（考纲全景透析）2014届高考生物 5.2 细胞的能量“通货” ATP、ATP的主要来源 细胞呼吸基础复习 新人教版必修1.doc

第2节 细胞的能量“通货”ATPATP的主要来源细胞呼吸【高考新动向】1、ATP在能量代谢中的作用2、细胞呼吸3、探究酵母菌的呼吸方式【考纲全景透析】一、细胞的能量“通货”ATP1、生物体中的能源物质细胞中的糖类、脂肪等有机物都储存着化学能，但直接给细胞生命活动提供能量的却是ATP。2、ATP的结构：结构简式：APPP一个ATP分子中含有一个腺苷，两个高能磷酸键，三个磷酸基团。3、ATP的功能：直接给细胞的生命活动提供能量。4、ATP的利用：ATP可用于主动运输、生物发电和发光、肌细胞收缩、大脑思考等。5、ATP与ADP的相互转化（1）相互转化关系式（2）合成ATP的能量来源动、植物和微生物：细胞呼吸分解有机物所释放的能量。绿色植物：除细胞呼吸所释放的能量外，还包括光合作用吸收、固定的光能。（3）能量去向：用于生物体的各项生命活动。（4）ATP与ADP的相互转化是生物界的共性。二、探究酵母菌细胞呼吸的方式1、酵母菌是一种单细胞真菌，在有氧和无氧条件下都能生存，属于兼性厌氧菌。2、检测CO2的产生可使澄清石灰水变浑浊，另外使用溴麝香草粉蓝水溶液检测，变化是由蓝变绿再变黄。3、检测酒精的产生可使用橙色的重铬酸钾溶液，其在酸性条件下，与酒精发生化学反应，变成灰绿色。三、细胞呼吸1、细胞呼吸（1）定义：是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他产物，释放出能量并生成ATP的过程。（2）类型：有氧呼吸和无氧呼吸。2、有氧呼吸（1）反应式：C6H12O66H2O6O2 6CO212H2O能量。（2）过程：第一阶段第二阶段第三阶段场所细胞质基质线粒体线粒体反应物葡萄糖丙酮酸和水H和氧气生成物丙酮酸、H、ATPCO2、H、ATPH2O、ATP能量少量少量大量3、无氧呼吸（1）反应式：转化成乳酸的反应式：C6H12O6 2C3H6O3能量。分解成酒精的反应式：C6H12O6 2C2H5OH2CO2能量。（2）过程：第一阶段：与有氧呼吸第一阶段相同。第二阶段：在细胞质基质中完成，产物是酒精和CO2或乳酸。4、点拨（1）有氧呼吸三个阶段都产生ATP，无氧呼吸只在第一阶段产生ATP。（2）不同生物无氧呼吸产物不同，其原因在于催化反应的酶不同。（3）原核生物无线立体，但有些原核生物仍可进行有氧呼吸。（4）微生物的无氧呼吸也成为发酵，但动植物的无氧呼吸不能称为发酵。【热点难点全析】一、ATP与ADP的相互转化1、ATP的结构式 从简式可看出，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。2、ATP的形成途径3、ATP合成与水解的比较ATP的合成ATP的水解反应式ADPPi能量 ATPATP ADPPi能量所需酶ATP合成酶ATP水解酶能量来源光能（光合作用）、化学能（细胞呼吸）储存在高能磷酸键中的能量能量去路储存于形成的高能磷酸键用于各项生命活动反应场所细胞质基质、线粒体、叶绿体生物体的需能部位注：ATP与ADP之间的相互转化过程中，反应类型、反应所需酶以及能量的来源、去路和反应场所都不相同，因此ATP和ADP的相互转化不是可逆反应。但是物质时可循环利用的。4、ATP的去向：【例】下列关于ATP的叙述中，正确的是()AATP分子由1个腺嘌呤脱氧核苷酸和2个磷酸基团组成B线粒体内大量合成ATP的部位是基质C在剧烈运动时，肌细胞产生ATP的速率增加D叶绿体内ATP的运输方向是基质类囊体薄膜【解】选C。ATP的组成中包括腺苷和3个磷酸，其中腺苷包括腺嘌呤和核糖，因此，可以说1个腺嘌呤核糖核苷酸和2个磷酸基团组成ATP分子；在剧烈运动时，由于消耗能量多，产生的能量多才能满足生命活动的需要；叶绿体中通过光反应产生的ATP，在暗反应中用于还原三碳化合物，因此ATP的运输方向是从类囊体薄膜到基质。二、细胞呼吸的过程及影响因素1、有氧呼吸和无氧呼吸的过程图解及分析分析：（1）有氧呼吸第一、二阶段产生的H用于第三阶段与O2结合生成水；无氧呼吸第一阶段产生的H用于第二阶段将丙酮酸还原为C2H5OH和CO2或乳酸（2）有氧呼吸中H2O既是反应物，又是生成物，且生成的H2O中的氧全部来自O2。（3）不同生物无氧呼吸的产物不同，是由于催化反应的酶不同。（4）有氧呼吸中各元素的来源和去路2、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和线粒体细胞质基质条件氧气和酶酶产物二氧化碳和水酒精和二氧化碳或乳酸能量大量能量少量能量相同点实质分解有机物，释放能量联系第一阶段的场所及转变过程相同3、影响细胞呼吸的环境因素及应用（1）呼吸速率与温度的关系（如图）：温度通过影响与细胞呼吸有关酶的活性来影响呼吸速率最适温度时，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；低于最适温度时，酶活性下降，细胞呼吸受抑制。应用：生产上常利用这一原理在低温下贮存蔬菜、水果，在大棚蔬菜的栽培过程中夜间适当降温，降低细胞呼吸，减少有机物的消耗，提高产量。（2）呼吸速率与O2浓度的关系（如图）：O2浓度低时，无氧呼吸占优势，随O2浓度增大，无氧呼吸逐渐被抑制，有氧呼吸不断加强；但当O2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）。应用：生产上常利用适当降低氧气浓度等能够抑制细胞呼吸、减少有机物消耗的原理来延长蔬菜、水果的保鲜时间，中耕松土增加根的有氧呼吸；在医疗上选用透气的消毒纱布或松软的“创可贴”包扎伤口，可抑制厌氧病原菌的繁殖。（3）呼吸速率与含水量的关系（如图）：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。（2）在作物种子储藏时，将种子风干，以减弱细胞呼吸，减少有机物的消耗。（4）呼吸速率与CO2的关系（如图）在蔬菜、水果保鲜中，增加CO2浓度（或充入N2）可抑制细胞呼吸，减少有机物消耗。（5）总结：外部因素在影响呼吸作用时是综合起作用的，有时在其他因素满足的情况下，某一因素成为限制因素。如动物冬眠时呼吸速率低的限制因素是温度，而夏季作物受涝而死亡，其限制因素则是O2。【例】第十二届国际果蔬食品博览会于2011年9月23日至26日在中国北方著名的果品和蔬菜生产加工基地烟台举行，当地的苹果果形端正、皮薄甜脆、汁多爽口，享誉全国。为了尽量延长新鲜苹果的贮藏时间，贮藏条件最好是()A低O2、适当的湿度、零上低温B低O2、适当的湿度、零下低温C无O2、保持干燥、零上低温D无CO2、保持干燥、零下低温【解】选A。本题考查影响细胞呼吸的因素。要长时间贮藏水果，就要降低其细胞呼吸，减少有机物的消耗。在低温条件下，呼吸酶活性降低；低氧状态下，细胞有氧呼吸弱，无氧呼吸受到抑制，整个细胞呼吸强度处于最低状态，可以有效减少营养物质的消耗，但若温度低于零度，则会冻伤水果。湿度适中，减少水果中水分丢失，有利于保鲜。三、酵母菌细胞呼吸方式的实验探究1、实验探究过程（1）提出问题：酵母菌使葡萄糖发酵产生酒精是在有氧还是无氧条件下；酵母菌在有氧和无氧条件下细胞呼吸的产物是什么。（2）作出假设：针对上述问题，根据已有的知识和生活经验（如酵母菌可用于酿酒、发面等）作出合理的假设。（3）设计并进行实验配制酵母菌培养液。检测CO2的产生，装置如图所示。检测酒精的产生：自A、B中各取2mL滤液分别注入编号为1、2的两支试管中分别滴加0.5mL溶有0.1g重铬酸钾的浓硫酸溶液振荡并观察溶液中的颜色变化。（4）实验现象甲、乙两装置中石灰水都变浑浊，但甲中浑浊程度高且速度快。2号试管中溶液由橙色变成灰绿色，1号试管不变色。（5）实验结论:酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸。在有氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生大量的二氧化碳和水；在无氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生酒精，还产生少量的二氧化碳。2、实验中的关键步骤（1）将装置（甲）连通橡皮球，让空气间断而持续地依次通过3个锥形瓶，既保证O2的充分供应，又使进入A瓶的空气先经过NaOH的锥形瓶，洗除空气中的CO2，保证第三个锥形瓶的澄清石灰水变浑浊是由酵母菌有氧呼吸产生的CO2所致。（2）B瓶应封口放置一段时间，待酵母菌将B瓶中的氧消耗完，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶，确保是无氧呼吸产生的CO2通入澄清的石灰水。7