2018版高中生物總復(fù)習(xí)第5章細胞的能量供應(yīng)和利用第3講ATP+的主要來源__細胞呼吸講義.doc

第 3 講 ATP 的主要來源細胞呼吸引言：細胞的能量通貨是 ATP。ATP 分子高能磷酸鍵中能量的主要來源是糖類等能源物 質(zhì)（最常利用的是葡萄糖）在細胞內(nèi)的氧化分解，即細胞呼吸，也稱呼吸作用。1酵母菌在有氧和無氧的條件下都能進行細胞呼吸思考 1: 怎樣保證酵母菌在整個實驗過程中能正常生活？ 思考 2：怎樣控制有氧和無氧的條件（自變量）？思考 3：怎樣檢測有無酒精和 CO2（因變量）產(chǎn)生？ 2酵母菌的有氧呼吸可以概括分為三個階段，每個階段都需酶催化思考 4：三個階段所需的酶分別位于哪里？(細菌沒有線粒體，能進行有氧呼吸嗎？) 思考 5：葡萄糖、丙酮酸和氧氣是否進入線粒體？思考 6：第二階段脫下的【H】都來自于丙酮酸嗎？ 思考 7：如果沒有 O2，第幾階段反應(yīng)將無法進行？ 思考 8：這三個階段的發(fā)生和 ATP 的生成有什么關(guān)系？ 思考 9：寫出葡萄糖在細胞內(nèi)有氧分解的總反應(yīng)式。思考 10：葡萄糖在生物體外的燃燒與它在細胞內(nèi)的有氧分解有什么異同？3酵母菌的無氧呼吸可以概括為兩個階段:第一階段與有氧呼吸完全相同，產(chǎn)生丙酮酸和 H，并釋放少量的能量用于合成 ATP;但在第二階段中，丙酮酸分解很不徹底，只能產(chǎn)生少 量 CO2，大量能量被儲存在產(chǎn)物中。而其他生物如乳酸菌和人體的骨骼肌細胞， 在無氧的條件下，丙酮酸和H則結(jié)合成儲存大量能量的，連一點兒 CO2 也不生成。 由于丙酮酸在中分解不徹底，這第二階段便沒有足夠能量用來合成。思考 11：寫出葡萄糖在細胞內(nèi)無氧分解的總反應(yīng)式。8比較：有氧呼吸和無氧呼吸思考 12：骨骼肌細胞保留了產(chǎn)能效率較低的無氧呼吸方式，有何意義？ 思考 13：總結(jié)影響細胞呼吸的環(huán)境因素主要有哪些？思考 14：用酵母菌釀酒過程中為什么要先通氣、后密封？ 思考 15：保藏果蔬和種子的環(huán)境條件有何異同？為什么？思考 16：圖中哪些過程屬于有（無）氧呼吸？哪些過程能夠在人 體（酵母菌）細胞內(nèi)發(fā)生？例 1.下圖表示細胞內(nèi)葡萄糖分解的反應(yīng)式。下列關(guān)于該過程的說法正確 的是()A只發(fā)生在細胞有氧時B只發(fā)生在細胞缺氧時C只發(fā)生在線粒體內(nèi)D只發(fā)生在細胞質(zhì)基質(zhì)內(nèi)例 2.下圖表示細胞呼吸作用的過程，其中 1-3 代表有關(guān)生理過程發(fā)生 的場所，甲、乙代表有關(guān)物質(zhì)，下列相關(guān)敘述正確是（多選）（）A1 和 3 都具有雙層生物膜 B1 和 2 所含酶的種類不同 C2 和 3 分別都能產(chǎn)生大量 ATP D甲、乙分別代表丙酮酸、H例 3.某興趣小組在室溫下進行了酵母菌無氧呼吸的探究實驗（如圖）。 下列分析錯誤的是（）A滴管中冒出的氣泡是反應(yīng)產(chǎn)生 CO2 的結(jié)果B試管中加水的主要目的是制造無氧環(huán)境 C若試管中的水換成冷水，氣泡釋放速率下降 D被分解的葡萄糖中的能量一部分轉(zhuǎn)移至 ATP，其余的存留在酒精中例 4.下列關(guān)于呼吸作用的敘述，正確的是（） A無氧呼吸的終產(chǎn)物是丙酮酸 B有氧呼吸產(chǎn)生的H在線粒體基質(zhì)中與氧結(jié)合生成水 C無氧呼吸不需要 O2 的參與，該過程最終有H的積累 D質(zhì)量相同時，脂肪比糖原有氧氧化釋放的能量多例 5在 a、b、c、d 條件下，測得某植物種子萌發(fā)時 CO2 和 O2 體積變化 的相對值如右表。若底物是葡萄糖，則下列敘述中正確的是（）A. a 條件下，呼吸產(chǎn)物除 CO2 外還有酒精和乳酸B. b 條件下，有氧呼吸消耗的葡萄糖比無氧呼吸多 C. c 條件下，無氧呼吸最弱D. d 條件下，產(chǎn)生的 CO2 全部來自線粒體CO2 釋放量O2 吸收量a100b83c64d77例 6.（14 海南第 26 題）某豆科植物種子萌發(fā)過程中 CO2 釋放 和 O2 吸收速率的變化趨勢如圖所示。據(jù)圖回答問題：（1）在 1224h 期間，呼吸速率逐漸增強，在此期間呼 吸作用的主要方式是呼吸，該呼吸方式在細胞中發(fā) 生的部位是，其產(chǎn)物是。（2）從第 12h 到胚根長出期間，萌發(fā)種子的干物質(zhì)總量 會，主要原因是。（3）胚根長出后，萌發(fā)種子的呼吸速率明顯升高。例 7為探究酵母菌的細胞呼吸，將酵母菌破碎并進行差速離心處理， 得到細胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體，與酵母菌分別裝入 A-F 試管中，加入不同的物質(zhì)，進行了如下實 驗（見下表）。試管編號細胞質(zhì)基質(zhì)線粒體酵母菌ABCDEF來加入的物質(zhì)葡萄糖 丙酮酸 氧氣-+-+-來-+-+-注：“+”表示加入了適量的相關(guān)物質(zhì)，“-”表示未加入相關(guān)物質(zhì)（1）會產(chǎn)生 CO2 和 H2O 的試管有，會產(chǎn)生酒精的試管有，根據(jù)試管 的實驗結(jié)果可判斷出酵母菌進行無氧呼吸的場所。（均填試管編號）（2）有氧呼吸產(chǎn)生的H，經(jīng)過一系列的化學(xué)反應(yīng)，與氧結(jié)合形成水。2，4-二硝基苯 酚（DNP）對該氧化過程沒有影響，但使該過程所釋放的能量都以熱的形式耗散，表明 DNP 使分布在的酶無法合成 ATP。若將 DNP 加入試管 E 中，葡萄糖的氧化分解 （“能”或“不能”）繼續(xù)進行。第 3 講ATP 的主要來源細胞呼吸思考 1: 怎樣保證酵母菌在整個實驗過程中能正常生活？ 提示：從營養(yǎng)、溫度等培養(yǎng)條件方面保證酵母菌在整個實驗過程中能正常生活。 思考 2：怎樣控制有氧和無氧的條件（自變量）？ 答：控制有氧和無氧的條件的方法多種多樣，課本設(shè)計方案只是其中之一。思考 3：怎樣檢測有無酒精和 CO2（因變量）產(chǎn)生？ 提示：橙色的重鉻酸鉀溶液，在酸性條件下與酒精發(fā)生反應(yīng)，變成灰綠色。CO2 可使澄清的石灰水變渾濁，也可使溴麝香草酚藍水溶液由藍變綠再變黃。思考 4：三個階段所需的酶分別位于哪里？(細菌沒有線粒體，能進行有氧呼吸嗎？) 答：三個階段所需的酶分別位于細胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體基質(zhì)和線粒體內(nèi)膜。細菌沒有線粒體，但好氧性細菌能進行有氧呼吸。思考 5：葡萄糖、丙酮酸和氧氣是否進入線粒體？ 答：丙酮酸和氧氣進入線粒體，葡萄糖不進入。 思考 6：第二階段脫下的H都來自于丙酮酸嗎？答：第二階段脫下的H一部分來自于丙酮酸，另一部分來自于水。思考 7：如果沒有 O2，第幾階段反應(yīng)將無法進行？答：如果沒有 O2，第三階段反應(yīng)首先將無法進行，進而導(dǎo)致第二階段也無法進行。 思考 8：這三個階段的發(fā)生和 ATP 的生成有什么關(guān)系？ 答：這三個階段的發(fā)生都能為 ATP 的生成提供所需的能量。思考 9：寫出葡萄糖在細胞內(nèi)有氧分解的總反應(yīng)式。 答：1C6H12O6+6 H2O + 6 O26 CO2+12H2O。 由酶催化。思考 10：葡萄糖在生物體外的燃燒與它在細胞內(nèi)的有氧分解有什么異同？ 答：葡萄糖在生物體外的燃燒與它在細胞內(nèi)的有氧分解的共同點是：都徹底氧化分解為二氧化碳和水，并釋放出能量。不同點是：葡萄糖在細胞內(nèi)的有氧分解（有氧呼吸）是在溫 和的條件下進行的；有機物中的能量是經(jīng)過一系列的化學(xué)反應(yīng)逐步釋放的；這些能量有相當(dāng) 一部分儲存在 ATP 中。思考 11：寫出葡萄糖在細胞內(nèi)無氧分解的總反應(yīng)式。答：1C6H12O6 2CO2+2 C2H5OH（酒精）；1C6H12O6 2C3H6O3（乳酸）。均由酶催化。 思考 12：骨骼肌細胞保留了產(chǎn)能效率較低的無氧呼吸方式，有何意義？ 答：在缺氧條件下補充骨骼肌能量的供應(yīng)。思考 13：總結(jié)影響細胞呼吸的環(huán)境因素主要有哪些？ 答：影響細胞呼吸的環(huán)境因素主要有溫度、氧氣濃度、水分等。 思考 14：用酵母菌釀酒過程中為什么要先通氣、后密封？答：酵母菌釀酒過程中先通氣有助于細胞有氧呼吸為大量繁殖提供充足的能量，后密封 是為無氧發(fā)酵產(chǎn)生酒精。思考 15：保藏果蔬和種子的環(huán)境條件有何異同？為什么？ 答：保藏果蔬和種子都需要環(huán)境溫度低（一般為零上低溫，防止凍害）、氧氣濃度低以抑制細胞呼吸，減少有機物的消耗。區(qū)別是保藏果蔬需要一定的相對濕度，而儲存種子需要 環(huán)境干燥。思考 16：圖中哪些過程屬于有（無）氧呼吸？哪些過程能夠在人體（酵母菌）細胞內(nèi) 發(fā)生？答：圖中、屬于無氧呼吸，屬于有氧呼吸。能夠在人體細胞內(nèi)發(fā)生，能夠在酵母菌細胞內(nèi)發(fā)生。 例 1. D。例 2. BD。 1、2、3 分別代表細胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體基質(zhì)和線粒體內(nèi)膜。 1 和 3 都不具有雙層生物膜。1 和 2 中發(fā)生的反應(yīng)不同，根據(jù)酶的專一性，所含酶的 種類應(yīng)該不同。2 產(chǎn)生少量 ATP，3 產(chǎn)生大量 ATP。甲、乙分別代表丙酮酸、H。例 3. D。被分解的葡萄糖中的能量一部分轉(zhuǎn)移至 ATP，其余的除了存留 在酒精中以外，還有很多以熱的形式散失。例 4. D。丙酮酸是無氧呼吸的中間產(chǎn)物。有氧呼吸產(chǎn)生的H在線粒 體內(nèi)膜中與氧結(jié)合生成水。無氧呼吸不需要 O2 的參與，該過程最終沒有H的積累。例 5D。a 條件下，無氧呼吸產(chǎn)物產(chǎn)生 CO2 的同時不會產(chǎn)生乳酸。b 條 件下：1C6H12O6+6 H2O +6 O26 CO2+12H2O；1C6H12O6 2 CO2+2 C2H5OH0.5332.58-3=5有氧呼吸消耗的葡萄糖為 0.5，比無氧呼吸消耗的葡萄糖 2.5 少。 c 條件下，CO2 釋放 量大于 O2 吸收量，除有氧呼吸外，還發(fā)生了無氧呼吸。 d 條件下，CO2 釋放量和 O2 吸收 量相等，完全進行有氧呼吸，因而產(chǎn)生的 CO2 全部來自線粒體（基質(zhì)）。例 6.（1）無氧細胞質(zhì)基質(zhì)二氧化碳和酒精（2）減少在此期間只有呼吸作用消耗有機物，沒有光合作用合成有機物（3）有氧【解析】在 1224h 期間，CO2 釋放速率遠高于 O2 吸收速率，故在此期間呼吸作用的主 要方式是無氧呼吸。無氧呼吸發(fā)生在細胞質(zhì)基質(zhì)，其產(chǎn)物除 CO2，還有酒精。例 7(1)C、EB、FB、D、F（2）線粒體內(nèi)膜能【解析】（1）完整酵母菌在加入葡萄糖和氧氣的情況（E 試管）下，會產(chǎn)生 CO2 和 H2O。 CO2 和 H2O 是丙酮酸進入線粒體后有氧分解產(chǎn)生的，因此線粒體獲得丙酮酸和氧氣（C 試管） 后也會產(chǎn)生 CO2 和 H2O。完整酵母菌在加入葡萄糖和無氧情況（F 試管）下，會產(chǎn)生酒精，該 過程是在細胞質(zhì)基質(zhì)中發(fā)生的，因此細胞質(zhì)基質(zhì)被給以葡萄糖和