高考生物一轮复习精品课件专题3.2 ATP与细胞呼吸（含解析）

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第1讲　降低化学反应活化能的酶
第2讲　ATP与细胞呼吸
第3讲　能量之源——光与光合作用
第4讲　光合作用与细胞呼吸的综合分析
第2讲　 ATP与细胞呼吸
ATP的结构、功能和利用
影响呼吸速率的因素及实践应用
探究酵母菌细胞呼吸的方式
1分子腺苷和3分子磷酸基团
(一个_____、两个____________、三个__________)
据图分析ATP的结构和特点：(1)图示a处应为“—H”还是“—OH”？(2)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？(3)图示框e的名称是什么？它与DNA、RNA有何关系？
a处应为“—OH”，因为该五碳糖为核糖
图示框e为腺嘌呤核糖核苷酸，它是构成RNA的基本单位之一，当发生逆转录时，它可与DNA链中的胸腺嘧啶脱氧核苷酸配对。
(一)ATP的结构与功能(素养目标：生命观念)1．(不定项)如图为ATP的结构示意图，下列相关叙述中，正确的是(　　)A．图中①也是构成DNA和RNA的五碳糖B．图中②指高能磷酸键，在ATP分子中共有3个C．图中③是mRNA与质粒共有的碱基之一D．图中④是构成RNA的基本组成单位之一
(二)ATP与ADP的相互转化(素养目标：生命观念)2．下面是生物界中能量“通货”——ATP的“循环”示意图。相关叙述正确的是(　　)A．组成图中“M”和“N”的元素与动植物体内重要储能物质的组成元素相同B．图中①过程消耗的能量1可来自光能，②过程释放的能量2可转化成光能C．图中“能量2”能为葡萄糖进入人成熟的红细胞直接提供能量D．代谢旺盛的细胞内ATP含量较多，代谢缓慢的细胞内ADP含量较多
ADP + Pi +
2.ATP的合成（储存能量）
糖类等有机物中的化学能
细胞质基质、线粒体、叶绿体
3.ATP的水解（释放能量）
为各项生命活动提供能量（吸能反应）
4.ATP和ADP的相互转化
特点： ATP与ADP的相互转化时刻不停的发生并且处于动态平衡中。
ATP与ADP的相互转化是否可逆?
4．ATP和ADP的比较
光能(光合作用)、化学能(细胞呼吸)
储存在高能磷酸键中的能量
储存于形成的高能磷酸键中
机械能（如肌细胞收缩）
渗透能（如主动运输、胞吞胞吐）
电能（如电鳐放电、大脑思考）
化学能（如蛋白质合成）
1．ATP合酶是由凸出于膜外的F1和嵌入膜内的F0两部分构成。当H＋顺浓度梯度穿过ATP合酶时，可使ADP与Pi形成ATP。下列相关叙述错误的是(　　)A．ATP合酶能“识别”H＋，也“识别”ADP和PiB．ATP合酶的F1是脂溶性的，而F0是水溶性的C．ATP合酶具有高效性，低温会抑制该酶的活性D．ATP合酶在原核细胞和真核细胞都有分布
2．(2018年湖北宜昌一中二模)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。以下有关推测不合理的是(　　)A．腺苷酸激酶极有可能是一种ATP水解酶B．腺苷酸激酶数量的多少会影响细胞呼吸的强度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
3．(2019年河北保定一中月考)如图是ATP和ADP相互转化的过程，下列叙述不正确的是(　　)
A．图中D代表ADP，T代表ATP，E代表能量B．反应式中，物质可逆，能量不可逆C．ATP中的“A”与RNA中的碱基A含义相同D．ATP中的能量较活跃，易于释放
指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其它产物，释放出能量并生成ATP的过程.
C6H12O6(葡萄糖)
2C3H4O3（丙酮酸）
2丙酮酸(C3H4O3)+ 4[H] + 能量（少量）
6CO2 +20[H] + 能量（少量）
12H2O + 能量（大量）
（3）24[H] +6 O2
C6H12O6+6H2O+6O2 6CO2+ 12H2O + 大量能量
有氧呼吸是指细胞在氧的参与下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生二氧化碳和水，释放能量，生成大量ATP的过程
2C2H5OH+2CO2
（2）2C3H4O3+ 4[H]
无氧呼吸：在无氧条件下，葡萄糖等有机物在细胞内通过一系列的氧化分解，产生不彻底的氧化产物，如乳酸或酒精和二氧化碳，同时释放出少量能量的过程。
(1)有氧呼吸过程中氧元素的来源和去路
(2)有氧呼吸中的物质变化的阶段和场所
(3)细胞呼吸中[H][和ATP的来源和去路
有氧呼吸：C6H12O6和H2O
有氧呼吸：与O2结合生成水
无氧呼吸：C6H12O6
有氧呼吸：三个阶段都产生
无氧呼吸：只在第一阶段产生
②细胞呼吸释放的能量大部分以热能形式散失，小部分转移到ATP中。
①有氧呼吸三个阶段都释放能量产生ATP，而无氧呼吸只在第一阶段释放能量产生ATP。
(5)有氧呼吸与无氧呼吸的比较
需要O2、酶和适宜的温度
不需要O2，需要酶和适宜的温度
第一阶段在细胞质基质中，第二、三阶段在线粒体内
全过程都在细胞质基质中
有机物彻底分解，能量完全释放
有机物没有彻底分解，能量没有完全释放
有氧呼吸和无氧呼吸第一阶段反应完全相同，并且都在细胞质基质中进行。二者的实质都是氧化分解有机物、释放能量，形成ATP
2．无氧呼吸的产物与生物类型
大多数植物细胞(酵母菌)
马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚等
骨骼肌细胞、哺乳动物成熟的红细胞等(乳酸菌)
(一)考查细胞呼吸的场所和过程(素养目标：生命观念)1．(2019年甘肃静宁模拟)如图表示人体内主要能源物质氧化分解的部分途径，其中X、Y、M、N代表物质。下列叙述正确的是(　　)A．糖原水解主要发生在骨骼肌细胞中B．X→Y过程发生在细胞质基质中C．M、N分别代表乳酸和酒精D．Y、M、N中的氧元素均来自X
(二)考查细胞呼吸的有关计算(素养目标：科学思维)2．(2019年黑龙江大庆铁人中学期末)如图表示某植物的非绿色器官在氧浓度为a、b、c、d时，CO2释放量和O2吸收量的变化。下列相关叙述正确的是(　　)A．氧浓度为a时，最适于储藏该植物器官B．氧浓度为b时，无氧呼吸消耗葡萄糖的量是有氧呼吸的5倍C．氧浓度为c时，不进行无氧呼吸D．氧浓度为d时，有氧呼吸强度与无氧呼吸强度相等
1.“三看法”判断细胞呼吸的类型
只消耗O2或产物中有H2O
(2)“二看”物质的量的关系
①不消耗O2，释放CO2⇒只进行无氧呼吸产生酒精。
②无CO2释放⇒只进行产生乳酸的无氧呼吸。
③酒精产生量等于CO2量⇒只进行产生酒精的无氧呼吸。
(1)“一看”反应物和产物
④CO2释放量等于O2的吸收量⇒只进行有氧呼吸。
⑤CO2释放量大于O2的吸收量⇒既进行有氧呼吸，又进行酒精发酵；多余的CO2来自酒精发酵。
⑥酒精产生量小于CO2量⇒既进行有氧呼吸，又进行酒精发酵；多余的CO2来自有氧呼吸。
(3)“三看”反应场所
2．有氧呼吸和无氧呼吸(产生酒精)的有关计算(1)消耗等量的葡萄糖时产生的CO2摩尔数无氧呼吸∶有氧呼吸＝1∶3(2)消耗等量的葡萄糖时需要的氧气和产生的CO2摩尔数有氧呼吸需要的氧气∶有氧呼吸和无氧呼吸产生的CO2之和＝3∶4(3)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
1．(2020年山东烟台模拟)线粒体中的[H]与氧气结合的过程需要细胞色素c的参与。细胞接受凋亡信号后，线粒体中的细胞色素c可转移到细胞质基质中，并与Apaf－1蛋白结合引起细胞凋亡。下列说法错误的是(　　)A．有氧呼吸过程产生[H]的场所为细胞质基质和线粒体基质B．细胞色素c参与有氧呼吸第三阶段的反应C．细胞色素c功能丧失的细胞将无法合成ATPD．若细胞中Apaf－1蛋白功能丧失，细胞色素c将不会引起该细胞凋亡
2．(2019年全国新课标Ⅱ卷)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ATPD．马铃薯块茎储藏库中氧气浓度的升高会增加酸味的产生
3．(2019年全国新课标Ⅲ卷)若将n粒玉米种子置于黑暗中使其萌发，得到n株黄化苗。那么，与萌发前的这n粒干种子相比，这些黄化苗的有机物总量和呼吸强度表现为(　　)A．有机物总量减少，呼吸强度增强B．有机物总量增加，呼吸强度增强C．有机物总量减少，呼吸强度减弱D．有机物总量增加，呼吸强度减弱
1．内部因素——遗传因素(决定酶的种类和数量)(1)不同种类的植物细胞呼吸速率不同。(2)同一植物在不同的生长发育时期细胞呼吸速率不同。(3)同一植物的不同器官细胞呼吸速率不同。
2．影响呼吸速率的外界因素及机理
3．植物组织细胞呼吸曲线解读(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：产生CO2量>耗O2量⇒同时进行有氧呼吸和无氧呼吸。R点：产生CO2最少⇒此时组织细胞呼吸最弱。(2)在储存蔬菜、水果时，应选择R点对应的O2浓度，同时保持低温、适宜湿度条件。
(一)考查影响细胞呼吸的因素(素养目标：科学思维)1．呼吸熵又称气体交换率(简称RQ)，指生物体在同一时间内，释放二氧化碳与吸收氧气的体积之比或摩尔数之比(即RQ＝吸收的O2量(放出的CO2量))，可作为描述细胞呼吸过程中氧气供应状态的一种指标。甲图是酵母菌氧化分解葡萄糖过程中氧分压与呼吸熵的关系，乙图是酵母菌在不同氧气浓度下的两种细胞呼吸类型和二氧化碳生产量，据图分析判断，以下叙述正确的是(　　)
A．乙图中的R点可对应甲图中的c点，此时酵母菌消耗的葡萄糖最少B．甲图中呼吸熵越大，酵母菌细胞进行对应乙图的Ⅰ呼吸越弱，Ⅱ呼吸越强C．乙图中的B点时，酵母菌进行Ⅰ呼吸和Ⅱ呼吸消耗的葡萄糖量相等(已知RB＝BC)D．甲图中的c点可对应乙图的D点，此时及之后细胞呼吸强度将不随氧气浓度变化而变化
(二)考查细胞呼吸原理的应用(素养目标：社会责任)2．下列关于呼吸作用原理的应用，正确的是(　　)A．在夜间适当降低温度，可以提高温室蔬菜的产量B．水果储存时，充入N2和CO2的目的是抑制无氧呼吸，延长水果的储存时间C．包扎伤口时，需选用松软的创可贴，否则破伤风杆菌容易感染伤口表面并大量繁殖D．提倡慢跑等有氧运动的原因之一是体内不会因剧烈运动产生大量酒精对细胞造成伤害　
1．实验原理(1)酵母菌酵母菌是一种单细胞真菌，其代谢类型是兼性厌氧，可用于研究细胞呼吸的不同方式。(2)细胞呼吸产物的检测
排除空气中CO2的干扰
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。
(1)通入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混浊是由酵母菌有氧呼吸产生的CO2所致。
(2)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，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。
运用液滴移动情况探究酵母菌呼吸方式的方法(1)欲确认某生物的呼吸类型，应设置两套装置，如图所示。
(2)实验结果预测和结论(见下表)：
进行有氧呼吸和无氧呼吸
1．(2019年广东佛山一中期末)酵母菌是高中生物实验中常用的实验材料。以下是某生物兴趣小组以酵母菌为材料开展的相关实验研究装置，下列说法不正确的是
A．选用A、B、C装置探究酵母菌有氧呼吸方式时的装置顺序是C→A→BB．探究酵母菌有氧呼吸方式时，设置10%的NaOH溶液的作用是吸收空气中的CO2，以排除其对实验结果的干扰C．利用E装置探究酵母菌呼吸类型，若在实验过程中液滴向左移(不考虑环境因素的影响)，则说明此装置中酵母菌发生了有氧呼吸D．探究酵母菌无氧呼吸方式时，D瓶需放置一段时间后再连接B瓶，目的是让酵母菌充分繁殖
2．(2019年甘肃兰州月考)在科学研究中常用呼吸熵(RQ＝释放CO2的体积÷消耗O2的体积)表示生物用于有氧呼吸能源物质的不同。测定发芽种子呼吸熵的装置如图所示。关闭活塞，在25 ℃下经20 min后读出刻度管中着色液移动的距离。刻度管的横截面积为1 mm2。设装置1和装置2的着色液分别向左移动x和y(mm)。x和y值反映了容器内气体体积的减少。下列相关说法中错误的是(　　)
A．装置1中放入NaOH溶液的目的是吸收种子细胞呼吸释放的CO2B．x代表消耗O2的体积，y代表释放CO2的体积C．发芽种子中可能含有脂质类物质参与细胞呼吸D．如果要测定已经长出真叶的幼苗的呼吸熵，需要将装置放在黑暗处
8．(高考经典)科研人员探究了不同温度(25 ℃和0.5 ℃)条件下密闭容器内蓝莓果实的CO2生成速率的变化，结果见图1和图2。
(1)由图可知，与25 ℃相比，0.5 ℃条件下果实的CO2生成速率较低，主要原因是_________________________________________；随着果实储存时间的增加，密闭容器内的________浓度越来越高，抑制了果实的细胞呼吸。该实验还可以通过检测________浓度的变化来计算呼吸速率。(2)某同学拟验证上述实验结果，设计如下方案：①称取两等份同一品种的蓝莓果实，分别装入甲、乙两个容积相同的瓶内，然后密封。②将甲、乙瓶分别置于25 ℃和0.5 ℃条件下储存，每隔一段时间测定各瓶中的CO2浓度。③记录实验数据并计算CO2生成速率。
低温降低了细胞呼吸相关酶的活性
为使实验结果更可靠，请给出两条建议，以完善上述实验方案(不考虑温度因素)。a．_________________________________________________；b．________________________________________________________。
选取的果实成熟度应一致
每个温度条件下至少有3个(或多个)平行重复实验