ATP與細(xì)胞呼吸一輪復(fù)習(xí)

ATP與細(xì)胞呼吸

2021/5/91糖類(lèi)、脂肪等有機(jī)物ＡＴＰ能量≈≈ATP－－細(xì)胞能量的“通貨”2021/5/92考點(diǎn)三：ATP基礎(chǔ)：1、組成元素？2、中文名稱(chēng)？各字母代表的含義？3、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式？（注意三個(gè)化學(xué)鍵?。?、化學(xué)性質(zhì)？哪個(gè)鍵最易斷裂？那兩個(gè)化學(xué)鍵一定條件下能斷裂嗎？5、作用？6、細(xì)胞內(nèi)含量？與ADP間轉(zhuǎn)化速率？7、形成ATP的途徑？相關(guān)結(jié)構(gòu)？2021/5/93ATP三磷酸腺苷全稱(chēng)ATP腺苷三個(gè)磷酸基團(tuán)（高能磷酸化合物）一：什么是ATP？2021/5/94一、ATP的結(jié)構(gòu)腺嘌呤核糖磷酸磷酸磷酸務(wù)實(shí)基礎(chǔ)：考點(diǎn)一：ATP的結(jié)構(gòu)和轉(zhuǎn)化組成元素：C、H、O、N、P2021/5/95由結(jié)構(gòu)式可看出，ATP的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可用“一、二、三”來(lái)總結(jié)，即一個(gè)腺苷、兩個(gè)高能磷酸鍵、三個(gè)磷酸基團(tuán)。PPP～～A（腺嘌呤）高能磷酸鍵（磷酸基團(tuán)）腺苷（核糖）A

P

P

P～～A：腺苷(腺嘌呤+核糖)P：磷酸基團(tuán)～：高能磷酸鍵元素：C、H、O、N、P30.54KJ/mol遠(yuǎn)離A的高能磷酸鍵容易生成，伴隨能量?jī)?chǔ)存、容易斷裂，伴隨能量的釋放。2021/5/965、ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化遠(yuǎn)離A的斷裂：遠(yuǎn)離A的生成：ATPPi+ADP+能量酶ATPPi+ADP+能量酶（1）過(guò)程（2）特點(diǎn)細(xì)胞內(nèi)的ATP含量極少，轉(zhuǎn)化十分迅速（3）意義：為生物體內(nèi)部提供穩(wěn)定的供能環(huán)境2021/5/97ADP+動(dòng)物、人、大多數(shù)細(xì)菌、真菌等綠色植物細(xì)胞呼吸細(xì)胞呼吸光合作用酶能量+Pi資料：對(duì)于動(dòng)物、人、真菌和大多數(shù)細(xì)菌來(lái)說(shuō)，合成ATP的能量來(lái)自于細(xì)胞呼吸時(shí)有機(jī)物的分解釋放能量；對(duì)于綠色植物來(lái)說(shuō)，除了依賴(lài)細(xì)胞呼吸所釋放的能量外，在葉綠體內(nèi)進(jìn)行光合作用時(shí)，ADP轉(zhuǎn)化為ATP還利用了光能。二、ATP的形成途徑2021/5/98ATPADP合成酶分解酶釋放能量PiPi儲(chǔ)存能量ATP與ADP的轉(zhuǎn)化關(guān)系各生命活動(dòng)光合作用呼吸作用ATP是細(xì)胞生命活動(dòng)的直接能源物質(zhì)，細(xì)胞內(nèi)流通的能量“通貨”

2021/5/992、ATP合成與ATP分解的比較：反應(yīng)ATP→ADP+Pi+能量ADP+Pi+能量→ATP反應(yīng)類(lèi)型酶的類(lèi)型場(chǎng)所能量來(lái)源能量去向酶酶水解反應(yīng)合成反應(yīng)水解酶合成酶活細(xì)胞所有部位線(xiàn)粒體、葉綠體、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)等高能磷酸鍵有機(jī)物中的化學(xué)能、光能用于各項(xiàng)生命活動(dòng)儲(chǔ)存于高能磷酸鍵中結(jié)論：物質(zhì)是可逆的，能量是不可逆的

2021/5/9104.動(dòng)植物細(xì)胞ATP來(lái)源與去向分析(1)植物細(xì)胞可以通過(guò)

形成ATP，而動(dòng)物細(xì)胞只能通過(guò)

形成ATP。(2)植物光合作用光反應(yīng)階段產(chǎn)生的ATP專(zhuān)用于

，不用于其他生命活動(dòng)；植物或動(dòng)物

產(chǎn)生的ATP才能用于多種生命活動(dòng)。光合作用和細(xì)胞呼吸細(xì)胞呼吸暗反應(yīng)細(xì)胞呼吸2021/5/911C6H12O6酶CO2H2O++能量葡萄糖+果糖蔗糖酶ADP+Pi+能量ADP+Pi+ATP

酶

酶放能反應(yīng)吸能反應(yīng)能量通貨放能反應(yīng)往往與ATP合成相聯(lián)系，吸能反應(yīng)往往與ATP合成相聯(lián)系。2021/5/912不同情境下“A”的含義歸納上述的(1)與(4)中

相同。2021/5/913【問(wèn)題】1.細(xì)胞每時(shí)每刻都需要ATP,那細(xì)胞中ATP含量多嗎？細(xì)胞中ATP含量很少，但ATP與ADP之間轉(zhuǎn)化快對(duì)細(xì)胞的正常生活來(lái)說(shuō)，ATP與ADP的這種相互轉(zhuǎn)化，是時(shí)刻不停的發(fā)生并且處于動(dòng)態(tài)平衡之中的。2021/5/9145.ATP產(chǎn)生量與O2供給量的關(guān)系分析無(wú)氧呼吸有氧呼吸不再增加酶、ADP、磷酸2021/5/9151.若用上圖模式表示哺乳動(dòng)物成熟紅細(xì)胞中ATP產(chǎn)生量與O2供給量關(guān)系，應(yīng)如何繪制？提示如圖所示2021/5/9162.ATP是細(xì)胞中“唯一”的直接能源物質(zhì)，對(duì)嗎？提示不對(duì)，除ATP外細(xì)胞中直接能源物質(zhì)還有GTP、CTP、UTP等。2021/5/9171.真題重組判斷正誤(1)下列化學(xué)反應(yīng)屬于水解反應(yīng)的是②③(2016·上海卷，20C)(

)①核酸→核苷酸②葡萄糖→丙酮酸③ATP→ADP(2)DNA與ATP中所含元素的種類(lèi)相同(2015·課標(biāo)卷，1A)(

)(3)每個(gè)ADP分子中含有兩個(gè)高能磷酸鍵(2014·江蘇B)(

)(4)在誘導(dǎo)離體菊花莖段形成幼苗的過(guò)程中不會(huì)同時(shí)發(fā)生ATP的合成和分解(2013·四川理綜，1C)(

)(5)細(xì)胞代謝所需的ATP可在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中產(chǎn)生(2013·海南卷，4D)(

)(6)人在饑餓時(shí)，細(xì)胞中ATP與ADP的含量照樣達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡(天津卷，6④)(

)×√××√√2021/5/918ATP的結(jié)構(gòu)和功能【典例】

(2016·全國(guó)課標(biāo)卷Ⅰ，29)在有關(guān)DNA分子的研究中，常用32P來(lái)標(biāo)記DNA分子。用α、β和γ表示ATP或dATP(d表示脫氧)上三個(gè)磷酸基團(tuán)所處的位置(A－Pα～Pβ～Pγ或dA－Pα～Pβ～Pγ)?；卮鹣铝袉?wèn)題；(1)某種酶可以催化ATP的一個(gè)磷酸基團(tuán)轉(zhuǎn)移到DNA末端上，同時(shí)產(chǎn)生ADP。若要用該酶把32P標(biāo)記到DNA末端上，那么帶有32P的磷酸基團(tuán)應(yīng)在ATP的________(填“α”“β”或“γ”)位上。2021/5/919(2)若用帶有32P的dATP作為DNA生物合成的原料，將32P標(biāo)記到新合成的DNA分子上，則帶有32P的磷酸基團(tuán)應(yīng)在dATP的________(填“α”、“β”或“γ”)位上。解析(1)ATP水解生成ADP的過(guò)程中，斷裂的是遠(yuǎn)離腺苷A的那個(gè)高能磷酸鍵即β位和γ位之間的高能磷酸鍵，即γ位磷酸基團(tuán)轉(zhuǎn)移到DNA末端。要將32P標(biāo)記到DNA上，帶有32P的磷酸基團(tuán)應(yīng)在γ位上。(2)dATP脫去β位和γ位的磷酸基團(tuán)后為腺嘌呤脫氧核糖核苷酸，即DNA的基本組成單位之一，用dATP為原料合成DNA時(shí)，要將32P標(biāo)記到新合成的DNA上，則32P應(yīng)在α位。答案(1)γ

(2)α2021/5/920有氧呼吸的過(guò)程2021/5/921(1)過(guò)程圖解細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)少量能量（2ATP)線(xiàn)粒體基質(zhì)少量能量(2ATP)線(xiàn)粒體內(nèi)膜24[H]＋6O2―→12H2O＋能量大量能量(34ATP)NADH還原型輔酶I有氧呼吸：指細(xì)胞在氧的參與下，通過(guò)酶的催化作用，把糖類(lèi)等有機(jī)物徹底氧化分解，產(chǎn)生二氧化碳和水，同時(shí)釋放出大量能量的過(guò)程2021/5/9224.有氧呼吸各元素去向5.有氧呼吸釋放的能量大部分儲(chǔ)存于ATP對(duì)嗎？

1mol葡萄糖釋放2870KJ，有1161KJ轉(zhuǎn)移至ATP,其余的能量都以熱能形式散失2021/5/923注意：2021/5/924二、無(wú)氧呼吸概念場(chǎng)所反應(yīng)式細(xì)胞在無(wú)氧的條件下，把糖類(lèi)等有機(jī)物分解成不徹底氧化的產(chǎn)物，同時(shí)釋放出少量能量的過(guò)程C6H12O62C3H6O3+能量酶酶C6H12O62C2H5OH+2CO2+能量細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)植物動(dòng)物C6H12O62C3H6O3+能量酶酶C6H12O62C2H5OH+2CO2+能量2021/5/925微生物的無(wú)氧呼吸稱(chēng)為發(fā)酵，但動(dòng)植物的無(wú)氧呼吸不能稱(chēng)為發(fā)酵。具體情況總結(jié)如下：生物無(wú)氧呼吸產(chǎn)生植物大多數(shù)植物細(xì)胞，如根細(xì)胞馬鈴薯塊莖、甜菜塊根、玉米胚動(dòng)物微生物乳酸菌等酵母菌等酒精和CO2乳酸乳酸酒精和CO2乳酸2021/5/926考點(diǎn)突破有氧呼吸與無(wú)氧呼吸的比較有氧呼吸無(wú)氧呼吸不同點(diǎn)場(chǎng)所細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線(xiàn)粒體細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)條件需要O2、需酶不需要O2、需酶產(chǎn)物CO2、H2O酒精和CO2或乳酸能量大量少量相同點(diǎn)聯(lián)系葡萄糖分解為丙酮酸階段相同實(shí)質(zhì)分解有機(jī)物，釋放能量，合成ATP意義為生物體的各項(xiàng)生命活動(dòng)提供能量2021/5/927C6H12O62C3H6O3+能量酶酶C6H12O62C2H5OH+2CO2+能量C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量酶2.呼吸作用中各物質(zhì)之間的比例關(guān)系(以葡萄糖為底物的細(xì)胞呼吸)(1)有氧呼吸：葡萄糖∶O2∶CO2＝1∶6∶6。(2)無(wú)氧呼吸：葡萄糖∶CO2∶酒精＝1∶2∶2或葡萄糖∶乳酸＝1∶2。(3)消耗等量的葡萄糖時(shí)，無(wú)氧呼吸與有氧呼吸產(chǎn)生的CO2摩爾數(shù)之比為1∶3。2.在a、b、c、d條件下，測(cè)得某植物種子萌發(fā)時(shí)CO2和O2體積變化的相對(duì)值如表所示。底物是葡萄糖，則下列敘述中正確的是(

)條件abcdCO2釋放量10867O2吸收量0347A.a條件下，呼吸產(chǎn)物除CO2外還有酒精和乳酸B.b條件下，有氧呼吸消耗的葡萄糖比無(wú)氧呼吸多C.c條件下，無(wú)氧呼吸最弱D.d條件下，產(chǎn)生的CO2全部來(lái)自線(xiàn)粒體

D以下甲、乙兩圖都表示某生物的CO2釋放量和O2吸收量的變化，請(qǐng)解讀：(1)甲、乙兩圖中只進(jìn)行無(wú)氧呼吸、只進(jìn)行有氧呼吸及兩種呼吸作用共存的對(duì)應(yīng)點(diǎn)或段分別是什么？你的判斷依據(jù)是什么？

(1)只進(jìn)行無(wú)氧呼吸：甲中a、乙中A點(diǎn)只進(jìn)行有氧呼吸：甲中d、乙中C點(diǎn)之后(含C點(diǎn))兩種呼吸共存：甲中b、c、乙中AC段(不含A、C點(diǎn))2021/5/931(2)兩圖中哪一點(diǎn)(或段)適合水果、蔬菜貯藏？請(qǐng)說(shuō)出判斷依據(jù)。(3)下列生物中其呼吸狀況能否用甲、乙兩圖表示？A.酵母菌 B.綠色植物(非綠色器官)C.乳酸菌 D.人①能________

②不能________(填序號(hào))。(4)人在劇烈運(yùn)動(dòng)和靜息狀態(tài)下CO2產(chǎn)生量與O2吸收量大小關(guān)系是否相同？CO2產(chǎn)生場(chǎng)所有無(wú)變化？為什么？甲圖中c、乙圖中B點(diǎn)最適合水果、蔬菜貯存，因?yàn)榇藭r(shí)CO2釋放量最少，呼吸作用消耗有機(jī)物最少。A、BC、D相同無(wú)變化因?yàn)槿嗽跓o(wú)氧呼吸時(shí)不產(chǎn)生CO2，只有有氧呼吸時(shí)在線(xiàn)粒體基質(zhì)中產(chǎn)生CO2。2021/5/932水果和蔬菜與種子儲(chǔ)存條件的不同(1)蔬菜和水果應(yīng)儲(chǔ)存在“零上低溫、濕度適中、低氧”的條件下。(2)種子應(yīng)儲(chǔ)藏在“零上低溫、干燥、低氧”條件下。兩種儲(chǔ)存手段均需降低呼吸作用，減少有機(jī)物的消耗，但由于水果和蔬菜本身的特點(diǎn)需要一定的濕度才能保持新鮮度，故二者在儲(chǔ)藏條件上存在差異。2021/5/9332.探究過(guò)程：2021/5/9342021/5/935對(duì)比實(shí)驗(yàn)設(shè)置兩個(gè)或兩個(gè)以上的實(shí)驗(yàn)組，通過(guò)對(duì)結(jié)果的比較分析，來(lái)探究某種因素與實(shí)驗(yàn)對(duì)象的關(guān)系，這樣的實(shí)驗(yàn)叫做對(duì)比實(shí)驗(yàn)2021/5/936(1)甲圖中氫氧化鈉溶液的作用是什么？吸收空氣中的二氧化碳，保證通入石灰水的氣體中的CO2全部來(lái)自酵母菌的細(xì)胞呼吸，從而排除空氣中CO2對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾。(2)怎樣保證乙圖中通入石灰水的CO2全部來(lái)自酵母菌的無(wú)氧呼吸？實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)，應(yīng)將B瓶密封后放置一段時(shí)間，以消耗完瓶中氧氣，然后再連通盛有澄清石灰水的錐形瓶，確保通入石灰水的CO2是由酵母菌無(wú)氧呼吸產(chǎn)生的。2021/5/937?CO2的檢測(cè)：1.通入澄清的石灰水：澄清→渾濁2.溴麝香草酚藍(lán)水溶液：藍(lán)→綠→黃?酒精的檢測(cè)：橙色的重鉻酸鉀溶液在酸性下與酒精發(fā)生反應(yīng)：橙色→灰綠色2021/5/938初始相同時(shí)間后有氧裝置無(wú)氧裝置2021/5/939用溶有重鉻酸鉀的濃硫酸檢測(cè)酒精溶有重鉻酸鉀的濃硫酸+有氧裝置的酵母菌濾液+無(wú)氧裝置的酵母菌濾液灰綠色不變灰綠色2021/5/940進(jìn)行試驗(yàn)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：條件澄清石灰水/出現(xiàn)的時(shí)間重鉻酸鉀--濃硫酸溶液有氧無(wú)氧變混濁／快無(wú)變化變混濁／慢出現(xiàn)灰綠色分析結(jié)果得出結(jié)論酵母菌有氧條件下產(chǎn)生大量CO2無(wú)氧條件下產(chǎn)生酒精和少量CO2呼吸作用的類(lèi)型有氧呼吸無(wú)氧呼吸2021/5/941根據(jù)液滴移動(dòng)方向的判斷細(xì)胞呼吸方式溶液紅色液滴酵母菌培養(yǎng)液溶液類(lèi)型只有有氧呼吸只有無(wú)氧呼吸兩種方式都有清水不動(dòng)右移右移NaOH左移不動(dòng)左移NaHCO3(CO2緩沖液)左移不動(dòng)左移C6H12O62C3H6O3+能量酶酶C6H12O62C2H5OH+2CO2+能量C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量酶2021/5/942選用下面對(duì)照裝置，可以根據(jù)紅色液滴移動(dòng)方向來(lái)探究細(xì)胞的呼吸類(lèi)型。1.實(shí)驗(yàn)材料分析(1)裝置一、二中試劑的作用：

(2)在利用葡萄糖作為能源物質(zhì)的條件下，有氧呼吸氣體體積不變，無(wú)氧呼吸氣體體積增加。NaOH溶液吸收CO2，清水作為對(duì)照。考點(diǎn)突破2021/5/9432.填寫(xiě)下表裝置一裝置二結(jié)果既進(jìn)行有氧呼吸又進(jìn)行無(wú)氧呼吸只進(jìn)行有氧呼吸只進(jìn)行無(wú)氧呼吸紅色液滴右移紅色液滴不動(dòng)紅色液滴左移紅色液滴不動(dòng)

紅色液滴右移紅色液滴左移2021/5/9442．細(xì)胞呼吸方式的判斷及實(shí)驗(yàn)探究

(1)探究細(xì)胞呼吸方式的實(shí)驗(yàn)裝置 欲確認(rèn)某生物的呼吸類(lèi)型，應(yīng)設(shè)置兩套呼吸裝置，如圖 所示(以發(fā)芽種子為例)：實(shí)驗(yàn)結(jié)果預(yù)測(cè)和結(jié)論實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)論裝置一液滴裝置二液滴不動(dòng)不動(dòng)不動(dòng)右移左移右移左移不動(dòng)只進(jìn)行產(chǎn)乳酸的無(wú)氧呼吸或種子已死亡只進(jìn)行產(chǎn)乙醇的無(wú)氧呼吸進(jìn)行有氧呼吸和產(chǎn)乙醇的無(wú)氧呼吸只進(jìn)行有氧呼吸或進(jìn)行有氧呼吸和產(chǎn)乳酸的無(wú)氧呼吸(2)物理誤差的校正為使實(shí)驗(yàn)結(jié)果精確除減少無(wú)關(guān)變量的干擾外，還應(yīng)設(shè)置對(duì)照裝置。對(duì)照裝置與裝置二相比，不同點(diǎn)是用“煮熟的種子”代替“發(fā)芽種子”，其余均相同。特別提醒

(1)為防止微生物呼吸對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾，應(yīng)將裝置進(jìn)行滅菌、所測(cè)種子進(jìn)行消毒處理。(2)若選用綠色植物作實(shí)驗(yàn)材料，測(cè)定細(xì)胞呼吸速率，需將整個(gè)裝置進(jìn)行遮光處理，否則植物的光合作用會(huì)干擾呼吸速率的測(cè)定?？偨Y(jié)外部因素及在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用因素原因曲線(xiàn)應(yīng)用溫度O2①最適溫度時(shí)，細(xì)胞呼吸最強(qiáng)；②超過(guò)最適溫度呼吸酶活性降低，甚至變性失活，細(xì)胞呼吸受抑制；③低于最適溫度酶活性下降，細(xì)胞呼吸受抑制低溫下貯存蔬菜、水果，夜間適當(dāng)降溫提高大棚蔬菜產(chǎn)量①O2濃度低時(shí),無(wú)氧呼吸占優(yōu)勢(shì)；②隨O2濃度增大,無(wú)氧呼吸逐漸被抑制,有氧呼吸不斷加強(qiáng)；③O2濃度達(dá)到一定值后,隨O2濃度增大,有氧呼吸不再加強(qiáng)(受呼吸酶數(shù)量等因素的影響)蔬菜、水果的保鮮；醫(yī)用“創(chuàng)可貼”；中耕松土；提倡慢跑；稻田定期排水因素原因曲線(xiàn)應(yīng)用CO2濃度水從化學(xué)平衡的角度分析，CO2濃度增大，呼吸速率下降在一定范圍內(nèi)，細(xì)胞呼吸速率隨含水量的增加而加快，隨含水量的減少而減慢低氧高CO2條件下保存蔬菜、水果干燥的種子有利于貯藏2.細(xì)胞呼吸原理的應(yīng)用(1)對(duì)有氧呼吸原理的應(yīng)用①包扎傷口應(yīng)選用

的敷料，抑制破傷風(fēng)桿菌的無(wú)氧呼吸。②提倡慢跑等有氧運(yùn)動(dòng)使細(xì)胞進(jìn)行

，避免肌細(xì)胞產(chǎn)生大量

。③及時(shí)松土有利于植物

。④稻田定期排水有利于根系

，防止幼根因缺氧變黑、腐爛。透氣有氧呼吸乳酸根系細(xì)胞進(jìn)行有氧呼吸，促進(jìn)生長(zhǎng)有氧呼吸(2)微生物呼吸原理的應(yīng)用①利用糧食通過(guò)

發(fā)酵可以生產(chǎn)各種酒。②利用淀粉、醋酸桿菌或谷氨酸棒狀桿菌可以生產(chǎn)食醋或味精。③破傷風(fēng)芽孢桿菌可通過(guò)

進(jìn)行大量繁殖，較深的傷口需及時(shí)清理、注射破傷風(fēng)抗毒血清等。酵母菌無(wú)氧呼吸思維辨析：1、蘋(píng)果儲(chǔ)藏久了為什么會(huì)有酒味？蘋(píng)果無(wú)氧呼吸產(chǎn)生酒精2、劇烈運(yùn)動(dòng)后為什么會(huì)感到肌肉酸痛？由于供氧不足骨骼肌細(xì)胞發(fā)生無(wú)氧呼吸產(chǎn)生乳酸3、為什么低溫低氧的環(huán)境下食物儲(chǔ)藏的時(shí)間較長(zhǎng)？低溫低氧的環(huán)境下呼吸作用比較微弱，有機(jī)物消耗的少4、我們購(gòu)買(mǎi)罐頭食品時(shí)發(fā)現(xiàn)有這樣的說(shuō)明：若真空安全鈕鼓起請(qǐng)勿購(gòu)買(mǎi)。請(qǐng)問(wèn)這是什么原因？這說(shuō)明罐頭食品在生產(chǎn)時(shí)滅菌不徹底，微生物在無(wú)氧條件下發(fā)生無(wú)氧呼吸產(chǎn)生了CO2

使真空安全鈕鼓起說(shuō)明食物可能變質(zhì)易錯(cuò)·