高三生物一輪深度復(fù)習(xí)課件24細胞呼吸的原理和應(yīng)用（第2課時）

細胞呼吸的原理和應(yīng)用第15講一輪復(fù)習(xí)第2課時（共3課時）“細胞呼吸”部分機理的解讀ATP的產(chǎn)生機制第三階段的阻斷丙酮酸進入線粒體的方式小專題一二三四ADP和Pi進入線粒體及ATP運出線粒體的方式ATP的產(chǎn)生機制葡萄糖丙酮酸H2ONADHH2OO2CO2ATPATPATPNADH第一階段第二階段第三階段由糖分解過程中產(chǎn)生的高能化合物驅(qū)動ADP磷酸化形成ATP由電子傳遞過程中形成的H+濃度驅(qū)動ADP磷酸化形成ATPATP合酶琥珀酰輔酶A合成酶甘油磷酸激酶丙酮酸激酶1.有氧呼吸第一階段中ATP的產(chǎn)生甘油酸-1,3-二磷酸甘油酸-3-二磷酸ATPADP甘油磷酸激酶++CCH2COHHOOPO3POOO2-O核糖腺嘌呤OPPCCH2COHHOOPO32-O核糖腺嘌呤OPPPOOO1.有氧呼吸第一階段中ATP的產(chǎn)生磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸ATPADP丙酮酸激酶++CH2POOOO核糖腺嘌呤OPPCCCH3OO核糖腺嘌呤OPPPOOOCOCOO2.有氧呼吸第二階段中ATP的產(chǎn)生琥珀酰輔酶A琥珀酸ATPADP琥珀酰輔酶A合成酶++CH2核糖腺嘌呤OPP核糖腺嘌呤OPPPOOOCS-CoAOPi+CH2COOPCH2CH2COO輔酶A+HS-CoACOO甘油酸-1,3-二磷酸磷酸烯醇式丙酮酸琥珀酰輔酶A高能化合物ATP(高能化合物)ATP(高能化合物)ADPADP+Pi由糖分解過程中產(chǎn)生的高能化合物驅(qū)動ADP磷酸化形成ATP3.有氧呼吸第三階段中ATP的產(chǎn)生ⅠⅢⅡⅣe-e-e-NADHNAD+琥珀酸延胡索酸O2H2Oe-H+H+H+ADP+PiATPATP合酶①復(fù)合物Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ是H+泵，利用電子傳遞釋放的能量，將H+逆濃度泵出線粒體內(nèi)膜(類似主動運輸)②H+順濃度通過ATP合酶，利用H+的濃度梯度驅(qū)動ADP合Pi合成ATPⅠⅢⅡⅣNADHNAD+琥珀酸延胡索酸O2H2Oe-ADP+PiATPH+丙酮酸H+H+H+H+H+H+H+H+H+H+H+H+e-e-e-丙酮酸進入線粒體的方式H+線粒體外膜葡萄糖H+H+H+①線粒體外膜上有孔蛋白，很多物質(zhì)可以通過，丙酮酸通過孔蛋白通過線粒體外膜。孔蛋白丙酮酸轉(zhuǎn)運體ⅠⅢⅡⅣNADHNAD+琥珀酸延胡索酸O2H2Oe-ADP+PiATPH+丙酮酸H+H+H+H+H+H+H+H+H+H+H+H+e-e-e-丙酮酸進入線粒體的方式H+線粒體外膜H+H+H+②丙酮酸由H+濃度驅(qū)動，通過丙酮酸轉(zhuǎn)運體進入線粒體通過線粒體內(nèi)膜，進入線粒體基質(zhì)?？椎鞍妆徂D(zhuǎn)運體葡萄糖ⅠⅢⅡⅣNADHNAD+琥珀酸延胡索酸O2H2Oe-ADP+PiATPH+丙酮酸H+H+H+H+H+H+H+H+H+H+H+H+e-e-e-無氧時，丙酮酸不能進入線粒體H+線粒體外膜H+H+H+③氧是電子的最終受體，無氧時，電子傳遞受阻，H+濃度無法建立，H+就不能驅(qū)動丙酮酸進入線粒體基質(zhì)中。孔蛋白丙酮酸轉(zhuǎn)運體葡萄糖NADHNAD+琥珀酸延胡索酸e-e-e-e-H+H+H+H+H+H+H+H+O2H2OADP+PiATPH+H+丙酮酸H+H+PiATPADPADPPi線粒體內(nèi)膜H+梯度驅(qū)動ATP出線粒體和ADP、Pi進線粒體①H+梯度直接驅(qū)動Pi進入線粒體(H+-Pi同向轉(zhuǎn)運)②H+梯度形成電位差驅(qū)動ATP與ADP交換(ATP-ADP反向轉(zhuǎn)運)NADHNAD+琥珀酸延胡索酸e-e-e-e-H+H+H+H+H+H+H+H+O2H2OADP+PiATPH+H+丙酮酸H+H+PiATPADPADPPi線粒體內(nèi)膜總結(jié)H+梯度的作用電子傳遞泵出H+H+梯度電位差驅(qū)動ATP與ADP交換H+回流驅(qū)動ADP和Pi合成ATP驅(qū)動丙酮酸和Pi進入線粒體外膜分布著孔蛋白構(gòu)成的通道蛋白，丙酮酸可以經(jīng)此通道通過。而線粒體內(nèi)膜由于蛋白質(zhì)含量高導(dǎo)致通透性低，丙酮酸需通過與H+協(xié)同運輸?shù)姆绞接赡らg隙進入線粒體基質(zhì)，如圖所示。下列敘述錯誤的是（

）A.線粒體內(nèi)膜的蛋白質(zhì)/脂質(zhì)的比值大于線粒體外膜B.丙酮酸穿過線粒體外膜和內(nèi)膜的方式均為協(xié)助擴散C.H+通過質(zhì)子泵由線粒體基質(zhì)進入膜間隙的方式為主動運輸D.加入蛋白質(zhì)變性劑會改變線粒體內(nèi)膜對H+的運輸速率B第三階段的阻斷電子傳遞鏈H+梯度ATP合酶魚藤酮氰化物抗霉素Ａ萎銹靈阻斷纈氨霉素生熱素(UCP)DNP寡霉素破壞抑制ATP與ADP交換蒼術(shù)苷抑制ATPADPADP第三階段的阻斷電子傳遞鏈H+梯度ATP合酶魚藤酮氰化物抗霉素Ａ萎銹靈阻斷纈氨霉素生熱素(UCP)DNP寡霉素破壞抑制ATP與ADP交換蒼術(shù)苷抑制電子傳遞阻斷劑ATP合酶抑制劑耗氧量和ATP合成減少電子傳遞受阻、耗氧量減少ATP/ADP交換抑制劑電子傳遞受阻、耗氧量和ATP合成減少第三階段的阻斷電子傳遞鏈H+梯度ATP合酶魚藤酮氰化物抗霉素Ａ萎銹靈阻斷纈氨霉素生熱素(UCP)DNP寡霉素破壞抑制ATP與ADP交換蒼術(shù)苷抑制電子傳遞阻斷劑ATP合酶抑制劑ATP合成減少電子傳遞受阻電子傳遞與ATP合成偶聯(lián)依靠H+梯度偶聯(lián)解偶聯(lián)劑電子傳遞鏈H+梯度ATP合酶魚藤酮氰化物抗霉素Ａ萎銹靈阻斷纈氨霉素生熱素(UCP)DNP寡霉素破壞抑制ATP與ADP交換蒼術(shù)苷抑制第三階段的阻斷破壞H+梯度破壞H+梯度電子傳遞加快、耗氧量增加，產(chǎn)熱增加ATP合成減少解偶聯(lián)劑的作用機制①DNP(2,4-二硝基苯酚)的作用機制H+H+H+H+H+H+使膜對H+的通透性增加，將其帶到H+濃度低的一邊，破壞了跨膜質(zhì)子梯度，從而使電子傳遞和ATP形成兩個過程分離，不再緊密關(guān)聯(lián)。解偶聯(lián)劑的作用機制②纈氨霉素的作用機制H+H+H+H+H+H+H+H+這是一類脂溶性物質(zhì)，將一價陽離子(除H+)從膜間隙轉(zhuǎn)移到線粒體基質(zhì)，降低膜兩側(cè)的電位差，從而使電子傳遞和ATP形成兩個過程分離，不再緊密關(guān)聯(lián)。解偶聯(lián)劑的作用機制③生熱素(UCP)的作用機制H+H+H+H+H+H+H+H+H+H+UCPUCP在線粒體內(nèi)膜上形成H+通道，使H+流發(fā)生“短路”，不能通過ATP合酶返回到線粒體，從而使電子傳遞和ATP形成兩個過程分離，不再緊密關(guān)聯(lián)。生熱素(UCP)是存在棕色脂肪組織中的內(nèi)源性物質(zhì)棕色脂肪細胞的線粒體有一種稱為解耦聯(lián)蛋白(UCP)的物質(zhì)，這種物質(zhì)使得葡萄糖和脂肪酸分解產(chǎn)生的能量不能轉(zhuǎn)化為ATP(為生物體直接供能的物質(zhì))，而只能轉(zhuǎn)化為熱能。棕色脂肪組織較多存在于新生兒和幼小哺乳動物體內(nèi)，因為小家伙們剛生出來，身體的調(diào)節(jié)功能還比較差，不能通過“打哆嗦”（肌肉顫栗）這種方式產(chǎn)熱來抵御外界的寒冷，所以需要棕色脂肪組織的幫助。白色脂肪組織就好比被子，可以起保暖的作用；棕色脂肪組織就好比電熱毯，通過產(chǎn)熱來幫助機體抵御寒冷。棕色脂肪組織是一種特殊的脂肪組織，與白色脂肪組織不同，它并不會儲存多余的脂肪，反而會燃燒脂肪產(chǎn)生熱量。正常情況下，細胞依靠線粒體利用能源物質(zhì)產(chǎn)生ATP，而棕色脂肪細胞依靠名為“UCP1”的線粒體質(zhì)子通道蛋白將這部分能量轉(zhuǎn)而用于產(chǎn)熱。研究發(fā)現(xiàn)，一個名為“AIDA”的蛋白質(zhì)能激活“UCP1”。下列敘述正確的是()A.脂肪在脂肪細胞中以大小不一的脂滴存在，脂滴膜最可能由磷脂雙分子層構(gòu)成B.UCP1應(yīng)該主要存在于線粒體的基質(zhì)中，會影響有氧呼吸的第二階段C.AIDA缺乏者產(chǎn)熱能力強，在寒冷條件下維持體溫的能力相對較強D.可以開發(fā)以UCP1或AIDA為靶點的藥物來治療過度肥胖癥D一、探究酵母菌細胞呼吸的方式知識點29：呼吸方式的判斷1.實驗原理酵母菌在有氧和無氧的條件下都能生存，屬于兼性厭氧菌，因此便于用來研究細胞呼吸的不同方式。設(shè)計和進行對比實驗，分析有氧和無氧條件下酵母菌細胞呼吸的情況。C6H12O6+6H2O+6H2OCO2+6H2O+能量

C6H12O62CO2+2C2H5OH+能量

酶酶設(shè)置兩個或兩個以上的實驗組，通過對結(jié)果的比較分析，來探究某種因素對實驗對象的影響，這樣的實驗叫作對比實驗，也叫相互對照實驗。實驗組(有氧)實驗組(無氧)對比(相互對照)對比實驗實驗組(C18O2)對比(相互對照)實驗組(H218O)設(shè)置兩個或兩個以上的實驗組，通過對結(jié)果的比較分析，來探究某種因素對實驗對象的影響，這樣的實驗叫作對比實驗，也叫相互對照實驗。對比實驗實驗組(32P標(biāo)記)對比(相互對照)實驗組(35S標(biāo)記)設(shè)置兩個或兩個以上的實驗組，通過對結(jié)果的比較分析，來探究某種因素對實驗對象的影響，這樣的實驗叫作對比實驗，也叫相互對照實驗。32P標(biāo)記的噬菌體侵染35S標(biāo)記的噬菌體侵染對比實驗2.實驗設(shè)計質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的NaOH溶液酵母菌培養(yǎng)液酵母菌培養(yǎng)液澄清的石灰水澄清的石灰水接橡皮球(或氣泵)AB甲(有氧組實驗裝置)乙(無氧組實驗裝置)向A瓶中通氣并用NaOH除掉其中的CO2，確保通如澄清石灰水的CO2是有氧呼吸產(chǎn)生的CO2①自變量設(shè)置甲組B瓶密閉一段時間后，消耗掉其中的O2，確保通入澄清石灰水的CO2是無氧呼吸產(chǎn)生的CO2乙組檢測CO2產(chǎn)生速率及是否產(chǎn)生酒精。②因變量檢測因變量的檢測CO2產(chǎn)生速率是否產(chǎn)生酒精觀察澄清石灰水變渾濁的快慢或渾濁程度觀察溴麝香草酚藍溶液變黃(藍→綠→黃)的時間一段時間后從取A、B中取樣，加入酸性重鉻酸鉀(橙色)，A、B連接澄清石灰水A、B連接溴麝香草酚藍溶液觀察是否有灰綠色出現(xiàn)秸桿的纖維素經(jīng)酶水解后可作為生產(chǎn)生物燃料乙醇的原料。生物興趣小組利用自制的纖維素水解液（含5%葡萄糖）培養(yǎng)酵母菌并探究其細胞呼吸（如圖）。下列敘述正確的是（）甲乙酵母菌培養(yǎng)液溴麝香草酚藍水溶液A.培養(yǎng)開始時向甲瓶中加入重鉻酸鉀以便檢測乙醇生成B.乙瓶的溶液由藍色變成紅色，表明酵母菌已產(chǎn)生了CO2C.用甲基綠溶液染色后可觀察到酵母菌中線粒體的分布D.實驗中增加甲瓶的酵母菌數(shù)量不能提高乙醇最大產(chǎn)量D酵母菌液酵母菌液稀鹽酸大理石顆粒蘸有NaOH的脫脂棉蘸有蒸餾水的脫脂棉有氧組實驗裝置無氧組實驗裝置摻有紅墨水的蒸餾水2.實驗設(shè)計1.某同學(xué)將酵母菌接種在馬鈴薯培養(yǎng)液中進行實驗，不可能得到的結(jié)果是（）A.該菌在有氧條件下能夠繁殖B.該菌在無氧呼吸的過程中無丙酮酸產(chǎn)生C.該菌在無氧條件下能夠產(chǎn)生乙醇D.該菌在有氧和無氧條件下都能產(chǎn)生CO2B2.下列關(guān)于“探究酵母菌細胞呼吸的方式”（實驗I）和“培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化”（實驗II）的敘述，正確的是（）A.實驗I、Ⅱ都要將實驗結(jié)果轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)模型進行分析B.實驗I、Ⅱ通氣前都必須用NaOH去除空氣中的CO2C.實驗I中，有氧組和無氧組都能使澄清石灰水變渾濁D.實驗Ⅱ中，可用濾紙在蓋玻片另一側(cè)吸引培養(yǎng)液進入計數(shù)室C二、根據(jù)呼吸商判定細胞呼吸方式以呼吸底物生物體在同一時間內(nèi)，釋放二氧化碳與吸收氧氣的體積之比1.呼吸商呼吸商V釋放的CO2V吸收的O2==1以糖類為底物的有氧呼吸＞1以糖類為底物的有氧呼吸和無氧呼吸＜1以脂肪為底物的有氧呼吸1.若種子只進行以糖類為底物的有氧呼吸，則甲組液滴________，乙組液滴________，2.若種子只進行了無氧呼吸,則甲組液滴________，乙組液滴________。左移不動不動右移萌發(fā)的種子NaOH溶液萌發(fā)的種子蒸餾水甲組乙組2.呼吸方式判定3.若種子中既存在有氧呼吸又存在無氧呼吸則甲組液滴________，乙組液滴________，4.若種子進行了以脂肪等非糖物質(zhì)的為底物的有氧呼吸則甲組液滴________，乙組液滴________。左移右移左移左移萌發(fā)的種子NaOH溶液萌發(fā)的種子蒸餾水甲組乙組2.呼吸方式判定3.呼吸商的測定萌發(fā)的種子NaOH溶液萌發(fā)的種子蒸餾水甲組乙組甲組測定______________________________的量，記為a；乙組測定______________________________的量，記為b。O2吸收量與CO2釋放量的差O2吸收量呼吸商=______________________________|a-b|÷a4.測定的矯正萌發(fā)的種子NaOH溶液等量的煮沸的種子NaOH溶液甲組矯正組矯正組的作用：_______________________________________________排除溫度等非生物因素對實驗結(jié)果的干擾若甲組向左移動a(mm)，矯正組向右或向左移動b(mm)，則甲組中實際測定的由種子呼吸消耗的O2引起的移動距離為：___________________。a+b或a-b萌發(fā)的種子蒸餾水乙組等量的煮沸的種子蒸餾水若乙組向右移動a(mm)，矯正組向右或向左移動b(mm)，則乙組中實際測定的由種子呼吸消耗的O2與與釋放的CO2的差值引起的移動距離為：___________________。矯正組a-b或a+b4.測定的矯正1.某同學(xué)用如圖所示實驗裝置測定果蠅幼蟲的細胞呼吸速率。實驗所用毛細管橫截面積為1mm2，實驗開始時，打開軟管夾，將裝置放入25℃水浴中，10min后關(guān)閉軟管夾，隨后每隔5min記錄一次毛細管中液滴移動的位置，結(jié)果如下表所示。下列分析正確的是（）A.圖中X為NaOH溶液，軟管夾關(guān)閉后液滴將向右移動B.在20～30min內(nèi)氧氣