第2节 ATP与细胞呼吸
1.ATP在能量代谢中的作用(Ⅱ) 2.细胞呼吸(Ⅱ)。
3.实验：探究酵母菌的呼吸方式。
知识点一 ATP的结构与功能 1．ATP的结构
(1)图中各部分名称：A腺嘌呤，①腺苷，②一磷酸腺苷，③ADP，④ATP，⑤普通化学键，⑥高能磷酸键。
(2)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。 (3)结构特点
①ATP分子中远离A的那个高能磷酸键容易水解断裂，释放出能量，ATP就转化为ADP，ADP也可以接受能量而重新形成ATP。
②高能磷酸键水解时释放的能量多达30.54 kJ/mol，所以说ATP是细胞内的一种高能磷酸化合物。 2．ATP与ADP的相互转化
项目 反应式 所需酶 能量来源 吸) 能量去路 反应场所 储存于高能磷酸键中 细胞质基质、线粒体、叶绿体 用于各项生命活动 生物体的需能部位 ATP的合成 酶ADP＋Pi＋能量――→ATP＋H2O ATP合成酶 光能(光合作用)、化学能(细胞呼储存在高能磷酸键中的能量 ATP的水解 酶ATP＋H2O――→ADP＋Pi＋能量 ATP水解酶 3.ATP的功能与动、植物细胞代谢
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(1)植物细胞可以通过光合作用和细胞呼吸形成ATP，而动物细胞只能通过细胞呼吸形成ATP。 (2)ATP水解释放的能量可用于主动运输、发光发电、肌肉收缩、物质合成、大脑思考等。 知识点二 细胞呼吸的概念、方式和过程 1．概念
细胞呼吸：是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他产物，释放出能量并生成ATP的过程。
2．有氧呼吸
(1)概念：是指细胞在氧的参与下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生二氧化碳和水，释放能量，生成大量ATP的过程。
(2)过程
(3)有氧呼吸总反应式
。
(4)放能： 1 mol葡萄糖释放的能量中有1 161 kJ左右的能量转移至ATP中，其余能量则以热能形式散失。
(5)与有机物在生物体外燃烧相比，有氧呼吸是在温和的条件下进行的；有机物中的能量是逐步释放的；一部分能量储存在ATP中。
3．无氧呼吸
(1)场所：全过程是在细胞质基质中进行的。
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(2)过程
第一阶段 第二实例：高等动物、马铃薯块茎、甜阶段 乳酸发酵 丙酮酸→乳酸 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左右转移至ATP中。
【对比分析】有氧呼吸和无氧呼吸的过程图解
葡萄糖→丙酮酸＋[H]＋少量能量 实例：植物、酵母菌等 酒精发酵 丙酮酸→酒精＋CO2
4.细胞呼吸中[H]和ATP的来源与去向
项目 [H] 无氧呼吸：C6H12O6 有氧呼吸：三个阶段都产生； ATP 无氧呼吸：只在第一阶段产生 5.细胞呼吸过程中有关物质参与的阶段及场所总结
(1)水：生成于有氧呼吸第三阶段，场所为线粒体内膜；以反应物参与有氧呼吸第二阶段，场所为线粒体基质。无氧呼吸中不存在水的生成与消耗。
(2)二氧化碳：在有氧呼吸的第二阶段、线粒体基质中产生，或者在无氧呼吸的第二阶段、细胞质基质中产生。动植物体内均可产生二氧化碳。
(3)酒精或乳酸：在无氧呼吸的第二个阶段、细胞质基质中产生。
作用的暗反应) 无氧呼吸：还原丙酮酸 用于几乎各项生命活动(除光合来源 有氧呼吸：C6H12O6和H2O； 去向 有氧呼吸：与O2结合生成水； 3
(4)葡萄糖：只以反应物的形式参与有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段，场所为细胞质基质。
(5)丙酮酸：作为中间产物，在有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段产生，场所为细胞质基质；以反应物形式参与有氧呼吸第二阶段和无氧呼吸第二阶段，前者场所为线粒体基质，后者场所为细胞质基质。
(6)氧气：只以反应物的形式参与有氧呼吸的第三阶段，场所为线粒体内膜。 6．细胞呼吸中能量的释放与去向
知识点三 影响细胞呼吸的外界因素及其应用 1．温度
(1)原理：细胞呼吸是一系列酶促反应，温度通过影响酶的活性进而影响细胞呼吸速率。 (2)曲线模型(如下图)
?水果、蔬菜零上低温 (3)应用?白天：适当升温种植大棚作物?夜间：适当降温
低温储存?
???粮食?
??
???
2．O2浓度
(1)原理：O2是有氧呼吸所必需的，且O2对无氧呼吸过程有抑制作用。 (2)曲线模型(如下图)
①O2浓度低时，无氧呼吸占优势。
②随着O2浓度增大，无氧呼吸逐渐被抑制，有氧呼吸不断加强。
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③当O2浓度达到一定值后，随着O2浓度增大，有氧呼吸不再加强(受呼吸酶数量等因素的影响)。 (3)应用
①选用透气消毒纱布包扎伤口，抑制破伤风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。 3．CO2浓度
(1)原理：CO2是细胞呼吸的最终产物，积累过多会抑制(填“促进”或“抑制”)细胞呼吸的进行。 (2)曲线模型(如图)
(3)应用：在蔬菜和水果保鲜中，增加CO2浓度可抑制细胞呼吸，减少有机物的消耗。 4．含水量
(1)原理：水作为有氧呼吸的原料和环境因素影响细胞呼吸的速率。
(2)特点：在一定范围内，细胞呼吸速率随含水量的增加而加快，随含水量的减少而减慢(如图)。
??粮食：干燥储藏，降低呼吸消耗有机物(3)应用?
?水果、蔬菜：一定的湿度?
知识点四 探究酵母菌细胞呼吸的方式 1．实验原理
2．实验步骤
(1)配制酵母菌培养液(酵母菌＋葡萄糖溶液)。
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高考生物一轮复习专题3.2ATP与细胞呼吸精讲含解析
