第9讲 细胞的能量“通货”——ATP ATP的主要来源——细胞呼吸
一、ATP的结构、功能和利用
1．ATP的结构简式和简式中A、P所代表的含义
(1)结构简式： 。
(2)A： ； P： 。
2．图中①是 ，其中远离A的高能磷酸键易形成和断裂。
3．图中②为 的过程，其作用是 。二、细胞呼吸的方式 1．有氧呼吸 (1)过程
(2)反应式： 。 2．无氧呼吸
(1)场所： 。 (2)条件： 和多种酶。
(3)生成物： 和 或乳酸。 (4)反应式
①产物为酒精： ②产物为乳酸： 作物栽培时要及时松土，稻田需要定期排水，其中的道理是什么？
1．细胞中不能合成ATP的部位是(
． ) A．线粒体的内膜
B．叶绿体中进行光反应的膜结构 C．内质网的膜
D．蓝藻中进行光反应的结构
2．下列关于人体内有氧呼吸和无氧呼吸的比较，正确的是( ) A．二氧化碳只是有氧呼吸的产物
B．葡萄糖只能作为有氧呼吸分解的底物 C．还原氢只在有氧呼吸过程中产生
D．无氧呼吸的两个阶段也都能释放能量
3．进行细胞呼吸的生物体，最重要的结果是( ) A．把ADP转化成ATP B．把ATP转化成ADP C．合成葡萄糖 D．产生CO2和H2O
4．下列关于长期储藏农作物种子与储藏蔬菜或水果的异同点的说法正确的是( )
选项 相同点 区别 A 降低光合速率 前者需要保水，后者不需要 B 降低呼吸速率 前者需要晒干，后者需要保水 C 降低呼吸速率 前者需要保水，后者不需要 D 升高呼吸速率 前者需要晒干，后者需要保水
考点一 以能量代谢为依托，考查ATP的结构与功能
1．探究ATP的分子结构 2．ATP的再生和利用
1.ATP和能量，二者可等同看待吗？___________________________
2.试分析下图中的酶1和酶2是同一种酶吗？能量1和能量2的来源和去路都相同吗？
___________________________
3.人的心肌细胞比口腔上皮细胞新陈代谢旺盛，那么心肌细胞比口腔上皮细胞含有的ATP多吗？
___________________________
4.在下面坐标系中画出ATP产生量与O2供给量之间的关系曲线，出现平行段的限制因素有哪些？若横坐标改为呼吸强度时，曲线又是怎样的？
___________________________
联系 实质 意义
能量 释放 能量 释放 葡萄糖分解为丙酮酸阶段完全相同 分解 ，释放 ，合成ATP 为生物体的各项生命活动提供能量
1．(2015·宁夏月考)ATP(甲)是生命活动的直接能源物质，据图判断下列叙述正确的是( )
1.分析右图中的酶1、酶2、酶3和酶4依次分别存在于何处？
A．在主动运输过程中，乙的含量会明显增加
B．丙中不含磷酸键，是RNA基本组成单位之一 C．丁由腺嘌呤和核糖组成，而戊可用于甲的合成
D．甲→乙和乙→丙过程中，起催化作用的酶空间结构相同 2．下列生理过程中，全部不．
需要消耗ATP的组合是( ) ①肾小管重吸收Na＋
②干种子吸水 ③C3的还原 ④血液与组织液间气体交换 合成与分泌⑥氨基酸脱水缩合 ⑦CO2的固定 ⑧质壁分离 ⑨葡萄糖进入红细胞
A．①③⑤⑥ B．②④⑤⑦ C．②③④⑧⑨ D．②④⑦⑧⑨
考点二 以过程图为依托，考查细胞呼吸的类型
1．完善细胞呼吸过程图解
2．探究比较有氧呼吸和无氧呼吸区别 项目 有氧呼吸 无氧呼吸 场所 条件 需O2、酶 不需O2、需酶 产物 CO2、H2O 能量 大量 少量 特点 有机物彻底分解， 有机物 分解，⑤抗体的
___________________________
2．有氧呼吸和无氧呼吸过程中[H]的来源和去路是怎样的？___________________________ 3．写出有氧呼吸的反应式并标出氧元素的来源和去路。 ___________________________
4．跑马拉松时，腓肠肌细胞内消耗的O2和产生的CO2相比，哪个多？_________________________
3．以下甲、乙两图都表示某植物的非绿色器官CO
2释放量和O2吸收量的变化。下列相关叙述不．
正确的是( ) A．甲图中氧浓度为a时的情况对应的是乙图中的A点
B．甲图中氧浓度为b时的情况对应的是乙图中的D点 C．甲图的a、b、c、d四种浓度中c是最适合贮藏的 D．甲图中氧浓度为d时没有酒精产生
4．如甲图为不完整的呼吸作用示意图，乙图为线粒体结构模式图。请据图回答下列问题：
(1)甲图中X代表的物质是________，E代表的物质可能是__________________
。
(2)甲图中有氧呼吸的途径是________，其中产生能量最多的是________阶段(填字母)。 (3)甲图中C、D阶段发生的场所依次对应乙图中的__________(填序号)。 (4)A阶段与E物质产生阶段的反应属于
________________________________________________________________________，
写出有关的反应式
________________________________________________________________________。 (5)叶绿体中产生的氧气进入到相邻细胞中被利用的过程中，氧气分子通过的生物膜共有________层，通过这些膜的方式是________________。
考点三 以实际应用为背景，考查影响细胞呼吸的因素
1．探究温度对细胞呼吸的影响
(1)模型解读：温度通过影响与细胞呼吸有关 来影响呼吸速率。
①最适温度时，细胞呼吸 。
②超过 时，呼吸酶活性降低，甚至变性失活，细胞呼吸受到 。 ③低于最适温度呼吸酶活性 ，细胞呼吸受到抑制。 (2)应用：①低温下贮存 。
②温室栽培中增大 (降低 )，以减少夜间呼吸消耗有机物。 2．探究氧气对细胞呼吸的影响
(1)模型解读：O
2是有氧呼吸所必需的，对厌氧型生物而言，O2对其无氧呼吸有抑制作用。 ①O2浓度＝0时，只进行 。
②0 ③O2浓度≥10%时，只进行 。 ④O2浓度＝5%时， 消耗最少。 (2)应用：贮藏水果、蔬菜、种子时，降低O2浓度，以减少 ，但不能无O2，否则产生酒精过多，导致腐烂。 3．探究含水量对细胞呼吸的影响 (1)模型解读：在一定范围内，细胞呼吸速率随含水量的增加而 ，随含水量的减少而 。当含水量过多时， 减慢，甚至死亡。 (2)应用：作物栽培中，合理灌溉。种子储存前进行晾晒处理，萌发前进行浸泡处理。 4．探究CO2浓度对细胞呼吸的影响 (1)模型解读：CO 2是细胞呼吸的产物，对细胞呼吸具有 作用。 (2)应用：在蔬菜、水果保鲜中，增加 浓度(或充入N2)可 细胞呼吸，减少有机物的消耗。 1．慢跑，提倡有氧运动，其机理是什么？ ___________________________ 2．作物种子萌发成幼苗时，需要浸泡，其主要原理是什么？ ___________________________ 3．新疆的哈密瓜为什么较甜？利用生物学原理分析之。 ___________________________ 5．(2015·浙江杭州月考)如图表示某高等植物的非绿色器官细胞呼吸与氧浓度的关系，下列叙 述正确的是( ) A．当氧气浓度为b时，该器官只进行有氧呼吸 B．当氧气浓度为a时，该器官有氧呼吸和无氧呼吸消耗的葡萄糖相等 C．曲线Ⅲ中该器官细胞呼吸发生的场所是线粒体 D．曲线Ⅰ也可以表示酵母菌的细胞呼吸与氧浓度的关系 6．如图表示氧浓度和温度对洋葱根尖细胞有氧呼吸速率的影响。下列有关叙述错误的是( ) A．氧气浓度为0时，细胞中能够产生[H]的场所是细胞质基质 B．氧气浓度低于20%时，30 ℃、35 ℃两温度对有氧呼吸速率影响不大 C．由图可知，细胞有氧呼吸的最适温度位于30 ℃和35 ℃之间 D．与b点相比，限制c点有氧呼吸速率的因素有氧浓度和温度 考点四 探究酵母菌的细胞呼吸方式 1．实验原理 (1)酵母菌在有氧和无氧的条件下都能生存，属于兼性厌氧菌。酵母菌进行有氧呼吸能产生大量 的CO2，在进行无氧呼吸时能产生 。 (2)CO2可使澄清的石灰水变 ，也可使 水溶液由蓝变绿再变黄。根据 ，可以检测酵母菌培养液中CO2的产生情况。 (3)橙色的重铬酸钾溶液，在酸性条件下可与乙醇发生化学反应，变成 。 2．实验步骤 (1)提出问题：酵母菌使葡萄糖发酵产生酒精的条件是有氧还是无氧？酵母菌在有氧和无氧条件下细胞呼吸的产物是什么？ (2)作出假设：针对上述问题，根据已有的知识和生活经验(如酵母菌可用于酿酒、发面等)作出合理的假设。 (3)设计并进行实验： ①配制酵母菌培养液。 ②设计对比实验： a．图甲中空气先通过NaOH溶液的目的是 。 b．图乙中B瓶先密封放置一段时间后，再连通盛澄清石灰水的锥形瓶。 ③产物检测： a．检测CO2的产生，装置如图所示。 b．检测酒精的产生：自A、B中各取2 mL滤液分别注入编号为1、2的两支试管中→分别滴加0.5 mL溶有0.1 g重铬酸钾的浓硫酸溶液→振荡并观察溶液的颜色变化。 (4)实验现象： ①甲、乙两装置中石灰水都变浑浊，且甲中浑浊程度高且快。 ②2号试管中溶液由 ，1号试管 。 ?5?实验结论： 1．通入A瓶的空气中不能含有CO2的原因是什么？___________________________ 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，其目的是什么？___________________________ 3．不同生物无氧呼吸的产物不同，其直接原因和根本原因是什么？ ___________________________ 4．若通过比较两装置相同时间内溴麝香草酚蓝水溶液的颜色变化，能否判断酵母菌的呼吸方式？ ___________________________ 7．(2015·安徽江南联考)下图为“探究酵母菌的呼吸方式”的实验装置，有关叙述正确的是( ) A．该实验需设置有氧和无氧两种条件的对比实验，其中乙组作为对照组 B．若向b瓶和d瓶中加入酸性重铬酸钾溶液，则d瓶内的溶液会变黄 C．可根据溴麝香草酚蓝水溶液变黄的时间长短，来检测CO2的产生速率 D．若c瓶和e瓶中溶液都变浑浊，不能据此判断酵母菌的呼吸方式 8．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读出刻度管中着色液移动的距离。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CO 2 B．x代表消耗O2的体积，y代表释放CO2的体积 C．为使测得的数值更精确，还应再设置一对照装置，内放无生命力的种子和蒸馏水 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 1．判断下列有关ATP的叙述 (1)(2014·全国大纲卷T2B)机体在运动时消耗ATP，睡眠时则不消耗ATP。( ) (2)(2014·四川卷T1D)活细胞内ATP与ADP的转化，只能单向进行。( ) (3)(2013·海南卷T4D)细胞代谢所需的ATP可在细胞质基质中产生。( ) (4)(2008·天津卷T6④)人在饥饿时，细胞中ATP与ADP的含量难以达到动态平衡。( ) 2．判断下列有关细胞呼吸的叙述 (1)(2014·全国大纲卷T2C)在有氧与缺氧的条件下细胞质基质中都能形成ATP。( ) (2)(2013·安徽卷T1C)线粒体将葡萄糖氧化分解成CO2和H2O。( ) (3)(2013·海南卷T2A)无氧呼吸能产生ATP，但没有[H]的生成过程。(×) (4)(2013·重庆卷T3C)检测酵母菌培养过程中是否产生CO2可判断其呼吸方式。( ) (5)(2012·江苏卷T23C改编)有氧呼吸第二、三阶段都能产生大量ATP。( ) (6)(2012·上海卷T25A改编)细胞内葡萄糖分解成丙酮酸和[H]的反应，只发生在细胞有氧时。( ) 3．判断下列有关细胞呼吸原理的应用的叙述 (1)(2012·福建卷T1B)及时排涝，能防止根细胞受酒精毒害。( ) (2)(2009·浙江卷T4A)无氧和零下低温环境有利于水果保鲜。( ) 1．(2014·高考江苏卷)下列生命活动中不． 需要ATP提供能量的是 ( ) A．叶肉细胞合成的糖运输到果实 B．吞噬细胞吞噬病原体的过程 C．淀粉酶催化淀粉水解为葡萄糖 D．细胞中由氨基酸合成新的肽链 2．(2013·高考新课标全国卷Ⅱ)下列与微生物呼吸有关的叙述，错误的是( ) A．肺炎双球菌无线粒体，但能进行有氧呼吸 B．与细菌呼吸有关的酶由拟核中的基因编码 C．破伤风芽孢杆菌适宜生活在有氧的环境中 D．有氧和无氧时，酵母菌呼吸作用产物不同 3．(2013·高考安徽卷)如图为每10粒水稻种子在成熟过程中干物质和呼吸速率变化的示意图。下列分析不． 正确的是( ) A．种子干物质快速积累时期，呼吸作用旺盛 B．种子成熟后期自由水减少，呼吸速率下降 C．种子成熟后期脱落酸含量较高，呼吸速率下降 D．种子呼吸速率下降有利于干物质合成 4．(2014·高考海南卷)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图所示。据图回答问题： (1)在12～24 h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12 h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________呼吸速率明显升高。 5．(2015·武昌区部分学校适应性考试)酶是细胞代谢不可缺少的催化剂，ATP是一切生命活动 的直接能源物质。如图是ATP中磷酸键逐级水解的过程图，以下说法不． 正确的是( ) A．绿色植物叶肉细胞内，叶绿体和线粒体均能合成ATP，但两者合成 ATP的用途不同 B．酶a～c催化的反应(底物的物质的量相同)，产生⑤最少的是Ⅲ过程 C．酶a发挥作用时一般伴随着放能反应的进行 D．②是组成HIV遗传物质的单体之一 6．(2015·北京西城模拟)下列关于细胞呼吸的叙述正确的是( ) A．种子萌发过程中细胞呼吸速率没有明显变化 B．细胞中ATP/ADP的比值下降可促进细胞呼吸 C．细胞呼吸过程中产生CO2的场所是线粒体基质 D．检测CO2产生可判断乳酸菌是否进行细胞呼吸 7．(2015·陕西西安模拟)细胞呼吸原理在生产生活中应用广泛，以下分析不．正确的是( ) A．选用透气性好的“创可贴”，主要是为保证人体细胞的有氧呼吸 B．要及时为板结的土壤松土透气，以保证根细胞的正常呼吸 C．皮肤破损较深的患者，应及时到医院注射破伤风抗毒血清 D．慢跑可以促进人体细胞的有氧呼吸，使细胞获得较多能量 8．(2015·山东德州模拟)莲藕是一种常见的水生植物，其生长状态如图所示，请回答下列问题： (1)“藕断丝连”中的“丝”其主要成分是纤维素，构成纤维素的单体是 ________。藕极易褐变，这是由细胞内的多酚氧化酶催化相应反应所导致。将藕在开水中焯过后可减轻褐变程度，原因是________________________________________________________________________。 (2)藕中气腔孔与叶柄中气腔孔相通，因此藕主要进行有氧呼吸，呼吸作用第二阶段的产物是________________________________________________________________________。 在藕采收前数天，向藕田灌水并割去水上荷叶的叶柄，有利于____________________________，提高藕的品质。 (3)上午10点～11点，光照强度增大，叶绿体中ATP的 生成量________，产生的ATP可用于______________。此时图中①处叶肉细胞产生的O2的去向是__________________________。莲叶高矮错落有致，有利于通过增加________________来提高产量。 1．ATP是细胞内流通的能量“通货”，下列关于ATP的说法中，错误的是( )