第三單元學(xué)案11細(xì)胞的能量

1、學(xué)案11細(xì)胞的能量“通貨”ATP ATP的主要來源細(xì)胞呼吸考綱要求1.ATP在能量代謝中的作用()。2.細(xì)胞呼吸()。3.探究酵母菌的呼吸方式。一、細(xì)胞的能量通貨ATP1ATP的結(jié)構(gòu)和功能(1)結(jié)構(gòu)：ATP是_的英文名稱縮寫，其結(jié)構(gòu)簡式是_，一個(gè)ATP分子中含有一個(gè)腺苷，三個(gè)_，兩個(gè)_，ATP分子中大量的化學(xué)能儲存在_中。(2)功能：ATP是細(xì)胞內(nèi)的一種_化合物，直接給細(xì)胞生命活動提供能量。想到了嗎ATP分子中去掉兩個(gè)磷酸基團(tuán)后形成的物質(zhì)是什么？是組成哪種化合物的基本單位之一？2ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化(1)相互轉(zhuǎn)化的反應(yīng)式為：ADPPi能量ATP。(2)ATP形成的能量來源在動物、人、真菌和

2、大多數(shù)細(xì)菌中，ATP來自于_釋放的能量。綠色植物的_和_都形成ATP。3ATP的利用(1)細(xì)胞內(nèi)絕大多數(shù)需要能量的生命活動都是由_直接提供能量的。(2)細(xì)胞的吸能反應(yīng)一般與_的反應(yīng)相聯(lián)系，放能反應(yīng)一般與_的反應(yīng)相聯(lián)系，即能量通過ATP而轉(zhuǎn)化。4ATP中能量的應(yīng)用二、探究酵母菌的呼吸方式1酵母菌是一種單細(xì)胞真菌，在有氧和無氧條件下都能生存，屬于_菌。2檢測CO2的產(chǎn)生：可使用澄清石灰水或_水溶液，CO2可使后者發(fā)生的顏色變化是_。3檢測酒精的產(chǎn)生：可使用橙色的_溶液，在酸性條件下其與酒精發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，變成_。三、有氧呼吸1反應(yīng)式：_ 2過程四、無氧呼吸1反應(yīng)式(1)分解成酒精的反應(yīng)式為：_ _。

3、(2)轉(zhuǎn)化成乳酸的反應(yīng)式為：_ _。2過程：第一階段與有氧呼吸第一階段完全相同，第二階段的產(chǎn)物是_，其全過程都在_中進(jìn)行。思考(1)不同生物無氧呼吸的產(chǎn)物不同，其直接原因和根本原因分別是什么？(2)呼吸作用分階段進(jìn)行有什么意義？探究點(diǎn)一ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化1識別ATP結(jié)構(gòu)式中各部分名稱。2完成ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化表ATP的合成ATP的水解反應(yīng)式ADPPi能量 ATP_酶_能量來源光能(光合作用)，化學(xué)能(細(xì)胞呼吸)儲存于_中的能量能量去路儲存于形成的_中用于_反應(yīng)場所_生物體的需能部位思維拓展ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化過程中，反應(yīng)類型、反應(yīng)所需酶以及能量的來源、去路和反應(yīng)場所都不完全相同

4、，因此ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化不是可逆反應(yīng)，但物質(zhì)是可循環(huán)利用的。探究示例1 ATP是細(xì)胞內(nèi)的能量“通貨”，下列有關(guān)敘述中，不正確的是()AATP可以水解，為細(xì)胞提供能量，實(shí)際上是指ATP分子中遠(yuǎn)離腺苷的高能磷酸鍵的水解B細(xì)胞內(nèi)ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化的能量供應(yīng)機(jī)制是生物界的共性C在ADP與ATP相互轉(zhuǎn)化的過程中，能量的來源都是光合作用D主動運(yùn)輸、肌肉收縮、大腦思考的直接能源物質(zhì)都是ATP聽課記錄：探究點(diǎn)二有氧呼吸和無氧呼吸的過程分析1完善有氧呼吸和無氧呼吸的過程圖解2有氧呼吸與無氧呼吸的比較思維拓展1有氧呼吸過程中H2O既是反應(yīng)物(第二階段利用)，又是生成物(第三階段生成)，且生成的H2O中的

5、氧全部來源于O2。原核細(xì)胞雖然沒有線粒體，但是也可進(jìn)行有氧呼吸。2有H2O生成一定是有氧呼吸，有CO2生成一定不是乳酸發(fā)酵。3無氧呼吸只釋放少量能量，其余的能量儲存在分解不徹底的氧化產(chǎn)物酒精或乳酸中。探究示例2 (2010·鎮(zhèn)江模擬)提取鼠肝細(xì)胞的線粒體為實(shí)驗(yàn)材料，向盛有線粒體的試管中注入丙酮酸時(shí)，測得氧的消耗量較大；當(dāng)注入葡萄糖時(shí)，測得氧的消耗量較小，同時(shí)注入細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和葡萄糖時(shí)，氧消耗量又較大。下列敘述中與實(shí)驗(yàn)結(jié)果不符合的是()A有氧呼吸中，線粒體內(nèi)進(jìn)行的是第二、三階段B線粒體內(nèi)能分解丙酮酸，不能分解葡萄糖C葡萄糖只能在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)內(nèi)被分解成丙酮酸D水是在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中生成的實(shí)驗(yàn)探究

6、探究酵母菌的呼吸方式1實(shí)驗(yàn)原理(1)酵母菌代謝特點(diǎn)：酵母菌是單細(xì)胞真菌，在有氧和無氧條件下都能生存，可通過_測定酵母菌在有氧和無氧條件下的_來確定_。(2)產(chǎn)物檢測檢測CO2的產(chǎn)生：CO2可使_變混濁，也可使_由藍(lán)變綠再變黃。檢測酒精的產(chǎn)生：橙色的重鉻酸鉀溶液，在_條件下與乙醇(酒精)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，變成_。2實(shí)驗(yàn)流程實(shí)驗(yàn)結(jié)論：酵母菌在有氧和無氧條件下都能進(jìn)行細(xì)胞呼吸。在有氧條件下，酵母菌通過細(xì)胞呼吸產(chǎn)生大量的二氧化碳和水；在無氧條件下，酵母菌通過細(xì)胞呼吸產(chǎn)生酒精，還產(chǎn)生少量的二氧化碳。思維拓展1將裝置(甲)連通橡皮球，讓空氣間斷而持續(xù)地依次通過3個(gè)錐形瓶，既保證O2的充分供應(yīng)，又使進(jìn)入A瓶的空

7、氣先經(jīng)過盛有NaOH溶液的錐形瓶，除去空氣中的CO2，保證第三個(gè)錐形瓶的澄清石灰水變渾濁完全是由于酵母菌有氧呼吸產(chǎn)生的CO2所致。2B瓶應(yīng)封口放置一段時(shí)間，待酵母菌將B瓶中的氧消耗完畢后，再連通盛有澄清石灰水的錐形瓶。探究示例3 下圖為“探究酵母菌的呼吸作用方式”的實(shí)驗(yàn)裝置圖，請據(jù)圖分析：(1)A瓶加入的試劑是_，其目的是_ _。(2)C瓶和E瓶加入的試劑是_，其作用是_。(3)圖中裝置有無錯誤之處，如果有，請?jiān)趫D中加以改正。(4)D瓶應(yīng)封口放置一段時(shí)間后，再連通E瓶，其原因是_。(5)請寫出連通后D瓶中的反應(yīng)式_ _。聽課記錄：題組一ATP的相關(guān)知識1下列有關(guān)ATP的敘述，正確的是()AAT

8、P分子由1個(gè)腺嘌呤和3個(gè)磷酸基團(tuán)組成BADP轉(zhuǎn)化為ATP時(shí)，只需要Pi和能量C所有生物體內(nèi)ADP轉(zhuǎn)化成ATP所需的能量都來自呼吸作用DATP與ADP在活細(xì)胞中無休止地相互轉(zhuǎn)化2(2011·泰州質(zhì)檢)在某細(xì)胞培養(yǎng)液中加入32P標(biāo)記的磷酸分子，短時(shí)間內(nèi)分離出細(xì)胞中的ATP，發(fā)現(xiàn)其含量變化不大，但部分ATP的末端磷酸基團(tuán)已帶上放射性標(biāo)記，該現(xiàn)象能夠說明的是(多選)()AATP中遠(yuǎn)離腺苷的磷酸基團(tuán)容易水解B32P標(biāo)記的ATP是新合成的CATP是細(xì)胞內(nèi)的直接能源物質(zhì)D該過程中ATP既有合成又有分解3(2009·上海卷，24)下列關(guān)于葉肉細(xì)胞能量代謝的敘述中，正確的是()A適宜光照下，

9、葉綠體和線粒體合成ATP都需要O2B只要提供O2，線粒體就能為葉綠體提供O2和ATPC無光條件下，線粒體和葉綠體都產(chǎn)生ATPD葉綠體和線粒體都有ATP合成酶，都能發(fā)生氧化還原反應(yīng)題組二細(xì)胞呼吸4(2010·課標(biāo)全國卷，2)下列關(guān)于呼吸作用的敘述，正確的是()A無氧呼吸的終產(chǎn)物是丙酮酸B有氧呼吸產(chǎn)生的H在線粒體基質(zhì)中與氧結(jié)合生成水C無氧呼吸不需要O2的參與，該過程最終有H的積累D質(zhì)量相同時(shí)，脂肪比糖原有氧氧化釋放的能量多5下圖表示有氧呼吸過程，下列有關(guān)說法正確的是()A中能量數(shù)值最大的是B代表的物質(zhì)是氧氣C產(chǎn)生的場所是線粒體D部分原核生物能完成圖示全過程6一瓶含有酵母菌的葡萄糖溶液，當(dāng)

10、通入不同濃度的氧氣時(shí)，其產(chǎn)生的C2H5OH和CO2的量如下表所示。下列敘述錯誤的是()氧濃度(%)abcd產(chǎn)生CO2的量(mol)0.91.31.53.0產(chǎn)生酒精的量(mol)0.90.70.60A.氧濃度為a時(shí)，只進(jìn)行無氧呼吸B氧濃度為b時(shí)，經(jīng)有氧呼吸產(chǎn)生的CO2為0.6 molC氧濃度為c時(shí)，消耗的葡萄糖中有50%用于酒精發(fā)酵D氧濃度為d時(shí)，只進(jìn)行有氧呼吸7(2011·南京調(diào)研)呼吸熵(RQ放出的CO2量/吸收的O2量)可用為描述細(xì)胞呼吸過程中氧氣供應(yīng)狀態(tài)的一種指標(biāo)。如圖是酵母菌氧化分解葡萄糖過程中氧分壓與呼吸熵的關(guān)系，以下敘述正確的是()A呼吸熵越大，細(xì)胞有氧呼吸越強(qiáng)，無氧呼吸

11、越弱Bb點(diǎn)有氧呼吸強(qiáng)度大于aC為延長水果的保存時(shí)間，最好將氧分壓調(diào)至c點(diǎn)Dc點(diǎn)以后細(xì)胞呼吸強(qiáng)度不隨氧分壓變化而變化題組三應(yīng)用提升8下列各項(xiàng)應(yīng)用中，主要利用無氧呼吸原理的是()A利用葡萄、糧食和酵母菌制酒B提倡慢跑等健康運(yùn)動C稻田定期排水D光下適當(dāng)增加作物環(huán)境中的二氧化碳濃度9四川南充果農(nóng)將廣柑貯藏于密閉的土窯中，貯藏時(shí)間可以達(dá)到45個(gè)月之久；哈爾濱等地利用大窯套小窯的辦法，可使黃瓜貯存期達(dá)到3個(gè)月，這種方法在生物學(xué)上稱為“自體保藏法”。下列關(guān)于“自體保藏法”說法正確的是()A自體保藏法是一種簡便的果蔬貯藏法，但其易受外界環(huán)境的影響B(tài)自體保藏法的原理是依靠果蔬呼吸釋放的二氧化碳抑制自身的呼吸作用

12、C在密閉環(huán)境中，二氧化碳濃度越高，貯藏效果越好D在自體保藏法中如能控溫15，貯藏時(shí)間會更長題 號123456789答 案10.如圖表示ATP水解產(chǎn)生ADP的過程。請回答下列問題：(1)圖中A代表_，P代表_，如果ATP脫去兩個(gè)磷酸基團(tuán)后可作為某種遺傳物質(zhì)基本單位中的一種，其名稱是_。(2)圖中為_，為_的過程，除了主動運(yùn)輸、肌肉收縮需要這個(gè)過程外，再舉兩例說明ATP的利用_。(3)圖示過程中未標(biāo)出的另一種反應(yīng)物是_，催化該過程的酶與催化ATP生成的酶不相同，催化ATP生成的酶在高等植物細(xì)胞中主要分布在_。(4)人的骨骼肌細(xì)胞中ATP的含量只能維持劇烈運(yùn)動3s以內(nèi)的能量供應(yīng)。牙買加女飛人謝莉一安

13、弗雷澤(如右圖)10秒78獲得北京奧運(yùn)會100米短跑冠軍，她在這短短十多秒內(nèi)，肌肉細(xì)胞中ATP的相對含量隨時(shí)間的變化如下圖所示：bc過程中，ATP含量增加，說明_加強(qiáng)，從整個(gè)曲線看，肌細(xì)胞中ATP的含量不會降為零，說明_。學(xué)案11細(xì)胞的能量“通貨”ATPATP的主要來源細(xì)胞呼吸課前準(zhǔn)備區(qū)一、1.(1)三磷酸腺苷APPP磷酸基團(tuán)高能磷酸鍵高能磷酸鍵(2)高能磷酸想到了嗎腺嘌呤核糖核苷酸；RNA。2(2)細(xì)胞呼吸光合作用細(xì)胞呼吸3(1)ATP(2)ATP水解ATP合成二、1.兼性厭氧2.溴麝香草酚藍(lán)由藍(lán)變綠再變黃3重鉻酸鉀灰綠色三、1.C6H12O66O26H2O6CO212H2O能量2細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)

14、葡萄糖丙酮酸HATP少量線粒體基質(zhì)丙酮酸H2OCO2HATP少量線粒體內(nèi)膜HO2H2OATP大量四、1.(1)C6H12O62C2H5OH2CO2少量能量(2)C6H12O62C3H6O3少量能量2酒精和CO2或乳酸細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)思考(1)直接原因是催化反應(yīng)的酶不同，根本原因是控制酶合成的DNA不同。(2)可使能量逐步釋放，對保持生物體的體溫穩(wěn)定有重要意義。課堂活動區(qū)探究點(diǎn)一1高能磷酸鍵腺嘌呤核糖腺苷腺嘌呤核糖核苷酸ADP2ATPADPPi能量ATP合成酶ATP水解酶高能磷酸鍵高能磷酸鍵各項(xiàng)生命活動細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體、葉綠體探究示例1C合成ATP所需的能量，對于植物來說主要來自光合作用和呼吸作用，

15、對于動物來說主要來自呼吸作用。探究點(diǎn)二1熱能ATP2C2H5OH2CO2能量6H2O12H2O6CO22O2、酶和適宜的溫度O2酶和適宜的溫度細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)線粒體細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)CO2和H2OCO2、酒精或乳酸徹底完全有機(jī)物能量ATP一探究示例2D有氧呼吸的第一步在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中進(jìn)行，第二、三步在線粒體中進(jìn)行，第三步H與氧氣結(jié)合，才有水的生成。 實(shí)驗(yàn)探究1(1)定性細(xì)胞呼吸產(chǎn)物酵母菌細(xì)胞呼吸的方式(2)澄清的石灰水溴麝香草酚藍(lán)溶液酸性灰綠色2酵母菌使葡萄糖產(chǎn)生酒精是在有氧還是無氧條件下；酵母菌在有氧和無氧條件下的細(xì)胞呼吸產(chǎn)物是什么酵母菌培養(yǎng)液CO2編號為1、2重鉻酸鉀都變渾濁，且甲中混濁程度高且快多而快橙

16、色變成灰綠色不變色酒精探究示例3(1)NaOH溶液使進(jìn)入B瓶的空氣先經(jīng)過NaOH處理，排除空氣中CO2對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾(2)澄清石灰水(或溴麝香草酚藍(lán)水溶液)檢測CO2的產(chǎn)生(3)如圖所示(4)D瓶封口放置一段時(shí)間后，酵母菌會將瓶中的氧氣消耗完，再連通E瓶，就可以確保通入澄清石灰水(或溴麝香草酚藍(lán)水溶液)的CO2完全是由酵母菌無氧呼吸所產(chǎn)生的(5)C6H12O62C2H5OH2CO2少量能量解析酵母菌在有氧條件下進(jìn)行有氧呼吸，產(chǎn)生CO2和H2O；在無氧條件下進(jìn)行無氧呼吸，產(chǎn)生CO2和酒精。甲、乙裝置分別用于檢測有氧和無氧條件下是否產(chǎn)生CO2。(1)A瓶加入NaOH溶液，可吸收空氣中的CO2，避

17、免對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾。(2)C、E瓶用于檢測CO2的產(chǎn)生，可用澄清石灰水(有CO2產(chǎn)生時(shí)溶液變混濁)或溴麝香草酚藍(lán)水溶液(有CO2產(chǎn)生時(shí)溶液顏色由藍(lán)變綠再變黃)。(3)D瓶應(yīng)封口放置一段時(shí)間后，再連通E瓶，這是為了消耗掉瓶中的O2，創(chuàng)造無氧環(huán)境。(4)酵母菌在無氧條件下的呼吸產(chǎn)物是酒精和CO2。構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò)有氧呼吸葉綠體、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體有O2，細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體無O2，細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)課后練習(xí)區(qū)1D逐項(xiàng)分析如下：選項(xiàng)內(nèi)容指向·聯(lián)系分析AATP由1個(gè)腺苷和3個(gè)磷酸基團(tuán)組成，腺苷由1分子腺嘌呤和1分子核糖組成BADP轉(zhuǎn)化為ATP除需要Pi和能量外，還需酶的催化C絕大多數(shù)生物體內(nèi)ATP中的能量

18、來自呼吸作用，綠色植物還可以通過光合作用合成ATPDATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化時(shí)刻不停地在細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行，以保證生命活動的順利進(jìn)行方法技巧關(guān)于ATP的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可用“一、二、三”來總結(jié)。“一”指一個(gè)ATP分子含一個(gè)腺苷，“二”指一個(gè)ATP分子含兩個(gè)高能磷酸鍵，“三”指一個(gè)ATP分子含三個(gè)磷酸基團(tuán)。2ABD本題主要考查了ATP的結(jié)構(gòu)及特性，分析如下：題干中沒有信息支持“ATP是細(xì)胞內(nèi)的直接能源物質(zhì)”的觀點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)鏈接同位素標(biāo)記法的實(shí)驗(yàn)應(yīng)用(1)概述：用同位素標(biāo)記化合物，讓它們一起運(yùn)動、遷移，再用探測儀器進(jìn)行追蹤，可以明白化學(xué)反應(yīng)的詳細(xì)過程的方法。(2)方法應(yīng)用：用來研究細(xì)胞內(nèi)的元素或化合物的來源、組成、分

19、布和去向等，進(jìn)而了解細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能、化學(xué)物質(zhì)的變化、反應(yīng)機(jī)理等。實(shí)例如下：標(biāo)記特征元素，研究物質(zhì)的結(jié)構(gòu)，如例題中，用32P標(biāo)記磷酸分子，證明ATP中遠(yuǎn)離腺苷的高能磷酸鍵易分解又易合成，進(jìn)而證明ATP既有合成又有分解。標(biāo)記特征化合物，探究詳細(xì)生理過程，研究生物學(xué)原理。如用3H標(biāo)記亮氨酸，探究分泌蛋白的分泌過程。3D光照下葉綠體是通過光反應(yīng)產(chǎn)生ATP，不需要O2，線粒體進(jìn)行有氧呼吸需要丙酮酸和O2。4D丙酮酸是呼吸作用的中間產(chǎn)物，無氧呼吸的終產(chǎn)物為酒精和二氧化碳或乳酸，A選項(xiàng)錯誤；有氧呼吸產(chǎn)生的H是在線粒體內(nèi)膜上與氧結(jié)合生成水的，B選項(xiàng)錯誤；無氧呼吸不需要O2的參與，該過程中并無H的積累，C選項(xiàng)

20、錯誤；脂肪分子中O的含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于糖原，而H的含量多于糖原，所以相同質(zhì)量的脂肪和糖原，脂肪有氧氧化分解時(shí)所需要的O2多，放出的能量也多。5D題干以圖解方式呈現(xiàn)有氧呼吸的三個(gè)階段，據(jù)圖解可推知分別是三個(gè)階段中的能量值，代表H2O，代表O2。A不正確，因?yàn)榈谌A段產(chǎn)生的能量最多；C不正確，因?yàn)榈谝浑A段是在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中完成的。原核生物有的利用細(xì)胞膜內(nèi)側(cè)附著的酶結(jié)構(gòu)完成有氧呼吸全過程。6C無氧呼吸時(shí)，酵母菌產(chǎn)生的酒精與CO2的摩爾數(shù)相等。氧濃度為b時(shí)，共產(chǎn)生CO2 1.3 mol，其中無氧呼吸產(chǎn)生0.7 mol，則有氧呼吸產(chǎn)生0.6 mol；a濃度時(shí)，所有CO2都是無氧呼吸產(chǎn)生的，沒有進(jìn)行有氧呼吸；氧濃度為c時(shí)，產(chǎn)生酒精0.6 mol，則無氧呼吸放出的CO2為0.6 mol，而CO2釋放總量為1.5 mol，因此有氧呼吸放出的CO2為0.9 mol，根據(jù)無氧呼吸反應(yīng)式可知，0.3 mol葡萄糖用于無氧呼吸，根據(jù)有氧呼吸反應(yīng)式可知，有氧呼吸消耗葡萄糖量為0.15 mol，則酒精發(fā)酵所占比例為×100%67%；d濃度時(shí)，不產(chǎn)生酒精，說明不進(jìn)行無氧呼吸。規(guī)律方法呼吸作用方式的判斷(1)