高三生物一轮复习课件第12-14课时ATP与细胞呼吸

生物大一轮复习第12课时细胞的能量“通货”——ATP猜想：细胞内哪些物质较有可能为萤火虫尾部细胞的发光提供能量？糖类：主要能源物质脂肪：良好的储能物质问题探讨太阳能：最终能量来源谁能够为萤火虫尾部细胞的发光直接提供能量呢？荧光消失暗处ABCD２ｍｌATP溶液２ｍｌ脂肪溶液２ｍｌ蒸馏水观察15min暗处实验探究２ｍｌ葡萄糖溶液无荧光出现无荧光出现无荧光出现有荧光出现直接能源物质糖类、脂肪等有机物储存大量能量，但不能被直接利用≈ATP储存相对较少能量，但能被直接利用≈ATP是细胞的能量“通货”？1.中文名称：其中“A”代表

,“P”代表

，“～”代表

。A－P～P～P三磷酸腺苷高能磷酸键4.结构简式：腺苷高一、ATP的分子结构2.元素组成：C、H、O、N、P3.化学组成：由1分子

、1分子

、3分子

组成腺嘌呤核糖磷酸基团磷酸基团腺苷5.ATP与RNA的关系：ATP脱去

个磷酸基团是组成RNA的基本单位2项目ATP的合成ATP的水解反应式能量来源植物：动物：储存在ATP

中的能量能量去路储存在ATP的

中光反应产生的ATP只能用于

.呼吸作用产生的ATP用于

.反应场所四、ATP与ADP的相互转化ADP+Pi+能量

ATP+H20ATP合成酶ATP+H20

ADP+Pi+能量

ATP水解酶光能（光合作用）、化学能（呼吸作用）化学能（呼吸作用）高能磷酸键高能磷酸键暗反应各项生命活动细胞质基质（有氧、无氧呼吸第一阶段）线粒体（有氧呼吸第二阶段）叶绿体类囊体薄膜（光反应）生物体的需能部位光合作用呼吸作用吸能反应光合作用呼吸作用大脑思考生物放电物质合成肌肉收缩主动运输活跃的稳定的最终能源主要能源物质直接能源物质生物大一轮复习第13、14课时ATP的主要来源——细胞呼吸1.生物体生命活动的主要能源物质是什么？2.生物体新陈代谢所需能量的直接来源是什么？葡萄糖ATP3.葡萄糖是如何转化为直接能源ATP的呢？复习提问下列转变需经哪些生理过程才能实现？光能糖类等有机物中稳定的化学能ATP中活跃的化学能直接用于各种生命活动①②③光合作用细胞呼吸ATP水解思考18世纪，法国化学家拉瓦锡发现物质燃烧需要氧气，并且把呼吸作用比作碳和氢的“缓慢燃烧过程”。后来人们发现，呼吸作用的实质是细胞内有机物的氧化分解，并且释放能量。由于呼吸作用是在细胞内进行的，因此也叫细胞呼吸。2.呼吸作用能够像燃料在体外燃烧那么剧烈吗问题探讨（P91）①都是物质的氧化分解过程；②都能产生CO2等产物；③都释放出能量讨论:1.呼吸作用与物质燃烧有什么共同点?不能

在

经过一系列的

，最终生成

或

，

释放出

并生成

的过程。细胞呼吸的概念：细胞内氧化分解CO2能量其他产物ATP思考：呼吸作用和我们平时所说的“呼吸”相同吗？有机物呼吸作用≠

呼吸机体与外界环境之间O2和CO2交换的过程有机物氧化分解，释放能量水解vs氧化分解多糖二糖葡萄糖初步水解彻底水解蛋白质多肽氨基酸脂肪脂肪酸+甘油肽酶蛋白酶脂肪酶麦芽糖酶淀粉酶水解较大分子→较小分子氧化分解糖类脂肪彻底氧化分解CO2+H2O+能量蛋白质彻底氧化分解CO2+H2O+尿素+能量CHONCHO(消化）有机物→CO2+其他产物+能量含P有机物彻底氧化分解CO2+H2O+磷酸盐+能量CHP(代谢利用）淀粉麦芽糖葡萄糖有氧呼吸的概念：

细胞在

的参与下，通过

的催化作用，把葡萄糖等有机物

氧化分解，产生

，同时释放

，生成

的过程。CO2和水有氧呼吸的场所：细胞质基质、线粒体（主要）大量ATP氧彻底能量多种酶①为生物体的生命活动

；②为生物体其他化合物的合成

。细胞呼吸的意义：提供能量提供原料有氧呼吸第一阶段：葡萄糖的初步分解场所：第二阶段：丙酮酸的彻底分解场所：第三阶段：氧的参与场所：细胞质基质线粒体基质线粒体内膜

过程：场所：细胞质基质、线粒体（主要）C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量

总反应式：

能量转换：特点（与体外燃烧相比）：P94①温和条件下进行③相当一部分能量储存于ATP中②有机物彻底氧化分解、能量逐步释放同位素标记法酶有机物中稳定的化学能→热能(主要)

+ATP中活跃的化学能无氧呼吸的概念：

细胞在

的参与下，通过

的催化作用，把葡萄糖等有机物

氧化分解，产生

或

，同时释放

，生成

的过程。酒精和CO2场所：细胞质基质少量ATP无氧不彻底少量能量多种酶乳酸

过程：第一阶段：葡萄糖的初步分解场所：第二阶段：丙酮酸的不彻底分解场所：细胞质基质细胞质基质无氧呼吸总反应式：C6H12O6

2C2H5OH(酒精)

+2CO2

+少量能量

酶C6H12O6

2C3H6O3(乳酸)+少量能量

酶多数植物、酵母菌动物、乳酸菌、马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚导致无氧呼吸的产物是酒精还是乳酸的直接原因是什么?根本原因是什么？

能量转换：

①不彻底氧化物中的化学能(大部分)

有机物中稳定的化学能→

②热能(主要)

+ATP中活跃的化学能ATP是葡萄糖氧化分解的产物。×细胞呼吸是放能反应，释放的能量可以合成ATP

有氧呼吸与无氧呼吸的比较呼吸方式有氧呼吸无氧呼吸不同点反应条件场所产物释放能量反应是否彻底相同点联系实质意义细胞质基质、线粒体(主要)细胞质基质

氧气、水、多种酶无氧、多种酶CO2和H2O酒精和CO2或乳酸大量能量只在第一阶段释放少量能量第一阶段完全相同

分解有机物，释放能量，形成ATP

①提供能量②提供原料彻底不彻底1．有氧呼吸时，生成物H2O中的氢只来自线粒体中丙酮酸的分解。(

)2．有氧呼吸产生的[H]在线粒体基质中与氧结合生成水。(

)3．有氧呼吸产生的能量大部分以热能形式散失。(

)4．细胞内葡萄糖分解成丙酮酸和[H]的反应，只发生在细胞有氧时。(

)5．无氧呼吸不需要O2的参与，该过程最终有[H]的积累。(

)××√××细胞呼吸方式的判断欲确认某生物的呼吸类型，应设置两套呼吸装置，如图所示(以发芽种子为例)考点二探究酵母菌的呼吸方式的实验1.实验原理(1)酵母菌：酵母菌是一种单细胞真菌，其代谢类型是兼性厌氧型，在有氧和无氧条件下都能生存。C6H12O6有氧2C2H5OH+2CO2无氧6CO2+12H2OCO2:澄清石灰水由澄清变浑浊溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄C2H5OH（酒精）：酸性重铬酸钾溶液灰绿色检测产物：碱酸溴麝香草酚蓝水溶液考点二探究酵母菌的呼吸方式的实验2.实验步骤(1)配制酵母菌培养液(酵母菌＋葡萄糖溶液)。(2)装置如图所示:

图甲中空气先通过NaOH溶液的目的：除去空气中的CO2。保证第三个锥形瓶中的澄清石灰水变混浊完全是由酵母菌有氧呼吸产生的CO2所致。图乙中B瓶先密封放置一段时间后，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶的目的：耗尽瓶中原有的氧气，确保通入澄清石灰水中的CO2是由酵母菌无氧呼吸产生的。①对比实验（相互对照）②无关变量相同且适宜：25-35℃培养8-10h有氧呼吸无氧呼吸考点二探究酵母菌的呼吸方式的实验3.产物检测与实验现象条件澄清石灰水的变化/出现变化的时间甲组（有氧）变浑浊/快乙组（无氧）变浑浊/慢（1）取2支试管编号。（2）各取A、B锥形瓶酵母菌培养液的滤液2ml加入试管。（3）分别滴加0.5ml重酪酸钾--浓硫酸溶液，轻轻震荡、混匀。观察颜色变化。如何检测产物中是否有酒精？4.实验结论(1)酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸。(2)在有氧条件下产生CO2多而快，在无氧条件下产生酒精，还产生少量的CO2。重铬酸钾-浓硫酸溶液无变化出现灰绿色例.为了探究酵母菌细胞呼吸的方式,某同学将实验材料和用具按如图所示安装好。以下关于该实验的说法,不正确的是()A.甲、乙两组实验探究的分别是酵母菌在有氧、无氧条件下的呼吸方式B.加入质量分数为10%的NaOH溶液是为了吸收空气中的CO2C.将橙色的重铬酸钾溶液滴入B瓶中变成灰绿色,证明有酒精产生D.乙组B瓶先封口放置一段时间,目的是消耗B瓶中的O2以形成无氧的环境C橙色的重铬酸钾溶液,在酸性条件下与酒精发生化学反应,变成灰绿色考点三影响细胞呼吸的外界因素及其应用内因——遗传因素是否有线粒体酶的种类、数量、活性器官种类生长时期等影响细胞呼吸的因素外因——环境因素氧气浓度温度二氧化碳浓度含水量等考点三影响细胞呼吸的外界因素及其应用1.O2浓度对有氧呼吸和无氧呼吸的曲线分析

①A点：②B点：③AC段(不包含A、C点)：④C点以后:曲线分析(呼吸底物为葡萄糖，以真核细胞为例)：O2浓度为0，细胞只进行无氧呼吸。有氧呼吸和无氧呼吸释放的CO2的量相等，有氧呼吸和无氧呼吸消耗的葡萄糖的量之比为1∶3。CO2的产生量大于O2的吸收量，同时进行有氧呼吸和无氧呼吸。但当O2浓度达到一定值后，有氧呼吸强度不再随O2浓度的增大而增大，这可能是受与呼吸作用有关的酶的数量或温度等因素的影响。注意：若以脂肪为呼吸底物，随O2浓度增大，最终O2吸收量与CO2释放量不相等。细胞只进行有氧呼吸，在保存蔬菜、水果时,应选择

点对应的O2浓度,为什么？R因为此时总CO2释放量最少,细胞呼吸最弱，有机物的损耗最少。①选用透气消毒纱布包扎伤口，抑制破伤风杆菌等厌氧细菌的无氧呼吸。②作物栽培中耕松土，保证根的正常细胞呼吸，有利于根系的生长及对矿质离子的吸收。③提倡慢跑，防止肌细胞无氧呼吸产生大量乳酸导致肌肉酸痛。④稻田定期排水，抑制无氧呼吸产生酒精，防止酒精中毒，烂根死亡。⑤贮藏蔬菜、水果和种子时，降低O2浓度（约5%），以减少有机物消耗，但不能无O2，否则产生酒精过多，会导致腐烂,故氧浓度控制在呼吸作用最低点，有氧呼吸较弱，而无氧呼吸又受到抑制。⑥酿酒时先通气，让酵母菌进行有氧呼吸，使其数量增加；然后隔绝空气，使其发酵，产生酒精。(3)实际应用：1.O2浓度对细胞呼吸的影响考点三影响细胞呼吸的外界因素及其应用考点三影响细胞呼吸的外界因素及其应用2.温度对细胞呼吸的影响(1)影响原理：温度通过影响酶的活性，影响细胞呼吸速率。(2)曲线分析：(3)实际应用：最适温度时，细胞呼吸最强；超过最适温度，呼吸酶活性降低，甚至变性失活，细胞呼吸受抑制；低于最适温度酶活性下降，细胞呼吸受抑制。①水果、蔬菜等放入冰箱中(应选取零上低温)，可延长保鲜时间。②温室中栽培蔬菜时，夜间适当降低温度，可降低细胞呼吸，减少有机物的消耗，提高蔬菜的产量。蔬菜、水果储存：低氧+零上低温+适宜湿度考点三影响细胞呼吸的外界因素及其应用3.CO2浓度对细胞呼吸的影响(1)影响原理：CO2是细胞呼吸的最终产物，积累过多会抑制细胞呼吸的进行。(2)曲线分析：(3)实际应用：在蔬菜和水果保鲜中，增加CO2浓度(或充入N2)可抑制细胞呼吸，减少有机物的消耗。如地窖中CO2浓度高，有利于蔬菜水果的储存。考点三影响细胞呼吸的外界因素及其应用4.含水量对细胞呼吸的影响(1)影响原理：水既是有氧呼吸反应物，又是反应的介质。在一定范围内自由水含量越多，代谢越旺盛，呼吸作用越强。

(2)实际应用：①抑制细胞呼吸——晒干的种子含水量降低，细胞呼吸减慢，更有利于储存。

②促进细胞呼吸——浸泡种子，含水量增加，有利于种子的萌发。种子储存：低氧+零上低温+干燥蔬菜、水果储存：低氧+零上低温+适宜湿度1.科研人员探究温度对密闭罐中水蜜桃果肉细胞呼吸速率的影响,结果如图。下列叙述正确的是（）

A.20h内,果肉细胞产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体、叶绿体B.50h后,30℃条件下果肉细胞没有消耗O2,密闭罐中CO2浓度会增加C.50h后,30℃条件下的有氧呼吸速率比2℃和15℃慢,是因为温度高使酶活性降低D.实验结果说明温度越高,果肉细胞有氧呼吸速率越大B果肉细胞不能进行光合作用2.甲、乙两图都表示某植物的非绿色器官CO2释放量和O2吸收量的变化。相关叙述不正确的是（）A.甲图中氧浓度为a时的情况对应于乙图中的A点B.甲图中氧浓度为b时的情况对应于乙图中的CD段C.甲图的a、b、c、d中c对应的氧浓度最适合贮藏植物器官D.甲图中氧浓度为d时没有酒精产生B甲图中氧浓度为b时，CO2的释放量远远大于氧气的吸收量，说明细胞既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸，且无氧呼吸强度大，应对应乙图中的AC段

考点四探究细胞呼吸速率的测定1.探究细胞呼吸速率的测定

(1)实验装置(2)实验原理：组织细胞呼吸作用吸收O2，释放CO2，CO2被NaOH溶液吸收，使容器内气体压强减小，刻度管内的液滴左移。单位时间内液滴左移的体积即表示呼吸速率。装置乙为对照。①如果实验材料是绿色植物，整个装置应遮光处理，否则植物的光合作用会干扰呼吸速率的测定。②如果实验材料是种子，为防止微生物呼吸对实验结果的干扰，应对装置及所测种子进行消毒处理。③为防止气压、温度等物理膨胀因素所引起的误差，应设置对照实验，将所测的生物材料灭活(如将种子煮熟)，其他条件均不变。(3