2011高考生物第一轮复习 第5章 第2、3节细胞的能量“通货”—ATPATP的主要来源——细胞呼吸精品课件 新人教版必修1.ppt
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1、第第2、3节细胞的能量节细胞的能量“通货通货”ATPATP的主要来源的主要来源细胞呼吸细胞呼吸一、一、ATP的结构和功能的结构和功能1结构:结构:ATP是是_的英文名称缩的英文名称缩写,其结构简式是写,其结构简式是_,一个,一个ATP分子中含有一个腺苷,三个分子中含有一个腺苷,三个_,两个,两个_,ATP分子中大量的化学能储存分子中大量的化学能储存在在_中。中。2功能:功能:ATP是细胞内的一种是细胞内的一种_化合化合物,直接给细胞生命活动提供能量。物,直接给细胞生命活动提供能量。三磷酸腺苷三磷酸腺苷APPP磷酸基团磷酸基团高能磷酸键高能磷酸键高能磷酸键高能磷酸键高能磷酸高能磷酸二、二、ATP
2、和和ADP的相互转化的相互转化1在有关酶的催化下,在有关酶的催化下,ATP分子中远离分子中远离_的高能磷酸键很容易水解,并释放能量。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,在有关酶的催化下,ADP可以接受能量,可以接受能量,同时与一个游离的同时与一个游离的_结合,重新形成结合,重新形成ATP。腺苷腺苷磷酸磷酸3ATP和和ADP相互转化的能量供应机制,是相互转化的能量供应机制,是生物界的生物界的_,ADP转化为转化为ATP时所需能时所需能量,对于动物、人、真菌和大多数细菌来说量,对于动物、人、真菌和大多数细菌来说来自于来自于_,对于绿色植物来说,还,对于绿色植物来说,还可以来自于
3、可以来自于_。共性共性细胞呼吸细胞呼吸光合作用光合作用三、三、ATP的利用的利用1ATP可用于细胞的可用于细胞的_、各种、各种_反应,还可用于生物发光、发电、肌反应,还可用于生物发光、发电、肌肉收缩,大脑思考等生命活动。肉收缩,大脑思考等生命活动。2细胞内的化学反应吸收和释放的能量通细胞内的化学反应吸收和释放的能量通过过_在吸能反应和放能反应之间循环流在吸能反应和放能反应之间循环流通。通。主动运输主动运输吸能吸能ATP四、细胞呼吸的方式四、细胞呼吸的方式1细胞呼吸:细胞呼吸:是指有机物在细胞内经过一系是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解,生成列的氧化分解,生成_,释,释放能量并生成放能量并生
4、成_的过程。的过程。2分类:分类:根据是否有根据是否有_参与,细胞呼吸可参与,细胞呼吸可分为有氧呼吸和无氧呼吸两种类型。分为有氧呼吸和无氧呼吸两种类型。CO2或其他产物或其他产物ATPO23探究酵母菌细胞呼吸的方式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,属酵母菌在有氧和无氧条件下都能生存,属于于_型。型。 (2)检测酵母菌在细胞呼吸中是否产生检测酵母菌在细胞呼吸中是否产生CO2可可使用使用_或溴麝香草酚蓝,其或溴麝香草酚蓝,其中后者颜色变化过程为由蓝变中后者颜色变化过程为由蓝变_再变再变_。兼性厌氧兼性厌氧澄清石灰水澄清石灰水绿绿黄黄(3)检测是否产生酒精可使用橙色的
5、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,变溶液,其在酸性条件下与酒精发生反应,变为为_。重铬酸钾重铬酸钾灰绿色灰绿色第一阶段第一阶段第二阶段第二阶段第三阶第三阶段段场所场所_反应物反应物葡萄糖葡萄糖_2过程过程细胞质基质细胞质基质线粒体线粒体基质基质线粒体线粒体内膜内膜丙酮酸、丙酮酸、H2OH、O2第一阶段第一阶段第二阶第二阶段段第三阶第三阶段段生成物生成物_、ATP_、ATP_、ATP能量能量少量少量少量少量大量大量丙酮酸、丙酮酸、HCO2、HH2O2过程:过程:第一阶段与有氧呼吸的第一阶段相第一阶段与有氧呼吸的第一阶段相同,第二阶段的产物是同,第二阶段的产物是_,
6、两个阶段的反应场所都是细胞质基质。两个阶段的反应场所都是细胞质基质。酒精和酒精和CO2或乳酸或乳酸一、一、ATP的形成途径及与的形成途径及与ADP的相互转化的相互转化1ATP的形成途径的形成途径2ATP与与ADP的相互转化的相互转化ATP的合成的合成ATP的水解的水解能量能量来源来源光能光能(光合作用光合作用),化学能化学能(细胞呼吸细胞呼吸)储存在高能磷储存在高能磷酸键中的能量酸键中的能量能量能量去路去路储存于形成的高能储存于形成的高能磷酸键中磷酸键中用于各项生命用于各项生命活动活动反应反应场所场所细胞质基质、线粒细胞质基质、线粒体、叶绿体体、叶绿体生物体的需能生物体的需能部位部位由上表可看
7、出,由上表可看出,ATP和和ADP的相互转化过程的相互转化过程中,反应类型、反应所需酶以及能量的来源、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,因此去路和反应场所都不完全相同,因此ATP和和ADP的相互转化不是可逆反应。但物质是可的相互转化不是可逆反应。但物质是可循环利用的。循环利用的。3与能量有关的知识归纳与能量有关的知识归纳(1)主要能源物质主要能源物质糖类糖类(2)能源物质能源物质糖类、脂肪、蛋白质糖类、脂肪、蛋白质(3)主要储能物质主要储能物质脂肪脂肪(4)直接能源物质直接能源物质ATP(5)根本能源根本能源光能光能1(2010年天津河东期中年天津河东期中)下
8、列关于细胞内下列关于细胞内ATP的叙述中,正确的是的叙述中,正确的是()A在有氧条件下,原核细胞中不能形成在有氧条件下,原核细胞中不能形成ATPB生命活动旺盛的细胞中生命活动旺盛的细胞中ATP含量高含量高C在叶绿体中,在叶绿体中,ATP的移动方向是由基质到的移动方向是由基质到类囊体类囊体D细胞质和细胞核中都有细胞质和细胞核中都有ATP的分布的分布【解析解析】ATP的来源是细胞呼吸和光合作的来源是细胞呼吸和光合作用,在原核细胞中,也有一些能进行有氧呼用,在原核细胞中,也有一些能进行有氧呼吸,产生吸,产生ATP;在光合作用的光反应中有;在光合作用的光反应中有ATP的产生,而暗反应消耗的产生,而暗反
9、应消耗ATP,C错误;错误;ATP在细胞中的含量较少,但在生命活动旺在细胞中的含量较少,但在生命活动旺盛的细胞中盛的细胞中ATP与与ADP转化迅速;转化迅速;ATP是细是细胞中的直接能源物质,凡消耗胞中的直接能源物质,凡消耗ATP的场所,的场所,均有均有ATP的分布,的分布,D项正确。项正确。【答案答案】D二、有氧呼吸与无氧呼吸的比较二、有氧呼吸与无氧呼吸的比较1有氧呼吸与无氧呼吸比较表有氧呼吸与无氧呼吸比较表类型类型有氧呼吸有氧呼吸无氧呼吸无氧呼吸不不同同点点反映反映条件条件需要需要O2、酶和、酶和适宜的温度适宜的温度不需要不需要O2,需要,需要酶和适宜的温度酶和适宜的温度反映反映场所场所第
10、一阶段在细第一阶段在细胞质基质中,胞质基质中,第二、三阶段第二、三阶段在线粒体内在线粒体内全过程都在细胞全过程都在细胞质基质中质基质中类型类型有氧呼吸有氧呼吸无氧呼吸无氧呼吸不不同同点点分解分解产物产物释放大量能量释放大量能量释放少量能量释放少量能量释放释放能量能量有机物彻底分有机物彻底分解,能量完全解,能量完全释放释放有机物没有彻底有机物没有彻底分解,能量没完分解,能量没完全释放全释放类型类型有氧呼吸有氧呼吸无氧呼吸无氧呼吸不同不同点点特特点点有机物彻底分有机物彻底分解,能量完全解,能量完全释放释放有机物没有彻底分有机物没有彻底分解,能量没完全释解,能量没完全释放放相互相互联系联系其实质都是
11、分解有机物,释放能量,生其实质都是分解有机物,释放能量,生成成ATP供生命活动需要;第一阶段供生命活动需要;第一阶段(从葡从葡萄糖到丙酮酸萄糖到丙酮酸)完全相同完全相同2.有氧呼吸和无氧呼吸比较图有氧呼吸和无氧呼吸比较图2下图表示有氧呼吸过程,下列有关说法下图表示有氧呼吸过程,下列有关说法正确的是正确的是()A中数值最大的是中数值最大的是B代表的物质名称是氧气代表的物质名称是氧气C产生的场所是线粒体产生的场所是线粒体D某些原核生物能完成图示全过程某些原核生物能完成图示全过程【解析解析】原核生物中的某些生物种类,如原核生物中的某些生物种类,如硝化细菌,虽然不具有线粒体,但也可进行硝化细菌,虽然不
12、具有线粒体,但也可进行有氧呼吸。有氧呼吸。【答案答案】D三、影响细胞呼吸作用的因素及其在生产实三、影响细胞呼吸作用的因素及其在生产实践中的应用践中的应用1温度温度呼吸作用在最适温度呼吸作用在最适温度(2535 )时最强;超时最强;超过最适温度,呼吸酶活性下降,呼吸受抑制过最适温度,呼吸酶活性下降,呼吸受抑制(如右图如右图)。生产上常利用这一原理在低温下储存蔬菜、生产上常利用这一原理在低温下储存蔬菜、水果。在大棚蔬菜的栽培过程中;夜间适当水果。在大棚蔬菜的栽培过程中;夜间适当降温,抑制呼吸作用,减少有机物的消耗,降温,抑制呼吸作用,减少有机物的消耗,可达到提高产量的目的。可达到提高产量的目的。2
13、O2的浓度的浓度在在O2浓度为浓度为0时只进行无氧呼吸;浓度为时只进行无氧呼吸;浓度为10%以下,既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸;以下,既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸;浓度为浓度为10%以上,只进行有氧呼吸以上,只进行有氧呼吸(如右图如右图)。生活中常利用降低氧气浓度能抑制呼吸作用,生活中常利用降低氧气浓度能抑制呼吸作用,减少有机物消耗这一原理来延长蔬菜水果的减少有机物消耗这一原理来延长蔬菜水果的保鲜时间。但是,在完全无氧的情况下,无保鲜时间。但是,在完全无氧的情况下,无氧呼吸强,分解的有机物也较多,一样不利氧呼吸强,分解的有机物也较多,一样不利于蔬菜水果的保质、保鲜,所以一般采用低于蔬菜水果的保
14、质、保鲜,所以一般采用低氧氧(5%)保存,此时有氧呼吸较弱,而无氧呼保存,此时有氧呼吸较弱,而无氧呼吸又受到抑制。吸又受到抑制。无土栽培通入空气,农耕松土等都是为了增无土栽培通入空气,农耕松土等都是为了增加氧气的含量,加强根部的有氧呼吸,保证加氧气的含量,加强根部的有氧呼吸,保证能量供应,促进矿质元素的吸收。能量供应,促进矿质元素的吸收。3CO2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,呼浓度增加,呼吸速率下降吸速率下降(如右图如右图)在密闭的地窖中,氧气浓度低,在密闭的地窖中,氧气浓度低,CO2浓度较浓度较高,抑制细胞的呼吸作用,使整个器官的代高,抑制细胞的呼吸作用
15、,使整个器官的代谢水平降低,有利于保存蔬菜水果。谢水平降低,有利于保存蔬菜水果。4含水量含水量在一定范围内,呼吸作用强度随含水量的增在一定范围内,呼吸作用强度随含水量的增加而加强,随含水量的减少而减弱加而加强,随含水量的减少而减弱(如右图如右图)。粮油种子的贮藏,必须降低含水量,使种子粮油种子的贮藏,必须降低含水量,使种子处于风干状态,从而使呼吸作用降至最低,处于风干状态,从而使呼吸作用降至最低,以减少有机物消耗。如果种子含水量过高,以减少有机物消耗。如果种子含水量过高,呼吸作用加强,使贮藏的种子堆中温度上升,呼吸作用加强,使贮藏的种子堆中温度上升,反过来又进一步促进种子的呼吸作用,使种反过来
16、又进一步促进种子的呼吸作用,使种子的品质变坏。子的品质变坏。3为了尽量延长新鲜水果的贮藏时间,贮为了尽量延长新鲜水果的贮藏时间,贮藏条件最好是藏条件最好是()A低低O2、适当的湿度、零上低温和无乙烯、适当的湿度、零上低温和无乙烯B低低O2、适当的湿度、零下低温和无乙烯、适当的湿度、零下低温和无乙烯C无无O2、保持干燥、零上低温和有乙烯、保持干燥、零上低温和有乙烯D无无CO2、保持干燥、零下低温和有乙烯、保持干燥、零下低温和有乙烯【解析解析】本题考查影响细胞呼吸的因素及本题考查影响细胞呼吸的因素及乙烯的生理作用。要长时间储藏水果,就要乙烯的生理作用。要长时间储藏水果,就要降低其细胞呼吸,减少有机
17、物质的消耗。在降低其细胞呼吸,减少有机物质的消耗。在低温条件下,呼吸酶活性降低;低氧状态下,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下,可以有效减细胞呼吸强度处于最低状态下,可以有效减少营养物质的消耗,但若温度低于零度,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,减少水果中水分则会冻伤水果。湿度适中,减少水果中水分丢失,有利于保鲜。乙烯具有催熟作用,不丢失,有利于保鲜。乙烯具有催熟作用,不利于水果贮藏。利于水果贮藏。【答案答案】A 实验:实验: “探究酵母菌细胞呼吸方式探究酵母菌
18、细胞呼吸方式”的的实验分析实验分析1实验过程实验过程(1)检测检测CO2的产生,装置如下图所示:的产生,装置如下图所示:将装置将装置(甲甲)连通橡皮球,让空气不间断进连通橡皮球,让空气不间断进入装置而持续地依次通过三个锥形瓶,既保入装置而持续地依次通过三个锥形瓶,既保证证O2的充足供应,又使进入的充足供应,又使进入A瓶的空气先经瓶的空气先经过过NaOH的锥形瓶,洗除空气中的的锥形瓶,洗除空气中的CO2,保,保证第三个锥形瓶的澄清石灰水变浑浊是由于证第三个锥形瓶的澄清石灰水变浑浊是由于酵母菌有氧呼吸产生酵母菌有氧呼吸产生CO2所致。所致。B瓶应封口放置一段时间后,待酵母菌将瓶应封口放置一段时间后
19、,待酵母菌将B瓶中的氧气消耗完,再连通盛有澄清石灰水瓶中的氧气消耗完,再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶,确保是无氧呼吸产生的的锥形瓶,确保是无氧呼吸产生的CO2通入通入澄清的石灰水。澄清的石灰水。(2)检测酒精的产生检测酒精的产生在在A、B中各取中各取2 mL酵母菌培养液的滤液,酵母菌培养液的滤液,分别注入分别注入1号、号、2号号干净的试管中,在干净的试管中,在1号、号、2号试管中各滴加号试管中各滴加0.5 mL溶有溶有0.1 g重铬酸钾的重铬酸钾的浓硫酸溶液,并轻轻振荡,观察试管中溶液浓硫酸溶液,并轻轻振荡,观察试管中溶液的颜色变化。的颜色变化。2实验现象及分析实验现象及分析(1)现象:甲、乙装
20、置石灰水都变浑浊,装置现象:甲、乙装置石灰水都变浑浊,装置甲浑浊快且程度高,甲浑浊快且程度高,2号试管由橙色变成灰号试管由橙色变成灰绿色,绿色,1号试管不变色。号试管不变色。(2)分析分析酵母菌在有氧和无氧条件下都产生酵母菌在有氧和无氧条件下都产生CO2;酵母菌有氧比无氧时放出的酵母菌有氧比无氧时放出的CO2多且快;多且快;无氧时酵母菌分解葡萄糖产生酒精。无氧时酵母菌分解葡萄糖产生酒精。3实验结论实验结论酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼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,酵生
21、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,还产生少量的母菌通过细胞呼吸产生酒精,还产生少量的二氧化碳。二氧化碳。(2010年山东威海质检二年山东威海质检二)下图是测定植物某下图是测定植物某一生命活动过程的装置,从左侧泵入空气后,一生命活动过程的装置,从左侧泵入空气后,会产生某些实验现象。下列几种说法中错误会产生某些实验现象。下列几种说法中错误的是的是()A该实验的目的是测定植物呼吸作用能产该实验的目的是测定植物呼吸作用能产生生CO2B把不透光的玻璃罩换作透光的玻璃罩在把不透光的玻璃罩换作透光的玻璃罩在较强光照下仍能得到同样的实验结果较强光照下仍能得到同样的实验结果C如果将如
22、果将C瓶中的植物换成萌发的种子,则瓶中的植物换成萌发的种子,则出现相同的实验现象出现相同的实验现象D本实验装置中本实验装置中B瓶的作用是减少实验误差瓶的作用是减少实验误差【解析解析】A瓶的目的是除去空气中的瓶的目的是除去空气中的CO2;B瓶的目的是检验瓶的目的是检验CO2是否完全去除,若还是否完全去除,若还有残留,则无论植物呼吸作用是否产生有残留,则无论植物呼吸作用是否产生CO2,D瓶澄清石灰水都有可能浑浊;瓶澄清石灰水都有可能浑浊;C不透光,用不透光,用来测定植物呼吸作用,来测定植物呼吸作用,D瓶用石灰水来测定瓶用石灰水来测定是否有是否有CO2产生。产生。C中用不透光的玻璃罩避免植物光合作用
23、产中用不透光的玻璃罩避免植物光合作用产生与吸收气体的干扰,若用萌发的种子作实生与吸收气体的干扰,若用萌发的种子作实验材料,由于种子不能进行光合作用,验材料,由于种子不能进行光合作用,C就就无须遮光,效果相同。无须遮光,效果相同。【答案答案】B (天津高考改造题天津高考改造题)下列有关下列有关ATP的的叙述,正确的是叙述,正确的是()人长时间剧烈运动时,骨骼肌细胞中每摩人长时间剧烈运动时,骨骼肌细胞中每摩尔葡萄糖生成尔葡萄糖生成ATP的量与安静时相等的量与安静时相等若细胞内若细胞内Na浓度偏高,为维持浓度偏高,为维持Na浓度浓度的稳定,细胞消耗的稳定,细胞消耗ATP的量增加的量增加人在寒冷时,肾
24、上腺素和甲状腺激素分泌人在寒冷时,肾上腺素和甲状腺激素分泌增多,细胞产生增多,细胞产生ATP的量增加的量增加人在饥饿时,细胞中人在饥饿时,细胞中ATP与与ADP的含量难的含量难以达到动态平衡以达到动态平衡ABC D【解析解析】人在安静状态时进行有氧呼吸,人在安静状态时进行有氧呼吸,在剧烈运动时,既进行有氧呼吸,又进行无在剧烈运动时,既进行有氧呼吸,又进行无氧呼吸。一分子的葡萄糖在有氧呼吸时产生氧呼吸。一分子的葡萄糖在有氧呼吸时产生38个个ATP分子,在无氧呼吸时产生分子,在无氧呼吸时产生2个个ATP分分子,因此剧烈运动时每摩尔葡萄糖生成的子,因此剧烈运动时每摩尔葡萄糖生成的ATP比安静状态时要
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