生物一轮复习 第三单元 细胞的能量供应和利用 第8讲 ATP及其主要来源细胞呼吸学案 新人教版.docx
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生物一轮复习第三单元细胞的能量供应和利用第8讲ATP及其主要来源细胞呼吸学案新人教版
第8讲 ATP及其主要来源——细胞呼吸
考点1 ATP的结构和功能
1.ATP的结构和功能
2.ATP和ADP的相互转化过程比较
3.ATP产生量与O2供给量之间的关系模型分析
解读:
(必修1P90“思考与讨论”改编)如果把糖类和脂肪比作大额支票,ATP则相当于现金。
这种比喻的道理是___________________________________________________________。
答案:
糖类和脂肪分子中能量很多而且很稳定,不能被细胞直接利用;这些稳定的化学能只有转化成ATP分子中活跃的化学能,才能被细胞直接利用
【真题例证·体验】
(2019·高考天津卷)下列过程需ATP水解提供能量的是( )
A.唾液淀粉酶水解淀粉
B.生长素的极性运输
C.光反应阶段中水在光下分解
D.乳酸菌无氧呼吸的第二阶段
解析:
选B。
唾液淀粉酶可以在体外适宜条件下水解淀粉,但体外环境中无ATP存在,说明该反应不需要ATP水解提供能量,A不符合题意;生长素的极性运输为消耗能量的主动运输过程,即需要ATP水解提供能量,B符合题意;光反应阶段水的光解不需要ATP水解提供能量,C不符合题意;乳酸菌无氧呼吸第二阶段不需要ATP,也不产生ATP,D不符合题意。
【考法纵览·诊断】
(1)叶绿体的类囊体膜上存在催化ATP合成的酶
[2018·全国卷Ⅰ,T1A](√)
(2)成熟个体中的细胞增殖过程不需要消耗能量
[2018·全国卷Ⅲ,T2A](×)
(3)淀粉水解成葡萄糖时伴随有ATP的生成
[2017·海南卷,T5A](×)
(4)ATP能在神经元线粒体的内膜上产生,神经细胞兴奋后恢复为静息状态消耗ATP
[2016·全国卷Ⅰ,T4A、D](√)
(5)含有2个高能磷酸键的ATP是DNA的基本组成单位之一
[2016·海南卷,T11A](×)
(6)DNA与ATP中所含元素的种类相同
[2015·全国卷Ⅰ,T1A](√)
(7)活细胞内ATP与ADP的转化只能单向进行
[2014·四川卷,T1D](×)
【长句应答·特训】
回答下列关于ATP的功能与动、植物细胞代谢的问题:
(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)ATP水解释放的能量可用于主动运输、________、________、________、大脑思考等。
(3)ATP的形成和水解与水有什么关系?
________________________________________________________________________。
(4)人体内ATP的含量很少,但在剧烈运动时,每分钟约有0.5kg的ATP转化为ADP,以供运动之需,但人体内ATP总含量并没有太大变化,请分析原因:
________________________________________________________________________。
(5)植物、动物、细菌和真菌的细胞内,都以ATP作为能量“通货”,由此说明了________________________________________________________________。
答案:
(1)光合作用和细胞呼吸 细胞呼吸
(2)发光发电 肌肉收缩 物质合成
(3)ATP的形成过程中有水生成,而ATP的水解过程需要消耗水
(4)ATP与ADP时刻不停地发生快速相互转化,并且处于动态平衡之中
(5)生物界具有统一性,也说明种类繁多的生物有着共同的起源
ATP的结构和功能
生命观念
1.(2020·福建三明期末)下图为ATP的结构示意图,①③表示组成ATP的物质或基团,②④表示化学键。
下列有关叙述正确的是( )
A.①表示鸟嘌呤
B.放能反应一般与②的断裂相联系
C.在ATP与ADP的相互转化中③可重复利用
D.若化学键④断裂,则左边的化合物是ADP
解析:
选C。
图中①是腺嘌呤,②和④是高能磷酸键,③是磷酸基团,A错误;吸能反应一般与高能磷酸键的断裂相联系,B错误;在ATP与ADP的相互转化中,物质是可逆的,只是能量不可逆,③磷酸基团可重复利用,C正确;若化学键④断裂,则左边的化合物是AMP,D错误。
2.(2020·山西太原高三模拟)ATP是细胞内的能量“通货”,下列有关叙述不正确的是( )
A.ATP水解供能,实际上是指ATP分子中远离腺苷的高能磷酸键的水解
B.细胞内ATP与ADP相互转化的能量供应机制是生物界的共性
C.ATP分子是由1个腺嘌呤和3个磷酸基团组成
D.ATP是主动运输、肌肉收缩、大脑思考的直接能源物质
解析:
选C。
ATP中远离腺苷(A)的高能磷酸键更易断裂,也很容易重新合成,ATP水解供能,实际上是指ATP分子中远离腺苷的高能磷酸键的水解,A正确;ATP是直接能源物质,细胞内ATP与ADP相互转化的能量供应机制是生物界的共性,B正确;ATP分子由1个腺苷和3个磷酸基团组成,C错误;ATP是细胞内的直接能源物质,可直接为主动运输、肌肉收缩、大脑思考提供能量,D正确。
化合物
结构简式
“A”的含义
共同点
ATP
腺苷(由腺嘌呤和核糖组成)
所有“A”的共同点是都含有腺嘌呤
DNA
腺嘌呤脱氧核苷酸
RNA
腺嘌呤核糖核苷酸
核苷酸
腺嘌呤
ATP的转化和应用
科学思维
3.(不定项)(2020·山东潍坊期中)细胞内的化学反应伴随着能量的变化。
下列相关叙述错误的是( )
A.加入呼吸抑制剂可使细胞中ATP生成减少,ADP生成增加
B.光合作用暗反应过程中有机物的合成需要ATP水解提供能量
C.有机物氧化分解释放能量并储存在ATP中,因此属于吸能反应
D.ATP水解释放的能量不能用于维持人体体温的相对稳定
答案:
CD
4.(不定项)ATP、GTP、CTP和UTP是细胞内四种高能磷酸化合物,它们的结构只是碱基的不同,下列叙述错误的是( )
A.CTP中“C”是由胞嘧啶和脱氧核糖构成的
B.1分子GTP彻底水解可得到3种小分子物质
C.ATP的合成常伴随着细胞内的放能反应
D.UTP断裂三个高能磷酸键是构成RNA的基本单位之一
解析:
选AD。
CTP中“C”是由胞嘧啶和核糖构成的,A错误;1分子GTP彻底水解可得到3种小分子物质,即鸟嘌呤、核糖和磷酸,B正确;细胞的吸能反应常伴随着ATP的水解,放能反应总是与ATP的合成相关联,C正确;UTP断裂两个高能磷酸键后是尿嘧啶核糖核苷酸,是构成RNA的基本单位之一,D错误。
考点2 细胞呼吸的方式与过程
1.探究酵母菌细胞呼吸的方式
(1)实验原理
①酵母菌的代谢类型
②产物检测原理
产物
试剂
现象(颜色变化)
CO2
澄清的石灰水
变混浊
溴麝香草酚蓝水溶液
蓝色→绿色→黄色
酒精
酸性条件下橙色的重铬酸钾溶液
橙色→灰绿色
(2)实验步骤
2.有氧呼吸
(1)过程图解
(2)有氧呼吸的总反应式
C6H12O6+6O2+6H2O
6CO2+12H2O+能量。
3.无氧呼吸
(1)过程图解
(2)不同生物无氧呼吸的产物
(3)产物不同的原因
①直接原因:
酶不同;
②根本原因:
基因不同或基因的选择性表达。
1.(必修1P93小字改编)肌质体是怎样组成的?
有什么意义?
答案:
肌质体是肌细胞内由大量变形的线粒体组成的,其有利于肌细胞的能量供应。
2.(必修1P94“相关信息”改编)细胞呼吸产生的[H]指的是什么?
答案:
由氧化型辅酶Ⅰ(NAD+)转化成的还原型辅酶Ⅰ(NADH)。
3.(必修1P94内容改编)无氧呼吸两个阶段都释放能量吗?
答案:
不是。
只有第一阶段释放能量。
【真题例证·体验】
(2019·高考全国卷Ⅱ)马铃薯块茎储藏不当会出现酸味,这种现象与马铃薯块茎细胞的无氧呼吸有关。
下列叙述正确的是( )
A.马铃薯块茎细胞无氧呼吸的产物是乳酸和葡萄糖
B.马铃薯块茎细胞无氧呼吸产生的乳酸是由丙酮酸转化而来
C.马铃薯块茎细胞无氧呼吸产生丙酮酸的过程不能生成ATP
D.马铃薯块茎储藏库中氧气浓度的升高会增加酸味的产生
解析:
选B。
马铃薯块茎细胞无氧呼吸的产物是乳酸,葡萄糖是细胞呼吸的原料而不是产物,A项错误;在马铃薯块茎细胞无氧呼吸的第一阶段,葡萄糖分解成丙酮酸,第二阶段在相应酶的催化下,丙酮酸转化为乳酸,B项正确;在马铃薯块茎细胞无氧呼吸的第一阶段,1分子葡萄糖分解成2分子丙酮酸,并且释放出少量能量,C项错误;一般来说,氧气浓度的升高会抑制细胞的无氧呼吸,故马铃薯块茎储藏库中氧气浓度的升高不会增加酸味的产生,D项错误。
【考法纵览·诊断】
(1)植物在黑暗中可进行有氧呼吸也可进行无氧呼吸
[2018·全国卷Ⅲ,T5A](√)
(2)细胞质基质中的丙酮酸可以转化成酒精,出现这种情况的原因是在缺氧条件下进行无氧呼吸
[2017·全国卷Ⅱ,T29节选](√)
(3)若细胞既不吸收O2也不放出CO2,说明细胞已停止无氧呼吸
[2017·海南卷,T7B](×)
(4)肺炎双球菌无线粒体,但能进行有氧呼吸
[2013·全国卷Ⅱ,T3A](√)
(5)有氧和无氧时,酵母菌呼吸作用产物不同
[2013·全国卷Ⅱ,T3D](√)
【长句应答·特训】
据图分析有氧呼吸和无氧呼吸的过程,回答下列问题:
(1)反应①②③④中,必须在有氧条件下进行的是________,可在人体细胞中进行的是____________(填序号)。
(2)粮食储藏过程中有时会发生粮堆湿度增大的现象,其原因是_________________。
(3)不同生物无氧呼吸的产物不同,其直接原因是________________________,根本原因是___________________。
(4)如果是以脂肪为底物进行有氧呼吸,消耗O2的量要大于产生CO2的量,其原因是_______________________________________________。
(5)与有机物在生物体外燃烧相比,有氧呼吸的特点是________________________。
答案:
(1)② ①②④
(2)种子在有氧呼吸过程中产生了水
(3)催化反应的酶不同 基因不同(或基因的选择性表达)
(4)与葡萄糖相比,脂肪含H量高,因此有氧呼吸消耗O2的量大于产生CO2的量
(5)在温和的条件下进行的;有机物中的能量是逐步释放的;一部分能量储存在ATP中
1.细胞呼吸中[H](NADH)和ATP的来源和去路
物质
来源
去路
[H]
(NADH)
有氧呼吸:
C6H12O6和H2O
无氧呼吸:
C6H12O6
有氧呼吸:
与O2结合生成水
无氧呼吸:
还原丙酮酸
ATP
有氧呼吸:
三个阶段都产生
无氧呼吸:
只在第一阶段产生
用于各项生命活动
2.细胞呼吸反应式中各物质间量的比例关系
(1)有氧呼吸:
C6H12O6∶O2∶CO2=1∶6∶6。
(2)无氧呼吸:
C6H12O6∶CO2∶C2H5OH=1∶2∶2或
C6H12O6∶C3H6O3=1∶2。
(3)消耗等量的葡萄糖时需要的O2和产生的CO2的物质的量:
有氧呼吸需要的O2∶有氧呼吸和无氧呼吸产生的CO2之和=3∶4。
(4)产生等量的CO2时消耗的葡萄糖的物质的量:
无氧呼吸∶有氧呼吸=3∶1。
3.判断细胞呼吸方式的三大依据
4.实验法判断生物组织
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