（广西专用）2021版高考生物一轮复习 第3单元 第2讲 细胞的能量“通货”——ATP ATP的主要

第2讲细胞的能量“通货”——ATPATP的主要来源——细胞呼吸-2-1.ATP在能量代谢中的作用(Ⅱ)。2.细胞呼吸(Ⅱ)。3.实验:探究酵母菌细胞呼吸的方式。-3-核心梳理提能探究考向感悟归纳总结ATP的结构和作用1.ATP的结构及组成成分(1)图中A表示腺嘌呤,①是腺苷,②是腺嘌呤核糖核苷酸,③是ADP,④是ATP,⑤是普通磷酸键,⑥是高能磷酸键。(2)据图确定ATP与RNA的关系:ATP去掉两个磷酸基团后的剩余部分是组成RNA的基本单位之一。-4-核心梳理提能探究考向感悟归纳总结教材深挖下图为ATP的结构简图,请思考并回答下列问题。(1)图中与a处碳原子相连的是“—H”还是“—OH”?提示:是“—OH”,即该五碳糖为核糖。(2)图中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?提示:b为普通磷酸键,c、d为高能磷酸键,其中d所示的化学键最易断裂和重建。-5-核心梳理提能探究考向感悟归纳总结2.ATP与ADP的相互转化-6-核心梳理提能探究考向感悟归纳总结ATP的合成ATP的水解反应式ADP+Pi+能量ATP+H2OATP+H2OADP+Pi+能量所需酶ATP合成酶ATP水解酶能量来源光能(光合作用)、化学能(细胞呼吸)储存在高能磷酸键中的能量能量去路储存于形成的高能磷酸键中用于各种生命活动反应场所细胞质基质、线粒体、叶绿体生物体的需能部位-7-核心梳理提能探究考向感悟归纳总结(1)1个ATP分子中只含有1个腺嘌呤和3个磷酸基团。(×)(2)人长时间剧烈运动时,骨骼肌细胞中每摩尔葡萄糖生成ATP的量与安静时相等。(×)(3)线粒体内膜、内质网膜和叶绿体中进行光反应的膜结构中都能合成ATP。(×)(4)ATP是生命活动的直接能源物质,但它在细胞中的含量很少,ATP与ADP时刻不停地进行相互转化。(√)(5)ATP水解释放的能量可用于细胞内的吸能反应。(√)(6)活细胞内ATP与ADP的转化只能单向进行。(×)-8-核心梳理提能探究考向感悟归纳总结1.ATP和能量可等同看待吗?提示:不能,ATP是一种高能磷酸化合物,是一种与能量有关的物质,不能将两者等同起来。2.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?提示:心肌细胞含有的ATP并不比口腔上皮细胞多,只是ATP与ADP的相互转化迅速。-9-核心梳理提能探究考向感悟归纳总结3.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?提示:当O2供给量达到一定值后,ATP产生量不再增加,是由酶、有机物、ADP或磷酸等限制因素所致。-10-核心梳理提能探究考向感悟归纳总结考向1ATP的结构和功能1.(2019天津卷)下列过程需ATP水解提供能量的是()A.唾液淀粉酶水解淀粉B.生长素的极性运输C.光反应阶段中水在光下分解D.乳酸菌无氧呼吸的第二阶段答案解析解析关闭唾液淀粉酶水解淀粉,形成麦芽糖,不需要ATP水解提供能量,A项错误;生长素的极性运输是以主动运输的方式,在幼嫩组织中从形态学上端运到形态学下端,需要ATP提供能量,B项正确;光反应阶段中水在光下分解,需要光能,不需要ATP水解提供能量,C项错误;乳酸菌无氧呼吸的第二阶段是丙酮酸转化成乳酸,不需要ATP水解提供能量,D项错误。答案解析关闭B-11-核心梳理提能探究考向感悟归纳总结2.(2018浙江卷)ATP是细胞中的能量通货,下列叙述正确的是()A.ATP中的能量均来自细胞呼吸释放的能量B.ATP与ADP之间的相互转化使得细胞储存了大量的ATPC.ATP水解形成ADP时释放能量和磷酸基团D.ATP分子中的2个高能磷酸键都不易断裂水解答案解析解析关闭ATP的形成途径是光合作用和细胞呼吸,因此ATP中的能量来自光能和细胞呼吸释放的能量,A项错误;细胞中ATP和ADP的相互转化时刻不停地发生并且处于动态平衡之中,B项错误;ATP水解,远离腺苷的高能磷酸键断裂,形成ADP和Pi,同时释放能量,C项正确;ATP分子中含有2个高能磷酸键,远离腺苷的高能磷酸键很容易断裂水解,D项错误。答案解析关闭C-12-核心梳理提能探究考向感悟归纳总结3.在下列几种化合物的化学组成中,“○”中所对应的含义最接近的是()A.①②B.①③C.③④D.⑤⑥答案解析解析关闭根据题意,“○”中所对应的含义:①腺嘌呤核糖核苷酸,②腺嘌呤,③DNA分子上的腺嘌呤脱氧核苷酸,④RNA分子上的腺嘌呤核糖核苷酸,⑤腺苷,⑥腺苷。答案解析关闭D-13-核心梳理提能探究考向感悟归纳总结考向2ATP与ADP的相互转化4.下列有关ATP的叙述,正确的是()A.叶肉细胞内形成ATP的场所只有叶绿体和线粒体B.细胞内的吸能反应一般与ATP的合成有关,放能反应一般与ATP的水解有关C.对正常细胞来说,ATP与ADP时刻不停地发生转化,且处于动态平衡中D.1分子ATP彻底水解后得到3分子磷酸、1分子脱氧核糖和1分子腺嘌呤答案解析解析关闭叶肉细胞内形成ATP的生理活动有光合作用和细胞呼吸,光合作用中形成ATP的场所为叶绿体中的类囊体薄膜,细胞呼吸中形成ATP的场所有细胞质基质、线粒体,A项错误;细胞内的吸能反应一般与ATP的水解有关,放能反应一般与ATP的合成有关,B项错误;1分子ATP彻底水解后得到3分子磷酸、1分子核糖和1分子腺嘌呤,D项错误。答案解析关闭C-14-核心梳理提能探究考向感悟归纳总结5.ATP是细胞内的直接能源物质,可通过多种途径产生(如下图所示)。下列说法正确的是()A.a过程和b过程都有[H]的生成B.a过程和b过程都要在细胞器中进行C.O2由红细胞进入肝细胞的线粒体,使肝细胞内的ADP含量迅速下降D.①②在物质和能量上都是可逆反应答案解析解析关闭a过程为细胞呼吸,它可发生于细胞质基质(无氧呼吸全过程及有氧呼吸第一阶段)和线粒体(有氧呼吸第二、三阶段)中,有氧呼吸的第一、二阶段和无氧呼吸的第一阶段都有[H]的生成;b过程为光合作用,在叶绿体中进行,光反应中水在光下分解产生[H];ADP与ATP的含量总处于动态平衡中;①②在物质上可逆,在能量上不可逆。答案解析关闭A-15-核心梳理提能探究考向感悟归纳总结1.几种不同物质中“A”代表的含义物质结构物质名称“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-16-核心梳理提能探究考向感悟归纳总结2.多角度理解ATP的合成与水解-17-核心梳理提能探究考向感悟归纳总结细胞呼吸的类型及过程1.有氧呼吸(1)过程-18-核心梳理提能探究考向感悟归纳总结(2)写出有氧呼吸的总反应式,并标出各种元素的来源和去路。答案:-19-核心梳理提能探究考向感悟归纳总结2.无氧呼吸-20-核心梳理提能探究考向感悟归纳总结3.有氧呼吸和无氧呼吸的比较有氧呼吸无氧呼吸过程模型必需条件O2和酶不需O2,但必须有酶催化场所细胞质基质(第一阶段),线粒体(第二、三阶段)在细胞质基质中进行全过程-21-核心梳理提能探究考向感悟归纳总结有氧呼吸无氧呼吸产物CO2和H2O酒精、CO2(或乳酸)联系①第一阶段完全相同②实质相同:氧化分解有机物,释放能量(并合成ATP,满足细胞生命活动的需要)③有氧呼吸是在无氧呼吸的基础上进化而来的教材深挖不同生物无氧呼吸的产物不同,其直接原因和根本原因分别是什么?提示:直接原因是不同生物细胞内催化反应的酶不同,根本原因是不同生物细胞内控制无氧呼吸所需酶合成的基因不同。-22-核心梳理提能探究考向感悟归纳总结(1)无氧呼吸只释放少量能量,其余能量储存在分解不彻底的氧化产物——酒精或乳酸中。(√)(2)水稻等植物长期水淹后烂根的原因是无氧呼吸产生的酒精对细胞有毒害作用。(√)(3)真核生物细胞都进行有氧呼吸。(×)(4)原核生物细胞中无线粒体,但有些原核生物仍可进行有氧呼吸。(√)(5)有氧呼吸时,生成物H2O中的氢只来自线粒体中丙酮酸的分解。(×)(6)人体在剧烈运动时所需的能量由乳酸分解提供。(×)(7)细胞呼吸产生的能量均以热能的形式散失。(×)-23-核心梳理提能探究考向感悟归纳总结(8)细胞内葡萄糖分解成丙酮酸和[H]的反应,只发生在细胞进行有氧呼吸时。(×)(9)有氧呼吸第二、三阶段都能产生大量ATP。(×)(10)与有氧呼吸有关的酶存在于细胞质基质、线粒体内膜、线粒体基质中。(√)(11)乳酸菌细胞内,细胞呼吸第一阶段产生[H],第二阶段消耗[H]。(√)(12)有氧呼吸产生的[H]在线粒体基质中与氧结合生成水。(×)(13)细胞中不能产生ATP的部位是线粒体内膜。(×)-24-核心梳理提能探究考向感悟归纳总结1.下图中的酶1、酶2、酶3和酶4分别存在于何处?提示:细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜、细胞质基质、类囊体薄膜和叶绿体基质。2.有氧呼吸和无氧呼吸过程中[H]的来源和去路是怎样的?提示:①有氧呼吸:第一阶段产生的[H]来源于C6H12O6,第二阶段产生的[H]来源于丙酮酸、H2O;[H]用于第三阶段与O2结合生成水。②无氧呼吸:第一阶段产生的[H]来源于C6H12O6;[H]用于第二阶段将丙酮酸还原为C2H5OH(同时产生CO2)或乳酸。-25-核心梳理提能探究考向感悟归纳总结考向1细胞呼吸的过程1.(2019全国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的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答案解析解析关闭马铃薯块茎细胞无氧呼吸的产物是乳酸,底物一般是葡萄糖,A项错误。马铃薯块茎细胞无氧呼吸产生的乳酸是由丙酮酸还原而来的,B项正确。马铃薯块茎细胞无氧呼吸的第一阶段,即葡萄糖分解成丙酮酸的过程,产生ATP,C项错误。马铃薯块茎储藏库中酸味的产生是由于无氧呼吸产生乳酸,氧气浓度升高会抑制无氧呼吸产生乳酸,D项错误。答案解析关闭B-26-核心梳理提能探究考向感悟归纳总结2.动物细胞中,葡萄糖的部分代谢过程如下图所示。下列说法正确的是()A.乙来源于甲和C6H12O6,丙和丁代表不同化合物B.有氧条件下,过程①②发生在线粒体基质中C.过程③发生在线粒体内膜上,可产生大量能量D.用18O标记C6H12O6,在物质丙中可检测到18O答案解析解析关闭分析图示可知,甲是丙酮酸,乙是[H],丙是产物水,丁是原料水,A项错误;过程①表示细胞呼吸第一阶段,场所是细胞质基质;过程②表示有氧呼吸第二阶段,场所是线粒体基质;过程③表示有氧呼吸第三阶段,场所是线粒体内膜,B项错误;过程③可产生大量能量,C项正确;丙是水,其中的氧来自氧气,不是来自葡萄糖,D项错误。答案解析关闭C-27-核心梳理提能探究考向感悟归纳总结考向2细胞呼吸类型的判断与相关计算3.(2019福建厦门一中高三期中)下图表示某植物的非绿色器官在O2的体积分数为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.O2的体积分数为a时,最适于贮藏该植物器官B.O2的体积分数为b时,无氧呼吸消耗葡萄糖的量是有氧呼吸的5倍C.O2的体积分数为c时,无氧呼吸最弱D.O2的体积分数为d时,有氧呼吸强度与无氧呼吸强度相等答案解析解析关闭O2的体积分数为a时,O2吸收量为0,此时只是进行无氧呼吸,产生大量酒精,不利于贮藏该植物器官,A项错误;O2的体积分数为b时,有氧呼吸释放的CO2量=O2吸收量=3,无氧呼吸释放的CO2量为(8-3)=5,据反应式可知,有氧呼吸消耗葡萄糖的相对值为0.5,无氧呼吸消耗葡萄糖的相对值为2.5,B项正确;O2的体积分数为c时,有氧呼吸释放的CO2量为4,无氧呼吸释放的CO2量为(6-4)=2,此时无氧呼吸不是最弱的,C项错误;O2的体积分数为d时,CO2释放量=O2吸收量,说明该植物器官只进