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高考一轮复习
第08讲 ATP和细胞呼吸
第一课时
人教版
4
2
1
3
ATP的结构与功能
ATP与ADP可以相互转化与ATP的合成和利用
影响细胞呼吸的因素及其应用
考点梳理
有氧呼吸与无氧呼吸
5
探究酵母菌细胞呼吸的方式
ATP的结构与功能
考点1
1. ATP
（1）中文名称：
（2）组成元素：
（3）简式：
（3）结构式：
（4）功能：
腺苷三磷酸
A—P～P～P
“A”表示腺苷（核糖+腺嘌呤）,“P”代表磷酸基团 ,“～”代表特殊的化学键
C、H、O、N、P
腺嘌呤
核糖
腺苷
特殊的化学键
磷酸基团
腺嘌呤核糖核苷酸
（RNA的基本单位之一）
普通化学键
是驱动细胞生命活动的直接能源物质。
1 mol ATP水解释放的能量高达30.54 kJ，
所以说ATP是一种高能磷酸化合物。
知识梳理
2. ATP的结构
A
核糖
P
P
P
~
~
腺苷
腺嘌呤核糖核苷酸
腺苷二磷酸（ADP）
腺苷三磷酸（ATP） A- P~P~P
腺嘌呤
水解时，该化学键首先断裂，
释放出能量，同时生成ADP和Pi
知识梳理
ATP与ADP可以相互转化
与ATP的合成和利用
考点2
1. ATP和ADP的相互转化过程比较
项目 ATP水解 ATP合成
反应式
酶
场所
能量转化
能量来源
能量去向
ATP ADP＋Pi＋能量
能量＋Pi＋ADP ATP
ATP水解酶
ATP合成酶
活细胞内多种场所
细胞质基质、线粒体、叶绿体
放能
吸能
ATP的水解
呼吸作用、光合作用
用于各项生命活动
储存于ATP中
不可逆，物质可重复利用，
能量不可循环利用
ATP与ADP相互转化的能量供应机制，在所有生物的细胞内都是一样的，
这体现了生物界的统一性
细胞里的许多吸能反应与之相联系
细胞里的许多放能反应与之相联系
知识梳理
（1）细胞中ATP的含量很少，只是ATP与ADP的转化非常迅速及时。
无论是饱食还是饥饿，ATP与ADP相互转换都处于动态平衡之中。
（2）植物细胞可以通过光合作用和细胞呼吸合成ATP，
而动物细胞只能通过细胞呼吸合成ATP。
2. ATP的利用
知识梳理
3. ATP产生量与O2供给量的关系分析
A点：无氧条件→无氧呼吸→少量ATP
AB段：O2↑ → 有氧呼吸↑ → ATP↑
BC段：此时的限制因素可能是酶、ADP、磷酸等
哺乳动物成熟红细胞
（只进行无氧呼吸）
知识梳理
明辨不同化合物中“A”的含义
腺苷（腺嘌呤+核糖）
腺
嘌
呤
腺嘌呤脱氧核苷酸
腺嘌呤核糖核苷酸
腺嘌呤
知识梳理
（1）根本能源：
（2）主要能源物质：
（3）直接能源物质：
（4）储备能源物质
4. 能源与能源物质
太阳光能或化学能
糖类
ATP
植物：脂肪、淀粉
动物：脂肪、糖原
不是唯一的，还有GTP、UTP、CTP等
5. 注意
（1）ATP是与能量有关的一种物质，不等同于能量。
（2）ATP转化为ADP称为“ATP的水解”，这一过程需ATP水解酶的催化，
同时也需要消耗水，蛋白质、脂肪、淀粉等物质的水解也都需要消耗水。
知识梳理
1.（2021·湖南卷）某些蛋白质在蛋白激酶和蛋白磷酸酶的作用下，可在
特定氨基酸位点发生磷酸化和去磷酸化，参与细胞信号传递，如图所
示。下列叙述错误的是(　　)
这些蛋白质磷酸化和去磷酸化过程体现
了蛋白质结构与功能相适应的观点
这些蛋白质特定磷酸化位点的氨基酸缺失，
不影响细胞信号传递
作为能量“通货”的ATP能参与细胞信号传递
D. 蛋白质磷酸化和去磷酸化反应受温度的影响
B
精题精练
2. （2021·揭阳一模）存在于膜上的某种质子泵，能催化ATP水解并将
H＋泵至细胞外。下列分析错误的是(　　)
A. 该质子泵具有水解酶的功能
B. H＋跨膜运输的方式是协助扩散
C. 细胞内氧气浓度会影响泵出H＋的速率
D. 该质子泵的作用是使细胞内液的pH升高
B
精题精练
3. 荧光素接受ATP提供的能量后被激活，在荧光素酶的作用下，与氧发生
化学反应，形成氧化荧光素并且发出荧光，发光强度与ATP含量、荧光
素酶的浓度有关。当ATP含量一定时，不同浓度的荧光素酶与发光强度
的关系如图所示，下列叙述不正确的是(　　)
A. 自变量是荧光素酶浓度
B. 低温影响发光强度
C. 荧光素酶浓度越高，酶活性越大
D. 提高ATP浓度，f点将上移
C
精题精练
有氧呼吸与无氧呼吸
考点3
1. 细胞呼吸
（1）概念：
（2）类型：
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。
依据是否有O2参与
有氧呼吸（O2参与）
无氧呼吸（无O2参与）
知识梳理
（1）概念：
（2）场所：
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。
细胞质基质和线粒体（主要）
原核细胞无线粒体，有氧呼吸在细胞质基质中和细胞膜上进行。
无线粒体的真核生物（或细胞）只能进行无氧呼吸，
如蛔虫、哺乳动物成熟的红细胞等。
2. 有氧呼吸
知识梳理
线粒体基质
大量能量
细胞质基质
2. 有氧呼吸
（3）过程：
葡萄糖分子不能直接进入线粒体被分解，必须在细胞
质基质中分解为丙酮酸才能进入线粒体被分解。
少量能量
线粒体内膜
少量能量
外膜
内膜
嵴
[H]是简化的表示方式，
[H]实质上是NADH
NADH 还原型辅酶Ⅰ
NAD+ 氧化型辅酶Ⅰ
知识梳理
2. 有氧呼吸
（4）总反应方程式：
（5）能量转化
C6H12O6＋6O2 ＋6H2O 6CO2＋12H2O＋能量
酶
① 氧气中的氧全部生成产物水。
② 水在第二阶段参加反应，生成二氧化碳。
（生成32molATP，其余约66%以热能形式散失）
知识梳理
（1）概念：
（2）场所：
（3）过程：
在没有氧气参与的情况下，葡萄糖等有机物经过不完全分解，
释放少量能量的过程。
全过程是在细胞质基质中进行的
微生物的无氧呼吸也叫发酵
3. 无氧呼吸
第一阶段
第二阶段 酒精发酵
乳酸发酵
与有氧呼吸的
第一阶段相同
葡萄糖 丙酮酸＋[H]＋少量能量
酶
丙酮酸＋[H] 酒精＋CO2
酶1
丙酮酸＋[H] 乳酸
酶2
只有第一阶段产生能量
知识梳理
酵母菌
多数植物细胞
某些细菌
C6H12O6 2C3H6O3（乳酸）＋少量能量
C6H12O6 2C2H5OH（酒精）＋2CO2＋少量能量
酶1
酶2
3. 无氧呼吸
（4）总反应方程式：
无氧呼吸有机物氧化分解
不彻底，还有大量能量储
存在乳酸或者酒精中
乳酸菌
几乎所有动物细胞
马铃薯块茎、玉米胚、甜菜块根
直接原因
根本原因
——“酶”不同
——“基因”不同或基因“选择性表达”
不同生物之间
同种生物不同器官或不同时期
知识梳理
3. 无氧呼吸
（5）能量转化：
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。
（6）注意：
① 无氧呼吸第一阶段与有氧呼吸第一阶段相同，
无氧呼吸只在第一阶段产生ATP，第二阶段不产生ATP。
② 人体内产生的CO2只能是有氧呼吸的产物，
因为人体细胞无氧呼吸的产物是乳酸，无CO2。
知识梳理
1.（2019·全国卷Ⅱ）马铃薯块茎储藏不当会出现酸味，这种现象与马铃
薯块茎细胞的无氧呼吸有关。下列叙述正确的是(　　)
A. 马铃薯块茎细胞无氧呼吸的产物是乳酸和葡萄糖
B. 马铃薯块茎细胞无氧呼吸产生的乳酸是由丙酮酸转化而来
C. 马铃薯块茎细胞无氧呼吸产生丙酮酸的过程不能生成ATP
D. 马铃薯块茎储藏库中氧气浓度的升高会增加酸味的产生
B
精题精练
2. 下列关于细胞呼吸的叙述，错误的是(　　)
A. 没有线粒体的某些原核细胞也能进行有氧呼吸
B. 丙酮酸、[H]是有氧呼吸和无氧呼吸共同的中间产物
C. 根据溴麝香草酚蓝溶液是否变色，不能鉴定酵母菌的呼吸作用方式
D. 马拉松长跑时，肌肉细胞中CO2的产生量多于O2的消耗量
D
精题精练
需要O2、酶和适宜温度
4. 与 的比较
有氧呼吸
无氧呼吸
反应条件
场所
物质变化
能量变化
特点
共同点
① 细胞质基质
② 线粒体基质 ③ 线粒体内膜
不需要O2、酶和适宜温度
① 细胞质基质
② 细胞质基质
有机物中
的化学能
ATP中活跃的化学能
热能
不彻底氧化分解产物中的化学能
ATP中活跃的化学能
热能
都是分解有机物，释放能量的过程，第一阶段完全相同
① 葡萄糖 丙酮酸 + [H]
② 丙酮酸 + H2O CO2 + [H]
③ O2 + [H] H2O
酶
酶
酶
① 葡萄糖 丙酮酸 + [H]
② 丙酮酸 + [H]
酶
酶
酒精 + CO2
乳酸
有机物彻底氧化分解，
能量完全释放
有机物不彻底氧化分解，
能量没有完全释放
（1）有氧呼吸中 —— 葡萄糖∶O2∶CO2
（2）产生酒精的无氧呼吸中 —— 葡萄糖∶CO2∶酒精
（3）消耗等量的葡萄糖时，
产生酒精的无氧呼吸与有氧呼吸产生的CO2摩尔数之比
注意：脂肪进行有氧呼吸时消耗O2的量≠产生CO2的量。
脂肪与葡萄糖相比，含H量高，含O量低，
因此有氧呼吸消耗O2的量大于产生CO2的量。
5. 有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸各物质间的关系比（以葡萄糖为呼吸底物）
＝1∶6∶6
＝ 1∶2∶2
= 1∶3
知识梳理

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