生物高考总复习必修一第五章第2、3节知识讲解.ppt
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1、生物高考总复习必修一第五章第2、3节2ATP与与ADP的相互转化的相互转化(1)ATP水解:在有关酶的催化作用下,水解:在有关酶的催化作用下,ATP分子中分子中 的的高高能能磷磷酸酸键键很很容容易易水水解解,并并释释放放出出大大量量的的能量。能量。(2)ATP形形成成:在在有有关关酶酶的的催催化化作作用用下下,ADP可可以以接接受受能能量,同时与量,同时与 结合,重新形成结合,重新形成ATP。远离腺苷远离腺苷一个磷酸基团一个磷酸基团(3)ATP形成的能量来源形成的能量来源对对于于动动物物、人人、真真菌菌和和大大多多数数细细菌菌来来说说,均均来来自自 ,对对于于绿绿色植物来说,则来自于色植物来说
2、,则来自于。细胞呼吸细胞呼吸细胞呼吸和光合细胞呼吸和光合作用作用 细细胞胞内内ATP与与ADP相相互互转转化化的的能能量量供供应应机机制制,是是生生物界的物界的 。共性共性 ATP分分子子去去掉掉两两个个磷磷酸酸基基后后的的剩剩余余部部分分是是腺腺嘌嘌呤核糖核苷酸,是组成呤核糖核苷酸,是组成RNA的基本单位之一。的基本单位之一。真真核核生生物物合合成成ATPATP的的场场所所是是线线粒粒体体、叶叶绿绿体体和和细细胞胞质质基质。基质。1酵酵母母菌菌在在有有氧氧和和无无氧氧条条件件下都能生存,属于下都能生存,属于 。兼性厌氧菌兼性厌氧菌2检测检测CO2的产生可使用澄清石灰水或的产生可使用澄清石灰水
3、或 ,CO2可可使使后后者者发发生生的的颜颜色色变变化化是是 。3检检测测酒酒精精的的产产生生可可使使用用橙橙色色的的 ,其其在在酸酸性性条件下,与酒精发生化学反应,变成条件下,与酒精发生化学反应,变成 。溴麝香草酚溴麝香草酚蓝蓝由蓝变绿再变黄由蓝变绿再变黄重铬酸钾重铬酸钾灰绿色灰绿色细胞质基质细胞质基质 葡萄糖葡萄糖丙酮酸丙酮酸+H 化线粒体基质化线粒体基质 少量少量 少量少量 线粒体内膜线粒体内膜 大量大量 2无氧呼吸无氧呼吸(1)反反应应式式分解成酒精的反分解成酒精的反应应式式为为:(2)过过程:第一程:第一阶阶段与段与 完完全全相相同同。第第二二阶阶段段的的产产物物是是 。其全其全过过
4、程都在程都在 中中进进行。行。有氧呼吸有氧呼吸第一阶段第一阶段酒精和二氧化碳或乳酸酒精和二氧化碳或乳酸细胞质基质细胞质基质 有有氧氧呼呼吸吸过过程程中中,反反应应物物中中的的葡葡萄萄糖糖、水水、O2分分别别在在第第一一、第第二二、第第三三阶阶段段被被利利用用,产产物物中中的的CO2和和H2O分别在第二、第三阶段形成。分别在第二、第三阶段形成。原原核核生生物物无无线线粒粒体体,但但有有些些生生物物仍仍能能进进行行有有氧氧呼呼吸吸,如硝化细菌。如硝化细菌。1ATP(三磷酸腺苷三磷酸腺苷)结构及特点结构及特点(1)结结构构:ATP是是由由一一个个核核糖糖、一一个个腺腺嘌嘌呤呤和和三三个个磷磷酸酸基团
5、组成。其中腺苷一磷酸与基团组成。其中腺苷一磷酸与RNA中腺嘌呤核苷酸组成相同。中腺嘌呤核苷酸组成相同。3ATP与与ADP的相互转化的相互转化ATP分分子子中中,远远离离A的的那那个个高高能能磷磷酸酸键键容容易易水水解解和和重重新新生生成成,这这对对于于细细胞胞中中能能量量的的捕捕获获、贮贮存存和和释释放放非非常常重重要要。ATP在在细细胞胞内内含含量量并并不不多多,但但可可迅迅速速转转化化循循环环利利用用。如如下下图图所示:所示:从从表表上上可可看看出出,ATP和和ADP的的相相互互转转化化过过程程中中,反反应应类类型型、反反应应所所需需酶酶以以及及能能量量的的来来源源、去去路路和和反反应应场
6、场所所都都不不完完全全相相同同,因因此此ATP和和ADP的的相相互互转转化化不不是是可可逆逆反反应应。但但物物质质是是可循环利用的。可循环利用的。5ATP产产生生量量与与O2供供给给量量之之间间关系曲线关系曲线从图示可解读以下信息:从图示可解读以下信息:(1)A点点表表示示在在无无氧氧的的条条件件下下,肌肌细细胞胞可可通通过过无无氧氧呼呼吸吸分分解解有有机机物物,产生少量的产生少量的ATP。(2)AB段段表表示示随随O2供供应应量量逐逐渐渐增增多多,有有氧氧呼呼吸吸明明显显加加强强,通通过过有有氧氧呼呼吸吸分分解解有有机机物物释释放放出出的的能能量量明明显显增增多多,ATP产产生生量随之升高。
7、量随之升高。(3)BC段段表表示示O2供供给给量量超超过过一一定定范范围围,ATP的的产产生生量量不不再再增增加加,因因为为有有氧氧呼呼吸吸产产生生ATP的的过过程程还还受受其其他他条条件件的的限限制制,如酶、有机物、如酶、有机物、ADP、磷酸等。、磷酸等。在生物体活细胞内,不断进行着下面的化学反应:在生物体活细胞内,不断进行着下面的化学反应:请回答下列问题:请回答下列问题:(1)在在动动物物细细胞胞中中,形形成成ATP需需要要能能量量,该该能能量量主主要要由由_来提供,也可以由来提供,也可以由_提供。提供。(2)在在植植物物叶叶肉肉细细胞胞内内,形形成成ATP的的场场所所是是_、_、_。(3
8、)合合成成ATP的的能能量量的的主主要要来来源源是是_作作用用,而而分分解解ATP释放的能量用于释放的能量用于_。思思维维提提示示考考查查ATP和和ADP的的相相互互转转化化关关系系。在在动动物物体体内内,ATP可可以以通通过过有有氧氧呼呼吸吸、无无氧氧呼呼吸吸形形成成。结结合合细细胞胞代代谢谢过过程程不不难难理理解解,在在植植物物体体内内形形成成ATP的的场场所所是是细细胞胞质质基基质质、线线粒粒体体、叶绿体。叶绿体。答答案案(1)有有氧氧呼呼吸吸无无氧氧呼呼吸吸(2)细细胞胞质质基基质质线线粒粒体体叶叶绿绿体体(3)呼吸生物体生命活呼吸生物体生命活动动题合反思题合反思生物体内能源物质的相互
9、关系与能量代谢生物体内能源物质的相互关系与能量代谢1生物体内几种能源物质生物体内几种能源物质(1)根本能源根本能源光能;光能;(2)储存能源储存能源脂肪、淀粉脂肪、淀粉(糖原糖原);(3)主要能源主要能源糖类;糖类;(4)直接能源直接能源ATP。1在在下下列列四四种种化化合合物物的的化化学学组组成成中中,“”中中所所对对应应的的含含义义最接近的是最接近的是 A和和B和和C和和 D和和解解析析ATP中中“AP”代代表表一一磷磷酸酸腺腺苷苷,也也叫叫做做腺腺嘌嘌呤呤核核糖糖核核苷苷酸酸;核核苷苷酸酸中中“A”是是腺腺嘌嘌呤呤;DNA片片段段中中“A”代代表表腺腺嘌嘌呤呤脱脱氧氧核核苷苷酸酸;RNA
10、片片段段中中“A”代代表表腺腺嘌嘌呤呤核核糖糖核核苷苷酸酸。所所以只有以只有D项含义最接近。项含义最接近。答案答案D 2有氧呼吸和无氧呼吸比较有氧呼吸和无氧呼吸比较 不不同同生生物物无无氧氧呼呼吸吸的的产产物物不不同同,其其原原因因在在于于催化反应的酶不同。催化反应的酶不同。原核生物无线粒体,有些原核生物仍可进行有氧呼吸。原核生物无线粒体,有些原核生物仍可进行有氧呼吸。微微生生物物的的无无氧氧呼呼吸吸也也称称为为发发酵酵,但但动动植植物物的的无无氧氧呼呼吸吸不能称为发酵。不能称为发酵。有有氧氧呼呼吸吸三三个个阶阶段段都都产产生生ATP,无无氧氧呼呼吸吸,只只在在第第一一阶段产生阶段产生ATP。
11、如如图图表表示示某某植植物物的的非非绿绿色色器器官官在在氧氧浓浓度度为为a、b、c、d时时,CO2释释放量和放量和O2吸收量的吸收量的变变化。下列相关叙述正确的是化。下列相关叙述正确的是 A氧氧浓浓度度为为a时时,最适于,最适于贮贮藏藏该该植物器官植物器官B氧氧浓浓度度为为b时时,无无氧氧呼呼吸吸消消耗耗葡葡萄萄糖糖的的量量是是有有氧氧呼呼吸吸的的5倍倍C氧氧浓浓度度为为c时时,无氧呼吸最弱,无氧呼吸最弱D氧氧浓浓度度为为d时时,有氧呼吸,有氧呼吸强强度与无氧呼吸度与无氧呼吸强强度相等度相等思思维维提提示示本本题题考考查查在在不不同同氧氧浓浓度度下下,该该器器官官呼呼吸吸方方式式的的有关内容,
12、具体分析如下:有关内容,具体分析如下:O2浓浓度度为为a时时:O2吸吸收收量量为为零零,此此时时只只进进行行无无氧氧呼呼吸吸,产生大量酒精,不利于贮藏该植物器官;产生大量酒精,不利于贮藏该植物器官;O2浓浓度度为为b时时:有有氧氧呼呼吸吸释释放放CO2量量吸吸收收O2量量3,无无氧氧呼呼吸吸释释放放CO2量量为为(83)5,据据反反应应式式可可知知,有有氧氧呼呼吸吸消消耗耗葡萄糖为葡萄糖为0.5,无氧呼吸消耗葡萄糖为,无氧呼吸消耗葡萄糖为2.5;O2浓浓度度为为c时时:有有氧氧呼呼吸吸释释放放CO2量量为为4,无无氧氧呼呼吸吸释释放放CO2量为量为(64)2,故无氧呼吸不是最弱,最弱应为零;,
13、故无氧呼吸不是最弱,最弱应为零;O2浓浓度度为为d时时:CO2释释放放量量O2吸吸收收量量,说说明明只只进进行行有有氧氧呼吸,无氧呼吸不再进行。呼吸,无氧呼吸不再进行。答案答案B【题后反思】【题后反思】据据CO2释放量和释放量和O2吸收量判断细胞呼吸状况:吸收量判断细胞呼吸状况:(1)无无CO2释释放放和和O2吸吸收收时时,细细胞胞只只进进行行产产生生乳乳酸酸的的无无氧氧呼呼吸。吸。(2)不消耗不消耗O2,但产生,但产生CO2,细胞进行产生酒精的无氧呼吸。,细胞进行产生酒精的无氧呼吸。(3)当当CO2释放量等于释放量等于O2消耗量时,细胞只进行有氧呼吸。消耗量时,细胞只进行有氧呼吸。(4)当当
14、CO2释释放放量量大大于于O2消消耗耗量量时时,细细胞胞同同时时进进行行有有氧氧呼呼吸吸和和产产生生酒酒精精的的无无氧氧呼呼吸吸,此此种种情情况况下下,判判断断哪哪种种呼呼吸吸方方式式占占优优势势,可如下分析:可如下分析:2在呼吸作用在呼吸作用过过程中,有程中,有CO2放出放出时时,可判断此,可判断此过过程程A一定是无氧呼吸一定是无氧呼吸 B一定是有氧呼吸一定是有氧呼吸C一定不是酒精一定不是酒精发发酵酵 D一定不是乳酸一定不是乳酸发发酵酵解解析析该该题题考考查查有有氧氧呼呼吸吸、无无氧氧呼呼吸吸中中的的酒酒精精发发酵酵和和乳乳酸酸发发酵酵过过程程。在在呼呼吸吸作作用用过过程程中中有有CO2放放
15、出出时时,不不能能确确定定是是无无氧氧呼呼吸吸还还是是有有氧氧呼呼吸吸,这这两两种种呼呼吸吸方方式式中中都都有有CO2放放出出。因因此此有有CO2放放出出时时,既既可可能能是是无无氧氧呼呼吸吸又又可可能能是是有有氧氧呼呼吸吸,所以选项所以选项A、B均错。均错。C选项一定不是酒精发酵,结论也不选项一定不是酒精发酵,结论也不 对对,在在酒酒精精发发酵酵过过程程中中,分分解解1摩摩尔尔葡葡萄萄糖糖,可可释释放放2摩摩尔尔CO2,因因此此有有CO2放放出出时时,可可能能是是酒酒精精发发酵酵。只只有有乳乳酸酸发发酵不产生酵不产生CO2。答案答案D 1内部因素内部因素遗传因素遗传因素(决定酶的种类和数量决
16、定酶的种类和数量)(1)不不同同种种类类的的植植物物细细胞胞呼呼吸吸速速率率不不同同,如如旱旱生生植植物物小小于于水生植物,阴生植物小于阳生植物。水生植物,阴生植物小于阳生植物。(2)同同一一植植物物在在不不同同的的生生长长发发育育时时期期细细胞胞呼呼吸吸速速率率不不同同,如如幼幼苗苗期期、开开花花期期细细胞胞呼呼吸吸速速率率较较高高,成成熟熟期期细细胞胞呼呼吸吸速速率率较较低。低。(3)同同一一植植物物的的不不同同器器官官细细胞胞呼呼吸吸速速率率不不同同,如如生生殖殖器器官官大于营养器官。大于营养器官。2环境因素环境因素(1)温度温度 呼呼吸吸作作用用在在最最适适温温度度(25 35 )时时
17、最最强强,超超过过最最适适温温度度,呼呼吸吸酶酶的的活活性性降降低低甚甚至至变变性性失失活活,呼呼吸吸受受抑抑制制;低低于于最最适温度,酶活性下降,呼吸受抑制。适温度,酶活性下降,呼吸受抑制。生生产产上上常常用用这这一一原原理理在在低低温温下下贮贮存存蔬蔬菜菜、水水果果。在在大大棚棚蔬蔬菜菜的的栽栽培培过过程程中中夜夜间间适适当当降降温温,降降低低呼呼吸吸作作用用,减减少少有有机机物物的消耗,提高产量。的消耗,提高产量。在在O2浓浓度度为为零零时时只只进进行行无无氧氧呼呼吸吸;浓浓度度为为10%以以下下,既既进进行行有有氧氧呼呼吸吸又又进进行行无无氧氧呼呼吸吸;浓浓度度为为10%以以上上,只只
18、进进行行有有氧氧呼吸。呼吸。生生产产中中常常利利用用降降低低氧氧的的浓浓度度抑抑制制呼呼吸吸作作用用,减减少少有有机机物物消耗这一原理来延长蔬菜、水果保鲜时间。消耗这一原理来延长蔬菜、水果保鲜时间。生生产产中中常常利利用用降降低低氧氧的的浓浓度度抑抑制制呼呼吸吸作作用用,减减少少有有机机物消耗这一原理来延长蔬菜、水果保鲜时间。物消耗这一原理来延长蔬菜、水果保鲜时间。(3)CO2浓度浓度从化学平衡的角度分析,从化学平衡的角度分析,CO2浓度增加,呼吸速率下降。浓度增加,呼吸速率下降。(4)水含量水含量 在在一一定定范范围围内内,细细胞胞呼呼吸吸强强度度随随含含水水量量的的增增加加而而加加强强,随
19、含水量的减少而减弱。随含水量的减少而减弱。在在作作物物种种子子的的储储藏藏时时,将将种种子子风风干干,以以减减弱弱细细胞胞呼呼吸吸,减少有机物的消耗。减少有机物的消耗。外延拓展外延拓展细胞呼吸原理的应用细胞呼吸原理的应用(1)选选用用“创创可可贴贴”、透透气气的的消消毒毒纱纱布布包包扎扎伤伤口口,为为伤伤口口创创造透气的环境,避免厌氧病原菌的繁殖,利于伤口愈合。造透气的环境,避免厌氧病原菌的繁殖,利于伤口愈合。伤伤口口过过深深或或被被锈锈钉钉扎扎伤伤后后,如如不不及及时时治治疗疗,会会导导致致破破伤伤风风芽孢杆菌进行无氧呼吸而大量繁殖,引发破伤风。芽孢杆菌进行无氧呼吸而大量繁殖,引发破伤风。(
20、2)生生产产各各种种酒酒、味味精精是是利利用用酵酵母母菌菌、谷谷氨氨酸酸棒棒状状杆杆菌菌等等的的无氧呼吸,然后进一步加工形成的。无氧呼吸,然后进一步加工形成的。(3)作作物物栽栽培培时时要要及及时时松松土土透透气气,利利于于根根系系的的有有氧氧呼呼吸吸,促促进进水水和和无无机机盐盐的的吸吸收收;稻稻田田需需定定期期排排水水,否否则则会会因因根根部部进进行无氧呼吸行无氧呼吸产产生大量酒精生大量酒精对细对细胞胞产产生毒害作用,使根腐生毒害作用,使根腐烂烂。(4)提提倡倡有有氧氧运运动动的的原原因因之之一一是是不不会会因因剧剧烈烈运运动动发发生生的的无无氧呼吸氧呼吸积积累累过过多的乳酸而使肌肉酸多的
21、乳酸而使肌肉酸胀胀无力。无力。(5)粮粮油油种种子子的的贮贮藏藏,必必须须降降低低含含水水量量,使使种种子子处处于于风风干干状状态态,使使呼呼吸吸作作用用降降至至最最低低,以以减减少少有有机机物物的的消消耗耗。如如果果种种子子含含水水量量过过高高,呼呼吸吸作作用用使使贮贮藏藏的的种种子子堆堆中中的的温温度度上上升升,从从而而进进一步促一步促进进种子的呼吸,使种子品种子的呼吸,使种子品质变质变坏。坏。(6)在在水水果果和和蔬蔬菜菜的的保保鲜鲜中中,常常通通过过控控制制呼呼吸吸作作用用以以降降低低它它的的代代谢谢强强度度,达达到到保保鲜鲜的的目目的的。例例如如,某某些些水水果果和和蔬蔬菜菜可可放放
22、在在低低温温下下或或降降低低空空气气中中的的氧氧含含量量及及增增加加二二氧氧化化碳碳的的浓浓度度来来减弱呼吸作用,使整个器官代减弱呼吸作用,使整个器官代谢谢水平降低、延水平降低、延缓缓老化。老化。(7)大大棚棚蔬蔬菜菜进进行行温温度度控控制制,阴阴天天和和晚晚上上适适当当降降低低温温度度,降低呼吸作用,减少有机物的消耗。降低呼吸作用,减少有机物的消耗。温馨提示温馨提示储存水果和储存粮食的区别储存水果和储存粮食的区别种种子子和和蔬蔬菜菜、水水果果在在储储藏藏时时都都应应在在低低温温、低低氧氧情情况况下下,不同的是种子还应保持干燥,而蔬菜和水果应保持一定湿度。不同的是种子还应保持干燥,而蔬菜和水果
23、应保持一定湿度。如如图图表表示示某某种种植植物物的的非非绿绿色色器器官官在在不不同同的的氧氧浓浓度度下下O2吸收量和吸收量和CO2生成量的生成量的变变化,化,请请据据图图回答:回答:(1)图图中中曲曲线线QR区区段段CO2生生成成量量急急剧剧减减少少的的主主要要原原因因是是_。(2)_点点的的生生物物学学含含义义是是无无氧氧呼呼吸吸消消失失点点,由由纵纵轴轴、CO2生生成成量量和和O2吸吸收收量量共共同同围围成成的的面面积积所所代代表表的的生生物物学学含含义义是是_。(3)在在原原图图中中绘绘出出无无氧氧呼呼吸吸产产生生的的CO2随随氧氧气气浓浓度度变变化化而而变变化的曲化的曲线线。(4)若若
24、图图中中的的AB段段与与BC段段的的距距离离等等长长,说说明明此此时时有有氧氧呼呼吸吸释释放放的的CO2与与无无氧氧呼呼吸吸释释放放的的CO2相相比比_(填填“一一样样多多”或或“更更多多”或或“更更少少”),有有氧氧呼呼吸吸消消耗耗的的葡葡萄萄糖糖量量是是无无氧氧呼呼吸吸的的_。(5)在在长长途途运运输输新新鲜鲜蔬蔬菜菜时时,常常常常向向塑塑料料袋袋中中充充入入氮氮气气,目目的的是是_。你你认认为为氧氧浓浓度度应应调调节节到到_点点的的对对应应浓浓度度,更更有有利利于于蔬蔬菜菜的的运运输输,试试说说明明理由:理由:_。思思维维提提示示本本题题以以细细胞胞呼呼吸吸的的两两种种类类型型为为核核心
25、心命命题题点点,考考查查了了有有氧氧呼呼吸吸、无无氧氧呼呼吸吸随随O2浓浓度度变变化化的的特特点点,综综合合考考查查了了学学生生解解读读曲曲线线、根根据据已已知知曲曲线线画画未未知知曲曲线线的的能能力力以以及及解解决决相相关关实实际际问问题题的的能能力力。解解题题时时应应注注意意:Q点点只只进进行行无无氧氧呼呼吸吸,P点点只只进进行行有有氧氧呼呼吸吸,B点点有有氧氧呼呼吸吸、无无氧氧呼呼吸吸释释放放的的CO2量量相相等等,R点点释释放放的的CO2量量最最少少,此此时有利于蔬菜运输。时有利于蔬菜运输。答案答案(1)氧气氧气浓浓度增加,无氧呼吸受抑制度增加,无氧呼吸受抑制(2)P氧氧浓浓度度逐逐渐
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