高考生物一輪復習 第5章 第2講 細胞的能量“通貨”——ATP、 ATP的主要來源 ——細胞呼吸 新人教版必修1

第2講細胞的能量“通貨”ATP、ATP的主要來源細胞呼吸一、細胞的能量“通貨”ATP1.生物體的能源物質(zhì)細胞中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)等有機物都儲存著化學能,但是直接給細胞的生命活動提供能量的物質(zhì)是ATP。2.ATP的結(jié)構(gòu) 3.ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化 12 (1):ADPPi(2)(3)ATPADPATP酶酶相互轉(zhuǎn)化關(guān)系式能量與的相互轉(zhuǎn)化是生物界的共性 即時訓練1ATP是生命活動所需能量的直接來源,故稱之為“能量分子”。發(fā)現(xiàn)“能量分子”形成過程的科學家獲得了1997年的諾貝爾化學獎。ATP的結(jié)構(gòu)如下:(3)ATP分子中含有兩個PO高能磷酸鍵,每水解斷開一個PO鍵,反應(yīng)可釋放約30.54 kJ能量。高能磷酸鍵的斷開與形成過程即是能量傳遞的過程,轉(zhuǎn)化關(guān)系式為:ATPADPAMP,其中ATP與ADP,ADP與AMP的分子式均相差80,則反應(yīng)b為 。A.釋能反應(yīng)B.吸能反應(yīng)C.水能反應(yīng)答案:(1)APPP (2)核糖高能磷酸鍵三個磷酸基團 (3)B解析:(1)ATP的結(jié)構(gòu)簡式是APPP;(2)圖中是核糖,是高能磷(1)ATP的結(jié)構(gòu)簡式為 。(2)請指出圖中所代表內(nèi)容的名稱: , , 。酸鍵,是三個磷酸基團;(3)AMP轉(zhuǎn)化為ADP,需要吸收能量,應(yīng)為吸能反應(yīng)。二、細胞呼吸的方式1.有氧呼吸(1)反應(yīng)式。C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量。(2)過程。2.無氧呼吸(1)反應(yīng)式。產(chǎn)生酒精的反應(yīng)式為:_。產(chǎn)生乳酸的反應(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)物是酒精和_。其全過程都在細胞質(zhì)基質(zhì)中進行。C6H12O6 2C2H5OH+2CO2+少量能量C6H12O6 2C3H6O3+少量能量CO2或乳酸3.探究酵母菌細胞呼吸的方式(1)選擇酵母菌為實驗材料的原因。酵母菌是一種單細胞真菌,在有氧和無氧條件下都能生存。(2)產(chǎn)物的檢測。 試劑現(xiàn)象(顏色變化)CO2澄清的石灰水_水溶液藍色_酒精在酸性條件下,使用橙色的_橙色_溴麝香草酚藍黃色重鉻酸鉀灰綠色變混濁 即時訓練2如圖為生物體內(nèi)細胞呼吸過程示意圖。據(jù)圖分析,下列敘述不正確的是( )。 A.人體在劇烈運動時,所需能量主要由過程提供B.能進行過程的生物體內(nèi)不一定含有線粒體C.在有氧條件下,過程或?qū)⑹艿揭种艱.導致過程不同的原因在于生物體內(nèi)酶的種類不同答案:A解析:人體在劇烈運動時,由于供氧不足,肌肉細胞會進行無氧呼吸提供能量,但能量主要由有氧呼吸提供;需氧型細菌無線粒體,但能在細胞膜內(nèi)側(cè)完成過程;在有氧條件下,無氧呼吸過程(或)將受到抑制;不同生物體內(nèi)酶的種類不同從而導致有氧呼吸過程的差異。 項目有氧呼吸無氧呼吸A 呼吸場所 細胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體 細胞質(zhì)基質(zhì)B 是否需氧 需氧氣參加不需氧氣參加C 分解產(chǎn)物 二氧化碳、水二氧化碳、酒精或二氧化碳、乳酸D 釋放能量 較多較少即時訓練3下表是人體細胞進行有氧呼吸與無氧呼吸的區(qū)別,表中敘述錯誤的一項是( )。答案:C解析:植物無氧呼吸的產(chǎn)物通常是酒精和CO2,但在人體內(nèi)無氧呼吸的產(chǎn)物只有乳酸。1.組成元素ATP的組成元素包括:C、H、O、N、P?？键c一 ATP2.結(jié)構(gòu)式及各組分的含義 由簡式可看出,ATP的結(jié)構(gòu)特點可用“一、二、三”來總結(jié),即一個腺苷、兩個高能磷酸鍵、三個磷酸基團。項目ATP的合成ATP的水解反應(yīng)式ADP+Pi+能量 ATPATP ADP+Pi+能量所需酶ATP合成酶ATP水解酶能量來源光能(光合作用)、化學能(細胞呼吸)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 用于各項生命活動3.ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化反應(yīng)場所細胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體和葉綠體類囊體薄膜上細胞中的需能部位,如細胞膜、葉綠體基質(zhì)、細胞質(zhì)基質(zhì)、細胞核等關(guān)系A(chǔ)TP與ADP的相互轉(zhuǎn)化過程中反應(yīng)類型、反應(yīng)所需的酶以及能量的來源、去路和反應(yīng)場所都不完全相同,因此二者相互轉(zhuǎn)化的反應(yīng)不是可逆反應(yīng) 易錯提示ATP分子中含有2個高能磷酸鍵,里面儲存了大量的能量,當細胞需要能量的時候,遠離腺苷的那個高能磷酸鍵能迅速水解釋放出大量的能量。當細胞代謝產(chǎn)生較多的能量時,這些能量能使ADP、Pi形成ATP,能量儲存在高能磷酸鍵中?！纠?】 (2011湖南岳陽模擬)下面關(guān)于生物體內(nèi)ATP的敘述,正確的是( )。A.ATP中含有三個高能磷酸鍵B.ATP可以直接為生命活動提供能量C.ATP化學性質(zhì)很穩(wěn)定D.ATP在細胞中含量很多解析:本題解題的關(guān)鍵是明確ATP的結(jié)構(gòu)。ATP中含有兩個高能磷酸鍵,其中遠離腺苷的高能磷酸鍵很容易斷裂也很容易重新形成。ATP在細胞中的含量不多,但ATP與ADP的轉(zhuǎn)化十分迅速,維持ATP與ADP的動態(tài)平衡。答案:B1.有氧呼吸和無氧呼吸的過程圖解考點二細胞呼吸 有氧呼吸的總反應(yīng)式為: 有氧呼吸無氧呼吸不同點 場所 細胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體 細胞質(zhì)基質(zhì)條件 需氧、酶不需氧、需酶產(chǎn)物 CO2、H2O酒精和CO2(或乳酸)能量 大量(合成38個ATP)少量(合成2個ATP)2.有氧呼吸和無氧呼吸的比較與聯(lián)系相同點 聯(lián)系 葡萄糖分解為丙酮酸的階段相同,以后階段不同實質(zhì) 分解有機物,釋放能量,合成ATP意義 為生物體的各項生命活動提供能量為體內(nèi)其他化合物的合成提供中間產(chǎn)物3.影響細胞呼吸的因素及應(yīng)用(1)內(nèi)部因素。植物種類:陽生植物陰生植物。發(fā)育階段:幼苗、開花期成熟期。不同部位:生殖器官營養(yǎng)器官。因素 原因曲線應(yīng)用溫度 溫度主要影響酶的活性。一般來說,在一定溫度范圍內(nèi),呼吸速率隨溫度的升高而增大低溫下貯存蔬菜、水果大棚蔬菜夜間適當降溫以降低呼吸消耗,提高產(chǎn)量(2)外界因素。O2O2濃度低時,無氧呼吸占優(yōu)勢;隨O2濃度增大,無氧呼吸逐漸被抑制,有氧呼吸不斷加強;但當O2濃度達到一定值后,隨O2濃度增大,有氧呼吸不再加強(受呼吸酶數(shù)量等因素的影響)適當降低氧氣濃度,抑制呼吸消耗,延長蔬菜、水果的保鮮時間CO2CO2是細胞呼吸的產(chǎn)物,對細胞呼吸有抑制作用在蔬菜、水果保鮮中,增加CO2濃度(或充入N2)可抑制細胞呼吸,減少有機物消耗 易錯提示有氧呼吸第一、二階段產(chǎn)生的H用于第三階段與O2結(jié)合生成水;無氧呼吸第一階段產(chǎn)生的H用于第二階段丙酮酸還原為C2H5OH和CO2或乳酸。有氧呼吸中H2O既是反應(yīng)物,又是生成物,且生成的H2O中的氧全部來自O(shè)2。不同生物無氧呼吸的產(chǎn)物不同,是由于催化反應(yīng)的酶不同。 (1)由上圖甲中可知,呼吸作用最旺盛時的溫度在 點。AB段說明:在一定溫度范圍內(nèi),隨著溫度升高,呼吸作用 ;溫度的變化主要是影響 的活性?！纠?】 下圖是外界條件對植物呼吸作用速率影響曲線,請據(jù)圖回答問題。(2)上圖乙中曲線a表示 呼吸類型。如果曲線a描述的是水稻根細胞的呼吸作用,那么在DE段根細胞內(nèi)積累的物質(zhì)是 。曲線b表示的生理過程所利用的有機物主要是 。解析:呼吸作用作為一種生理活動,也是一種酶促反應(yīng),因而溫度的變化必然因影響酶的活性而影響呼吸作用速率。在一定范圍內(nèi),溫度越高,呼吸作用越強。在實際生活中,人們也常利用溫度與呼吸作用這一關(guān)系,如冰箱冷藏蔬菜或水果等。無氧呼吸作用會受到環(huán)境中氧濃度的影響,通常隨著氧濃度增高,無氧呼吸受到抑制。答案:(1)B加快酶 (2)無氧酒精葡萄糖方法歸納(1)有氧呼吸是細胞呼吸的主要形式,三個階段進行的化學反應(yīng)都需要不同的酶來催化。(2)對于真核細胞來講,有氧呼吸的場所是細胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體,主要場所是線粒體(第二、三階段在線粒體中進行,大量的能量也是在線粒體中生成的);原核細胞雖然沒有線粒體,但是也可進行有氧呼吸。