細(xì)胞的能量通貨

關(guān)于細(xì)胞的能量通貨一、ATP有關(guān)知識1．ATP的結(jié)構(gòu)、功能和利用(1)結(jié)構(gòu)：ATP的結(jié)構(gòu)簡式是

，一個ATP分子中含有一個腺苷，兩個

，三個

。(2)功能：是一種高能磷酸化合物，直接給細(xì)胞的生命活動

。(3)利用：ATP可用于

、生物發(fā)電和發(fā)光、

、大腦思考及各種吸能反應(yīng)。

主干知識整合A－P～P～P高能磷酸鍵磷酸基團(tuán)提供能量主動運(yùn)輸肌肉收縮第2頁,共59頁，2024年2月25日，星期天2．ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化(1)ATP水解：在有關(guān)酶的催化作用下，ATP分子中

的高能磷酸鍵很容易水解，并釋放出大量的能量。(2)ATP形成：在有關(guān)酶的催化作用下，ADP可以接受能量，同時與

結(jié)合，重新形成ATP。

遠(yuǎn)離腺苷一個磷酸基團(tuán)第3頁,共59頁，2024年2月25日，星期天(3)ATP形成的能量來源①對于動物、人、真菌和大多數(shù)細(xì)菌來說，均來自

，對于綠色植物來說，則來自于

。②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

。細(xì)胞呼吸細(xì)胞呼吸和光合作用共性第4頁,共59頁，2024年2月25日，星期天【特別提醒】①ATP分子去掉兩個磷酸基后的剩余部分是腺嘌呤核糖核苷酸，是組成RNA的基本單位之一。②真核生物合成ATP的場所是線粒體、葉綠體和細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)。

第5頁,共59頁，2024年2月25日，星期天二、探究酵母菌細(xì)胞呼吸方式1．酵母菌在有氧和無氧條件下都能生存，屬于

。2．檢測CO2的產(chǎn)生可使用澄清石灰水或

，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

，其在酸性條件下，與酒精發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，變成

。兼性厭氧菌溴麝香草酚藍(lán)由藍(lán)變綠再變黃重鉻酸鉀灰綠色第6頁,共59頁，2024年2月25日，星期天三、細(xì)胞呼吸的方式1．有氧呼吸(1)反應(yīng)式

。

C6H12O6＋6H2O＋6O26CO2＋12H2O＋能量第7頁,共59頁，2024年2月25日，星期天細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)葡萄糖→丙酮酸+［H］少量線粒體基質(zhì)少量線粒體內(nèi)膜大量第8頁,共59頁，2024年2月25日，星期天2．無氧呼吸(1)反應(yīng)式①分解成酒精的反應(yīng)式為：

。②轉(zhuǎn)化成乳酸的反應(yīng)式為：

。(2)過程：第一階段與

完全相同。第二階段的產(chǎn)物是

。其全過程都在

中進(jìn)行。

有氧呼吸第一階段酒精和二氧化碳或乳酸細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)第9頁,共59頁，2024年2月25日，星期天【特別提醒】

①有氧呼吸過程中，反應(yīng)物中的葡萄糖、水、O2分別在第一、第二、第三階段被利用，產(chǎn)物中的CO2和H2O分別在第二、第三階段形成。②原核生物無線粒體，但有些生物仍能進(jìn)行有氧呼吸，如硝化細(xì)菌。第10頁,共59頁，2024年2月25日，星期天1．ATP(三磷酸腺苷)結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)(1)結(jié)構(gòu)：ATP是由一個核糖、一個腺嘌呤和三個磷酸基團(tuán)組成。其中腺苷一磷酸與RNA中腺嘌呤核苷酸組成相同?？键c(diǎn)一：ATP結(jié)構(gòu)、形成途徑及與ADP的相互轉(zhuǎn)化高頻考點(diǎn)突破第11頁,共59頁，2024年2月25日，星期天第12頁,共59頁，2024年2月25日，星期天2．ATP的形成途徑第13頁,共59頁，2024年2月25日，星期天3．ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化ATP分子中，遠(yuǎn)離A的那個高能磷酸鍵容易水解和重新生成，這對于細(xì)胞中能量的捕獲、貯存和釋放非常重要。ATP在細(xì)胞內(nèi)含量并不多，但可迅速轉(zhuǎn)化循環(huán)利用。如下圖所示：

第14頁,共59頁，2024年2月25日，星期天ATP的合成ATP的水解反應(yīng)式ADP＋Pi＋能量ATPATPADP＋Pi＋能量所需酶ATP合成酶ATP水解酶能量來源光能(光合作用)，化學(xué)能(細(xì)胞呼吸)儲存在高能磷酸鍵中的能量能量去路儲存于形成的高能磷酸鍵中用于各項(xiàng)生命活動反應(yīng)場所細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體、葉綠體生物體的需能部分第15頁,共59頁，2024年2月25日，星期天從表上可看出，ATP和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，因此ATP和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。

第16頁,共59頁，2024年2月25日，星期天【對位訓(xùn)練】1．ATP是細(xì)胞中的能量通貨，下列關(guān)于ATP的敘述中不正確的是A．人在饑餓時，ATP可水解為一個腺苷和三個磷酸B．ATP的元素組成有C、H、O、N、PC．ATP中的能量可來自光能和化學(xué)能，也可轉(zhuǎn)化為光能和化學(xué)能D．在有氧與缺氧的條件下，細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)都能形成ATP第17頁,共59頁，2024年2月25日，星期天解析

本題考查ATP的相關(guān)知識。人在饑餓時，ATP水解為ADP和Pi；ATP中含核糖則有C、H、O，含腺嘌呤則有N，含磷酸則有P；光合作用產(chǎn)生ATP的能量來自光能，細(xì)胞呼吸產(chǎn)生ATP的能量來自化學(xué)能，螢火蟲發(fā)光ATP中的能量轉(zhuǎn)化為光能，合成物質(zhì)時ATP中的能量轉(zhuǎn)化為化學(xué)能；有氧呼吸和無氧呼吸第一階段都是在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中進(jìn)行的，產(chǎn)生少量ATP。答案

A第18頁,共59頁，2024年2月25日，星期天2．(2012·山東淄博一模)能產(chǎn)生水和合成ATP的結(jié)構(gòu)是A．核糖體B．線粒體內(nèi)膜C．葉綠體內(nèi)膜D．類囊體膜解析

核糖體是合成蛋白質(zhì)的場所，氨基酸通過脫水縮合反應(yīng)生成肽鍵和水，但要消耗ATP；在線粒體內(nèi)膜上既有水的產(chǎn)生也有ATP的產(chǎn)生。葉綠體只在類囊體膜(非內(nèi)膜)上產(chǎn)生ATP，但不產(chǎn)生水。答案

B

第19頁,共59頁，2024年2月25日，星期天1．有氧呼吸和無氧呼吸過程圖解

考點(diǎn)二：有氧呼吸和無氧呼吸的過程分析及比較第20頁,共59頁，2024年2月25日，星期天2．有氧呼吸和無氧呼吸比較

類型有氧呼吸無氧呼吸必需條件氧和酶不需氧，但必須有酶催化場所細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)(①階段)線粒體(②和③階段)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)(①和②兩階段)產(chǎn)物CO2和H2OC2H5OH和CO2或乳酸能量釋放產(chǎn)生大量能量產(chǎn)生少量能量特點(diǎn)有機(jī)物徹底分解，能量完全釋放有機(jī)物不徹底分解，能量沒完全釋放聯(lián)系①第一階段完全相同②實(shí)質(zhì)相同：分解有機(jī)物，釋放能量第21頁,共59頁，2024年2月25日，星期天【特別提醒】

①不同生物無氧呼吸的產(chǎn)物不同，其原因在于催化反應(yīng)的酶不同。②原核生物無線粒體，有些原核生物仍可進(jìn)行有氧呼吸。③微生物的無氧呼吸也稱為發(fā)酵，但動植物的無氧呼吸不能稱為發(fā)酵。④有氧呼吸三個階段都產(chǎn)生ATP，無氧呼吸，只在第一階段產(chǎn)生ATP。

第22頁,共59頁，2024年2月25日，星期天【對位訓(xùn)練】3．如圖表示有氧呼吸過程，下列有關(guān)說法正確的是第23頁,共59頁，2024年2月25日，星期天A．①③④中數(shù)值最大的是①B．②代表的物質(zhì)名稱是氧氣C．產(chǎn)生①③的場所是線粒體D．原核生物中也能完成圖示全過程解析

圖中表示有氧呼吸三個階段的反應(yīng)。①③④分別表示三個階段合成的ATP，在有氧呼吸的第三階段產(chǎn)生ATP(圖中④)的量最多；②代表的物質(zhì)是原料中的H2O，參與第二階段的反應(yīng)；產(chǎn)生①的階段屬于第一階段，在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中進(jìn)行；進(jìn)行有氧呼吸的原核生物能夠完成有氧呼吸的整個過程。答案

D第24頁,共59頁，2024年2月25日，星期天4．(2011·濰坊模擬)細(xì)胞呼吸為生物生命活動提供了能量，是所有生物體最重要的生理過程之一。下面有關(guān)敘述正確的是A．無氧呼吸的第一階段與有氧呼吸的第一階段不完全相同B．無氧呼吸因?yàn)榉纸馓穷惖男实停葬尫诺哪芰可貱．線粒體中能產(chǎn)生CO2的場所是內(nèi)膜D．有氧呼吸第三階段生成水的同時，伴隨著大量能量的釋放

第25頁,共59頁，2024年2月25日，星期天解析

無氧呼吸的第一階段與有氧呼吸的第一階段完全相同；無氧呼吸因?yàn)榉纸馓穷惒粡氐祝蟛糠帜芰績Υ嬖谖捶纸獾挠袡C(jī)物中，所以釋放的能量少；線粒體中能產(chǎn)生CO2的場所是基質(zhì)。答案

D

第26頁,共59頁，2024年2月25日，星期天1．內(nèi)部因素——遺傳因素(決定酶的種類和數(shù)量)(1)不同種類的植物細(xì)胞呼吸速率不同，如旱生植物小于水生植物，陰生植物小于陽生植物。(2)同一植物在不同的生長發(fā)育時期細(xì)胞呼吸速率不同，如幼苗期、開花期細(xì)胞呼吸速率較高，成熟期細(xì)胞呼吸速率較低。(3)同一植物的不同器官細(xì)胞呼吸速率不同，如生殖器官大于營養(yǎng)器官。

考點(diǎn)三：影響呼吸速率的因素及應(yīng)用第27頁,共59頁，2024年2月25日，星期天2．環(huán)境因素(1)溫度

第28頁,共59頁，2024年2月25日，星期天①呼吸作用在最適溫度(25℃～35℃)時最強(qiáng)，超過最適溫度，呼吸酶的活性降低甚至變性失活，呼吸受抑制；低于最適溫度，酶活性下降，呼吸受抑制。②生產(chǎn)上常用這一原理在低溫下貯存蔬菜、水果。在大棚蔬菜的栽培過程中夜間適當(dāng)降溫，降低呼吸作用，減少有機(jī)物的消耗，提高產(chǎn)量。第29頁,共59頁，2024年2月25日，星期天(2)O2的濃度

第30頁,共59頁，2024年2月25日，星期天①在O2濃度為零時只進(jìn)行無氧呼吸；濃度為10%以下，既進(jìn)行有氧呼吸又進(jìn)行無氧呼吸；濃度為10%以上，只進(jìn)行有氧呼吸。②生產(chǎn)中常利用降低氧的濃度抑制呼吸作用，減少有機(jī)物消耗這一原理來延長蔬菜、水果保鮮時間。(3)CO2濃度從化學(xué)平衡的角度分析，CO2濃度增加，呼吸速率下降。

第31頁,共59頁，2024年2月25日，星期天(4)水含量①在一定范圍內(nèi)，細(xì)胞呼吸強(qiáng)度隨含水量的增加而加強(qiáng)，隨含水量的減少而減弱。②在作物種子的儲藏時，將種子風(fēng)干，以減弱細(xì)胞呼吸，減少有機(jī)物的消耗。第32頁,共59頁，2024年2月25日，星期天【對位訓(xùn)練】5．如圖是外界條件對細(xì)胞呼吸速率的影響曲線圖，請根據(jù)圖分析說明：第33頁,共59頁，2024年2月25日，星期天(1)從甲圖可知細(xì)胞呼吸最旺盛時的溫度在________，AB段說明______________________________________。(2)乙圖表示酵母菌的呼吸情況，則曲線Ⅱ表示________呼吸類型。如果在瓶中培養(yǎng)酵母菌時，測定出瓶中放出CO2的體積與吸收O2的體積比為5∶4，這是因?yàn)橛衉_______(比例)的酵母菌在進(jìn)行曲線Ⅰ所示的呼吸類型(假設(shè)兩種細(xì)胞呼吸的速率相等)。(3)由甲、乙兩圖可知，貯存水果時應(yīng)選擇________(低溫、適溫、高溫、無氧、低氧、高氧)的條件。第34頁,共59頁，2024年2月25日，星期天解析

(1)由圖甲可以看出，B點(diǎn)是細(xì)胞呼吸的相對速率的最高點(diǎn)，因此，B點(diǎn)對應(yīng)的溫度，呼吸最旺盛。AB段曲線逐漸升高，說明隨溫度的升高(一定范圍內(nèi))呼吸速率加快。(2)乙圖中曲線Ⅱ隨氧氣濃度的升高，呼吸強(qiáng)度逐漸增強(qiáng)，后來穩(wěn)定，則曲線Ⅱ代表有氧呼吸。曲線Ⅰ隨氧氣濃度增加而下降，說明代表無氧呼吸。有氧呼吸O2與CO2產(chǎn)生比為1∶1，由題意知有4份CO2是有氧呼吸產(chǎn)生的，1份為無氧呼吸產(chǎn)生。根據(jù)反應(yīng)式，有氧呼吸時1份

C6H12O6～6份CO2，

第35頁,共59頁，2024年2月25日，星期天第36頁,共59頁，2024年2月25日，星期天

1．實(shí)驗(yàn)探究過程

考點(diǎn)四：“探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式”的實(shí)驗(yàn)分析第37頁,共59頁，2024年2月25日，星期天第38頁,共59頁，2024年2月25日，星期天2．實(shí)驗(yàn)中的關(guān)鍵步驟(1)通入A瓶的空氣中不能含有CO2，以保證使第三個錐形瓶中的澄清石灰水變混濁是由酵母菌有氧呼吸產(chǎn)生的CO2所致。(2)B瓶應(yīng)封口放置一段時間，待酵母菌將B瓶中的氧氣消耗完，再連通盛有澄清石灰水的錐形瓶，確保是無氧呼吸產(chǎn)生的CO2通入澄清的石灰水中。

第39頁,共59頁，2024年2月25日，星期天【特別提醒】該實(shí)驗(yàn)為對比實(shí)驗(yàn)，有氧和無氧條件下的實(shí)驗(yàn)都為實(shí)驗(yàn)組。

第40頁,共59頁，2024年2月25日，星期天【對位訓(xùn)練】6．某生物興趣小組對酵母菌的細(xì)胞呼吸方式進(jìn)行了如下的探究實(shí)驗(yàn)。請據(jù)題分析作答：第41頁,共59頁，2024年2月25日，星期天(1)請根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康倪x擇裝置序號，并按照實(shí)驗(yàn)的組裝要求排序(裝置可重復(fù)使用)。有氧條件下的裝置序號：________；無氧條件下的裝置序號：________。(2)裝置中c瓶的作用是：____________________________________________________________________。(3)d應(yīng)封口放置一段時間后，再連通b，其原因是____________________。第42頁,共59頁，2024年2月25日，星期天解析

解答本題的關(guān)鍵：一是弄清各裝置的作用。a用于通氣條件下的酵母菌培養(yǎng)、b可檢驗(yàn)是否有CO2產(chǎn)生、c去除空氣中的CO2、d用于不通氣條件下的酵母菌培養(yǎng)。二是掌握酵母菌細(xì)胞呼吸的類型及異同。有氧呼吸在有氧條件下進(jìn)行，產(chǎn)生CO2；無氧呼吸在無氧條件下進(jìn)行，產(chǎn)生酒精和CO2。若探究有氧呼吸，連接的順序?yàn)閏→a→b或c→b→a→b若探究無氧呼吸，連接的順序?yàn)閐→b。d應(yīng)封口一段時間后，再連通b，主要目的是使裝置內(nèi)本身存在的O2被徹底消耗，以確保通往澄清石灰水中的CO2是由酵母菌的無氧呼吸所產(chǎn)生。

第43頁,共59頁，2024年2月25日，星期天答案

(1)c→a→b(或c→b→a→b)

d→b

(2)吸收空氣中的CO2，排除其對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾(其他合理答案也可)

(3)d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b，就可以確保通入澄清石灰水的CO2是酵母菌的無氧呼吸所產(chǎn)生的(其他合理答案也可)第44頁,共59頁，2024年2月25日，星期天1．根據(jù)CO2釋放量與O2消耗量判斷細(xì)胞呼吸狀況(1)不消耗O2，釋放CO2→只進(jìn)行無氧呼吸。(2)無CO2釋放→只進(jìn)行產(chǎn)生乳酸的無氧呼吸。(3)酒精產(chǎn)生量等于CO2量→只進(jìn)行產(chǎn)生酒精的無氧呼吸。(4)CO2釋放量等于O2的吸收量→只進(jìn)行有氧呼吸。

答題技能培養(yǎng)方法體驗(yàn)細(xì)胞呼吸方式的判定方法第45頁,共59頁，2024年2月25日，星期天(5)CO2釋放量大于O2的吸收量→既進(jìn)行有氧呼吸，又進(jìn)行酒精發(fā)酵；多余的CO2來自酒精發(fā)酵。(6)酒精產(chǎn)生量小于CO2量→既進(jìn)行有氧呼吸，又進(jìn)行酒精發(fā)酵，多余的CO2來自有氧呼吸。2．根據(jù)場所判斷試題中有時會畫出相關(guān)細(xì)胞圖解，可以作出如下判斷：(1)真核細(xì)胞：若整個呼吸過程均在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中進(jìn)行，則為無氧呼吸；若部分過程在線粒體中進(jìn)行，則為有氧呼吸。(2)原核細(xì)胞：原核細(xì)胞沒有線粒體，故原核細(xì)胞的呼吸在細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞膜上進(jìn)行，其呼吸方式的判斷應(yīng)根據(jù)產(chǎn)物判斷，若只有二氧化碳和水產(chǎn)生則為有氧呼吸，若還有乳酸或酒精產(chǎn)生，則還存在無氧呼吸。

第46頁,共59頁，2024年2月25日，星期天【典例1】將等量且足量的蘋果果肉分別放在O2濃度不同的密閉容器中，1h后，測定O2的吸收量和CO2的釋放量，如下表：

O2濃度變化量01%2%3%5%7%10%15%20%25%O2的吸收量(mol)00.10.20.30.40.50.60.70.80.8CO2的釋放量(mol)10.80.60.50.40.50.60.70.80.8第47頁,共59頁，2024年2月25日，星期天下列有關(guān)敘述中，正確的是A．蘋果果肉細(xì)胞在O2濃度為0～3%和5%～25%時，分別進(jìn)行無氧呼吸和有氧呼吸B．儲藏蘋果時，應(yīng)選擇O2濃度為5%的適宜環(huán)境條件C．O2濃度越高，蘋果果肉細(xì)胞有氧呼吸越旺盛，產(chǎn)生ATP越多D．蘋果果肉細(xì)胞進(jìn)行無氧呼吸時，產(chǎn)生乳酸和CO2第48頁,共59頁，2024年2月25日，星期天【解析】蘋果果肉細(xì)胞在O2濃度為零時只進(jìn)行無氧呼吸，O2濃度越過5%時只進(jìn)行有氧呼吸，超過20%時隨O2濃度增加，細(xì)胞呼吸不再增強(qiáng)。由表中知CO2釋放時最小值為0.4，表明細(xì)胞呼吸最弱，有機(jī)物消耗最少，適于貯存，所以O(shè)2濃度應(yīng)選5%?！敬鸢浮?/p>

B第49頁,共59頁，2024年2月25日，星期天【典例2】(2012·浙江溫州八校聯(lián)考)下圖表示某植物的非綠色器官在氧濃度為a、b、c、d時，CO2釋放量和O2吸收量的變化。下列相關(guān)敘述正確的是第50頁,共59頁，2024年2月25日，星期天A．氧濃度為a時細(xì)胞呼吸最弱B．氧濃度為b時，無氧呼吸消耗葡萄糖的量是有氧呼吸的3倍C．氧濃度為c時，有氧呼吸強(qiáng)度與無氧呼吸相等D．氧濃度為d時，該器官只進(jìn)行有氧呼吸

第51頁,共59頁，2024年2月25日，星期天【解析】

據(jù)圖可知，CO2的釋放量在氧氣濃度為c點(diǎn)時最少，因此c點(diǎn)時細(xì)胞呼吸最弱。氧氣濃度為b時，氧氣的吸收量為3，CO2的釋放量為8，計算可知無氧呼吸消耗葡萄糖的量是有氧呼吸的5倍。氧濃度為c時，有氧呼吸強(qiáng)度與無氧呼吸不相等，此時O2的吸收量為4，CO2的釋放量為6，計算可知無氧呼吸消耗葡萄糖的量是有氧呼吸的1.5倍。氧氣濃度為d點(diǎn)，氧氣的吸收量與二氧化碳的釋放量相等，說明只進(jìn)行有氧呼吸，無氧呼吸被完全抑制。【答案】

D

第52頁,共59頁，2024年2月25日，星期天【典例1】在下列四種化合物的化學(xué)組成中，與圓圈中“A”所對應(yīng)的名稱相符合的是

易誤警示一、ATP和RNA的結(jié)構(gòu)關(guān)系易于混淆第53頁,共59頁，2024年2月25日，星期天A．①——腺嘌呤核糖核苷酸B．②