专题3.2 ATP与细胞呼吸(讲)(解析版)

高考生物一轮复习专题3.2ATP与细胞呼吸（精讲）（含解析）高考生物一轮复习专题3.2ATP 与细胞呼吸（精讲）（含解析）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 ATP 的合成ATP 的水解反应式 ADP ＋Pi ＋能量――→酶ATP ＋H 2OATP ＋H 2O ――→酶ADP ＋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3.ATP 的功能与动、植物细胞代谢(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。

细胞呼吸考点一、ATP与ADP的转化一、考点概述：1.此考点主要包括以下内容：ATP的结构、功能ATP与ADP的相互转化2.在高考试题中，以选择题或填空题的形式出现。

二、具体考点分析：1．ATP与ADP的相互转化(1)ATP在生物体内含量少，但转化十分迅速，从而使细胞中的ATP总是处于一种动态平衡中。

(2)ATP与ADP的相互转化不是可逆反应。

因为转化过程中的反应类型、所需酶、能量的来源和去路及反应场所都不完全相同。

但是物质是可循环利用的。

(3)ATP的形成需要满足4个条件：2种原料(ADP和Pi)、能量和酶。

另外合成ATP的过程中有水生成。

(4)ATP初步水解只能断裂远离腺苷(A)的高能磷酸键；若彻底水解则两个高能磷酸键全断裂。

2．ATP产生量与O2供给量之间的关系曲线(1)在无氧条件下，可通过无氧呼吸分解有机物，产生少量ATP。

(2)随O2供应量增多，有氧呼吸明显加强，ATP产生量随之增加，但当O2供应量达到一定值后，ATP产生量不再增加，此时的限制因素可能是酶、有机物、ADP、磷酸等。

三、典例精析：1．如图为ATP的结构和ATP与ADP相互转化的关系式。

下列说法不正确的是 ( )图1 图2A．图1中的A代表的是腺嘌呤，b、c为高能磷酸键B．ATP生成ADP时图1中的c键断裂并释放能量C．ATP与ADP相互转化过程中物质是可循环利用的，能量是不可逆的D．酶1、酶2具有催化作用，不受其他因素的影响解析ATP是由腺苷和三个磷酸基团组成的，腺苷由一分子腺嘌呤和一分子核糖组成；酶具有催化作用，具有高效性、专一性及作用条件比较温和等特点，所以其发挥作用时要受到温度、酸碱度等其他因素的影响。

答案 D2．下列有关ATP的结构与功能的叙述中，正确的是( ) A．ATP分子脱去了两个磷酸基以后的剩余部分就成为DNA的基本组成单位中的一种B．ATP与ADP的转化过程是可逆反应C．ATP称为高能化合物，是因为第二个磷酸基很容易从ATP上脱离释放能量D．催化ATP与ADP相互转化的酶不同答案 D解析ATP分子脱去了两个磷酸基以后的剩余部分是腺嘌呤核糖核苷酸，是RNA的基本组成单位中的一种，A错误；ATP和ADP的转化是不可逆的，B错误；ATP称为高能化合物，是因为远离A的磷酸基很容易从ATP上脱离释放能量，C错误；由于ATP与ADP的转化发生的场所不同，催化的底物不同，故催化ATP与ADP相互转化的酶不同。

第三单元生命活动的代谢基础专题3.2 细胞呼吸的原理及其应用一、选择题1．酵母菌是最早被人类利用的微生物。

早在公元前3000年，人类就开始利用酵母菌发酵来制作面包、酿造酒类。

酵母菌发酵（无氧呼吸）产生酒精的同时还产生（）A．O2B．CO2C．乳酸D．水【答案】B【解析】酵母菌通过无氧呼吸产生了酒精，同时释放出二氧化碳，没有产生氧气，水和乳酸。

2．生物体吸收的O2用于（）A．在线粒体中合成CO2B．在细胞质中与［H］结合生成水C．在线粒体中与［H］结合生成水D．部分形成CO2，部分与［H］结合成水【答案】C【解析】生物体吸收氧气用于有氧呼吸第三阶段，在线粒体内膜上和还原型氢反应生成水。

3．研究人员将酿制米酒时密闭容器中三种物质的变化情况绘图如下，那么甲、乙、丙分别代表（）A．氧气、二氧化碳、酒精B．二氧化碳、酒精、氧气C．氧气、酒精、二氧化碳D．酒精、二氧化碳、氧气【答案】A【解析】根据分析可知，密封后甲物质的浓度降低，应为氧气，甲下降的同时，乙物质浓度升高，乙应为二氧化碳；一段时间后开始产生丙，丙应为酒精。

A正确，BCD错误。

故选A。

4．请据图回答：经数小时后，U形管A、B两处的液面会出现下列哪种情况。

（实验装置足以维持实验期间小白鼠的生命活动，瓶口密封，忽略水蒸气和温度变化对实验结果的影响）（）A．A处上升，B处下降B．A、B两处都下降C．A处下降，B处上升D．A、B两处都不变【答案】C【解析】由图可知，小白鼠进行呼吸作用会消耗氧气，产生二氧化碳，装置中的氢氧化钠能够吸收呼吸产生的二氧化碳，故该装置中气体减少，故A侧液面会下降，B侧液面会升高。

综上所述，ABD不符合题意，C符合题意。

5．甲组酵母菌进行需氧呼吸，乙组酵母菌进行厌氧呼吸，若两组酵母菌分别产生出等量的CO2，那么它们各自所消耗的葡萄糖量之比是（）A．2﹕1 B．1﹕2 C．3﹕1 D．1﹕3【答案】D【解析】假设两组酵母菌呼吸作用产生的二氧化碳都是XmoL，甲组酵母菌进行的是有氧呼吸，根据有氧呼吸方程式计算其消耗的葡萄糖为X/6；乙组酵母菌进行无氧呼吸，根据无氧呼吸方程式计算其消耗的葡萄糖为X/2。

ATP与细胞呼吸考点一ATP的结构、功能和利用[基础识记类] 1．ATP的结构概念图2．ATP的合成与利用3．ATP与ADP的相互转化(据图填表)[基础自测]1．判断下列叙述的正误(1)ATP能在神经元线粒体的内膜上产生，神经细胞兴奋后恢复为静息状态消耗ATP(2016·全国卷Ⅰ，T1AD)(√)(2)DNA与ATP中所含元素的种类相同(√)(2015·全国卷Ⅰ，T1A)(3)1个ATP分子中只含有1个腺嘌呤和3个磷酸基团(×)(4)活细胞内ATP与ADP的转化只能单向进行(×)(2014·四川卷，T1D)(5)无氧条件下，光合作用是叶肉细胞产生ATP的唯一来源(×)(6)人在饥饿时，细胞中ATP与ADP的含量难以达到动态平衡(×)(7)在蛋白质合成过程中，ATP会转化为ADP(√)(8)细胞代谢所需的ATP可在细胞质基质中产生(√)(2013·海南卷，T4D)2．请据ATP水解产生ADP的过程图回答下列问题(1)图中A表示腺苷，P表示磷酸基团。

(2)图中①表示高能磷酸键，其中蕴藏着大量化学能。

(3)图中②为高能磷酸键水解释放能量的过程，其作用是为生命活动提供能量。

(4)催化该过程的酶与催化ATP生成的酶不是(填“是”或“不是”)同一种酶；高等植物细胞内ATP在叶绿体类囊体薄膜、细胞质基质和线粒体等部位生成。

(5)下列过程需要①过程提供能量的是①②③④⑤。

①主动运输②生物发光、发电③肌肉收缩④淀粉合成⑤大脑思考⑥根细胞吸收水分3．学透教材、理清原因、规范答题用语专练(1)人体内ATP的含量很少，但在剧烈运动时，每分钟约有0.5 kg的ATP转化为ADP，以供运动之需，但人体内ATP总含量并没有太大变化，请分析原因：___________________ ________________________________________________________________________。

第02讲 ATP 与细胞呼吸考点一 ATP 的结构及功能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30.54kJ/mol，所以说ATP 是细胞内的一种高能磷酸化合物。

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3．ATP的作用(必修1 P90“思考与讨论”变式)如果把糖类和脂肪比作大额支票，ATP则相当于现金。

这种比喻的道理是什么？答案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。

诊断辨析(1)ATP去掉两个磷酸基团后剩余的物质，可参与细胞内某些酶的合成。

(√)提示ATP去掉两个磷酸基团后剩余物质是一个腺嘌呤核糖核苷酸，可参与某些RNA酶的合成。

(2)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。

(√)(3)ATP水解释放的能量可用于细胞内的吸能反应，而细胞内放能反应释放的所有能量都可以用于合成ATP。

(×)提示例如C6H12O6彻底分解产生的能量，只有约40%用于合成ATP。

(4)ATP是所有生物体共同的唯一直接能源物质。

(×)提示ATP是主要的直接能源物质，除它之外还有CTP、GTP 等。

热图解读下列几种常见化合物的化学组成中，请写出“○”中所对应的含义。

提示①一磷酸腺苷AMP，也表示腺嘌呤核糖核苷酸，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，⑦DNA分子上的腺嘌呤脱氧核苷酸，⑧转运RNA中的腺嘌呤。

必修一第三单元细胞的能量供应和利用第2讲ATP与细胞呼吸一、选择题(每小题给出的四个选项中只有一个符合题目要求)1．(2020·辽宁期中)下列有关ATP的叙述，错误的是(C)A．ATP在活细胞中的含量很少，但转化速度很快B．在平静和剧烈运动状态下，细胞内A TP的含量都能保持动态平衡C．细胞中需要能量的生命活动都是由A TP直接提供能量的D．ATP中全部高能磷酸键断裂后，形成的产物是腺嘌呤核糖核苷酸和磷酸[解析]ATP在活细胞中的含量很少，但转化速度很快，A正确；在平静和剧烈运动状态下，细胞内ATP的含量都能保持动态平衡，B正确；细胞中需要能量的生命活动绝大多数是由ATP直接提供能量的，少数不是由ATP直接供能的，如光合作用光反应所需的能量来自光能，C错误；A TP中全部高能磷酸键断裂后，形成的产物是腺嘌呤核糖核苷酸和磷酸，D正确。

2．(2020·山东潍坊期中)细胞内的化学反应伴随着能量的变化。

以下相关叙述错误的是(C)A．ATP与ADP相互转化的能量供应机制是生物界的共性B．光合作用暗反应过程中有机物的合成需要ATP水解提供能量C．有机物氧化分解释放能量并储存在A TP中，因此属于吸能反应D．ATP水解释放的能量也可以用于维持人体体温的相对稳定[解析]放能反应一般与ATP的合成相联系，有机物氧化分解释放能量并储存在ATP 中，属于放能反应。

3．(2020·山东高考模拟)双脱氧核苷三磷酸(ddNTP)与脱氧核苷三磷酸(dNTP)的结构如图所示。

已知ddNTP按碱基互补配对的方式加到正在复制的子链中后，子链的延伸立即终止。

某同学要通过PCR技术获得被32P标记且以碱基“C”为末端的、不同长度的子链DNA片段。

在反应管中已经有单链模板、引物、DNA聚合酶和相应的缓冲液等，还需要加入下列哪些原料(A)①dGTP，dATP，dTTP，dCTP②dGTP，dATP，dTTP③α位32P标记的ddCTP④γ位32P标记的ddCTPA．①③B．①④C．②③D．②④[解析]由题意可知，要得到被放射性32P标记的且以碱基“C”为末端的、不同长度的子链DNA片段，首先必须提供四种dNTP，同时提供含放射性的ddCTP，这样ddCTP随机插入到合成的子链中，导致子链合成终止，形成不同长度的子链DNA片段；ddCTP要作为DNA 复制的原料则需要脱去两分子磷酸基团，故应将放射性32P标记于α位磷酸上。

A组双基题组1．(2013·西城区期末)下列关于ATP的叙述不正确的是() A．动物细胞中合成ATP所需的能量来自糖类等能源物质中的化学能B．植物细胞中合成ATP所需的能量全部来自光反应固定的太阳能C．温度的突然变化会影响ATP与ADP相互转化的速率D．细胞呼吸过程产生的ATP是供应细胞生命活动的直接能源【解析】植物细胞中合成ATP所需的能量来自于光合作用和呼吸作用。

【答案】 B2．用含18O的葡萄糖跟踪有氧呼吸过程中的氧原子，18O转移的途径是()A．葡萄糖→丙酮酸→水B．葡萄糖→丙酮酸→氧C．氧→氧→水D．葡萄糖→丙酮酸→二氧化碳【解析】在细胞质基质中，C6H12O6在酶的作用下分解为丙酮酸，丙酮酸进入线粒体彻底分解成CO2。

【答案】 D3．向正在进行有氧呼吸的细胞悬液中分别加入a、b、c、d四种抑制剂后，有关推测正确的是()A．若a能抑制丙酮酸分解，则丙酮酸的消耗增加B．若b能抑制葡萄糖分解，则丙酮酸增加C．若c能抑制ATP的形成，则ADP的消耗增加D．若d能抑制[H]被氧化成H2O，则O2的消耗减少【解析】若a能抑制丙酮酸分解，则丙酮酸增加，消耗减少；若b能抑制葡萄糖分解，则丙酮酸减少；若c能抑制ATP的形成，则ADP消耗减少；若d能抑制[H]氧化成H2O，则O2的消耗减少。

【答案】 D4．细胞内糖分解代谢过程如下图，下列叙述错误的是()A．植物细胞能进行过程①和③或过程①和④B．真核细胞的细胞质基质中能进行过程①和②C．动物细胞内，过程②比过程①释放的能量多D．乳酸菌细胞内，过程①产生[H]，过程③消耗[H]【解析】本题考查细胞内的糖代谢过程中物质和能量的变化。

由图示可知，①为在细胞质中葡萄糖分解为丙酮酸，②为在线粒体中丙酮酸在水和氧气的参与下，彻底氧化分解为CO2和H2O，③为无氧条件下，在细胞质基质内发生的丙酮酸转化为乳酸，④为无氧条件下将丙酮酸转化为乙醇和CO2。

在植物细胞中能进行过程①和③、过程①和④或过程①和②；在真核细胞中，②过程只能在线粒体中完成；动物细胞内②丙酮酸彻底氧化分解比过程①释放的能量多得多；乳酸菌的无氧呼吸过程中，①产生[H]，过程③消耗[H]。