鲜时间，中耕松土增加根的有氧呼吸；在医疗上选用透气的消毒纱布或松软的“创可贴”包扎伤口，可抑制厌氧型病原菌的繁殖。
（3）呼吸速率与含水量的关系（如图）
①在一定范围内，细胞呼吸速率随含水量的增加而加快，随含水量的减少而减慢。
②在作物种子储藏时，将种子风干，以减弱细胞呼吸，减少有机物的消耗。
例一（2010·石家庄模拟）ATP是细胞内的能量“通货”。
下列有关叙述中，不正确的是（ ）
A．ATP可以水解，为细胞提供能量，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．在ADP和ATP相互转化的过程中，能量的来源都是光合作用
D．主动运输、肌肉收缩、大脑思考的直接能源物质都是ATP
解析：
合成ATP所需的能量来源对于植物来说是光合作用和呼吸作用，对于动物来说只能是呼吸作用。
答案：
C
以下对生物体ATP的有关叙述中，正确的是一项是（ ）
A．ATP与ADP相互转化，在活细胞中其循环是永无休止的
B．ATP与ADP是同一种物质的两种形态
C．生物体内的ATP含量很多，从而保证了生命活动所需能量的持续供应
D．ATP与ADP的相互转化使生物体内的各项反应能在常温常压下快速顺利地进行
答案：
A
解析：
ATP与ADP不是同一种物质。
生物体内的ATP含量很少，ATP与ADP的相互转化保证了ATP源源不断的供应。
生物体内的各项反应能在常温常压下快速顺利地进行是酶催化作用的结果。
例二下列有关呼吸作用的叙述中，错误的是（ ）
A．蛔虫进行无氧呼吸
B．哺乳动物的红细胞只能进行无氧呼吸
C．长跑时，人体产生的CO2是有氧呼吸和无氧呼吸的共同产物
D．发酵和无氧呼吸并不是同一概念
解析：
各种生物在长期的进化过程中，其呼吸作用方式也与生存环境产生了适应。
蛔虫由于生活在人的消化道内，消化道内缺氧，故只能进行无氧呼吸；哺乳动物成熟的红细胞由于无细胞器，也只能进行无氧呼吸；高等动物的无氧呼吸产物是乳酸，不产生酒精无CO2生成；无氧呼吸对于微生物习惯上叫发酵，对于高等动物叫糖酵解，对于植物就叫无氧呼吸，但在工业发酵中，发酵的概念得到扩充，也可指代有氧发酵。
答案：
C
（2010·上海生物）下图为线粒体的结构示意图，其中不可能发生的反应是（ ）
A．②处发生三羧酸循环B．①处产生ATP
C．②处产生二碳化合物D．③处发生H＋与O2的结合反应
答案：
B
解析：
①为线粒体内外膜的间隙，不产生ATP。
②为线粒体完成有氧呼吸第二阶段，发生三羧酸循环，产生二碳化合物。
③为线粒体内膜，完成有氧呼吸第三阶段，[H]与O2结合成水，释放大量能量。
例三下图表示某植物的非绿色器官在氧浓度为a、b、c、d时，CO2释放量和O2吸收量的变化。
下列相关叙述正确的是（ ）
A．氧浓度为a时，最适于贮藏该植物器官
B．氧浓度为b时，无氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸的5倍
C．氧浓度为c时，无氧呼吸最弱
D．氧浓度为d时，无氧呼吸的强度与有氧呼吸相等
解析：
本题以柱状图的形式考查不同氧浓度下植物器官有氧呼吸和无氧呼吸的情况。
解题关键是分析清楚不同氧浓度下，无氧呼吸与有氧呼吸的状况。
以CO2释放量相对值计，a浓度：
氧吸收为0，只有无氧呼吸；b浓度：
有氧呼吸为3，无氧呼吸为5；c浓度：
有氧呼吸为4，无氧呼吸为2；d浓度：
有氧呼吸为7，无氧呼吸为0。
由此判断，c浓度最适于储藏；b浓度无氧呼吸消耗葡萄糖为2.5，是有氧呼吸（0.5）的5倍；d点无氧呼吸最弱，为0。
答案：
B
土豆在纯空气中储存了一周，然后在纯氮气中储存一周，最后又置于纯空气中储存一周，在试验中测定释放的CO2，最后绘制成下图，在第三周产生和释放的CO2，可能来自（ ）
A．乙醇 B．乙醛
C．乳酸D．[H]
答案：
C
解析：
从第二周开始在纯氮气中储存，土豆只能进行无氧呼吸产生乳酸，CO2停止释放。
第三周又置于纯空气中，前一周积累的乳酸也被氧化，所以在第三周产生和释放的CO2来自乳酸和葡萄糖的分解。
1．ATP转化为ADP可表示如下，式中X代表（ ）
A．H2OB．[H]C．PD．Pi
答案：
D
解析：
ATP水解生成ADP和磷酸（Pi）并释放能量。
2．有氧呼吸的过程中，能生成大量ATP的时间是（ ）
A．葡萄糖分解为丙酮酸时
B．丙酮酸彻底分解为CO2和氢时
C．丙酮酸分解成CO2和酒精时
D．葡萄糖分解的氢和丙酮酸分解的氢结合氧生成水时
答案：
D
解析：
本题易错选B。
在有氧呼吸过程中，随着有机物逐步分解，贮存的能量也被逐步释放，有氧呼吸的三个阶段中，由葡萄糖分解成丙酮酸和丙酮酸彻底分解成CO2和氢时，都只生成了少量的ATP，而在第三阶段，前两步产生的氢被传递给氧，与之结合生成水的过程会产生大量ATP。
3．有氧呼吸与无氧呼吸的相同点是（ ）
①都在线粒体中进行 ②都需要酶 ③都需要氧 ④都产生ATP ⑤都经过生成丙酮酸的反应
A．①②⑤B．②④③
C．②③⑤D．②④⑤
答案：
D
解析：
生物体在任何化学反应中都需要酶的催化；有氧呼吸与无氧呼吸的第一阶段都是在细胞质基质中进行，且都产生丙酮酸；有氧呼吸、无氧呼吸的实质相同，都是分解有机物、释放能量、形成ATP的过程。
4．ATP中的化学能储存于（ ）
A．腺苷内
B．磷酸基内
C．腺苷和磷酸基连接的键内
D．普通磷酸键和高能磷酸键内
答案：
D
解析：
本题易错选B。
因为ATP结构式A—P～P～P中，“—”代表普通磷酸键，“～”代表高能磷酸键，化学能量储存在普通磷酸键和高能磷酸键中，但主要储存于高能磷酸键中
5．将等量且足量的苹果果肉分别放在O2浓度不同的密闭容器中，1小时后测定O2的吸收量和CO2的释放量，结果如下表：
O2浓度变化量
0
1%
2%
3%
5%
7%
10%
15%
20%
25%
O2的吸收量/mol
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.8
CO2的释放量/mol
1
0.8
0.6
0.5
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.8
下列有关叙述中正确的是（ ）
A．苹果果肉细胞在O2浓度为0～3%和5%～25%时，分别进行无氧呼吸和有氧呼吸
B．贮藏苹果时，应选择O2浓度为5%的适宜环境条件
C．O2浓度越高，苹果果肉细胞有氧呼吸越旺盛，产生的ATP越多
D．苹果果肉细胞进行无氧呼吸时，产生乳酸和二氧化碳
答案：
B
解析：
O2浓度大于等于5%时，O2的吸收量与CO2的释放量相等，说明此时苹果果肉细胞只进行有氧呼吸；O2的浓度为0～3%时，果肉细胞中有氧呼吸与无氧呼吸并存；O2浓度为20%和25%时，苹果果肉细胞有氧呼吸强度相等；苹果果肉细胞进行无氧呼吸时，产生酒精和二氧化碳。
6．在活细胞中，下图循环过程永不停止地进行着，请运用所学知识，分析回答下面ATP与ADP循环中的有关问题：
（1）ATP作为生物体生命活动的________物质，其分子结构简式为________，在②过程中，是由于______________键的断裂而释放出能量。
（2）在绿色植物的根细胞内，与①相应的生理活动主要是在细胞内的________中进行的。
（3）A1和A2分别起什么作用？
二者相同吗？
（4）①中能量E1的来源有哪些？
②中能量E2的去向有哪些？
答案：
（1）直接能源 A—P～P～P 远离腺苷的高能磷酸
（2）线粒体
（3）A1起催化作用，催化ATP的水解，是水解酶，A2起催化作用，催化ATP的合成，是合成酶。
二者不相同。
（4）植物细胞中E1中能量来自于色素吸收转化的光能和糖类等有机物分解释放的能量，E2的去向是用于生物体的各项生物活动。
如根对矿质元素的吸收等。
动物细胞中E1中的能量来自于糖类等有机物分解释放的能量，E2的去向是用于生物体的各项生命活动，如动物个体的活动等。
解析：
ATP是生命活动的直接能源物质，ATP在水解时远离腺苷的那个高能磷酸键断裂。
ATP的水解和合成分别由水解酶和合成酶催化。
植物根细胞产生ATP的部位主要是线粒体。
在光合作用的光反应阶段和呼吸作用的过程中ADP转化为ATP，所需的能量分别来自色素吸收转化的光能和糖类等有机物分解释放的能量，ATP水解后，能量转化为其他各种形式的能量，用于生物的各项生命活动。
主要有化学能、机械能、电能、渗透能等。
7．（2010·平顶山模拟）对于“ATPADP＋Pi＋能量”的叙述，不正确的是（ ）
A．上述过程中，存在着能量的释放与储存
B．该过程保证了生命活动的顺利进行
C．所有生物细胞内ADP转化为ATP所需的能量只来自呼吸作用
D．该反应无休止地在活细胞中进行
答案：
C
解析：
本题易错选B。
考查ATP与ADP相互转化的知识，若反应向右进行，ATP水解，释放能量；若反应向左进行，ADP转化为ATP，所需能量，对于动物和人来说，主要来自呼吸作用，对于绿色植物来说，除来自呼吸作用之外，还来自光合作用。
易误选B，生命活动必须需要能量。
故正确答案为C。
8．制作啤酒的工艺流程实际上是应用酵母菌的细胞呼吸，将小麦和酵母菌放入发酵罐，之后进行怎样处理方能制造出大量的啤酒（ ）
A．马上密闭，保持30～40℃的温度
B．一直通风，不密闭，保持30～40℃
C．先通风后密闭，保持60℃以上
D．先通风后密闭，保持30～40℃
答案：
D
解析：
将酵母菌放入发酵罐以后，先通风，此时酵母菌进行有氧呼吸，代谢旺盛，酵母菌进行出芽生殖而大量繁殖，待酵母菌数量相当多时再密闭，利用酵母菌发酵原理，用小麦发酵产生酒精。
30～40℃温度范围内，酵母菌酶的活性最高。
9．下列关于细胞内合成ATP的叙述中，不正确的是（ ）
A．酵母菌在有氧和无氧条件下，细胞质基质中都能形成ATP
B．线粒体中有机物分解释放的能量都用于合成ATP
C．在有光条件下，叶绿体中才能合成ATP
D．ATP是细胞生命活动的直接能源物质
答案：
B
解析：
有氧呼吸的第一阶段在细胞质基质中进行，也能合成ATP；线粒体中有机物分解释放的能量部分合成ATP，部分以热能形式释放出去；光反应合成ATP的过程必须在有光条件下才能进行。
10．（2010·聊城模拟）关于真核细胞呼吸正确的说法是（ ）
A．无氧呼吸是不需氧的呼吸，因而其底物分解不属于氧化反应
B．水果贮藏在完全无氧的环境中，可将损失减小到最低程度
C．无氧呼吸的酶存在于细胞质基质和线粒体
D．有氧呼吸的酶存在于细胞质基质、线粒体内膜、线粒体基质
答案：
D
解析：
无氧呼吸是在缺氧环境中有机物氧化分解的过程，无氧呼吸第一阶段的脱氢过程就是有机物被氧化的过程。
水果的贮存需要的环境是低温、低氧和低湿环境，低温、低氧是为了抑制无氧呼吸和有氧呼吸，减少有机物的消耗。
若贮藏在完全无氧的环境中，无氧呼吸将会加强，产生大量酒精，既大量消耗了有机物，又增加了水果中酒精的含量，降低了水果的品质和质量。
无氧呼吸的酶存在于细胞质基质中，有氧呼吸的酶存在于细胞质基质和线粒体内膜和基质中。
11．（2010·福州模拟）下图为一项实验装置，用以测定种子萌发时密闭容器中气体容积的变化。
每隔一段时间，即调节臂X与臂Y管内的液面至同一水平，并通过刻度尺量出气体容积。
容积变化与时间之间关系如下图所示。
（1）每次测量气体容积前要调整液面至同一水平的目的是_________________。
（2）在6h内气体容积变化的主要原因是_______________。
（3）在种子始终保持活力的情况下，曲线在10h以后仍保持稳定，原因是__________________________________。
（4）有人认为该实验不严密，请你对该实验进行改进，改进的方法是________________________________，
改进后的实验结果若X、Y臂内液面不在同一水平面上，可能的原因是_____________________________。
（5）如果采用带叶的幼苗来代替萌发的种子做上述实验，要对试管进行的处理是________，其目的是_______________。
答案：
（1）X、Y管内的液面保持一致，确保测定的数值精确性
（2）种子有氧呼吸消耗O2，产生CO2被KOH吸收
（3）此时种子进行无氧呼吸，产生CO2被KOH吸收
（4）增加对照实验，把萌发的种子改为等量的已死亡的种子，其余处理方法不变 由于温度等引起气体膨胀
（5）遮光 使该植物只进行呼吸作用
解析：
由题意可知，该实验装置用以测定种子萌发时密闭容器中气体容积的变化。
由于种子进行呼吸作用产生的CO2会被KOH吸收，在不考虑外界环境变化的情况下，密闭容器中气体容积的变化完全是由于氧气的消耗而引起的。
随着实验的进行，氧气被消耗完毕，此时种子进行无氧呼吸，密闭容器中气体容积不再发生变化。
为避免由于温度等外界环境因素引起气体膨胀而影响实验结果的准确性，应增加对照实验，即把萌发的种子改为等量的已死亡的种子，其余处理方法不变。
12．（2010·全国理综）下列关于呼吸作用的叙述，正确的是（ ）
A．无氧呼吸的终产物是丙酮酸
B．有氧呼吸产生的[H]在线粒体基质中与氧结合生成水
C．无氧呼吸不需要O2的参与，该过程最终有[H]的积累
D．质量相同时，脂肪比糖原有氧氧化释放的能量多
答案：
D
解析：
无氧呼吸的终产物是酒精和二氧化碳或者是乳酸，而丙酮酸是无氧呼吸和有氧呼吸第一阶段的共同产物；有氧呼吸产生的[H]在线粒体内膜上与氧结合生成水；无氧呼吸不需要O2的参与，该过程中产生的[H]最终进到酒精或乳酸中，没有积累；质量相同时，脂肪比糖原有氧呼吸释放的能量多，产生的水多，消耗的O2也多，这与脂肪中H与O的比值较高有关。
13．（2010·上海生物）下图是酵母菌发酵实验示意图，其中X、Y、Z分别代表（ ）
A．石蜡油、CO2、蓝色
B．石蜡油、O2、黄色
C．菜油、O2、蓝色
D．菜油、CO2、黄色
答案：
D
解析：
酵母菌发酵实验过程中，可在发酵液表面滴加油滴形成油膜来造成无氧环境；CO2通入BTB试剂（溴麝香草酚蓝溶液）后，水溶液的颜色由蓝变绿再变黄，故选项D符合题意。
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