ATP与细胞呼吸一轮复习

ATP与细胞呼吸

2021/3/29星期一1糖类、脂肪等有机物ＡＴＰ能量≈≈ATP－－细胞能量的“通货”2021/3/29星期一2考点三：ATP基础：1、组成元素？2、中文名称？各字母代表的含义？3、结构简式？（注意三个化学键！）4、化学性质？哪个键最易断裂？那两个化学键一定条件下能断裂吗？5、作用？6、细胞内含量？与ADP间转化速率？7、形成ATP的途径？相关结构？2021/3/29星期一3ATP三磷酸腺苷全称ATP腺苷三个磷酸基团（高能磷酸化合物）一：什么是ATP？2021/3/29星期一4一、ATP的结构腺嘌呤核糖磷酸磷酸磷酸务实基础：考点一：ATP的结构和转化组成元素：C、H、O、N、P2021/3/29星期一5由结构式可看出，ATP的结构特点可用“一、二、三”来总结，即一个腺苷、两个高能磷酸键、三个磷酸基团。PPP～～A（腺嘌呤）高能磷酸键（磷酸基团）腺苷（核糖）A

P

P

P～～A：腺苷(腺嘌呤+核糖)P：磷酸基团～：高能磷酸键元素：C、H、O、N、P30.54KJ/mol远离A的高能磷酸键容易生成，伴随能量储存、容易断裂，伴随能量的释放。2021/3/29星期一65、ATP与ADP的相互转化远离A的断裂：远离A的生成：ATPPi+ADP+能量酶ATPPi+ADP+能量酶（1）过程（2）特点细胞内的ATP含量极少，转化十分迅速（3）意义：为生物体内部提供稳定的供能环境2021/3/29星期一7ADP+动物、人、大多数细菌、真菌等绿色植物细胞呼吸细胞呼吸光合作用酶能量+Pi资料：对于动物、人、真菌和大多数细菌来说，合成ATP的能量来自于细胞呼吸时有机物的分解释放能量；对于绿色植物来说，除了依赖细胞呼吸所释放的能量外，在叶绿体内进行光合作用时，ADP转化为ATP还利用了光能。二、ATP的形成途径2021/3/29星期一8ATPADP合成酶分解酶释放能量PiPi储存能量ATP与ADP的转化关系各生命活动光合作用呼吸作用ATP是细胞生命活动的直接能源物质，细胞内流通的能量“通货”

2021/3/29星期一92、ATP合成与ATP分解的比较：反应ATP→ADP+Pi+能量ADP+Pi+能量→ATP反应类型酶的类型场所能量来源能量去向酶酶水解反应合成反应水解酶合成酶活细胞所有部位线粒体、叶绿体、细胞质基质等高能磷酸键有机物中的化学能、光能用于各项生命活动储存于高能磷酸键中结论：物质是可逆的，能量是不可逆的

2021/3/29星期一104.动植物细胞ATP来源与去向分析(1)植物细胞可以通过

形成ATP，而动物细胞只能通过

形成ATP。(2)植物光合作用光反应阶段产生的ATP专用于

，不用于其他生命活动；植物或动物

产生的ATP才能用于多种生命活动。光合作用和细胞呼吸细胞呼吸暗反应细胞呼吸2021/3/29星期一11C6H12O6酶CO2H2O++能量葡萄糖+果糖蔗糖酶ADP+Pi+能量ADP+Pi+ATP

酶

酶放能反应吸能反应能量通货放能反应往往与ATP合成相联系，吸能反应往往与ATP合成相联系。2021/3/29星期一12不同情境下“A”的含义归纳上述的(1)与(4)中

相同。2021/3/29星期一13【问题】1.细胞每时每刻都需要ATP,那细胞中ATP含量多吗？细胞中ATP含量很少，但ATP与ADP之间转化快对细胞的正常生活来说，ATP与ADP的这种相互转化，是时刻不停的发生并且处于动态平衡之中的。2021/3/29星期一145.ATP产生量与O2供给量的关系分析无氧呼吸有氧呼吸不再增加酶、ADP、磷酸2021/3/29星期一151.若用上图模式表示哺乳动物成熟红细胞中ATP产生量与O2供给量关系，应如何绘制？提示如图所示2021/3/29星期一162.ATP是细胞中“唯一”的直接能源物质，对吗？提示不对，除ATP外细胞中直接能源物质还有GTP、CTP、UTP等。2021/3/29星期一171.真题重组判断正误(1)下列化学反应属于水解反应的是②③(2016·上海卷，20C)(

)①核酸→核苷酸②葡萄糖→丙酮酸③ATP→ADP(2)DNA与ATP中所含元素的种类相同(2015·课标卷，1A)(

)(3)每个ADP分子中含有两个高能磷酸键(2014·江苏B)(

)(4)在诱导离体菊花茎段形成幼苗的过程中不会同时发生ATP的合成和分解(2013·四川理综，1C)(

)(5)细胞代谢所需的ATP可在细胞质基质中产生(2013·海南卷，4D)(

)(6)人在饥饿时，细胞中ATP与ADP的含量照样达到动态平衡(天津卷，6④)(

)×√××√√2021/3/29星期一18ATP的结构和功能【典例】

(2016·全国课标卷Ⅰ，29)在有关DNA分子的研究中，常用32P来标记DNA分子。用α、β和γ表示ATP或dATP(d表示脱氧)上三个磷酸基团所处的位置(A－Pα～Pβ～Pγ或dA－Pα～Pβ～Pγ)。回答下列问题；(1)某种酶可以催化ATP的一个磷酸基团转移到DNA末端上，同时产生ADP。若要用该酶把32P标记到DNA末端上，那么带有32P的磷酸基团应在ATP的________(填“α”“β”或“γ”)位上。2021/3/29星期一19(2)若用带有32P的dATP作为DNA生物合成的原料，将32P标记到新合成的DNA分子上，则带有32P的磷酸基团应在dATP的________(填“α”、“β”或“γ”)位上。解析(1)ATP水解生成ADP的过程中，断裂的是远离腺苷A的那个高能磷酸键即β位和γ位之间的高能磷酸键，即γ位磷酸基团转移到DNA末端。要将32P标记到DNA上，带有32P的磷酸基团应在γ位上。(2)dATP脱去β位和γ位的磷酸基团后为腺嘌呤脱氧核糖核苷酸，即DNA的基本组成单位之一，用dATP为原料合成DNA时，要将32P标记到新合成的DNA上，则32P应在α位。答案(1)γ

(2)α2021/3/29星期一20有氧呼吸的过程2021/3/29星期一21(1)过程图解细胞质基质少量能量（2ATP)线粒体基质少量能量(2ATP)线粒体内膜24[H]＋6O2―→12H2O＋能量大量能量(34ATP)NADH还原型辅酶I有氧呼吸：指细胞在氧的参与下，通过酶的催化作用，把糖类等有机物彻底氧化分解，产生二氧化碳和水，同时释放出大量能量的过程2021/3/29星期一224.有氧呼吸各元素去向5.有氧呼吸释放的能量大部分储存于ATP对吗？

1mol葡萄糖释放2870KJ，有1161KJ转移至ATP,其余的能量都以热能形式散失2021/3/29星期一23注意：2021/3/29星期一24二、无氧呼吸概念场所反应式细胞在无氧的条件下，把糖类等有机物分解成不彻底氧化的产物，同时释放出少量能量的过程C6H12O62C3H6O3+能量酶酶C6H12O62C2H5OH+2CO2+能量细胞质基质植物动物C6H12O62C3H6O3+能量酶酶C6H12O62C2H5OH+2CO2+能量2021/3/29星期一25微生物的无氧呼吸称为发酵，但动植物的无氧呼吸不能称为发酵。具体情况总结如下：生物无氧呼吸产生植物大多数植物细胞，如根细胞马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚动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2021/3/29星期一26考点突破有氧呼吸与无氧呼吸的比较有氧呼吸无氧呼吸不同点场所细胞质基质、线粒体细胞质基质条件需要O2、需酶不需要O2、需酶产物CO2、H2O酒精和CO2或乳酸能量大量少量相同点联系葡萄糖分解为丙酮酸阶段相同实质分解有机物，释放能量，合成ATP意义为生物体的各项生命活动提供能量2021/3/29星期一27C6H12O62C3H6O3+能量酶酶C6H12O62C2H5OH+2CO2+能量C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量酶2.呼吸作用中各物质之间的比例关系(以葡萄糖为底物的细胞呼吸)(1)有氧呼吸：葡萄糖∶O2∶CO2＝1∶6∶6。(2)无氧呼吸：葡萄糖∶CO2∶酒精＝1∶2∶2或葡萄糖∶乳酸＝1∶2。(3)消耗等量的葡萄糖时，无氧呼吸与有氧呼吸产生的CO2摩尔数之比为1∶3。2.在a、b、c、d条件下，测得某植物种子萌发时CO2和O2体积变化的相对值如表所示。底物是葡萄糖，则下列叙述中正确的是(

)条件abcdCO2释放量10867O2吸收量0347A.a条件下，呼吸产物除CO2外还有酒精和乳酸B.b条件下，有氧呼吸消耗的葡萄糖比无氧呼吸多C.c条件下，无氧呼吸最弱D.d条件下，产生的CO2全部来自线粒体

D以下甲、乙两图都表示某生物的CO2释放量和O2吸收量的变化，请解读：(1)甲、乙两图中只进行无氧呼吸、只进行有氧呼吸及两种呼吸作用共存的对应点或段分别是什么？你的判断依据是什么？

(1)只进行无氧呼吸：甲中a、乙中A点只进行有氧呼吸：甲中d、乙中C点之后(含C点)两种呼吸共存：甲中b、c、乙中AC段(不含A、C点)2021/3/29星期一31(2)两图中哪一点(或段)适合水果、蔬菜贮藏？请说出判断依据。(3)下列生物中其呼吸状况能否用甲、乙两图表示？A.酵母菌 B.绿色植物(非绿色器官)C.乳酸菌 D.人①能________

②不能________(填序号)。(4)人在剧烈运动和静息状态下CO2产生量与O2吸收量大小关系是否相同？CO2产生场所有无变化？为什么？甲图中c、乙图中B点最适合水果、蔬菜贮存，因为此时CO2释放量最少，呼吸作用消耗有机物最少。A、BC、D相同无变化因为人在无氧呼吸时不产生CO2，只有有氧呼吸时在线粒体基质中产生CO2。2021/3/29星期一32水果和蔬菜与种子储存条件的不同(1)蔬菜和水果应储存在“零上低温、湿度适中、低氧”的条件下。(2)种子应储藏在“零上低温、干燥、低氧”条件下。两种储存手段均需降低呼吸作用，减少有机物的消耗，但由于水果和蔬菜本身的特点需要一定的湿度才能保持新鲜度，故二者在储藏条件上存在差异。2021/3/29星期一332.探究过程：2021/3/29星期一342021/3/29星期一35对比实验设置两个或两个以上的实验组，通过对结果的比较分析，来探究某种因素与实验对象的关系，这样的实验叫做对比实验2021/3/29星期一36(1)甲图中氢氧化钠溶液的作用是什么？吸收空气中的二氧化碳，保证通入石灰水的气体中的CO2全部来自酵母菌的细胞呼吸，从而排除空气中CO2对实验结果的干扰。(2)怎样保证乙图中通入石灰水的CO2全部来自酵母菌的无氧呼吸？实验开始时，应将B瓶密封后放置一段时间，以消耗完瓶中氧气，然后再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶，确保通入石灰水的CO2是由酵母菌无氧呼吸产生的。2021/3/29星期一37►CO2的检测：1.通入澄清的石灰水：澄清→浑浊2.溴麝香草酚蓝水溶液：蓝→绿→黄►酒精的检测：橙色的重铬酸钾溶液在酸性下与酒精发生反应：橙色→灰绿色2021/3/29星期一38初始相同时间后有氧装置无氧装置2021/3/29星期一39用溶有重铬酸钾的浓硫酸检测酒精溶有重铬酸钾的浓硫酸+有氧装置的酵母菌滤液+无氧装置的酵母菌滤液灰绿色不变灰绿色2021/3/29星期一40进行试验实验现象：条件澄清石灰水/出现的时间重铬酸钾--浓硫酸溶液有氧无氧变混浊／快无变化变混浊／慢出现灰绿色分析结果得出结论酵母菌有氧条件下产生大量CO2无氧条件下产生酒精和少量CO2呼吸作用的类型有氧呼吸无氧呼吸2021/3/29星期一41根据液滴移动方向的判断细胞呼吸方式溶液红色液滴酵母菌培养液溶液类型只有有氧呼吸只有无氧呼吸两种方式都有清水不动右移右移NaOH左移不动左移NaHCO3(CO2缓冲液)左移不动左移C6H12O62C3H6O3+能量酶酶C6H12O62C2H5OH+2CO2+能量C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量酶2021/3/29星期一42选用下面对照装置，可以根据红色液滴移动方向来探究细胞的呼吸类型。1.实验材料分析(1)装置一、二中试剂的作用：

(2)在利用葡萄糖作为能源物质的条件下，有氧呼吸气体体积不变，无氧呼吸气体体积增加。NaOH溶液吸收CO2，清水作为对照。考点突破2021/3/29星期一432.填写下表装置一装置二结果既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸只进行有氧呼吸只进行无氧呼吸红色液滴右移红色液滴不动红色液滴左移红色液滴不动

红色液滴右移红色液滴左移2021/3/29星期一442．细胞呼吸方式的判断及实验探究

(1)探究细胞呼吸方式的实验装置 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)：实验结果预测和结论实验现象结论装置一液滴装置二液滴不动不动不动右移左移右移左移不动只进行产乳酸的无氧呼吸或种子已死亡只进行产乙醇的无氧呼吸进行有氧呼吸和产乙醇的无氧呼吸只进行有氧呼吸或进行有氧呼吸和产乳酸的无氧呼吸(2)物理误差的校正为使实验结果精确除减少无关变量的干扰外，还应设置对照装置。对照装置与装置二相比，不同点是用“煮熟的种子”代替“发芽种子”，其余均相同。特别提醒

(1)为防止微生物呼吸对实验结果的干扰，应将装置进行灭菌、所测种子进行消毒处理。(2)若选用绿色植物作实验材料，测定细胞呼吸速率，需将整个装置进行遮光处理，否则植物的光合作用会干扰呼吸速率的测定。总结外部因素及在农业上的应用因素原因曲线应用温度O2①最适温度时，细胞呼吸最强；②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；③低于最适温度酶活性下降，细胞呼吸受抑制低温下贮存蔬菜、水果，夜间适当降温提高大棚蔬菜产量①O2浓度低时,无氧呼吸占优势；②随O2浓度增大,无氧呼吸逐渐被抑制,有氧呼吸不断加强；③O2浓度达到一定值后,随O2浓度增大,有氧呼吸不再加强(受呼吸酶数量等因素的影响)蔬菜、水果的保鲜；医用“创可贴”；中耕松土；提倡慢跑；稻田定期排水因素原因曲线应用CO2浓度水从化学平衡的角度分析，CO2浓度增大，呼吸速率下降在一定范围内，细胞呼吸速率随含水量的增加而加快，随含水量的减少而减慢低氧高CO2条件下保存蔬菜、水果干燥的种子有利于贮藏2.细胞呼吸原理的应用(1)对有氧呼吸原理的应用①包扎伤口应选用

的敷料，抑制破伤风杆菌的无氧呼吸。②提倡慢跑等有氧运动使细胞进行

，避免肌细胞产生大量

。③及时松土有利于植物

。④稻田定期排水有利于根系

，防止幼根因缺氧变黑、腐烂。透气有氧呼吸乳酸根系细胞进行有氧呼吸，促进生长有氧呼吸(2)微生物呼吸原理的应用①利用粮食通过

发酵可以生产各种酒。②利用淀粉、醋酸杆菌或谷氨酸棒状杆菌可以生产食醋或味精。③破伤风芽孢杆菌可通过

进行大量繁殖，较深的伤口需及时清理、注射破伤风抗毒血清等。酵母菌无氧呼吸思维辨析：1、苹果储藏久了为什么会有酒味？苹果无氧呼吸产生酒精2、剧烈运动后为什么会感到肌肉酸痛？由于供氧不足骨骼肌细胞发生无氧呼吸产生乳酸3、为什么低温低氧的环境下食物储藏的时间较长？低温低氧的环境下呼吸作用比较微弱，有机物消耗的少4、我们购买罐头食品时发现有这样的说明：若真空安全钮鼓起请勿购买。请问这是什么原因？这说明罐头食品在生产时灭菌不彻底，微生物在无氧条件下发生无氧呼吸产生了CO2

使真空安全钮鼓起说明食物可能变质易错·防范清零[易错清零]易错点1误认为线粒体可“彻底分解葡萄糖”点拨真核细胞中葡萄糖的彻底分解离不开线粒体，但线粒体不能直接将葡萄糖氧化分解——只有在细胞质基质中将葡萄糖分解为“丙酮酸”后，丙酮酸才能在线粒体中被进一步彻底氧化分解为CO2和H2O。易错点2混淆呼吸作用反应式中“能量