生物第3单元 光合作用与细胞呼吸9 苏教版必修1

基础课时案9ATP与细胞呼吸的概念、类型及过程2016备考最新考纲1ATP在能量代谢中的作用()。2.细胞呼吸()。3.实验：探究酵母菌的呼吸方式。一、细胞的能量通货ATP 1ATP的结构剖析(1)写出ATP的结构简式和简式中A、P所代表的含义。结构简式：。A：；P：。(2)图中是 ，其中 易形成和断裂。(3)图中为 的过程，其作用 是 。APPP腺苷腺苷磷酸基团磷酸基团高能磷酸键高能磷酸键远离远离A的高能磷酸键的高能磷酸键高能磷酸键水解释放能量高能磷酸键水解释放能量为各项生命活动提供能量为各项生命活动提供能量光合作用、呼吸作用光合作用、呼吸作用 呼吸作用呼吸作用 细胞质基质细胞质基质 能源物质的三个“一”与一个“二”(1)(2)ATP中的“一、二、三”一个腺苷，二个高能磷酸键，三个磷酸基团。2.判断正误(1)每个ADP分子中含有两个高能磷酸键。(2014江苏B)()(2)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)()(3)细胞代谢所需的ATP可在细胞质基质中产生。(2013海南卷，4D)()(4)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，6)()(5)ATP可以水解为一个核苷酸和两个磷酸。(海南卷，7C)()答案(1)(2)(3)(4)(5)深度思考 如图为ATP的结构简图，请思考：(1)图中框内“A”代表的“腺苷”吗？(2)图示a处应为“H”还是“OH”？(3)图示b、c、d所示化学键是否相同？其中最易断裂和重建的是哪一个？(4)图示框e的名称是什么？它与DNA、RNA有何关系？提示(1)图中“A”代表腺嘌呤，“腺苷”应为Aa所在的五碳糖。(2)图示a处应为“OH”，即该五碳糖为“核糖”。(3)图示b为普通磷酸键，c、d则为高能磷酸键，其中d处的键最易断裂和重建。(4)图示框e为腺嘌呤核糖核苷酸，它是构成RNA的单位之一，当发生转录或逆转录时，它可与DNA链中的胸腺嘧啶脱氧核苷酸配对。二、细胞呼吸 1探究酵母菌细胞呼吸的方式(1)酵母菌细胞呼吸的方式酵母菌为兼性厌氧型微生物，其细胞呼吸方式为有氧呼吸和产生 (填酒精、乳酸)的无氧呼吸。酒精酒精(2)产物的检测试剂试剂现象现象(颜色变化颜色变化)CO2澄清的石灰水澄清的石灰水 水溶液水溶液酒精酒精在酸性条件下，橙色在酸性条件下，橙色的的溴麝香草酚蓝溴麝香草酚蓝重铬酸钾重铬酸钾蓝色蓝色绿色绿色黄色黄色变成灰绿色变成灰绿色变混浊变混浊 2细胞的有氧呼吸 (1)过程图解细胞质基质细胞质基质 深度思考 1根据你对有氧呼吸过程中有关问题的理解，请连线：2如图表示真核生物细胞呼吸过程图，请思考：(1)图中过程、过程的场所分别是？(2)人和动物细胞呼吸过程中CO2的来源与酵母菌有何不同？提示(1)、过程及过程的第一阶段均在细胞质基质中进行，过程的第二、三阶段在线粒体中进行。(2)人和动物细胞呼吸产生CO2的场所是线粒体；酵母菌细胞呼吸CO2产生的场所是线粒体和细胞质基质。考点一细胞的能量通货ATP典例引领【典例1】(2014全国卷)ATP是细胞中重要的高能磷酸化合物。下列有关ATP的叙述，错误的是()A线粒体合成的ATP可在细胞核中发挥作用B机体在运动时消耗ATP，睡眠时则不消耗ATPC在有氧与缺氧的条件下细胞质基质中都能形成ATPD植物根细胞吸收矿质元素离子所需的ATP来源于呼吸作用 解析呼吸作用产生的ATP可以用于各项生命活动，A选项正确；机体在睡眠时生命活动仍然进行，如细胞分裂、神经传导等，仍需要消耗ATP，B选项错误；有氧呼吸和无氧呼吸第一阶段均在细胞质基质中进行，均能合成ATP，C选项正确；植物根以主动运输方式吸收矿质离子，所需的ATP由细胞呼吸产生，D选项正确。答案B【典例2】ATP是细胞内的直接能源物质，可通过多种细胞途径产生(如图所示)。以下说法中正确的是()Aa过程和b过程都有H的生成Ba过程和b过程都要在细胞器中进行CO2由红细胞进入肝脏细胞的线粒体，使肝脏细胞内的ADP含量迅速下降D在物质和能量上都可成为可逆反应 解析过程a为细胞呼吸，它可发生于细胞质基质(无氧呼吸全过程及有氧呼吸第一阶段)和线粒体(有氧呼吸第二、三阶段)中，b为光合作用，在叶绿体中进行，光反应水在光下分解产生H；ADP与ATP的含量总处于动态平衡中；、在物质上可逆，在能量上不可逆。答案A 深度思考与动物相比，绿色植物的发生场所及其产生的ATP在用途上有何不同之处？提示与动物相比，发生的场所除线粒体外，绿色植物还可在叶绿体类囊体膜上产生ATP，但此处产生的ATP只可用于还原C3化合物，不可用于其他生命活动。1相关化合物中“A”的辨析2联系新陈代谢、细胞结构等，多角度理解ATP的合成与水解 3.规避6个易错点(1)ATP并不是细胞内唯一的高能化合物、高能化合物在生物体内有很多种，如存在于各种生物体细胞内的UTP、GTP、CTP及动物体内的磷酸肌酸。(2)ATP与ADP的相互转化不是可逆反应，因为转化过程中的所需酶、能量来源和去路及反应场所都不完全相同，但是物质是可循环利用的。(3)ATP与ADP转化总处于“动态平衡”中，切不可认为ATP合成量大于分解量或ATP分解量大于合成量(如剧烈运动时ATP分解量增加，此时其合成量也增加)。(4)细胞放能反应中可将ADP与Pi合成ATP，吸能反应中可将ATP水解为ADP与Pi。(6)不可误认为ATP等同于能量 ATP是一种高能磷酸化合物，其分子式可以简写为APPP，高能磷酸键水解时能够释放出高达30.54 kJ/mol的能量，所以ATP是与能量有关的一种物质，不可将ATP与能量等同起来。跟进题组 1下列关于生物体内的ATP的叙述正确的是()A甲、乙、丙都不含高能磷酸键 B植物体内能量1可以用于水的光解 C乙是构成RNA的基本组成单位之一 D能量2可以来自蛋白质水解 解析选项A，甲为ADP，含有一个高能磷酸键；选项B，光合色素吸收的光能用于水的光解及合成ATP；选项C，乙由腺苷和磷酸组成，为腺嘌呤核糖核苷酸，是RNA的基本组成单位之一；选项D，能量2用于ADP合成ATP，蛋白质水解释放能量，但不能用于ADP合成ATP。答案C 2(2014泰州期末)下图1为ATP的结构，图2为ATP与ADP相互转化的关系式，以下说法错误的是()A图1的A代表腺苷，b、c为高能磷酸键B图2中反应向右进行时，图1中的c断裂并释放能量CATP与ADP快速转化依赖于酶的高效性D酶1和酶2的作用机理都是降低反应的活化能解析ATP结构图中，A表示腺嘌呤，与核糖相连构成腺苷，b、c表示高能磷酸键，A错误；ATP为生命活动供能时，远离腺苷的高能磷酸键先断裂，B正确；ATP与ADP的快速转化是生物化学反应，依赖于酶的高效性，C正确；酶催化化学反应的实质是降低反应的活化能，D正确。答案A考点二细胞呼吸典例引领【典例】(2012安徽理综，29)为探究酵母菌的细胞呼吸，将酵母菌破碎并进行差速离心处理，得到细胞质基质和线粒体，与酵母菌分别装入AF试管中，加入不同的物质，进行了如下实验(见下表)。试管编号试管编号加入的物质加入的物质细胞质基细胞质基质质线粒线粒体体酵母菌酵母菌ABCDEF葡萄糖葡萄糖 丙酮酸丙酮酸 氧气氧气 注：“”表示加入了适量的相关物质，“”表示未加入相关物质。(1)会产生CO2和H2O的试管有_，会产生酒精的试管有_，根据试管_的实验结果可判断出酵母菌进行无氧呼吸的场所(均填试管编号)。(2)有氧呼吸产生的H，经过一系列的化学反应，与氧结合形成水。2,4二硝基苯酚(DNP)对该氧化过程没有影响，但使该过程所释放的能量都以热能的形式耗散，表明DNP使分布在_的酶无法合成ATP。若将DNP加入试管E中，葡萄糖的氧化分解_(填“能”或“不能”)继续进行。解析酵母菌为兼性厌氧生物，在有氧的条件下进行有氧呼吸，其场所是细胞质基质和线粒体；在无氧条件下进行无氧呼吸，其场所是细胞质基质。(1)分析表格，试管A中加入的是丙酮酸，在有O2条件下无法在细胞质基质中继续氧化分解。试管B中加入的是葡萄糖，无氧条件下，在细胞质基质中能继续氧化分解，产生CO2和酒精。在有氧条件下，线粒体能分解丙酮酸，所以C试管中有CO2和H2O产生，而D试管无。分析试管E、F，酵母菌在有氧条件下，能把C6H12O6彻底氧化分解产生CO2和H2O；在无氧条件下，酵母菌进行无氧呼吸，产生CO2和C2H5OH。从而可以判断，能产生CO2和H2O的试管有C、E，能产生酒精的试管有B、F。根据试管B、D、F的实验结果可判断酵母菌的无氧呼吸场所是细胞质基质。(2)根据题中的信息，DNP对HO2H2O过程没有影响，但使该过程所释放的能量都以热能的形式耗散，而不能形成ATP，由于H和氧结合形成水的过程发生在线粒体内膜上，因此DNP使分布在线粒体内膜上的酶无法合成ATP。若将DNP加入试管E中，葡萄糖的氧化分解不受影响，但产生的ATP将会大大减少。答案(1)C、EB、FB、D、F(2)线粒体内膜能 1判定细胞呼吸方式的三大依据 2酵母菌细胞呼吸方式的探究 (1)装置及相关解读(2)实验成功关键点分析 实验装置：甲组探究酵母菌的有氧呼吸，乙组探究酵母菌的无氧呼吸。a瓶内液体是质量分数为10%的NaOH溶液，其作用是吸收空气中的CO2，以排除其对实验结果的干扰。图中可检测到CO2的为c、e，相比而言，c中CO2产生量既多又快。图中可检测到酒精的只有d。实验现象条件条件澄清的石灰水的澄清的石灰水的变化变化/出现变化的出现变化的时间时间重铬酸钾浓硫重铬酸钾浓硫酸溶液酸溶液甲组甲组(有氧有氧)变混浊变混浊/快快无变化无变化乙组乙组(无氧无氧)变混浊变混浊/慢慢出现灰绿色出现灰绿色 实验结论：酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸。在有氧条件下产生的CO2多且快，在无氧条件下进行细胞呼吸能产生酒精，还产生少量CO2。3必须关注的3个易错点(1)水稻等植物长期水淹后烂根的原因是无氧呼吸的产物酒精对细胞有毒害作用。玉米种子烂胚的原因是无氧呼吸产生的乳酸对细胞有毒害作用。(2)无氧呼吸产物不同直接原因是由于催化反应的酶的种类不同，根本原因在于控制酶合成的基因不同或基因选择性表达所致。(3)无线粒体的真核细胞(或生物)只能进行无氧呼吸，如成熟红细胞、蛔虫等，线粒体是进行有氧呼吸的主要场所。一些原核生物虽无线粒体，但可进行有氧呼吸。跟进题组1甲图是细胞呼吸示意图，乙图是某细胞器结构示意图。下列说法中正确的是()解析阶段为有氧呼吸及无氧呼吸的第一阶段，阶段为无氧呼吸的第二阶段，阶段为有氧呼吸的第二阶段，阶段无能量的释放，阶段有少量能量的释放；水参与有氧呼吸第二阶段即甲图中阶段，该过程发生的场所为线粒体基质即b处；人体细胞无氧呼吸的产物是乳酸；阶段发生的场所为细胞质基质，过程发生的场所为线粒体内膜。答案B2人体内氢随化合物在生物体内代谢转移的过程如图所示，下列分析合理的是()A过程发生在核糖体中，水中的H只来自于NH2 B在缺氧的情况下，过程中不会发生脱氢反应 CM物质是丙酮酸，过程不会发生在线粒体中 D在氧气充足的情况下，过程发生于线粒体中 解析 过程表示氨基酸脱水缩合，发生在核糖体中，水中的H来自于氨基和羧基，A项错误；由图可知，M物质是丙酮酸，N物质是葡萄糖，过程表示葡萄糖分解为丙酮酸，有氧或无氧条件下均可进行，B项错误；过程表示丙酮酸通过无氧呼吸产生乳酸，发生在细胞质基质中，不会发生在线粒体中，C项正确；有氧或无氧条件下，过程都发生于细胞质基质中，D项错误。答案C