第三单元 第10讲.docx

1、第三单元 第10讲第10讲细胞的能量“通货”ATP ATP的主要来源细胞呼吸考纲要求1.ATP在能量代谢中的作用(B)。2.细胞呼吸及其原理的应用(B)。3.实验：探究酵母菌的呼吸方式。一、细胞的能量“通货”ATP1 写出ATP的结构简式和简式中A、P所代表的含义。(1)结构简式：APPP。(2)A：腺苷；P：磷酸基团。2 图中是高能磷酸键，其中远离A的高能磷酸键易形成和断裂。3 图中为高能磷酸键水解释放能量的过程，其作用是为各项生命活动提供能量。4 写出ATP与ADP相互转化的反应式：ATPADPPi能量。5 ATP的来源(1)动物和人：呼吸作用。(2)绿色植物：呼吸作用和光合作用。判一判1

2、 ATP、ADP、叶绿体、线粒体、核糖体等物质和结构中一定含核糖，而酶中一定不含核糖 ()提示只要有RNA的地方就有核糖，有少数酶的化学本质为RNA。2 根尖分生区产生ATP的细胞结构只有线粒体 ()提示还有细胞质基质。3 叶绿体产生ATP必需有光，线粒体产生ATP必需有氧 ()4 有光条件下只有叶绿体能产生ATP，有氧条件下只有线粒体能产生ATP ()二、细胞呼吸的方式1 有氧呼吸(1)过程(2)反应式：C6H12O66H2O6O26CO212H2O能量。2 无氧呼吸(1)场所：细胞质基质。(2)条件：无氧和多种酶。(3)生成物：酒精和二氧化碳或乳酸。(4)反应式产物为酒精：C6H12O62

3、C2H5OH2CO2少量能量。产物为乳酸：C6H12O62C3H6O3少量能量。判一判1 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 ()提示无氧呼吸也是呼吸作用，其本质也是氧化分解释放能量。2 水果贮藏在完全无氧的环境中，可将损失减小到最低程度 ()提示低氧环境中消耗有机物最少，并不是完全无氧环境下。3 有氧呼吸的酶存在于细胞质基质、线粒体内膜、线粒体基质中 ()提示有氧呼吸包括三个阶段，分别在细胞质基质和线粒体两个场所中进行。4 人体剧烈运动时，CO2/O21，即CO2既可在线粒体又可在细胞质基质中产生 ()提示人体无氧呼吸产生乳酸，无CO2产生，即CO2只能通过有氧呼吸在线粒体

4、中产生，故CO2/O21。5 无氧呼吸对生物体都有害 ()6 有水产生的细胞呼吸一定是有氧呼吸 ()考点一ATP的结构与作用1 完善ATP的结构图示(1)由结构图示可知组成元素有C、H、O、N、P。(2)由结构图示可看出，ATP的结构特点可概括为“一、二、三”，即一个腺苷、两个高能磷酸键、三个磷酸基团。2 ATP的形成途径3 ATP与ADP的相互转化易错警示对ATP和ADP之间的相互转化是不可逆反应的分析(1)反应条件不同：ATP分解是一种水解反应，催化该反应的酶属于水解酶；而ATP合成是一种合成反应，催化该反应的酶属于合成酶。(2)能量来源不同：ATP水解释放的能量是储存在高能磷酸键内的化学

5、能，供代谢消耗， 这个能量不能再反过来用于合成ATP，而合成ATP的能量主要有化学能和太阳能。(3)反应场所不同：ATP合成的场所是细胞质基质、线粒体和叶绿体，而ATP分解的场所较多，凡是生命活动需要能量的地方都有ATP的分解。1 某同学对细胞内的葡萄糖、脂肪、ATP进行了如下总结，你认为不合理的是 ()A葡萄糖是生命的燃料BATP分子中含有的化学能比葡萄糖的多C脂肪的氧化分解能生成ATP，脂肪的合成需消耗ATPDATP在细胞内含量很少，但细胞内ATP和ADP之间的转化很迅速答案B解析葡萄糖是细胞呼吸最常利用的物质，有生命的燃料之称。1 mol葡萄糖彻底氧化分解释放的能量为2 870 kJ。A

6、TP中高能磷酸键水解时释放的能量多达30.54 kJ/mol，故1 mol ATP分子含有的化学能小于30.54391.62 kJ。脂肪作为主要储能物质，氧化分解释放的能量，部分用于合成ATP，部分以热能的形式散失掉；脂肪属于生物大分子，在合成时需消耗ATP。细胞内ATP和ADP之间的转化很迅速，保证了细胞持续的能量供应。2 下列有关ATP的叙述，不正确的是 ()A人体成熟的红细胞在O2充足时也只能通过无氧呼吸产生ATPB在平静和剧烈运动状态，细胞内ATP的含量都能保持动态平衡CATP是生命活动的直接能源物质，其中两个高能磷酸键都易断裂、易形成DATP中的“A”与构成RNA中的碱基“A”表示的

7、不是同一种物质答案C解析ATP是生命活动的直接能源物质，ATP中有两个高能磷酸键，但只有远离A的那个高能磷酸键易断裂、易形成。1 ATP与DNA、RNA、核苷酸的联系ATP与DNA、RNA、核苷酸的结构中都含有“A”，但在不同物质中表示的含义不同，如图：(1)ATP中的A为腺苷，由腺嘌呤和核糖组成；(2)DNA分子中的A为腺嘌呤脱氧核苷酸，由一分子腺嘌呤、一分子脱氧核糖和一分子磷酸组成；(3)RNA分子中的A为腺嘌呤核糖核苷酸，由一分子腺嘌呤、一分子核糖和一分子磷酸组成；(4)核苷酸中的A为腺嘌呤。可见，它们的共同点是都含有腺嘌呤。2 生物体内的能源物质分类分类内容主要能源物质糖类(提供70%

8、左右的能量)直接能源物质ATP最终能源太阳能储能物质脂肪、淀粉(植物)、糖原(动物)主要储能物质脂肪一般不供能的能源物质蛋白质考点二分析比较有氧呼吸与无氧呼吸的过程1 完善细胞呼吸的过程图解2 在有氧呼吸总反应式中标出氧元素的来源和去路3 比较有氧呼吸和无氧呼吸项目有氧呼吸无氧呼吸不同点场所细胞质基质和线粒体细胞质基质条件需O2、酶不需O2、需酶产物CO2、H2O酒精和CO2或乳酸能量大量少量特点有机物彻底分解，能量完全释放有机物没有彻底分解，能量没有完全释放相同点联系葡萄糖分解为丙酮酸阶段完全相同实质分解有机物，释放能量，合成ATP意义为生物体的各项生命活动提供能量易错警示有关细胞呼吸的4个

9、易错点：(1)有H2O生成的一定是有氧呼吸，有CO2生成的一定不是乳酸发酵。(2)不同生物无氧呼吸的产物不同，其直接原因在于催化反应的酶不同，根本原因在于控制酶合成的基因不同。(3)无氧呼吸只释放少量能量，其余能量储存在分解不彻底的氧化产物酒精或乳酸中。(4)水稻等植物长期水淹后烂根的原因是无氧呼吸产生的酒精对细胞有毒害作用。玉米种子烂胚的原因是无氧呼吸产生的乳酸对细胞有毒害作用。3 将含酵母菌的葡萄糖溶液均分为4份，分别置于甲、乙、丙、丁四种条件下培养，测得CO2和O2体积变化的相对值如图。下列叙述正确的是 ()A甲条件下，细胞呼吸的产物除CO2外，还有乳酸B乙条件下，有氧呼吸比无氧呼吸消耗

10、的葡萄糖多C丙条件下，细胞呼吸产生的ATP最少D丁条件下，产物中的CO2全部来自线粒体答案D解析据O2与CO2的比例4 有一瓶酵母菌和葡萄糖的混合培养液，当通入不同浓度的氧气时，其产生的酒精和CO2的量如下表所示：氧浓度(%)abcd产生CO2的量30 mol9 mol12.5 mol15 mol产生酒精的量0 mol9 mol6.5 mol6 mol下列叙述错误的是 ()A氧浓度为a时只进行有氧呼吸Bb值对应的氧浓度为零C氧浓度为c时，经有氧呼吸产生的CO2为6 molD氧浓度为d时，有1/3的葡萄糖用于酒精发酵答案D解析根据表格信息，结合有氧呼吸和无氧呼吸的反应式可判断：在氧浓度为a时酵母

11、菌只进行有氧呼吸，b时只进行无氧呼吸，c、d时既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸。氧浓度为d时有氧呼吸产生CO2的量为1569(mol)，消耗葡萄糖1.5 mol，无氧呼吸产生CO2的量为6 mol，消耗葡萄糖3 mol，故有2/3的葡萄糖用于酒精发酵。细胞呼吸类型的判断在以C6H12O6为呼吸底物的情况下，CO2释放量和O2消耗量是判断细胞呼吸类型的重要依据，总结如下：1无CO2释放时，细胞只进行产生乳酸的无氧呼吸，此种情况下，容器内气体体积不发生变化，如马铃薯块茎的无氧呼吸。2不消耗O2，但产生CO2，细胞只进行产生酒精的无氧呼吸，此种情况下容器内气体体积增大，如酵母菌的无氧呼吸。3当CO2释放

12、量等于O2消耗量时，细胞只进行有氧呼吸，此种情况下，容器内气体体积不变化，但若将CO2吸收，可引起气体体积减小。4当CO2释放量大于O2消耗量时，细胞同时进行产生酒精的无氧呼吸和有氧呼吸，如酵母菌在不同O2浓度下的细胞呼吸，此种情况下，判断哪种呼吸方式占优势，可分析如下：(1)若，有氧呼吸和无氧呼吸消耗葡萄糖的速率相等。(2)若，无氧呼吸消耗葡萄糖的速率大于有氧呼吸，无氧呼吸占优势。(3)若，有氧呼吸消耗葡萄糖的速率大于无氧呼吸，有氧呼吸占优势。考点三聚焦细胞呼吸的环境因素及应用1 温度(1)曲线模型：如右图。(2)模型解读：温度通过影响与细胞呼吸有关酶的活性来影响呼吸速率。最适温度时，细胞呼

13、吸最强。超过最适温度时，呼吸酶活性降低，甚至变性失活，细胞呼吸受抑制。低于最适温度呼吸酶活性下降，细胞呼吸受抑制。(3)应用：低温下贮存蔬菜水果。温室栽培中增大昼夜温差(降低夜间温度)，以减少夜间呼吸消耗有机物。2 O2浓度(1)曲线模型：如右图。(2)模型解读O2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。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)。(3)应用：贮藏水果、蔬菜、种子时，降低O2浓度，以减少有机物消耗，但不能无O2，否则产生酒精过多，导致腐烂。3 含水量(1)曲线模型：如右图。(2)模型解读：在一定范

14、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。当含水量过多时，呼吸速率减慢，甚至死亡。(3)应用：作物栽培中，合理灌溉。4 CO2浓度(1)曲线模型：如右图。(2)模型解读：CO2是细胞呼吸的产物，对细胞呼吸具有抑制作用。(3)应用：在蔬菜、水果保鲜中，增加CO2浓度(或充入N2)可抑制细胞呼吸，减少有机物的消耗。易错警示细胞呼吸原理在生产生活中的6点应用举例(1)“创可贴”包扎伤口，为伤口创造疏松透气的环境，从而防止厌氧菌繁殖。(2)工业发酵罐酿酒，先通气让酵母菌进行有氧呼吸大量繁殖，后密封让酵母菌进行无氧呼吸产生酒精。(3)稻田需要定期排水，促进根细胞有氧呼吸，防止无氧呼吸

15、产生的酒精毒害细胞。(4)作物栽培需中耕松土，防止土壤板结，促进根细胞有氧呼吸，保证能量供应，促进矿质元素的吸收。(5)粮食种子保存：零上低温、低氧、干燥；果蔬贮藏：零上低温、低氧、中等湿度。(6)提倡慢跑，防止无氧呼吸产生乳酸使肌肉酸胀。5 如图表示光照、贮藏温度对番茄果实呼吸强度变化的影响。下列有关叙述中，不正确的是(多选) ()A番茄果实细胞产生CO2的场所只有线粒体B光照对番茄果实呼吸的抑制作用8 时比15 时更强C低温、黑暗条件下更有利于贮存番茄果实D贮藏温度下降时果实呼吸减弱，可能与细胞内酶活性降低有关答案AC解析番茄果实细胞有氧呼吸和无氧呼吸均可产生二氧化碳，有氧呼吸第二阶段在线

16、粒体中产生二氧化碳，无氧呼吸在细胞质基质中产生二氧化碳，A项错误。计算“8 时光照条件下呼吸强度比黑暗条件下呼吸强度的减少量占黑暗条件下呼吸强度的百分比”与“15 光照条件下呼吸强度比黑暗条件下呼吸强度的减少量占黑暗条件下呼吸强度的百分比”，进行比较可知，B项正确。图示信息表明，光照条件下细胞呼吸比黑暗条件下细胞呼吸弱，所以光照条件下更有利于果实的贮存，C项错误。温度降低会使与呼吸作用有关的酶的活性降低，细胞呼吸减弱，D项正确。技法提炼蔬菜、水果与种子储藏条件的区别蔬菜和水果应放置在零上低温、湿度适中、低氧的条件下，而种子应储藏在零上低温、干燥、低氧条件下，其目的都是降低呼吸作用，减少有机物的

17、消耗，但由于水果和蔬菜本身的特点需要一定的湿度才能保持新鲜度，故造成它们在储藏条件上的差异。实验六探究酵母菌细胞呼吸的方式1 实验原理(1)酵母菌在有氧和无氧的条件下都能生存，属于兼性厌氧菌。酵母菌进行有氧呼吸能产生大量的CO2，在进行无氧呼吸时能产生酒精和CO2。(2)CO2可使澄清的石灰水变混浊，也可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄，根据石灰水混浊程度或溴麝香草酚蓝水溶液变成黄色的时间长短，可以检测酵母菌培养液中CO2的产生情况。(3)橙色的重铬酸钾溶液，在酸性条件下可与乙醇发生化学反应，变成灰绿色。2 实验流程思考(1)通入A瓶的空气中不能含有CO2的原因是什么？(2)B瓶应封口放置一

18、段时间后再连通盛有澄清石灰水锥形瓶的原因是什么？提示(1)通入A瓶的空气中不能含有CO2，以保证使第三个锥形瓶中的澄清石灰水变混浊完全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瓶中的氧气消耗完，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶，确保通入澄清石灰水中的CO2是由无氧呼吸产生的。6 不考虑大气压强、温度等变化的影响，从下面装置中挑选装置进行实验，探究某生物的细胞呼吸方式，写出预期结果及结论。本题的实验目的是探究某生物的细胞呼吸方式，因此要设置两套细胞呼吸装置。两套细胞呼吸装置中的单一变量是NaOH溶液与蒸馏水，其他所有项目应该一致。加蒸馏水的装置内气压的变化是由CO

19、2与O2共同决定的，因此选装置一和装置二。预期结果和结论分别是：(1)若装置一着色液左移，装置二着色液不动，则表明该生物只进行有氧呼吸；(2)若装置一着色液不动，装置二着色液右移，则表明该生物只进行无氧呼吸；(3)若装置一着色液左移，装置二着色液右移，则表明该生物同时进行有氧呼吸和无氧呼吸。(1)有同学认为装置三也是必要的，你认为有必要吗？_。(2)若实验时装置一和装置二中的着色液均左移，呼吸底物还只是葡萄糖吗？_。答案(1)没有必要(2)不只是葡萄糖选用下面对照装置，可以根据红色液滴移动方向来探究细胞的呼吸类型。1 实验材料分析(1)装置一、二中试剂的作用：NaOH溶液吸收CO2，清水作为对

20、照。(2)在利用葡萄糖作为能源物质的条件下，有氧呼吸气体体积不变，无氧呼吸气体体积增加。2 实验结果分析装置一装置二结果红色液滴左移红色液滴不动只进行有氧呼吸红色液滴不动红色液滴右移只进行无氧呼吸红色液滴左移红色液滴右移既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸序号错因分析正确答案序号错因分析正确答案概念区分不清细胞质基质对小麦种子无氧呼吸的产物分辨不清酒精没有根据图示作答过程没有答到问题的实质在相关酶的作用下尽可能的将能量转移到ATP中表述不到位增大吸收CO2的面积没有审清“因物理因素引起的气体体积变化”将甲、乙两装置中萌发的小麦种子换成等量的煮沸杀死的小麦种子分不清“或”、“和”的含义有氧呼吸和无氧呼吸

21、题组一ATP的相关知识1 (2008广东卷，4)关于叶肉细胞在光照条件下产生ATP的描述，正确的是 ()A无氧条件下，光合作用是细胞ATP的唯一来源B有氧条件下，线粒体、叶绿体和细胞质基质都能产生ATPC线粒体和叶绿体合成ATP都依赖氧D细胞质中消耗的ATP均来源于线粒体和叶绿体答案B解析叶肉细胞在光照条件下，叶绿体可通过光反应产生ATP，在有氧条件下，细胞质基质、线粒体可通过呼吸作用产生ATP，因此选B；C中叶绿体内合成ATP不需要氧；D中叶绿体产生的ATP用于自身暗反应，不用于其他生命活动需要。2 (2008天津理综，6)下列有关ATP的叙述，正确的是 ()人长时间剧烈运动时，骨骼肌细胞中

22、每摩尔葡萄糖生成ATP的量与安静时相等若细胞内Na浓度偏高，为维持Na浓度的稳定，细胞消耗ATP的量增加人在寒冷时，肾上腺素和甲状腺激素分泌增多，细胞产生ATP的量增加人在饥饿时，细胞中ATP与ADP的含量难以达到动态平衡A B C D答案B解析Na进出细胞一般为主动运输，消耗能量；在体温调节中，肾上腺素和甲状腺激素是协同作用，都可以通过促进新陈代谢而达到增加产热的作用。题组二细胞呼吸的过程及类型3 判断正误(1)无氧呼吸的终产物是丙酮酸(2010课标全国卷，2A) ()(2)有氧呼吸产生的H在线粒体基质中与氧结合生成水(2010课标全国卷，2B)()(3)无氧呼吸不需要O2的参与，该过程最终

23、有H的积累(2010课标全国卷，2C)()(4)细胞呼吸必须在酶的催化下进行(2009全国理综，1A) ()(5)人体硬骨组织细胞也进行呼吸(2009全国理综，1B) ()(6)酵母菌可以进行有氧呼吸和无氧呼吸(2009全国理综，1C) ()(7)破伤风杆菌在有氧条件下能大量繁殖(2011海南，3C) ()(8)小麦种子萌发过程中有氧呼吸逐渐减弱(2011海南，3D) ()4 (2012江苏卷，23)下图表示细胞呼吸作用的过程，其中13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(多选) ()A1和3都具有双层生物膜B1和2所含酶的种类不同C2和3都能产生大量ATPD甲

24、、乙分别代表丙酮酸、H答案BD解析分析有氧呼吸过程可知：在细胞质基质中完成有氧呼吸第一阶段，将葡萄糖分解为丙酮酸、H，并产生少量ATP，所以1为细胞质基质，甲为丙酮酸；在线粒体基质中完成有氧呼吸第二阶段，将丙酮酸和水分解为CO2、H，并产生少量ATP，所以2为线粒体基质，乙为H；在线粒体内膜上完成有氧呼吸第三阶段，H与O2反应生成H2O，同时产生大量ATP，所以3为线粒体内膜。1代表的细胞质基质无生物膜，A项错误；细胞质基质和线粒体基质中所含酶的种类不同，进行的化学反应也不同，B项正确；2线粒体基质中不能产生大量ATP，C项错误；据上述分析可知甲为丙酮酸，乙为H，D项正确。题组三细胞呼吸的影响

25、因素及应用5 (2009江苏卷，11)某小组为研究脱气对酵母菌在培养初期产气量的影响，进行了甲、乙2组实验，实验装置如图所示，除图中实验处理不同外，其余条件相同。一段时间内产生CO2总量的变化趋势是 ()答案C解析据图知，甲脱气培养，酵母菌只进行无氧呼吸；乙不脱气培养，酵母菌进行有氧呼吸，产生的CO2总量多于甲。此实验为培养初期阶段，所以CO2总量一直呈快速上升趋势。6 (2009广东卷，4)利用地窖贮藏种子、果蔬在我国历史悠久。地窖中的CO2浓度较高，有利于 ()A降低呼吸强度 B降低水分吸收C促进果实成熟 D促进光合作用答案A解析地窖中O2浓度低，CO2浓度高，抑制植物的有氧呼吸，降低有机

26、物的消耗，有利于种子、果蔬的储存。题组四与细胞呼吸有关的实验探究7 (2009福建理综，26)如图表示的是测定保温桶内温度变化的实验装置。某研究小组以该装置探究酵母菌在不同条件下呼吸作用的情况。材料用具：保温桶(500 mL)、温度计、活性干酵母、质量浓度为0.1 g/mL的葡萄糖溶液、棉花、石蜡油。实验假设：酵母菌在有氧条件下呼吸作用比无氧条件下呼吸作用放出的热量更多。(1)取A、B两装置设计实验如下，请补充下表中内容：装置方法步骤一方法步骤二方法步骤三A加入240 mL的葡萄糖溶液加入10 g活性干酵母_B加入240 mL煮沸后冷却的葡萄糖溶液_加入石蜡油，铺满液面(2)B装置葡萄糖溶液煮

27、沸的主要目的是_，这是控制实验的_变量。(3)要测定B装置因呼吸作用引起的温度变化量，还需要增加一个C装置。请写出C装置的实验步骤：装置方法步骤一方法步骤二方法步骤三C_加入石蜡油，铺满液面(4)实验预期：在适宜条件下实验，30分钟后记录实验结果，若A、B、C装置在温度大小关系是_(用“”表示)，则假设成立。答案(1)不加入石蜡油加入10 g活性干酵母(2)除去氧气自(3)加入240 mL煮沸后冷却的葡萄糖溶液不加入活性干酵母(4)ABC解析(1)结合表中相关内容，根据实验设计的对照原则和单一变量原则，可以确定处为“不加入石蜡油”，处为“加入10 g活性干酵母”。(2)B装置葡萄糖溶液煮沸的主

28、要目的是除去氧气，以控制实验的自变量。(3)要测定B装置内因呼吸作用引起的温度变化量，还需要增加一个C装置，因为应设计成空白对照，即处为“加入240 mL煮沸后冷却的葡萄糖溶液”，处为“不加入活性干酵母”。因为酵母菌在有氧条件下呼吸作用比无氧条件下呼吸作用放出热量多，因此，A、B、C装置的温度大小关系是ABC。【组题说明】考点题号错题统计错因分析ATP相关知识1、2细胞呼吸的过程及类型3、4、5、9、10影响细胞呼吸的因素及相关计算6、7、11、13实验与探究8、12、14、15一、单项选择题1 下列关于细胞生命活动过程中ATP、ADP的说法，不正确的是 ()A细胞内蛋白质的合成总与ATP的水解反应相关联BATP是高能化合物，其分子中有三个高能磷酸键C细胞内有机物氧化分解时总是伴随有ATP的合成D细胞呼吸过程中产生大量ATP的阶段需要O2参与答案B解析蛋白质的合成是一个耗能过程，需要ATP水解提供能量；ATP分子中含有两个高能磷酸键；细胞内有机物氧