2023届高三生物一轮复习第二讲 ATP与细胞呼吸

第二讲 ATP与细胞呼吸 闺哥2022/7/28 考点一 ATP的结构、功能和利用 葡萄糖：细胞生命活动所需要的主要能源物质 脂肪：细胞内良好的储能物质 ATP：细胞的直接能源物质 1．ATP的结构概念图 （1）中文名称：三磷酸腺苷（小分子物质，可溶于水）（英文缩写；ATP） 结构简式：A—P~P~P （A—P之间为普通磷酸键） （注意：ATP≠能量，ATP是一种高能磷酸化合物，是与能量有关的一种物质，不能将两者等同起来） （2）ATP中的A指腺苷，腺苷=腺嘌呤+核糖 RNA单位中碱基A指腺嘌呤 （注意：不同情况下A含义不同，具体情况具体分析） ADP（二磷酸腺苷）一般不继续水解，若继续水解产物 为AMP（一磷酸腺苷，即RNA的单位腺嘌呤核糖核苷酸） （注意：①PPi焦磷酸，含2个磷酸集团。②PCR原料dNTP（dATP（三磷酸脱氧腺苷）、dGTP、dCTP、dTTP）含有能量。③GTP等也可作为直接能源 （3）一般将水解释放≥20.92kJ／mol能量的化合物都叫做高能化合物。高能磷酸键水解时释放的能量多达30.54kJ／mol，所以ATP是细胞内的一种高能磷酸化合物。 （4）磷酸肌酸CP和ATP都是高能磷酸化合物。在人体或者动物肌肉细胞中会发生如图所示的反应，当磷酸肌酸含量高、ATP含量低时，反应向右进行，当ATP含量高、磷酸肌酸含量低时，反应向左进行。通常肌肉细胞中磷酸肌酸的含量约为ATP含量的3～4倍。磷酸肌酸＋ADPATP＋肌酸 （物质可逆，能量不可逆） （5）研究显示：一个成人一天在静止状态下所消耗的ATP为48kg，在紧张活动的情况下，ATP的消耗可达0.5kg/min。而人体中ATP的总量只有大约2-10mg，剧烈运动时只能维持3s。ATP的含量少，但是ATP与ADP转化十分迅速。（ATP总量总是处于动态平衡，从物质的角度减少物质占用和浪费，是长期进化逐渐形成的一种适应机制。） （6）纯净的ATP是白色粉末状，能够溶于水，ATP片剂可以口服，而ATP注射液可以肌肉注射或静脉滴注。用于进行性肌萎缩、脑出血后遗症、心功能不全等的辅助治疗。 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。 就是这种能量很活跃，能被直接利用） 特点：快速，高效，时刻进行，处于动态平衡。（其能量供应机制是生物界的共性 说明生物界具有统一性，也说明种类繁多的生物有着共同的起源） 意义：保证生命活动对能量的正常供应。 (2)ATP和ADP的相互转化过程比较 （细胞呼吸是ATP的主要来源） 注意：①在人体或者动物肌肉细胞中会发生磷酸肌酸＋ADPATP＋肌酸②在一些能进行化能合成作用的细菌，可将外界环境中NH3,S2-,Fe2+等氧化释放能量供应ATP利用 （酶不同，场所不同，不能称该反应动态平衡）物质是可逆的，能量是不可逆的 ATP为直接能源物质，为各项生命活动提供能量。如：用于大脑思考（电能）、用于生物发光（光能）、用于各种运动，如肌细胞收缩（机械能）、用于细胞内各种吸能反应（化学能）、用于主动运输等。 注意：①ATP不是唯一的直接能源物质。②不是所有细胞生命活动都消耗能量，如有机物分解释放能量，形成ATP。③不是所有生命活动所需能量都由ATP提供，如植物对水分的吸收和运输动力来自叶片蒸腾拉力，自由扩散、协助扩散、渗透作用等不需ATP。 （3）ATP是细胞内流通的能量“通货” 呼吸作用（葡萄糖等氧化分解）等释放能量的放能反应与ATP的合成相联系 生命活动为吸能反应与ATP的水解相联系 3．ATP产生量与O2供给量的关系分析 考点二 细胞呼吸的过程 1、呼吸作用（发生在细胞内，也叫细胞呼吸）是ATP的主要来源 细胞呼吸：有机物（底物）在细胞（场所）内经过一系列的氧化分解（反应类型）生成二氧化碳或其他产物，释放出能量（分段放能）生成ATP的过程。（氧化分解需要酶，不一定需要氧气，如无氧呼吸） 实质：分解有机物，释放能量，生成ATP. （稳定的化学能转化为活跃的化学能和热能) 意义：为生物体的生命活动提供能量，为其他化合物的合成提供原料。（中间产物、枢纽） 注意：“呼吸”是指生物体或细胞吸入氧气和呼出二氧化碳的过程。“呼吸”是“呼吸作用”的前提和基础，没有呼吸过程吸入的氧气，就不能进行呼吸作用；而“呼吸作用”是“呼吸”的继续。 细胞呼吸的类型：有氧呼吸、无氧呼吸 2、有氧呼吸过程 （1）、绝大多数生物细胞呼吸的主要方式（必需有氧参与） （2）主要场所：线粒体（内膜折叠形成嵴，增大膜面积，外膜保证线粒体内膜相对稳定，基质含少量DNA、RNA，核糖体。）（肌细胞中线粒体变形为肌质体，线粒体可定向移动到代谢旺盛部位） （3）有氧呼吸概念：指细胞在氧的参与下通过