《2015届高三生物一轮复习学案：5.2 细胞的能量“通货”——atp、atp的主要来源——细胞呼吸（人教版必修1）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2015届高三生物一轮复习学案：5.2 细胞的能量“通货”——atp、atp的主要来源——细胞呼吸（人教版必修1）（21页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第第 2 节节 细胞的能量细胞的能量“通货通货”ATP、ATP 的主要来源的主要来源细胞呼吸细胞呼吸【高考目标导航】1、ATP 在能量代谢中的作用2、细胞呼吸3、探究酵母菌的呼吸方式【基础知识梳理】一、细胞的能量“通货”ATP1、ATP 的结构：结构简式：APPP一个 ATP 分子中含有一个腺苷，两个高能磷酸键，三个磷酸基团。2、ATP 的功能：直接给细胞的生命活动提供能量。3、ATP 的利用：ATP 可用于主动运输、生物发电和发光、肌细胞收缩、大脑思考等。4、ATP 与 ADP 的相互转化（1）相互转化关系式（2）合成 ATP 的能量来源动、植物和微生物：细胞呼吸分解有机物所释放的能量。绿色
2、植物：除细胞呼吸所释放的能量外，还包括光合作用吸收、固定的光能。（3）能量去向：用于生物体的各项生命活动。（4）ATP 与 ADP 的相互转化是生物界的共性。二、探究酵母菌细胞呼吸的方式1、酵母菌是一种单细胞真菌，在有氧和无氧条件下都能生存，属于兼性厌氧菌。2、检测 CO2的产生可使澄清石灰水变浑浊，另外使用溴麝香草粉蓝水溶液检测，变化是由蓝变绿再变黄。3、检测酒精的产生可使用橙色的重铬酸钾溶液，其在酸性条件下，与酒精发生化学反应，变成灰绿色。三、细胞呼吸1、细胞呼吸（1）定义：是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他产物，释放出能量并生成 ATP 的过程。（2）类型：有氧呼
3、吸和无氧呼吸。2、有氧呼吸（1）反应式：C6H12O66H2O6O2 6CO212H2O能量。（2）过程：3、无氧呼吸（1）反应式：转化成乳酸的反应式：C6H12O6 2C3H6O3能量。分解成酒精的反应式：C6H12O6 2C2H5OH2CO2能量。（2）过程：第一阶段：与有氧呼吸第一阶段相同。第二阶段：在细胞质基质中完成，产物是酒精和 CO2 或乳酸。4、点拨（1）有氧呼吸三个阶段都产生 ATP，无氧呼吸只在第一阶段产生 ATP。（2）不同生物无氧呼吸产物不同，其原因在于催化反应的酶不同。（3）原核生物无线立体，但有些原核生物仍可进行有氧呼吸。（4）微生物的无氧呼吸也成为发酵，但动植物的无
4、氧呼吸不能称为发酵。【要点名师透析】一、ATP 与 ADP 的相互转化1、ATP 的结构式从简式可看出，ATP 的结构特点可用“一、二、三”来总结，即一个腺苷、两个高能磷酸键、三个磷酸基团。第一阶段第二阶段第三阶段场所细胞质基质线粒体线粒体反应物葡萄糖丙酮酸和水H和氧气生成物丙酮酸、H、ATPCO2、H、ATPH2O、ATP能量少量少量大量2、ATP 的形成途径3、ATP 合成与水解的比较ATP 的合成ATP 的水解反应式ADPPi能量 ATPATP ADPPi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
5、酸键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注：ATP 与 ADP 之间的相互转化过程中，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相同，因此 ATP 和 ADP 的相互转化不是可逆反应。但是物质时可循环利用的。4、ATP 中能量的应用：可以转化成热能、光能、电能、机械能、渗透能等用于生物体的各种生命活动。注意：光合作用产生的 ATP 只能用于其暗反应阶段不能用于其它生命活动。【典例】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
6、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 BC D【解析】安静时肌细胞进行有氧呼吸，而剧烈运动时肌细胞既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸，所以消耗等摩尔的葡萄糖生成的 ATP 的量比安静时少。Na主要维持细胞外液的渗透压，主要存在于细胞外液，若细胞内 Na浓度偏高，为维持 Na浓度的稳定，需经主动运输运到细胞外，此过程消耗 ATP。人是恒温动物，当人在寒冷环境中时，肾上腺素和甲状腺激素分泌增多，代谢增强，细胞产生 ATP 增多。饥饿状态下，ATP 和 ADP 相互转化缓慢，但细胞中 ATP
7、与 ADP 的含量仍处于动态平衡。【答案】B二、细胞呼吸的过程及影响因素1、有氧呼吸和无氧呼吸的过程图解及分析分析：（1）有氧呼吸第一、二阶段产生的H用于第三阶段与 O2结合生成水；无氧呼吸第一阶段产生的H用于第二阶段将丙酮酸还原为 C2H5OH 和 CO2或乳酸（2）有氧呼吸中 H2O 既是反应物，又是生成物，且生成的 H2O 中的氧全部来自 O2。（3）不同生物无氧呼吸的产物不同，是由于催化反应的酶不同。（4）有氧呼吸中各元素的来源和去路2、有氧呼吸与无氧呼吸的比较有氧呼吸无氧呼吸场所细胞质基质和线粒体细胞质基质条件氧气和酶酶产物二氧化碳和水酒精和二氧化碳或乳酸不同点能量大量能量少量能量实
8、质分解有机物，释放能量相同点联系第一阶段的场所及转变过程相同3、影响细胞呼吸的环境因素及应用（1）呼吸速率与温度的关系（如图）：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；低于最适温度时，酶活性下降，细胞呼吸受抑制。应用：生产上常利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）：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；但当 O2浓度达到一定值后，随 O2浓度
9、增大，有氧呼吸不再加强（受呼吸酶数量等因素的影响） 。应用：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，可抑制厌氧病原菌的繁殖。（3）呼吸速率与含水量的关系（如图）：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。（4）呼吸速率与 CO2的关系（如图）在蔬菜、水果保鲜中，增加 CO2浓度（或充入 N2）可抑制细胞呼吸，减少有机物消耗。（5）总结：外部因素在影响呼吸作用时是
10、综合起作用的，有时在其他因素满足的情况下，某一因素成为限制因素。如动物冬眠时呼吸速率低的限制因素是温度，而夏季作物受涝而死亡，其限制因素则是 O2。【典例】稻田长期浸水，会导致水稻幼根变黑腐烂。测得水稻幼根从开始浸水到变黑腐烂时细胞呼吸速率的变化曲线如图。下列叙述正确的是( )A.阶段幼根细胞的有氧呼吸速率和无氧呼吸速率皆降低B.阶段幼根细胞的有氧呼吸速率和无氧呼吸速率皆升高C.阶段幼根因无氧呼吸的特有产物丙酮酸积累过多而变黑腐烂D.从理论上讲，为避免幼根变黑腐烂，稻田宜在阶段前适时排水【解析】水稻幼根刚开始浸水时即阶段时，由于水中氧气的含量降低，有氧呼吸速率降低，有些细胞开始进行无氧呼吸；随
11、着浸泡时间的延长，在阶段时，有氧呼吸越来越弱，而无氧呼吸强度不断增强；到阶段时，由于幼根无氧呼吸产物酒精的积累，使得幼根变黑腐烂，呼吸速率降低。【答案】D三、酵母菌细胞呼吸方式的实验探究1、实验探究过程（1）提出问题：酵母菌使葡萄糖发酵产生酒精是在有氧还是无氧条件下；酵母菌在有氧和无氧条件下细胞呼吸的产物是什么。（2）作出假设：针对上述问题，根据已有的知识和生活经验（如酵母菌可用于酿酒、发面等）作出合理的假设。（3）设计并进行实验配制酵母菌培养液。检测 CO2的产生，装置如图所示。检测酒精的产生：自 A、B 中各取 2mL 滤液分别注入编号为 1、2 的两支试管中分别滴加 0.5mL 溶有 0
12、.1g 重铬酸钾的浓硫酸溶液振荡并观察溶液中的颜色变化。（4）实验现象甲、乙两装置中石灰水都变浑浊，但甲中浑浊程度高且速度快。2 号试管中溶液由橙色变成灰绿色，1 号试管不变色。（5）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
13、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。【典例】如图是一种可测定呼吸速率的密闭系统装置，把三套装置放在隔热且适宜的条件下培养(三装置中种子的质量相等)。下列有关说法正确的是( )A.取适量的幼胚研碎，滴加少量的一种被还原后为白色的试剂，一段时间后试剂颜色变白的原因可能与种子呼吸过程产生的H有关B.当种子中的有机物消耗完毕，温度计读数 tB 最高C.一段时间后，玻璃管中的有色液滴移动的距离 hChB=hAD.A、B 两试管有色液滴右移的速率不一样【解析】细胞呼吸前两个阶段都产生H
14、， H具有还原性；相同质量的小麦和花生种子中，由于花生种子中含脂肪较多，呼吸产生的能量较高，所以当种子中的有机物消耗完毕，温度计读数 tC 最高；一段时间后，玻璃管中的有色液滴移动的距离 hChBhA，原因是脂肪分解消耗的氧气较多，未消毒的种子中有微生物，其呼吸也消耗氧气。【答案】A【感悟高考真题】1、(2011安徽高考)某种蔬菜离体叶片在黑暗中不同温度条件下呼吸速率和乙烯产生量的变化如图所示，t1、t2表示 1030之间的两个不同温度。下列分析正确的是（ ）A.与 t1相比，t2时呼吸速率高峰出现时间推迟且峰值低，不利于叶片贮藏B.与 t2相比，t1时乙烯产生量高峰出现时间提前且峰值高，有利
15、于叶片贮藏C.t1、t2条件下呼吸速率的变化趋势相似，t1t2，t1时不利于叶片贮藏D.t1、t2条件下乙烯产生量的变化趋势相似，t1t2。【答案】C2、 （2011山东高考）某兴趣小组在室温下进行了酵母菌无氧呼吸的探究实验（如图） 。下列分析错误的是()A滴管中冒出气泡是反应产生 CO2的结果B试管中加水的主要目的是制造无氧环境C若试管中的水换成冷水，气泡释放速率下降D被分解的葡萄糖中的能量一部分转移至 ATP，其余的存留在酒精中【解析】A 项，酵母菌无氧呼吸的产物：酒精和 CO2，所以水中气泡为 CO2 。B 项，试管中加水的目的是作为反应的介质和隔绝空气，最主要的是制造无氧环境。C 项，
16、若试管中的水换成冷水，温度下降，酶活性降低，反应速率下降，气泡减少。D 项，被分解的葡萄糖中的能量主要以热能的形式散失，一部分转移至 ATP，其余的存留在酒精中。【答案】D3、(2011海南高考)关于细胞呼吸的叙述，正确的是 （）A种子风干脱水后呼吸强度增强B土壤淹水可导致根系发生无氧呼吸C破伤风杆菌在有氧条件下能大量繁殖 D小麦种子萌发过程中有氧呼吸逐渐减弱【解析】A 项,种子风干脱水后，细胞中自由水的含量降低，代谢缓慢，因此呼吸强度降低，不是增强;B 项,土壤淹水后，土壤中氧气含量降低，根系发生无氧呼吸产生酒精和CO2；C 项,破伤风杆菌是厌氧生物，在有氧条件下不能繁殖;D 项,小麦种子萌发过程中，代谢加快，细胞有氧呼吸逐渐增强，不是减弱。【答案】B4、(2011海南高考)细胞内
