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高中一年级生物

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    绿色植物通过呼吸作用合成的ATP通常比同化作用中消耗的ATP多还是少?动物呼吸作用合成的ATP通常比同化作用中消耗的ATP多还是少?以上答案分别是
    [     ]

    A.少、少
    B.少、多
    C.多、多
    D.多、少
    本题信息:2011年同步题生物单选题难度一般 来源:姚瑶
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本试题 “绿色植物通过呼吸作用合成的ATP通常比同化作用中消耗的ATP多还是少?动物呼吸作用合成的ATP通常比同化作用中消耗的ATP多还是少?以上答案分别是[ ]A.少、少B...” 主要考查您对

ATP和ADP的转化和利用

呼吸作用

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  • ATP和ADP的转化和利用
  • 呼吸作用

ATP与ADP的转化:

1、ATP和ADP之间的相互转换:


2、ATP与ADP相互转化是不可逆的
(1)反应条件:ATP的分解属水解反应,催化该反应的酶属水解酶。而ATP的合成是一种合成反应,催化该反应的酶属合成酶。由于酶具有专一性,因此,二者反应条件不同。
(2)反应场所:ATP合成的场所为细胞质基质、线粒体和叶绿体;而ATP分解的场所较多。因此,ATP的合成场所与分解场所不完全相同。
(3)能量来源:ATP水解释放的能量是储存在高能磷酸键中的化学能;而合成ATP的能量主要有化掌能和太阳光能,即二者的能量来源不同。


ATP的形成与利用表解比较:

1、ATP的产生途径与场所
产生途径 产生场所
 植物  光合作用  叶绿体
 呼吸作用  细胞质基质和线粒体
动物  呼吸作用 细胞质基质和线粒体

 2、细胞内产生与消耗ATP的生理过程
转化场所 产生或消耗ATP的生理过程
 细胞膜  消耗ATP:主动运输、胞吞、胞吐
细胞质基质  产生ATP:细胞呼吸第一阶段
叶绿体 产生ATP:光反应
消耗ATP:暗反应和自身DNA复制
线粒体 产生ATP:有氧呼吸第二、三阶段
消耗ATP:自身DNA复制
 核糖体 消耗ATP:蛋白质的合成
细胞核 消耗ATP:DNA复制、转录等

 
知识点拨:

1、ATP与ADP之间的相互转化不是一种可逆反应,生物体内的ATP含量很少,但ATP 与ADP的相互转化很快,因此可以保证生命活动所需能量的持续供应。
2、ATP中远离腺苷的那个高能磷酸键极容易水解,以保证能量相对稳定和能量持续供应。
3、真核生物细胞内合成ATP的场所有线粒体、叶绿体和细胞质基质。
4、原核生物细胞内合成ATP的场所只有细胞质基质。
例    下列生命现象中能使ADP增加的是(   )
A.胃蛋白酶的分泌 B.丙酮酸形成乳酸 C.叶绿体中的叶绿素吸收光能 D.组织细胞利用氧气 
思路点拨:生物体的直接能源物质是ATP,所有消耗能量的过程都会使ADP含量增加,在题目给出的选项中,只有胃蛋白酶的分泌需要消耗能量,会使ADP 含量增加。答案A

知识拓展:

1、ATP的作用:ATP是生命活动能量的直接来源。
①人体所有需要的能量几乎都是ATP提供的:心脏的跳动、肌肉的运动以及各类细胞的各种功能都源于ATP所产生的能量。没有ATP,人体各器官组织就会相继罢工,就会出现心功能衰竭、肌肉酸疼、容易疲劳等情况。
②ATP合成不足缺失时,人体会感觉乏力,并出现心脏功能失调、肌肉酸痛、肢体僵硬等现象。长时间ATP合成不足,身体的组织和器官就会部分或全部丧失其功能,ATP合成不足持续时间越长,对身体各器官的影响就越大。对人来说,影响最大的组织和器官是心脏和骨骼肌。因此,保证心脏和骨骼肌细胞的ATP及时合成是维护心脏和肌肉功能的重要措施。
③心脏和骨骼肌自身合成ATP的速度慢,在缺血、缺氧的情况下更是如此。D-核糖能使心脏和骨骼肌生成ATP的速度要快3~4倍,是给心脏和肌肉恢复动力的有效物质,在人体经历缺血、缺氧或高强度运动时,其作用更为突出。纯净的ATP呈白色粉末状,能溶于水。作为药品可以提供能量并改善患者新陈代谢。ATP片剂可以口服,注射液可供肌肉注射或静脉注射。功能:各种生命活动能量的直接来源。
④ATP水解时释放的能量是生物体进行肌肉运动、生物电、细胞分裂和主动运输等生命活动所需能量的直接来源。人体细胞中ATP和ADP的相互转化在生活细胞中是永不停息地进行着,这即可以避免一时用不尽的能量白白流失掉,又保证了及时供应生命活动所需要的能量,因此ATP是生物体细胞中流通着的“能量货币”。
2、ATP产生量与O2呼吸强度的关系曲线

甲图表示ATP产生量与O2供应量的关系
1、A点表示在无氧条件下,细胞可通过进行无氧呼吸分解有机物,产生少量ATP。 2、AB段表示随O2供应量增多,有氧呼吸明显加强,通过有氧呼吸分解有机物释放的能量增多,ATP的产生量随之增加。
3、BC段表示O2供应量超过一定范围后,ATP的产生量不再增加,此时的限制因素可能是酶、ADP、磷酸等。
乙图表示ATP产生量与呼吸强度的关系
例    下列生理过程不受细胞内氧浓度影响的是 (  )
A.神经递质的释放 B.肌肉不自主地战栗
C.人小肠绒毛上皮细胞吸收水D.生长素向胚芽鞘背光侧运输
思路点拨:氧气浓度通过影响能量供应,从而影响生命活动。神经递质的释放、肌肉收缩、生长素的运输都需要消耗能量。答案C
呼吸作用:

1、概念:生物的生命活动都需要消耗能量,这些能量来自生物体内糖类、脂类和蛋白质等有机物的氧化分解。生物体内的有机物在细胞内经过一系列的氧化分解,最终生成二氧化碳或其他产物,并且释放出能量的总过程,叫做呼吸作用(又叫生物氧化)。
(1)呼吸作用是一种酶促氧化反应。虽名为氧化反应,不论有无氧气参与,都可称作呼吸作用(这是因为在化学上,有电子转移的反应过程,皆可称为氧化)。有氧气参与时的呼吸作用,称之为有氧呼吸;没氧气参与的反应,则称为无氧呼吸。同样多的有机化合物,进行无氧呼吸时,其产生的能量,比进行有氧呼吸时要少。有氧呼吸与无氧呼吸是细胞内不同的反应,与生物体没直接关系。即使是呼吸氧气的生物,其细胞内,也可以进行无氧呼吸。
(2)呼吸作用的目的,是透过释放食物里之能量,以制造三磷酸腺苷(ATP),即细胞最主要的直接能量供应者。呼吸作用的过程,可以比拟为氢与氧的燃烧,但两者间最大分别是:呼吸作用透过一连串的反应步骤,一步步使食物中的能量放出,而非像燃烧般的一次性释放。在呼吸作用中,三大营养物质:碳水化合物、蛋白质和脂质的基本组成单位──葡萄糖、氨基酸和脂肪酸,被分解成更小的分子,透过数个步骤,将能量转移到还原性氢(化合价为+1的氢)中。最后经过一连串的电子传递链,氢被氧化生成水;原本贮存在其中的能量,则转移到ATP分子上,供生命活动使用。
植物呼吸作用过程:有机物(储存能量)+氧(通过线粒体)→二氧化碳+水+能量
(3)呼吸速率:又称呼吸强度。指在一定温度下,单位重量的活细胞(组织)在单位时间内吸收氧或释放二氧化碳的量,通常以“mg(μl)/(h?g)”为单位,表示每克活组织(鲜重、干重、含氮量等)在每小时内消耗氧或释放二氧化碳的毫克数(或微开数)。呼吸速率的大小可反映某生物体代谢活动的强弱。呼吸作用是由一系列酶催化的化学反应,所以温度对呼吸作用有很大影响。还有水分、氧气、二氧化碳等也是影响呼吸速率的条件。
(4)植物呼吸作用原理的应用:
粮食储存;
低温保存蔬菜水果:通过增加二氧化碳的含量可以抑制储存蔬菜水果等的呼吸作用;充氮气也可以降低氧气的浓度,抑制呼吸作用。
农田松土;农田排涝等措施有利于植物根的生长和对无机盐的吸收。
影响细胞呼吸的因素及实践应用:

1.内部因素:
(1)不同种类的植物细胞呼吸速率不同,如旱生植物小于水生植物,阴生植物小于阳生植物。
(2)同一植株在不同的生长发育时期呼吸速率不同,如幼苗期、开花期呼吸速率较高,成熟期呼吸速率较低。
(3)同一植物的不同器官呼吸速率不同,如生殖器官大于营养器官。
2.环境因素:
(1)温度

①规律:呼吸作用在最适温度最强,超过最适温度,呼吸酶活性下降,甚至变形失活,呼吸受抑制;低于最适温度活性下降,呼吸受抑制。
②应用:生产上常用这一原理在低温下贮存蔬菜、水果。在大棚蔬菜的栽培过程中夜间适当降温,降低呼吸作用,减少有机物的消耗,提高产量。
(2)O2的浓度
 
①规律:在O2浓度为零时只进行无氧呼吸;O2浓度为10%以下,既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸;O2 浓度为l0%以上,只进行有氧呼吸。
②应用:生产中常利用降低氧的浓度抑制呼吸作用,藏少有机物消耗这一原理来延长蔬菜、水果保鲜时间。
(3)CO2浓度
①规律:从化学平衡的角度分析,C02浓度增加,呼吸速率下降。
②应用:在蔬菜和水果的保鲜中,增加CO:浓度具有良好的保鲜作用。
(4)水含量

①规律:在一定范围内,细胞呼吸强度随含水量的增加而加强,随含水量的减少而减弱。
②应用:在作物种子的储藏时,将种子风干,以减弱细胞呼吸,减少有机物的消耗。
思维拓展:

1、温室中栽培农作物提高产量的措施有两个方面,提高光合强度和降低呼吸消耗。影响细胞呼吸的因素有温度、氧气浓度、二氧化碳浓度、含水量等,但农业生产中最常考虑的是温度。其他几个因素不容易控制。
2、植物细胞呼吸的最适温度一般在25~35℃,最高温度在35~45℃。
3、绿色植物细胞呼吸的最适温度总比光合作用的最适温度高。一般情况下,植物细胞呼吸的最适温度为30℃,而光合作用的最适温度为25℃。
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