1、第 9 讲 ATP 及其主要来源 细胞呼吸1ATP 在能量代谢中的作用() 2.细胞呼吸() 3.实验：探究酵母菌的呼吸方式ATP 的结构和功能1ATP 的结构(1)ATP 的元素组成 ：C、H、 O、N、P 。(2)ATP 的化学组成 ：一分子 腺嘌呤，一分子核糖和三分子 磷酸基团。(3)ATP 的结构简式 ：APPP 。(4)ATP 中的能量 ：主要储存在 高能磷酸键中。ATP、DNA、RNA 、核苷酸结构中“A”的含义(1)ATP 结构中的 A 为_，由腺嘌呤和核糖组成。(2)DNA 结构中的 A 为_，由一分子腺嘌呤、一分子脱氧核糖和一分子磷酸组成。(3)RNA 结构中的 A 为_，由
2、一分子腺嘌呤、一分子核糖和一分子磷酸组成。(4)核苷酸结构中的 A 为_ 。答案：(1)腺苷 (2) 腺嘌呤脱氧核苷酸 (3) 腺嘌呤核糖核苷酸 (4) 腺嘌呤2ATP 和 ADP 的相互转化(1)转化原因：ATP 的化学性质不稳定， 远离腺苷的高能磷酸键容易断裂。(2)转化关系及过程比较项目 ATP 的合成 ATP 的水解反应式 ADPPi能量 ATP 酶 ATP ADPPi能量 酶 所需酶 ATP 合成酶 ATP 水解酶能量来源 光合作用、细胞呼吸 高能磷酸键能量去路 储存于形成的高能磷酸键中 用于各项生命活动反应场所 细胞质基质、线粒体、叶绿体 生物体的需能部位在坐标系中画出 ATP 产
3、生速率与 O2 供给 量之间的曲线。提示：3ATP 的作用(必修 1 P90“思考与讨论” 改编)如果把糖类和脂肪比作大额支票，ATP 则相当于现金，这种比喻_(填“有”或 “无”) 道理，原因是_。答案：有 糖类和脂肪分子中能量很多而且很稳定，不能被细胞直接利用；这些稳定的化学能只有转化成 ATP 分子中活跃的化学能，才能被细胞直接利用 考向 1 ATP 的结构和功能1(2018山西康杰中学模拟)ATP 是细胞内的能量“通货” ，下列有关叙述中不正确的是( )AATP 水解供能，实际上是指 ATP 分子中远离腺苷的高能磷酸键的水解B细胞内 ATP 与 ADP 相互转化的能量供应机制是生物界的
4、共性CATP 分子是由 1 个腺嘌呤和 3 个磷酸基团组成DATP 是主动运输、肌肉收缩、大脑思考的直接能源物质解析：选 C。ATP 中远离 A 的高能磷酸 键更易断裂，也很容易重新合成 ，ATP 水解供能，实际上是指 ATP 分子中远离腺苷的高能磷酸键的水解，A 正确；ATP 是直接能源物质，细胞内 ATP 与 ADP 相互转化的能量供应机制是生物界的共性，B 正确；ATP 分子由 1 个腺苷和 3 个磷酸基团组成，C 错误 ；ATP 是细胞内的直接能源物质，可直接为主动运输、肌肉收缩、大脑思考提供能量，D 正确。2(2018河北石家庄二中联考) 下列关于 ATP、mRNA 和腺嘌呤核糖核苷
5、酸的叙述，正确的是( )A三者的元素组成不同，但都含有 C、H、O 、N 、PB三者既能同时参与转录过程，又能同时参与翻译过程CATP 含有两个高能磷酸键，腺嘌呤核糖核苷酸含有一个高能磷酸键，mRNA 无高能磷酸键D腺嘌呤核糖核苷酸是 mRNA 的单体之一，ATP 去掉远离腺苷的两个磷酸基团后的剩余部分就是腺嘌呤核糖核苷酸解析：选 D。ATP、mRNA 和腺 嘌呤核糖核苷酸都是含有 C、H、O、N、P，A 错误；腺嘌呤核糖核苷酸不参与翻译过程，B 错误；ATP 中有两个高能磷酸键，腺嘌呤核糖核苷酸和 mRNA无高能磷酸键，C 错误；腺嘌 呤核糖核苷酸是 mRNA 的单体之一，ATP 去掉远离腺
6、苷的两个磷酸基团后的剩余部分就是腺嘌呤核糖核苷酸，D 正确。考向 2 ATP 和 ADP 的转化过程及应用3(2018天星教育大联考)如图是生物界中能量 “通货”ATP 的循环示意图。下列相关叙述正确的是( )A图中的 M 指的是腺苷，N 指的是核糖B食物为 ATP“充电”指的是呼吸作用分解有机物C图中不同来源的 ATP 均可用于胞吞和胞吐DATP 的“充电”需要酶的催化，而“放能”不需要解析：选 B。题图中 M 指的是腺嘌呤，A 项错误；食物中 稳定的化学能转化成 ATP 中活跃的化学能，需通过呼吸作用来完成，B 项正确；如果 ATP 来自光反应，则这部分 ATP 只能用于暗反应，不能用于胞
7、吞和胞吐，C 项错误；ATP 的合成和分解均需要酶的催化，D 项错误。4下列生理过程伴随着形状改变，其中不一定需要 ATP 供能的是( )A在胰岛素分泌过程中细胞膜的形状发生改变B在篮球比赛等运动过程中骨骼肌发生收缩C载体蛋白协助运输葡萄糖过程中形状发生改变D植物细胞在 KNO3 溶液中发生质壁分离后自动复原解析：选 C。胰岛素分泌到细胞外的过程属于胞吐，需要 ATP 供能，A 项不符合题意；在篮球比赛等运动过程中，骨骼肌的收缩需要消耗 ATP，B 项不符合题意；载体蛋白运输葡萄糖时可能不需要 ATP，如葡萄糖进入哺乳动物成熟红细胞；但也可能需要 ATP，如葡萄糖通过主动运输进入小肠上皮细胞，
8、C 项符合题意；植物细胞在 KNO3 溶液中，会通过主动运输吸收 K ，细胞液浓度增大后， 会吸水而自动复原，主动运输需要消耗 ATP 供能，D 项不符合题意。(1)ATP 与光合作用的关系(2)ATP 与细胞呼吸的关系(3)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：细胞呼吸第一阶段叶绿体产生 ATP：光反应；消耗 ATP：暗反应和自身 DNA 复制、转录、翻译等线粒体产生 ATP：有氧呼吸第二、三 阶段；消耗 ATP：自身 DNA 复制、转录、翻译等核糖体 消耗 ATP：蛋白质的合成细胞核 消耗 ATP：
9、DNA 复制、 转录等创新角度 ATP 与其他高能化合物5(2018皖江名校联考)生物体内的高能磷酸化合物有多种，它们的用途有一定差异，如表所示。下列相关叙述，最为准确的是( )高能磷酸化合物ATP GTP UTP CTP主要用途能量“通货”蛋白质合成糖原合成脂肪和磷脂的合成A.无光情况下，叶肉细胞内合成 ATP 的场所有线粒体和叶绿体B在糖原、脂肪和磷脂的合成过程中，消耗的能量均不能来自 ATPCUTP 分子中所有高能磷酸键断裂后，可得到尿嘧啶脱氧核苷酸D葡萄糖和果糖反应生成蔗糖的过程中，可由 ATP 直接供能解析：选 D。叶绿体内能产生 ATP，但必须要有光照，无光情况下，叶肉细胞内合成
10、ATP的场所有线粒体和细胞质基质，A 错误；ATP 是细胞内的能量“通货” ，蛋白质、糖原、脂肪和磷脂合成过程中可由 ATP 直接供能，B 错误；UTP 分子中所有高能磷酸键断裂后，得到的是尿嘧啶核糖核苷酸，C 错误 ；蔗糖的合成过程中可由 ATP 直接供能，D 正确。细胞的呼吸方式1探究酵母菌细胞的呼吸方式(1)实验原理(2)实验步骤配制酵母菌培养液(酵母菌葡萄糖溶液 )。检测 CO2 的产生，装置如图所示：检测酒精的产生：自 B、D 中各取 2 mL 酵母菌培养液的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
11、。(3)实验现象条件 澄清石灰水的变化 1、2 两试管的变化甲组 变混浊快 无变化乙组 变混浊慢 出现灰绿色(4)实验结论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 多而快，在无氧条件下产生酒精，还产生少量 CO2。2细胞的有氧呼吸(1)过程图解(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：。3无氧呼吸(1)场所：细胞质基质。(2)条件：无氧和多种酶。(3)过程第一阶段 葡萄糖 丙酮酸、H和少量能量 酶 乙醇发酵 丙酮酸 酒精CO 2 酶 植物、酵母菌等第二阶段乳酸发酵 丙酮酸 乳酸 酶 高等动物、马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚、乳酸菌等(4)反应式产物为酒精
12、：C 6H12O6 2C2H5OH2CO 2少量能量 。 酶 产物为乳酸：C 6H12O6 2C3H6O3少量能量。 酶 4. 有氧呼吸与无氧呼吸的比较高 分 进 阶 类型项目 有氧呼吸 无氧呼吸是否消耗氧气 消耗 不消耗反应场所细胞质基质、线粒体基质、线粒体内膜细胞质基质产物 CO2 和水 酒精和 CO2 或乳酸能量产生 大量 少量相同点都是氧化分解有机物释放能量并生成 ATP 的过程；第一阶段完全相同(必修 1 P96 基础题 T2 改编)将酵母菌研磨成匀浆，离心后得上清液 (细胞质基质)和沉淀物(含线粒体) ，把等量的上清液、沉淀物和未曾离心的匀浆分别放入甲、乙、丙三个试管中，各加入等量
13、葡萄糖溶液，然后隔绝空气。下列叙述正确的是( )A甲试管中最终产物为 CO2 和 H2OB乙试管中不发生反应C丙试管内有大量的 ATP 产生D丙试管中无 CO2 产生答案：B 考向 1 呼吸方式的探究1(2018安徽皖智教育联盟联考) 甲、乙两个生物兴趣小组分别利用图、图装置对酵母菌细胞呼吸方式进行了实验。下列相关叙述中错误的是( )A图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 形成对照，以排除外界环境因素的干扰D如果将中的 NaOH 溶液换成清水，则可探究酵母菌吸收 O2 和释放 CO2 的体积差解析：选
14、 A。图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，A 错误；图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，B 正确；应设置一组酵母菌死亡其他条件与相同的对照实验，以排除外界环境因素的干扰，C 正确；如果将中的 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，D 正确。2(2018长沙模拟)下图装置可用于测定动物的呼吸速率。下列关于该装置的叙述错误的是( )A试管内加入的试剂是 NaOH 溶液B温水的作用是使瓶内温度相对稳定C实验中细玻璃管内的红墨水向右移动D该装置直接测定动物呼吸释放的 CO2 量答案：D实验法判断生物
15、呼吸类型 (以发芽种子为例)实验结果预测和结论：实验现象装置一液滴 装置二液滴结论不动 不动只进行产乳酸的无氧呼吸或种子已死亡不动 右移 只进行产生酒精的无氧呼吸左移 右移进行有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸左移 不动只进行有氧呼吸或进行有氧呼吸和产乳酸的无氧呼吸考向 2 有氧呼吸和无氧呼吸过程分析3(2018吉林长春模拟)如图表示萌发的小麦种子中可能发生的相关生理过程，ae 表示物质，表示过程。下列有关叙述正确的是( )A催化反应和的酶都存在于细胞质基质中B图中物质 c 为H，它只在有氧呼吸过程中产生C图中过程主要发生在小麦种子萌发的早期，其中 e 为 ATPD过程为有氧呼吸的三个阶段，其中物质
16、 a、d 分别是丙酮酸和 O2解析：选 D。题图为细胞呼吸的全过程，过程为无氧呼吸 ， 过程为有氧呼吸，a、b、c、d、e 分别表示丙酮酸、CO 2、H、O2、酒精；催化反应和的酶分别存在于细胞质基质和线粒体中；无氧呼吸的第一阶段也产生H。4(2018临沂模拟)下图表示生物体内进行的能量释放、转移和利用过程。下列有关叙述正确的是( )Aa 过程的完成一定伴随 H2O 和 CO2 的生成B在人体剧烈运动过程中，肌肉细胞产生的甲中不含有乳酸C人体细胞中完成 c 过程的场所主要是线粒体D在寒冷时，人体内过程 a 会加快解析：选 D。a 过程可表示有氧呼吸与无氧呼吸过程，无氧呼吸过程不产生 H2O，无
17、氧呼吸中的乳酸途径也不产生 CO2；在人体剧烈运动过程中，肌肉细胞进行无氧呼吸产生乳酸；c 过程表示 ATP 水解释放能量，用于各项生命活动，而线粒体是细胞的“动力车间” ，是主要的产能场所，不是主要的耗能场所；寒冷时，人体会加快新陈代谢，增加产热，因此过程 a 要加快。考向 3 细胞呼吸类型的判断及相关计算5(2018湖南岳阳模拟)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。下列说法正确的是( )CO2 释放量 O2 吸收量甲 12 0乙 8 6丙 10 10A.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
18、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解析：选 D。甲条件下只释放 CO2，不吸收氧气，进行的是产生 CO2 和酒精的无氧呼吸，不产生乳酸，A 错误；乙条件下消耗氧气的量 为 6，则有氧呼吸消耗葡萄糖的量为 1，无氧呼吸产生二氧化碳的量为 862，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，B 错误；丙条件下只 进行有氧呼吸，但不能判断有氧呼吸强度达到了最大值，C 错误；乙条件下释放的 CO2 来自细胞质基质和线粒体，D 正确。1判断细胞呼吸方式的三大依据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 13。(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34。(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 31。变式 1 (曲线分析类)某豆科植物种子萌发过程中 CO2 释放速率和 O2 吸收速率的变化趋势如图所示。下列叙述错误的是( )A在 1224 h 期间，此时的呼吸方式主要是无氧呼吸
