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单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第,5,章细胞的能量供应和利用,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,第,5,章细胞的能量供应和利用,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,知 识 研 读,(,对应学生用书,P,39,),第,2,讲 细胞的能量,“,通货,”,ATP,ATP,的主要来源,细胞呼吸,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。,课程标准,知识梳理,知识一,ATP,的结构和功能,1,结构：,ATP,是,_,的英文名称缩写，其结构简式是,_,，一个,ATP,分子中含有一个腺苷，三个,_,，两个,_,，,ATP,分子中大量的化学能储存在,_,中。,2,功能：,ATP,是细胞内的一种,_,化合物，直接给细胞生命活动提供能量。,磷酸基团,三磷酸腺苷,高能磷酸,A,P,P,P,高能磷酸键,高能磷酸键,知识二,ATP,和,ADP,的相互转化及,ATP,的利用,1,ADP,和,ATP,的相互转化,(1),在有关酶的催化下，,ATP,分子中远离,_,的高能磷酸键很容易水解，并释放能量。,(2),在有关酶的催化下，,ADP,可以接受能量，同时与一个游离的,_,结合，重新形成,ATP,。,(3)ATP,和,ADP,相互转化的能量供应机制，是生物界的,_,，,ADP,转化为,ATP,时所需能量，对于动物、人、真菌和大多数细菌来说来自于,_,，对于绿色植物来说，还可以来自于,_,。,A,共性,光合作用,呼吸作用,Pi,知识三,细胞呼吸的方式,1,细胞呼吸：是指生物体细胞内经过一系列的氧化分解，生成,_,，释放能量并生成,_,的过程。,2,分类：根据是否有,_,参与，细胞呼吸可分为有氧呼吸和无氧呼吸两种类型。,3,探究酵母菌细胞呼吸的方式,(1),酵母菌在有氧和无氧条件下都能生存，属于,_,菌。,CO,2,或其他产物,ATP,兼性厌氧,氧,(2),检测酵母菌在细胞呼吸中是否产生,CO,2,可使用,_,或溴麝香草酚蓝，其中后者颜色变化过程为由蓝变,_,再变,_,。,(3),检测是否产生酒精可使用橙色的,_,溶液，其在酸性条件下与酒精发生反应，变为,_,。,澄清石灰水,重铬酸钾,黄,绿,灰绿色,知识四,有氧呼吸,1,反应式, _,2,过程,C,6,H,12,O,6,6H,2,O,6O,2,6CO,2,12H,2,O,能量。,第一阶段,第二阶段,第三阶段,场所,_,_,_,反应物,葡萄糖、,ADP,_,、,ADP,_,、,ADP,生成物,_,、,ATP,_,、,ATP,_,、,ATP,能量,少量,少量,大量,细胞质基质,线粒体内膜,线粒体基质,丙酮酸,H,2,O,H,2,O,丙酮酸,H,H,O,2,CO,2,H,思考感悟,有氧呼吸三个阶段相同的生成物是什么？,提示,：,ATP,。,知识五,无氧呼吸,2,过程：第一阶段与有氧呼吸的第一阶段相同，第二阶段的产物是,_,，两个阶段的反应场所都是,_,。,酒精和二氧化碳或乳酸,细胞质基质,考点一,ATP,与,ADP,的相互转化,一、转化过程图解,考点整合,(,即时巩固解析为教师用书独有,),二、,ATP,合成与水解的比较,（续表）,由上表可看出，,ATP,和,ADP,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完全相同，因此,ATP,和,ADP,的相互转化不是可逆反应。但物质是可循环利用的。,三、,ATP,中能量的应用,1,反应式,【,案例,1】,(2009,上海,),下列关于叶肉细胞能量代谢的叙述中，正确的是,(,),A,适宜光照下，叶绿体和线粒体合成,ATP,都需要,O,2,B,只要提供,O,2,，线粒体就能为叶绿体提供,CO,2,和,ATP,C,无光条件下，线粒体和叶绿体都产生,ATP,D,叶绿体和线粒体都有,ATP,合成酶，都能发生氧化还原反应,【,解析,】,本题考查,ATP,的产生过程及条件。光照下，叶绿体通过光反应产生,ATP,，释放,O,2,，不需要消耗,O,2,；线粒体在提供丙酮酸和,O,2,的前提下，不管有光还是无光均能进行有氧呼吸，产生,ATP,，放出,CO,2,。,【,答案,】,D,【,即时巩固,1】,反应式,“,ADP,Pi,能量酶,ATP”,是在所有活细胞中发生的反应，下列与反应式中,“,能量,”,相关的叙述正确的是,(,),A,向右反应需要的能量可以来自细胞内蛋白质的合成过程所释放的能量,B,向右反应需要的能量可以来自乳酸的氧化分解,C,向左反应释放的能量可以用于叶绿体中,H,2,O,的分解或,CO,2,固定,D,向左反应释放的能量可以用于人体肺泡内的气体交换过程,【,解析,】,在解答此类题目时要正确区分生物体内的需能反应和放能反应。细胞内蛋白质的合成是耗能过程，不释放能量，,A,项错误；反应向右进行所需能量来源于光合作用吸收的光能和细胞呼吸释放的化学能，乳酸可转变为丙酮酸，参与细胞呼吸释放能量，用于合成,ATP,，,B,项正确；反应向左进行释放的能量可用于各项生命活动，但叶绿体内,H,2,O,的分解所需能量来自光能，,C,项错误；人体肺泡内气体的交换是自由扩散过程，不消耗能量，,D,项错误。,【,答案,】,B,考点二,细胞呼吸,一、有氧呼吸和无氧呼吸的过程图解,二、有氧呼吸和无氧呼吸的比较,【,案例,2】,(2009,全国,),下列关于细胞呼吸的叙述，错误的是,(,),A,细胞呼吸必须在酶的催化下进行,B,人体硬骨组织细胞也进行呼吸,C,酵母菌可以进行有氧呼吸和无氧呼吸,D,叶肉细胞在光照下进行光合作用，不进行细胞呼吸,【,解析,】,本题主要考查细胞呼吸的相关知识，旨在考查学生的知识识记与分析应用能力，难度不大。细胞呼吸是生物体重要的分解代谢过程，需要酶的参与，,A,项正确；无论是动物细胞,(,如人体的硬骨细胞,),，还是植物细胞,(,如叶肉细胞,),，只要是,生物体内的活细胞都进行细胞呼吸，,B,项正确；酵母菌是兼性厌氧型生物，因此，既能进行有氧呼吸，也能进行无氧呼吸，,C,项正确；叶肉细胞在光下既进行光合作用，也进行细胞呼吸，,D,项错误。,【,答案,】,D,【,即时巩固,2】,有氧呼吸与无氧呼吸的相同点是,(,),都在线粒体中进行,都需要酶,都需要氧,都产生,ATP,都经过生成丙酮酸的反应,A,B,C,D,【,解析,】,生物体内的任何化学反应都需要酶的催化；有氧呼吸与无氧呼吸的第一步都在细胞质基质中进行且都产生丙酮酸；有氧呼吸、无氧呼吸的实质相同，都是分解有机物，释放能量，形成,ATP,的过程。,【,答案,】,D,考点三,影响细胞呼吸的环境因素,一、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的酶的活性来影响呼吸速率。,二、呼吸速率与,O,2,浓度的关系,(,如图,),O,2,浓度低时，无氧呼吸占优势；随,O,2,浓度增大，无氧呼吸逐渐被抑制，有氧呼吸不断加强；但当,O,2,浓度达到一定值后，随,O,2,浓度增大，有氧呼吸不再加强,(,呼吸酶数量等因素的影响,),。,三、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。,【,案例,3】,(2009,广东,),利用地窖贮藏种子、果蔬在我国历史悠久。地窖中的,CO,2,浓度较高，有利于,(,),A,降低呼吸强度,B,降低水分吸收,C,促进果实成熟,D,促进光合作用,【,解析,】,本题考查利用细胞呼吸原理保存种子、果蔬，是一道容易题目。保存种子、果蔬关键是抑制细胞呼吸，降低有机物的消耗，而不是促进光合作用，所以,D,项错误；细胞呼吸的产物是,CO,2,，如果浓度较高会抑制细胞呼吸的进行，从而降低有机物的消耗；促进果实成熟一般使用乙烯利，所以,C,项错误。,【,答案,】,A,【,即时巩固,3】,贮藏苹果时既要保持其口感又要减少水分的消耗，下列最适宜的贮藏条件是,(,),A,高,CO,2,浓度、低氧浓度和零下低温,B,低,CO,2,浓度、高氧浓度和零下低温,C,低氧浓度、高,CO,2,浓度和零上低温,D,完全无氧、高,CO,2,浓度和零上低温,【,解析,】,影响细胞呼吸的因素主要有水分、氧气和温度。题干中要求减少水分的消耗，所以只能从氧浓度和温度两方面考虑。酶活性在一定温度范围内，随温度的升高而增强，故低温是贮藏行之有效的方法之一，但零下低温会引起冻伤而失去苹果的口感。氧气是有氧呼吸的原料，二氧化碳是细胞呼吸的产物，降低反应物浓度或增加产物浓度都会降低细胞呼吸的速率。完全无氧条件下，细胞可进行无氧呼吸，而氧气的存在可以抑制无氧呼吸，因此氧气应调节到一个合适的浓度，在这个浓度下，氧气对无氧呼吸起抑制作用，而有氧呼吸又很弱，有机物的消耗达到最低。,【,答案,】,C,考点四,“,探究酵母菌细胞呼吸方式,”,的实验分析,一、实验原理,1,酵母菌是兼性厌氧菌，在有氧和无氧条件下均能生活，有氧呼吸产生,H,2,O,和,CO,2,，无氧呼吸产生酒精和,CO,2,。,2,CO,2,可使澄清的石灰水变混浊，也可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄。根据石灰水混浊程度或溴麝香草酚蓝水溶液变成黄色的时间长短，可以检测酵母菌培养液中,CO,2,的产量；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。,二、实验探究过程,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,三、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,O,2,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,CO,2,，保证第三个锥形瓶的澄清石灰水变混浊是由于酵母菌有氧呼吸产生,CO,2,所致。,2,B,瓶应封口放置一段时间后，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,CO,2,通入澄清的石灰水。,四、注意事项,1,配制酵母菌培养液时应选用新鲜的食用酵母菌，因为新鲜的酵母菌出芽生殖快，细胞呼吸旺盛，实验效果明显。,2,(,甲,),组装置中，,10%,的,NaOH,溶液可以吸收通入空气中的,CO,2,，避免空气中,CO,2,影响实验结果。,(,乙,),组中,B,瓶应先放置一段时间后，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶，目的是先让,B,瓶中的,O,2,耗尽，才能进行无氧条件下的实验。,3,在,25,35 ,的条件下进行实验，此时酵母菌中酶的活性最高，生命活动最旺盛，细胞呼吸明显。,五、拓展应用,1,探究有氧呼吸与无氧呼吸产生热量的多少。,2,探究酵母菌在有氧条件和无氧条件下消耗糖的速度快慢。,3,检测汽车司机是否饮酒。,【,案例,4】,(2009,江苏,),某小组为研究脱气对酵母菌在培养初期产气量的影响，进行了甲、乙,2,组实验，实验装置如右图所示，除图中实验处理不同外，其余条件相同。一段时间内产生,CO,2,总量的变化趋势是,(,),【,解析,】,本题主要考查酵母菌的呼吸作用方式，在有氧气的情况下进行有氧呼吸，无氧条件下进行无氧呼吸。实验刚开始时，乙组注射器中有,O,2,，所以酵母菌能进行有氧呼吸，产生的,CO,2,多，而甲组只进行无氧呼吸，产生的,CO,2,少。此外，酵母菌在培养初期因要适应新环境，繁殖速率较慢，总数少，释放的,CO,2,量增长缓慢，但总体产生的,CO,2,量不断增加，所以呈,C,选项中所示的曲线。,【,答案,】,C,【,即时巩固,4】,将酵母菌研磨成匀浆，离心后得上清液,(,细胞质基质,),和沉淀物,(,含线粒体,),，把等量的上清液、沉淀物和未曾离心的匀浆分别放入甲、乙、丙三个试管中，各加入等量葡萄糖溶液，然后置于隔绝空气的条件下，下列叙述正确的是,(,),A,甲试管中最终产物为,CO,2,和,H,2,O,B,乙试管中不发生反应,C,丙试管中有大量的,ATP,产生,D,丙试管中无,CO,2,产生,【,解析,】,酵母菌无氧呼吸的第一阶段是由葡萄糖生成丙酮酸，第二阶段是丙酮酸生成酒精和,CO,2,，两个阶段的场所都是细胞质基质。甲试管中含有细胞质基质，可进行无氧呼吸生成酒精和,CO,2,，但无氧呼吸不生成,H,2,O,，选项,A,错误；乙试管中只含线粒体，由于是在无氧条件下，且葡萄糖不在线粒体发生反应，因此乙试管内不发生反应，选项,B,正确；丙试管中含有线粒体和细胞质基质，可发生无氧呼吸生成酒精和,CO,2,，但只产生少量,ATP,，因此选项,C,、,D,错误。,【,答案,】,B,【,实验设计,】,为了探究酵母菌所进行的细胞呼吸类型，请根据所给的材料和用具设计实验。,(1),实验目的：探究酵母菌所进行的细胞呼吸类型。,(2),实验原理：酵母菌如果只进行有氧呼吸，则吸收的氧气量和放出的二氧化碳量相等；如果只进行无氧呼吸，则放出二氧化碳，不吸收氧气；如果既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸，则吸收的氧气量小于放出的二氧化碳量。,(3),实验材料和用具有哪些？,(4),实验方法：将实验材料和用具按图所示配制实验装置，如想得到实验结论还必须同时设计另一个实验，请指出另一个实验装置应如何设计。,(,在方框内绘制装置图，并注上文字,),(5),实验结果及结论是什么？,【,解析,】,本实验可以借鉴必修,1,教材中,“,探究酵母菌细胞呼吸的方式,”,的原理、器材、步骤。另一个实验装置应该是空白对照实验，用等量的清水代替,NaOH,溶液即可。由于本实验是探究性实验，实验结果未知，因此对其现象和结论的描述，可使用,“,如果,，那么,”,的格式。,【,答案,】,(3),酵母菌培养液、带橡皮塞的玻璃钟罩两只、,100,mL,烧杯,4,个、两根弯曲的其中带有红色液滴的刻度玻璃管、,NaOH,溶液、清水、凡士林。,(4),如图所示,(5),装置一中的液滴左移，装置二中的液滴不移动，则说明酵母菌只进行有氧呼吸；,装置一中的液滴不移动，装置二中的液滴右移，则说明酵母菌只进行无氧呼吸；,装置一中的液滴左移，装置二中的液滴右移，则说明酵母菌既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸。,
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