19版高考生物一轮复习第三单元细胞的能量供应和利用第二讲ATP与细胞呼吸精选教案Word文档下载推荐.docx
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（1）图中A表示腺苷，P表示磷酸基团。
（2）图中①表示高能磷酸键，其中蕴藏着大量化学能。
（3）图中②为高能磷酸键水解释放能量的过程，其作用是为生命活动提供能量。
（4）催化该过程的酶与催化ATP生成的酶不是（填“是”或“不是”）同一种酶；
高等植物细胞内ATP在叶绿体类囊体薄膜、细胞质基质和线粒体等部位生成。
2．生物体内葡萄糖分解代谢过程的图解如下，据图回答问题
（1）图中A是丙酮酸，其产生的部位是细胞质基质。
（2）反应①②③④中，必须在有氧条件下进行的是②，可在人体细胞中进行的是①②④。
（均填图中序号）
（3）苹果贮藏久了，会有酒味产生，其原因是发生了图中①③过程；
而马铃薯块茎贮藏久了却没有酒味产生，其原因是马铃薯块茎在无氧条件下进行了图中①④过程。
（4）粮食贮藏过程中有时会发生粮堆湿度增大现象，这是因为种子在有氧呼吸过程中产生了水。
3．某兴趣小组想探究酵母菌是否在有氧、无氧条件下均能产生CO2。
现提供若干套（每套均有数个）实验装置，如下图A～D所示
（1）请根据实验目的选择装置序号，并按照实验的组装要求排序（装置可重复使用），有氧条件下的装置序号：
C→A→B（或C→B→A→B）；
无氧条件下的装置序号：
D→B。
（2）装置中C瓶的作用是吸收空气中的CO2，排除其对实验结果的干扰；
B瓶中澄清的石灰水还可用溴麝香草酚蓝水溶液代替。
（3）若要检测无氧呼吸时是否有酒精生成，应用酸性重铬酸钾溶液，现象是溶液颜色变为灰绿色。
考点一ATP的结构、功能和利用
1．巧记ATP结构的“一、二、三”
2．类比助记不同化合物中的“A”
物质结构
物质名称
A的含义
ATP
腺苷（腺嘌呤＋核糖）
核苷酸
腺嘌呤
DNA
腺嘌呤脱氧核苷酸
RNA
腺嘌呤核糖核苷酸
共同点：
所有“A”都含有腺嘌呤
3．归纳记忆能源与能源物质
[对点落实]
1．（2018·
济宁一模）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．ATP的合成常伴随着细胞内的放能反应
B．1分子GTP彻底水解可得到3种小分子物质
C．CTP中“C”是由胞嘧啶和脱氧核糖构成的
D．UTP断裂两个高能磷酸键后可作为基因转录的原料
解析：
选C 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；
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，1分子GTP彻底水解可得到3种小分子物质，磷酸、核糖和碱基；
CTP中“C”是由胞嘧啶和核糖构成的；
UTP断裂两个高能磷酸键后是尿嘧啶核糖核苷酸，是RNA的基本单位之一，可作为基因转录的原料。
2．（2016·
全国卷Ⅰ）在有关DNA分子的研究中，常用32P来标记DNA分子。
用α、β和γ表示ATP或dATP（d表示脱氧）上三个磷酸基团所处的位置（A—Pα～Pβ～Pγ或dA—Pα～Pβ～Pγ）。
回答下列问题：
（1）某种酶可以催化ATP的一个磷酸基团转移到DNA末端上，同时产生ADP。
若要用该酶把32P标记到DNA末端上，那么带有32P的磷酸基团应在ATP的________（填“α”“β”或“γ”）位上。
（2）若用带有32P的dATP作为DNA生物合成的原料，将32P标记到新合成的DNA分子上，则带有32P的磷酸基团应在dATP的________（填“α”“β”或“γ”）位上。
（1）根据题干信息可知，该酶能将ATP水解成ADP和磷酸基团（即Pγ），同时将Pγ基团转移到DNA末端上。
因此需用32P标记到ATP的γ位上。
（2）DNA复制所需的原料为脱氧核苷酸。
将dATP两个高能磷酸键都水解后产物为dA—Pα（腺嘌呤脱氧核苷酸），为合成DNA的原料。
因此需用32P标记到dATP的α位上。
答案：
（1）γ
（2）α
1．图解ATP的合成、水解与光合作用、细胞呼吸的关系
2．总结细胞内产生与消耗ATP的生理过程
转化场所
常见的生理过程
细胞膜
消耗ATP：
主动运输、胞吞、胞吐
细胞质基质
产生ATP：
细胞呼吸第一阶段
一些需能反应
叶绿体
光反应
暗反应和自身DNA复制、转录，蛋白质合成等
线粒体
有氧呼吸第二、三阶段
自身DNA复制、转录，蛋白质合成等
核糖体
蛋白质的合成
细胞核
DNA复制、转录等
3．在线粒体的内外膜间隙中存在着一类标志酶——腺苷酸激酶，它能将ATP分子末端的磷酸基团转移至腺嘌呤核糖核苷酸（AMP）上而形成ADP。
以下有关分析错误的是（ ）
A．腺苷酸激酶催化1分子ATP分解伴随着2分子ADP的生成
B．腺苷酸激酶催化该反应一般与放能反应相联系
C．腺苷酸激酶与细胞内ATP与ADP的平衡维持有关
D．腺苷酸激酶发挥作用时伴随着高能磷酸键的断裂与形成
选B ATP分子含3个磷酸基团，ADP含2个磷酸基团，AMP含1个磷酸基团，腺苷酸激酶能催化1分子ATP脱掉1个磷酸基团，形成1分子ADP，同时脱掉的磷酸基团转移到AMP上，又形成分子ADP，因此腺苷酸激酶催化1分子ATP分解时会伴随着2分子ADP的生成；
腺苷酸激酶催化该反应会释放能量，一般与吸能反应相联系；
腺苷酸激酶能促进ATP的水解，故腺苷酸激酶与细胞内ATP与ADP的平衡维持有关；
腺苷酸激酶能将ATP分子末端的磷酸基团转移至腺嘌呤核糖核苷酸（AMP）上而形成ADP，故腺苷酸激酶发挥作用时伴随着高能磷酸键的断裂与形成。
4．（2016·
海南高考）下列有关植物细胞能量代谢的叙述，正确的是（ ）
A．含有两个高能磷酸键的ATP是DNA的基本组成单位之一
B．加入呼吸抑制剂可使细胞中ADP生成减少，ATP生成增加
C．无氧条件下，丙酮酸转变为酒精的过程中伴随有ATP的合成
D．光下叶肉细胞的细胞质基质、线粒体和叶绿体中都有ATP合成
选D ATP中含有核糖，DNA中含有脱氧核糖；
呼吸抑制剂抑制呼吸作用，会使ATP生成减少；
无氧呼吸的第二阶段不产生ATP；
光下叶肉细胞的细胞质和线粒体可以进行有氧呼吸，叶绿体进行光合作用，均可产生ATP。
[易错提醒] 规避对ATP认识上的四个误区
误认为ATP与ADP的相互转化是可逆反应
指正
ATP与ADP的相互转化过程中，物质可重复利用，但能量不可循环利用，且所需的酶也不同
误认为ATP转化为ADP不消耗水
ATP转化为ADP又称“ATP的水解反应”，这一过程需要酶的催化，同时也需要消耗水
误认为ATP就是能量
ATP是一种高能磷酸化合物，是与能量有关的一种物质，不能将两者等同起来
误认为细胞中含有大量ATP
生命活动需要消耗大量能量，但细胞中ATP含量很少。
由于ADP、Pi等可重复利用，只要提供能量（光能或化学能），生物体就可不断合成ATP，满足生物体的需要
考点二细胞呼吸的过程及影响因素
1．据原子守恒巧记有氧呼吸中各元素的去向
反应物中的葡萄糖、水、氧气分别在第一、二、三阶段被利用。
产物中的二氧化碳和水分别在第二、三阶段形成。
2．分析法记忆细胞中反应物，生成物和场所的对应关系
3．比较法助记细胞呼吸中[H]和ATP的来源和去路
来源
去路
[H]
有氧呼吸：
C6H12O6和H2O；
无氧呼吸：
C6H12O6
与O2结合生成水；
还原丙酮酸
三个阶段都产生；
只在第一阶段产生
用于各项生命活动
1．下列是细胞呼吸的过程，有关叙述正确的是（ ）
A．上述生理过程可以发生在同一细胞内
B．在人体内环境中可以发生①②③过程
C．①②③④都产生ATP，为生命活动供能
D．无线粒体的生物可能发生①②过程
选D 过程③和④分别为产乳酸与产酒精的无氧呼吸过程，不可能发生在同一细胞内；
图中①②③过程都发生在细胞内，内环境是细胞的生存环境；
呼吸作用第一阶段（过程①）可产生少量能量，过程②可产生大量能量，过程③和④不产生能量；
有些好氧菌无线粒体，但是可以进行有氧呼吸，发生①和②过程。
2．葡萄糖是细胞进行有氧呼吸最常利用的物质。
将一只实验小鼠放入含有放射性18O2气体的容器内，18O2进入细胞后，最先出现的具有放射性的化合物是（ ）
A．丙酮酸 B．乳酸
C．二氧化碳D．水
选D 18O2进入小鼠细胞后首先参与的是有氧呼吸第三阶段的反应，与[H]反应生成水。
3．（2018·
衡阳一模）下列关于在人体细胞呼吸过程中，[H]的来源与用途的叙述，最准确的是（ ）
选项
呼吸类型
[H]的来源
[H]的用途
A
有氧呼吸
只来源于葡萄糖
用于生成水
B
来源于葡萄糖和水
C
无氧呼吸
用于生成乳酸
D
来源于葡萄糖
用于生成酒精
选B 有氧呼吸产生的[H]来源于葡萄糖和水；
无氧呼吸产生的[H]只来源于葡萄糖的分解，人体无氧呼吸只产生乳酸。
[易错提醒] 需规避的四个易错点
（1）无氧呼吸第一阶段产生能量，第二阶段不产生能量。
（2）呼吸作用中有H2O生成一定是有氧呼吸，有CO2生成不一定是有氧呼吸，但对动物和人体而言，有CO2生成一定是有氧呼吸，因为动物及人体无氧呼吸产物为乳酸。
（3）线粒体是进行有氧呼吸的主要场所。
无线粒体的真核细胞（或生物）只能进行无氧呼吸，如哺乳动物成熟红细胞、蛔虫等，一些原核生物无线粒体，但可进行有氧呼吸。
（4）葡萄糖分子不能直接进入线粒体被分解，必须在细胞质基质中被分解为丙酮酸后才能进入线粒体被分解。
1．理解细胞呼吸反应式中各物质间量的比例关系
（以酵母菌消耗C6H12O6为例）
反应式
2C2H5OH＋2CO2＋能量
①有氧呼吸：
C6H12O6∶O2∶CO2＝1∶6∶6
②无氧呼吸：
C6H12O6∶CO2∶酒精＝1∶2∶2
③消耗等量的葡萄糖时需要的O2和产生的CO2摩尔数：
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时消耗的葡萄糖摩尔数：
无氧呼吸∶有氧呼吸＝3∶1
2．掌握判断细胞呼吸方式的三大依据
4．（2017·
海南高考）下列有关植物细胞呼吸作用的叙述，正确的是（ ）
A．分生组织细胞的呼吸速率通常比成熟组织细胞的小
B．若细胞既不吸收O2也不放出CO2，说明细胞已停止无氧呼吸
C．适当降低氧浓度可降低果实的有氧呼吸进而减少有机物的消耗
D．利用葡萄糖进行有氧呼吸时，吸收O2与释放CO2的摩尔数不同
选C 与成熟组织细胞相比，分生组织细胞代谢旺盛，呼吸速率快。
某些植物组织细胞无氧呼吸产物为乳酸，产生乳酸的无氧呼吸过程，既不吸收O2也不放出CO2。
降低氧气浓度，有氧呼吸减弱，有机物消耗减慢。
利用葡萄糖进行有氧呼吸时，吸收O2与释放CO2的摩尔数相同。
5．（2018·
岳阳一模）下表是某种植物种子在甲、乙、丙三种不同的条件下萌发，测得的气体量的变化结果。
相关说法正确的是（ ）
甲
乙
丙
CO2释放量
12
8
10
O2吸收量
6
A．在甲条件下进行的是产生CO2和乳酸的无氧呼吸
B．在乙条件下消耗的葡萄糖中有氧呼吸比无氧呼吸多
C．在丙条件下有氧呼吸强度达到了最大值
D．在乙条件下释放的CO2来自细胞质基质和线粒体
选D 甲条件下只释放CO2，不吸收O2，进行的是产生CO2和酒精的无氧呼吸，不产生乳酸；
乙条件下消耗O2的量为6，则有氧呼吸消耗葡萄糖的量为1，无氧呼吸产生CO2的量为8－6＝2，无氧呼吸消耗葡萄糖的量为1，消耗的葡萄糖中有氧呼吸和无氧呼吸相等；
丙条件下只进行有氧呼吸，但不能判断有氧呼吸强度是否达到了最大值；
乙条件下释放的CO2来自细胞质基质和线粒体。
探究酵母菌细胞呼吸的方式
6．（2018·
南昌五校联考）有关“探究酵母菌细胞呼吸方式的实验”的叙述，正确的是（ ）
A．培养液中葡萄糖的浓度过高会影响酵母菌的生长和繁殖
B．重铬酸钾能在碱性条件下与酒精反应变成灰绿色
C．适当降低温度对培养液中气泡的产生速率无影响
D．该实验中有氧组为实验组，无氧组为空白对照组
选A 培养液中葡萄糖浓度过高，会导致酵母菌细胞失水，从而影响酵母菌的生长和繁殖；
重铬酸钾在酸性条件下与酒精反应变成灰绿色；
温度改变，酶活性改变，会影响酵母菌细胞呼吸速率从而影响气泡产生速率；
该实验为对比实验，有氧组和无氧组均为实验组。
7．甲、乙两个生物兴趣小组分别利用图1、图2装置对酵母菌细胞呼吸方式进行了实验。
下列相关叙述错误的是（ ）
A．图1所示的实验可以验证酵母菌通过无氧呼吸释放的能量大部分变成了热能
B．图2所示的实验可以探究酵母菌是否进行有氧呼吸
C．应设置一组对照实验与图2形成对照，以排除外界环境因素的干扰
D．如果将图2中的NaOH溶液换成清水，则可探究酵母菌吸收O2和释放CO2的体积差
选A 图1所示的实验可以验证酵母菌通过无氧呼吸释放的能量有部分转化为热能；
图2所示的实验可以根据着色液是否左移探究酵母菌是否进行有氧呼吸；
应设置一组酵母菌死亡其他条件与图2相同的对照实验，以排除外界环境因素的干扰；
如果将图2中的NaOH溶液换成清水，酵母菌吸收O2和释放CO2的体积差可以导致着色液移动。
[易错提醒] 酵母菌呼吸方式探究实验注意事项
（1）通入甲A瓶的空气中不能含有CO2，以保证使第三个锥形瓶中的澄清石灰水变浑浊的CO2是由酵母菌有氧呼吸产生的。
（2）乙B瓶应封口放置一段时间，待酵母菌将B瓶中的氧气消耗完后，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶，确保是无氧呼吸产生的CO2通入澄清的石灰水中。
[典型图示]
用曲线模型分析影响细胞呼吸的环境因素
[问题设计]
1．据图1回答下列问题
（1）图中各点表示的生物学意义：
Q点：
不耗O2，产生CO2⇒只进行无氧呼吸；
P点：
耗O2量＝产生CO2量⇒只进行有氧呼吸；
QP段（不包含Q、P点）：
产生CO2量大于（填“大于”“小于”或“等于”）耗O2量⇒同时进行有氧呼吸和无氧呼吸；
R点：
产生CO2量最少⇒组织细胞呼吸作用最弱。
（2）在保存蔬菜、水果时，应选择R点对应的O2浓度。
（3）AB段长度＝BC段长度，说明此时有氧呼吸与无氧呼吸释放CO2量相等，则此时有氧呼吸消耗的葡萄糖量应为无氧呼吸消耗葡萄糖量的1/3。
2．图2中，温度对细胞呼吸的影响是通过影响与细胞呼吸有关酶的活性实现的，因此在贮藏种子、水果、蔬菜时应选取零上低温（填“高温”“零上低温”或“低温”）。
3．从图3可看出，细胞呼吸速率与自由水含量有关，在储存作物种子时应将种子风干，以减弱细胞呼吸，减少有机物的消耗。
8．如图是外界条件对植物呼吸速率的影响曲线图，以下分析错误的是（ ）
A．从甲图可知细胞呼吸最旺盛时的温度是B点对应的温度
B．乙图中曲线Ⅰ表示有氧呼吸，曲线Ⅱ表示无氧呼吸
C．乙图中曲线Ⅰ表示的生理过程所利用的有机物主要是葡萄糖
D．乙图中曲线Ⅱ最终趋于平衡，可能是受到温度或呼吸酶数量的限制
选B 甲图中B点温度下植物呼吸作用相对速率最大，说明该温度下细胞呼吸最旺盛；
随氧气浓度增大有氧呼吸增强，无氧呼吸减弱，故乙图中曲线Ⅰ表示无氧呼吸，曲线Ⅱ表示有氧呼吸；
细胞呼吸利用的有机物主要是葡萄糖；
有氧呼吸需要酶的参与，温度会影响酶的活性，故有氧呼吸还受温度或呼吸酶数量限制，使曲线Ⅱ最终趋于平衡。
9．如图表示光照、贮藏温度对番茄果实呼吸强度变化的影响。
下列有关叙述正确的是（ ）
A．番茄果实细胞产生CO2的场所是细胞质基质
B．光照对番茄果实呼吸的抑制作用2℃时比15℃时更强
C．低温、黑暗条件下更有利于贮存番茄果实
D．贮藏温度下降时果实呼吸减弱，可能与细胞内酶的空间结构被破坏有关
选B 番茄果实细胞有氧呼吸产生CO2的场所是线粒体基质，无氧呼吸产生CO2的场所是细胞质基质，故产生CO2的场所是线粒体基质和细胞质基质；
由题图可看出，2℃时，黑暗条件下与光照条件下呼吸强度差值比15℃时大，即2℃时光照对番茄果实呼吸的抑制作用更强；
低温条件下呼吸强度较低，但黑暗条件下比光照条件下呼吸强度高，所以低温、光照条件下更利于番茄果实的储存；
低温仅抑制酶的活性，不破坏酶的空间结构。
微专题1
1．种子萌发时呼吸速率的测定
（1）实验装置：
（2）指标及原理：
①指标：
细胞呼吸速率常用单位时间内CO2释放量或O2吸收量来表示。
②原理：
组织细胞呼吸作用吸收O2，释放CO2，CO2被NaOH溶液吸收，使容器内气体压强减小，刻度管内的水滴左移。
单位时间内水滴左移的体积即表示呼吸速率。
（3）物理误差的校正：
①如果实验材料是绿色植物，整个装置应遮光处理，否则植物的光合作用会干扰呼吸速率的测定。
②如果实验材料是种子，为防止微生物的细胞呼吸对实验结果的干扰，应对装置及所测种子进行消毒处理。
③为防止气压、温度等物理因素所引起的误差，应设置对照实验，将所测的生物材料灭活（如将种子煮熟），其他条件均不变。
（4）实验拓展：
呼吸底物与水滴移动的关系
脂肪含氢量高，含氧量低，等质量的脂肪与葡萄糖相比，氧化分解时耗氧量高，而产生CO2量少。
因此脂肪有氧呼吸时，产生CO2量小于消耗O2量，水滴移动更明显。
2．种子萌发时细胞呼吸类型的实验探究
（1）实验设计：
欲确认某生物的呼吸类型，应设置两套呼吸装置，如图所示（以发芽种子为例）
（2）实验结果预测和结论：
实验现象
结论
装置一液滴
装置二液滴
不动
只进行产乳酸的无氧呼吸或种子已死亡
右移
只进行产生酒精的无氧呼吸
左移
进行有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸
只进行有氧呼吸或进行有氧呼吸和产乳酸的无氧呼吸
3．种子萌发时吸水和呼吸方式变化曲线
（1）在种子吸水的第Ⅰ阶段，由于（吸胀）吸水，呼吸速率上升。
（2）在种子吸水的第Ⅱ阶段，呼吸作用CO2的产生量要比O2的消耗量大得多，说明此期间主要进行无氧呼吸。
（3）在胚根长出后，由于胚根突破种皮，增加了O2的吸收量，种子以有氧呼吸为主，同时胚根大量吸水（渗透吸水）。
（4）种子萌发后期，O2吸收量大于CO2释放量，说明除了糖类参与氧化分解外，还有其他物质参与氧化分解，如脂肪。
[题点突破]
题点
（一） 细胞呼吸速率的测定和呼吸类型的判断
江淮十校联考）如图是探究小鼠在不同温度下呼吸速率（用单位时间的耗氧量表示）的实验装置。
打开夹子A，使水检压计左右平齐，关闭夹子A，用注射器向广口瓶中注入5mLO2，水检压计左侧液面升高，记录左右液面重新平齐时所用的时间。
下列说法错误的是（ ）
A．用注射器向广口瓶中注入5mLO2后要立刻关闭夹子B
B．测定小鼠的呼吸速率需要多次重复进行，最后取平均值
C．小鼠在25℃时的呼吸速率高于10℃时的呼吸速率
D．NaOH溶液的作用是排除呼吸产生的CO2对实验结果的干扰
选C 用注射器向广口瓶中注入5mLO2后要立刻关闭夹子B，以确保广口瓶中O2的量；
测定小鼠的呼吸速率需要多次重复进行，最后取平均值，以减小误差；
小鼠是恒温动物，25℃时的呼吸速率低于10℃时的呼吸速率；
NaOH溶液可吸收呼吸作用产生的CO2，排除对实验结果的干扰。
2．如图是某研究性学习小组为了探究酵母菌的细胞呼吸类型而设计的实验装置（酵母菌利用葡萄糖作为能源物质），下列有关实验装置和结果的分析，错误的是（ ）
A．通过装置1仅仅能探究出酵母菌是否进行有氧呼吸
B．用水代替NaOH溶液设置装置2，通过装置2液滴的移动情况可以探究出酵母菌是否进行无氧呼吸
C．用水代替NaOH溶液设置装置2，如果装置1中液滴左移，装置2中液滴右移，说明酵母菌既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸
D．用水代替NaOH溶液设置装置2，装置2中液滴可能向左移
选D 烧杯中的NaOH溶液能吸收细胞呼吸产生的CO2，所以液滴移动的距离代表细胞呼吸消耗O2的量，因此通过装置1仅仅能探究出酵母菌是否进行有氧呼吸；
用水代替NaOH溶液设置装置2，由于水不吸收气体也不释放气体，所以液滴移动的距离代表细胞呼吸释放的CO2量与消耗O2量的差值，如果液滴移动说明酵母菌进行了无氧呼吸，如果液滴不移动，说明酵母菌不进行无氧呼吸；
用水代替NaOH溶液设置装置2，如果装置1中液滴左移，说明有O2的消耗，可以推断出酵母菌进行了有氧呼吸，装置2中液滴右移，说明细胞呼吸释放的CO2量多于O2的消耗量，推断出酵母菌还进行了无氧呼吸；
用水代替NaOH溶液设置装置2，由于葡萄糖作底物不可能出现O2的消耗量大于CO2的释放量的情况，所以装置2中液滴不可能向左移。
题点
（二） 种子萌发时细胞呼吸方式的变化
3．（2014·
海南高考）某豆科植物种子萌发过程中CO2释放和O2吸收速率的变化趋势如下图所示。
请据图回答问题：
（1）在12～24h期间，呼吸速率逐渐增强，在此期间呼吸作用的主要方式是________呼吸，该呼吸方式在细胞中发生的部位是______________，其产物是____________。
（2）从第12h到胚根长出期间，萌发种子的干物质总量会________，主要原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（3）胚根长出后，萌发种子的_______
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