内容正文:
第二讲 ATP与细胞呼吸
[素能目标 备考明确]
[对应学生用书P65]
考点一 ATP的结构、功能和利用
1.ATP的结构概念图
2.ATP和ADP的相互转化
(1)转化基础
ATP的化学性质不稳定,远离腺苷(A)的高能磷酸键容易断裂和重建。
(2)ATP和ADP的相互转化过程比较
1.归纳概括ATP与核苷酸的关系
2.ATP产生量与O2供给量的关系分析
(2022·四川仪陇宏德中学一模)细胞中绝大多数生命活动都是由ATP(三磷酸腺苷)直接提供能量,下列关于ATP的叙述正确的是( )
A.ATP是细胞内的一种高能磷酸化合物
B.ATP只能在真核生物细胞的线粒体基质中产生
C.ATP断裂两个高能磷酸键后即是腺嘌呤脱氧核苷酸
D.ATP转化成ADP的过程只能发生在细胞的叶绿体基质中
[解析] ATP是细胞内的一种高能磷酸化合物,除此之外,细胞内还有CTP、UTP、GTP等高能磷酸化合物,A正确;ATP在细胞质基质中和线粒体内膜上也可以产生,B错误;ATP断裂两个高能磷酸键后即是腺嘌呤核糖核苷酸,是RNA的基本组成单位之一,C错误;ATP转化成ADP和Pi的过程即是ATP放能的过程,不只发生在细胞的叶绿体基质中,还发生在细胞质基质等场所,D错误。
[答案] A
[对点练习]
(2021·贵州高三二模)细胞内ATP分子的总量是有限的,人体细胞内ATP总量只能维持生命活动15秒左右,但在正常情况下,细胞内的ATP是不会耗尽的。对上述现象的解释合理的是( )
A.ATP可以水解为ADP和磷酸
B.许多放能反应与ATP的合成相联系
C.ATP是细胞内的直接能源物质
D.ATP与ADP时刻发生相互转化
解析 结合题意可知,细胞内ATP的含量较少,但正常情况下ATP不会耗尽,原因是细胞内ATP与ADP的相互转化是时刻不停进行的,这也是细胞内ATP含量能维持相对稳定的原因。D符合题意。
答案 D
[拓展归纳]
真核生物细胞内产生与消耗ATP的常见生理过程
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:DNA复制、转录等
考点二 细胞呼吸的过程及影响因素
1.图解有氧呼吸过程
总反应式: C6H12O6+6O2+6H2O6CO2+12H2O+能量
2.无氧呼吸的类型和过程
(1)场所:全过程是在__细胞质基质__中进行的。
(2)过程
第一阶段
葡萄糖→丙酮酸+[H]+少量能量
第二阶段
酒精
发酵
丙酮酸→__酒精+CO2__
实例:植物、酵母菌等
乳酸
发酵
丙酮酸→__乳酸__
实例:高等动物、马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚、乳酸菌等
(3)放能:1 mol葡萄糖释放196.65 kJ(生成乳酸)或225.94 kJ(生成酒精)的能量,其中均有61.08 kJ的能量转移至ATP中。
3.细胞呼吸原理的应用
(1)选用透气消毒纱布包扎伤口,抑制破伤风芽孢杆菌等厌氧细菌的无氧呼吸。
(2)作物栽培中的中耕松土,保证根的正常细胞呼吸。
(3)提倡慢跑,防止肌细胞无氧呼吸产生__乳酸__。
(4)稻田定期排水,抑制无氧呼吸产生__酒精__,防止__酒精__中毒,烂根死亡。
1.整合有氧呼吸和无氧呼吸的过程图解
2.透析细胞呼吸中[H](NADH)和ATP的来源和去路
来源
去路
[H]
有氧呼吸:C6H12O6和H2O;
无氧呼吸:C6H12O6
有氧呼吸:与O2结合生成水;无氧呼吸:还原丙酮酸
ATP
有氧呼吸:三个阶段都产生
无氧呼吸:只在第一阶段产生
用于各项生命活动
3.归纳总结细胞呼吸反应式中各物质问量的比例关系
(1)反应式
①有氧呼吸:C6H12O6+6O2+6H2O6CO2+12H2O+能量。
②无氧呼吸:C6H12O62C2H5OH+2CO2+能量;
C6H12O62C3H6O3+能量。
(2)相关物质间量的比例关系
①有氧呼吸:C6H12O6∶O2∶CO2=1∶6∶6。
②无氧呼吸:C6H12O6∶CO2∶C2H5OH=1∶2∶2或C6H12O6∶C3H6O3=1∶2。
③消耗等量的葡萄糖时需要的O2和产生的CO2的物质的量:
有氧呼吸需要的O2∶有氧呼吸和无氧呼吸产生的CO2之和=3∶4。
④产生等量的CO2时消耗的葡萄糖的物质的量:
无氧呼吸:有氧呼吸=3∶1。
(2022·中卫模拟)如图表示细胞内部分物质代谢的过程,图中数字表示生理过程,字母表示代谢物质,下列相