第三單元學案11細胞的能量

1、學案11細胞的能量“通貨”ATP ATP的主要來源細胞呼吸考綱要求1.ATP在能量代謝中的作用()。2.細胞呼吸()。3.探究酵母菌的呼吸方式。一、細胞的能量通貨ATP1ATP的結構和功能(1)結構：ATP是_的英文名稱縮寫，其結構簡式是_，一個ATP分子中含有一個腺苷，三個_，兩個_，ATP分子中大量的化學能儲存在_中。(2)功能：ATP是細胞內的一種_化合物，直接給細胞生命活動提供能量。想到了嗎ATP分子中去掉兩個磷酸基團后形成的物質是什么？是組成哪種化合物的基本單位之一？2ATP與ADP的相互轉化(1)相互轉化的反應式為：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)細胞內絕大多數(shù)需要能量的生命活動都是由_直接提供能量的。(2)細胞的吸能反應一般與_的反應相聯(lián)系，放能反應一般與_的反應相聯(lián)系，即能量通過ATP而轉化。4ATP中能量的應用二、探究酵母菌的呼吸方式1酵母菌是一種單細胞真菌，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)生化學反應，變成_。三、有氧呼吸1反應式：_ 2過程四、無氧呼吸1反應式(1)分解成酒精的反應式為：_ _。

3、(2)轉化成乳酸的反應式為：_ _。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)呼吸作用分階段進行有什么意義？探究點一ATP與ADP的相互轉化1識別ATP結構式中各部分名稱。2完成ATP與ADP的相互轉化表ATP的合成ATP的水解反應式ADPPi能量 ATP_酶_能量來源光能(光合作用)，化學能(細胞呼吸)儲存于_中的能量能量去路儲存于形成的_中用于_反應場所_生物體的需能部位思維拓展ATP與ADP的相互轉化過程中，反應類型、反應所需酶以及能量的來源、去路和反應場所都不完全相同

4、，因此ATP與ADP的相互轉化不是可逆反應，但物質是可循環(huán)利用的。探究示例1 ATP是細胞內的能量“通貨”，下列有關敘述中，不正確的是()AATP可以水解，為細胞提供能量，實際上是指ATP分子中遠離腺苷的高能磷酸鍵的水解B細胞內ATP與ADP相互轉化的能量供應機制是生物界的共性C在ADP與ATP相互轉化的過程中，能量的來源都是光合作用D主動運輸、肌肉收縮、大腦思考的直接能源物質都是ATP聽課記錄：探究點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。原核細胞雖然沒有線粒體，但是也可進行有氧呼吸。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)提取鼠肝細胞的線粒體為實驗材料，向盛有線粒體的試管中注入丙酮酸時，測得氧的消耗量較大；當注入葡萄糖時，測得氧的消耗量較小，同時注入細胞質基質和葡萄糖時，氧消耗量又較大。下列敘述中與實驗結果不符合的是()A有氧呼吸中，線粒體內進行的是第二、三階段B線粒體內能分解丙酮酸，不能分解葡萄糖C葡萄糖只能在細胞質基質內被分解成丙酮酸D水是在細胞質基質中生成的實驗探究

6、探究酵母菌的呼吸方式1實驗原理(1)酵母菌代謝特點：酵母菌是單細胞真菌，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)生化學反應，變成_。2實驗流程實驗結論：酵母菌在有氧和無氧條件下都能進行細胞呼吸。在有氧條件下，酵母菌通過細胞呼吸產(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個錐形瓶，既保證O2的充分供應，又使進入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瓶應封口放置一段時間，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”的實驗裝置圖，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，請在圖中加以改正。(4)D瓶應封口放置一段時間后，再連通E瓶，其原因是_。(5)請寫出連通后D瓶中的反應式_ _。聽課記錄：題組一ATP的相關知識1下列有關ATP的敘述，正確的是()AAT

8、P分子由1個腺嘌呤和3個磷酸基團組成BADP轉化為ATP時，只需要Pi和能量C所有生物體內ADP轉化成ATP所需的能量都來自呼吸作用DATP與ADP在活細胞中無休止地相互轉化2(2011·泰州質檢)在某細胞培養(yǎng)液中加入32P標記的磷酸分子，短時間內分離出細胞中的ATP，發(fā)現(xiàn)其含量變化不大，但部分ATP的末端磷酸基團已帶上放射性標記，該現(xiàn)象能夠說明的是(多選)()AATP中遠離腺苷的磷酸基團容易水解B32P標記的ATP是新合成的CATP是細胞內的直接能源物質D該過程中ATP既有合成又有分解3(2009·上海卷，24)下列關于葉肉細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)生氧化還原反應題組二細胞呼吸4(2010·課標全國卷，2)下列關于呼吸作用的敘述，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在線粒體基質中與氧結合生成水C無氧呼吸不需要O2的參與，該過程最終有H的積累D質量相同時，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，下列有關說法正確的是()A中能量數(shù)值最大的是B代表的物質是氧氣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

10、通入不同濃度的氧氣時，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，只進行無氧呼吸B氧濃度為b時，經(jīng)有氧呼吸產(chǎn)生的CO2為0.6 molC氧濃度為c時，消耗的葡萄糖中有50%用于酒精發(fā)酵D氧濃度為d時，只進行有氧呼吸7(2011·南京調研)呼吸熵(RQ放出的CO2量/吸收的O2量)可用為描述細胞呼吸過程中氧氣供應狀態(tài)的一種指標。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系，以下敘述正確的是()A呼吸熵越大，細胞有氧呼吸越強，無氧呼吸

11、越弱Bb點有氧呼吸強度大于aC為延長水果的保存時間，最好將氧分壓調至c點Dc點以后細胞呼吸強度不隨氧分壓變化而變化題組三應用提升8下列各項應用中，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提倡慢跑等健康運動C稻田定期排水D光下適當增加作物環(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，貯藏時間可以達到45個月之久；哈爾濱等地利用大窯套小窯的辦法，可使黃瓜貯存期達到3個月，這種方法在生物學上稱為“自體保藏法”。下列關于“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脫去兩個磷酸基團后可作為某種遺傳物質基本單位中的一種，其名稱是_。(2)圖中為_，為_的過程，除了主動運輸、肌肉收縮需要這個過程外，再舉兩例說明ATP的利用_。(3)圖示過程中未標出的另一種反應物是_，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胞中主要分布在_。(4)人的骨骼肌細胞中ATP的含量只能維持劇烈運動3s以內的能量供應。牙買加女飛人謝莉一安

13、弗雷澤(如右圖)10秒78獲得北京奧運會100米短跑冠軍，她在這短短十多秒內，肌肉細胞中ATP的相對含量隨時間的變化如下圖所示：bc過程中，ATP含量增加，說明_加強，從整個曲線看，肌細胞中ATP的含量不會降為零，說明_。學案11細胞的能量“通貨”ATPATP的主要來源細胞呼吸課前準備區(qū)一、1.(1)三磷酸腺苷APPP磷酸基團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)細胞呼吸光合作用細胞呼吸3(1)ATP(2)ATP水解ATP合成二、1.兼性厭氧2.溴麝香草酚藍由藍變綠再變黃3重鉻酸鉀灰綠色三、1.C6H12O66O26H2O6CO212H2O能量2細胞質基質

14、葡萄糖丙酮酸HATP少量線粒體基質丙酮酸H2OCO2HATP少量線粒體內膜HO2H2OATP大量四、1.(1)C6H12O62C2H5OH2CO2少量能量(2)C6H12O62C3H6O3少量能量2酒精和CO2或乳酸細胞質基質思考(1)直接原因是催化反應的酶不同，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生命活動細胞質基質、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。探究點二1熱能ATP2C2H5OH2CO2能量6H2O12H2O6CO22O2、酶和適宜的溫度O2酶和適宜的溫度細胞質基質線粒體細胞質基質CO2和H2OCO2、酒精或乳酸徹底完全有機物能量ATP一探究示例2D有氧呼吸的第一步在細胞質基質中進行，第二、三步在線粒體中進行，第三步H與氧氣結合，才有水的生成。 實驗探究1(1)定性細胞呼吸產(chǎn)物酵母菌細胞呼吸的方式(2)澄清的石灰水溴麝香草酚藍溶液酸性灰綠色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溶液使進入B瓶的空氣先經(jīng)過NaOH處理，排除空氣中CO2對實驗結果的干擾(2)澄清石灰水(或溴麝香草酚藍水溶液)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行有氧呼吸，產(chǎn)生CO2和H2O；在無氧條件下進行無氧呼吸，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、免對實驗結果的干擾。(2)C、E瓶用于檢測CO2的產(chǎn)生，可用澄清石灰水(有CO2產(chǎn)生時溶液變混濁)或溴麝香草酚藍水溶液(有CO2產(chǎn)生時溶液顏色由藍變綠再變黃)。(3)D瓶應封口放置一段時間后，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。構建知識網(wǎng)絡有氧呼吸葉綠體、細胞質基質、線粒體有O2，細胞質基質和線粒體無O2，細胞質基質課后練習區(qū)1D逐項分析如下：選項內容指向·聯(lián)系分析AATP由1個腺苷和3個磷酸基團組成，腺苷由1分子腺嘌呤和1分子核糖組成BADP轉化為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的相互轉化時刻不停地在細胞內進行，以保證生命活動的順利進行方法技巧關于ATP的結構特點可用“一、二、三”來總結?！耙弧敝敢粋€ATP分子含一個腺苷，“二”指一個ATP分子含兩個高能磷酸鍵，“三”指一個ATP分子含三個磷酸基團。2ABD本題主要考查了ATP的結構及特性，分析如下：題干中沒有信息支持“ATP是細胞內的直接能源物質”的觀點。實驗鏈接同位素標記法的實驗應用(1)概述：用同位素標記化合物，讓它們一起運動、遷移，再用探測儀器進行追蹤，可以明白化學反應的詳細過程的方法。(2)方法應用：用來研究細胞內的元素或化合物的來源、組成、分

19、布和去向等，進而了解細胞的結構和功能、化學物質的變化、反應機理等。實例如下：標記特征元素，研究物質的結構，如例題中，用32P標記磷酸分子，證明ATP中遠離腺苷的高能磷酸鍵易分解又易合成，進而證明ATP既有合成又有分解。標記特征化合物，探究詳細生理過程，研究生物學原理。如用3H標記亮氨酸，探究分泌蛋白的分泌過程。3D光照下葉綠體是通過光反應產(chǎn)生ATP，不需要O2，線粒體進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選項錯誤；有氧呼吸產(chǎn)生的H是在線粒體內膜上與氧結合生成水的，B選項錯誤；無氧呼吸不需要O2的參與，該過程中并無H的積累，C選項

20、錯誤；脂肪分子中O的含量遠遠少于糖原，而H的含量多于糖原，所以相同質量的脂肪和糖原，脂肪有氧氧化分解時所需要的O2多，放出的能量也多。5D題干以圖解方式呈現(xiàn)有氧呼吸的三個階段，據(jù)圖解可推知分別是三個階段中的能量值，代表H2O，代表O2。A不正確，因為第三階段產(chǎn)生的能量最多；C不正確，因為第一階段是在細胞質基質中完成的。原核生物有的利用細胞膜內側附著的酶結構完成有氧呼吸全過程。6C無氧呼吸時，酵母菌產(chǎn)生的酒精與CO2的摩爾數(shù)相等。氧濃度為b時，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，所有CO2都是無氧呼吸產(chǎn)生的，沒有進行有氧呼吸；氧濃度為c時，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)無氧呼吸反應式可知，0.3 mol葡萄糖用于無氧呼吸，根據(jù)有氧呼吸反應式可知，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，不產(chǎn)生酒精，說明不進行無氧呼吸。規(guī)律方法呼吸作用方式的判斷(1)