2019版高中生物 第五章 第2节 细胞的能量“通货”——ATP学案 新人教版必修1.doc

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1、1第第 2 2 节节 细胞的能量细胞的能量“通货通货”ATPATP1简述 ATP 的化学组成和特点。(重点)2写出 ATP 的分子简式。3解释 ATP 在能量代谢中的作用。(重点)A T P 的 结 构 和 功 能1结构(如图)(1)图中的、为高能磷酸键；为普通磷酸键；为腺嘌呤。(2)ATP 的中文名称：三磷酸腺苷。(3)结构简式：APPP。2结构特点(1)ATP 是细胞内的一种高能磷酸化合物，含有两个高能磷酸键，高能磷酸键储存大量能量。(2)ATP 的化学性质不稳定。在有关酶的催化作用下，ATP 分子中远离 A 的那个高能磷酸键易水解，释放出大量能量。3功能直接给细胞的生命活动提供能量。合作

2、探讨探讨 1：根据 ATP 结构式思考下列问题：(1)图中、的结构分别是什么？提示：腺嘌呤、核糖、磷酸基团。2(2)腺苷是由图中哪些结构组成的？提示：。(3)ATP 分子去掉 2 个磷酸基团后的剩余部分是什么物质？提示：腺嘌呤核糖核苷酸。(4)若 ATP 完全水解，会得到哪些成分？提示：腺嘌呤、核糖、磷酸。探讨 2：ATP 中的“A”与碱基中的“A”是同一种物质吗？提示：不是。在 ATP 中， “A”代表腺苷(腺嘌呤核糖)；在碱基中， “A”代表腺嘌呤。探讨 3：用小刀将数只萤火虫的发光器割下，使其干燥后研成粉末。取两支试管，分别标上 A、B，各加入 2 mL 水和等量的萤火虫发光器研磨粉末，

3、结果发现两支试管中均有短时间的黄色荧光出现。一段时间后黄色荧光消失，再分别进行处理后出现的结果如图：(1)加入葡萄糖的试管 A 不发出黄色荧光说明什么？提示：葡萄糖不是直接供能物质。(2)加入 ATP 溶液的 B 试管能持续发光，说明什么？提示：ATP 为直接供能物质。思维升华1ATP 的分子组成(如图)(1)元素组成：ATP 是由 C、H、O、N、P 五种元素组成的，这与核酸的元素组成是相同的。(2)AMP 是 RNA 的基本组成单位。(3)ATP 的结构组成可以用“1、2、3”来总结，1 表示 1 个腺苷，2 表示两个高能磷酸键，3 表示 3 个磷酸基团。32ATP 的结构与功能的相互关系

4、(1)ATP 的结构特点保证了细胞内有一个相对稳定的能量供应库。ATP 中远离腺苷的高能磷酸键容易水解和形成，可保证 ATP 数量的相对稳定和能量的持续供应。(2)ATP 在供能中处于核心地位，许多能源物质中的能量需转移到 ATP 中才能为生命活动供能。在生命活动中，ATP 中的能量可转化为不同形式的能量。3生物体内的能源物质总结(1)能源物质：糖类、脂肪、蛋白质、ATP；(2)主要能源物质：糖类；(3)储能物质：脂肪、淀粉(植物细胞)、糖原(动物细胞)；(4)主要储能物质：脂肪；(5)直接能源物质：ATP；(6)最终能量来源：太阳能。1下列关于细胞的能量“通货”ATP 的叙述，正确的是( )

5、AATP 中的“T”代表胸腺嘧啶核苷酸BATP 中远离“A”的高能磷酸键易水解CATP 的结构简式可表示为 APPPD细胞中 ATP 的含量少，化学性质十分稳定【解析】 ATP 中的“T”代表三个；ATP 的结构简式为 APPP。细胞中 ATP 的含量少，化学性质活跃。【答案】 B2如图表示 ATP 的结构，下列相关说法正确的是( )Ab 键断裂后形成 ADP 和 PiB图中的 3 表示 ATP 中的字母 AC由 1、2、3 各一分子形成的物质是组成 DNA 的基本单位Da 键断裂释放的能量可以直接用于生命活动【解析】 选项 A，a 键断裂后形成 ADP 和 Pi。选项 B，ATP 中的字母

6、A 表示腺苷，而题图中的 3 表示腺嘌呤。选项 C，由 1、2、3 各一分子形成的是腺嘌呤核糖核苷酸，它是组成 RNA 的基本单位。选项 D，ATP 是生命活动所需能量的直接来源，a 键断裂所释放的能量可以直接用于生命活动。【答案】 DA T P 与 A D P 的 相 互 转 化 及 利 用41ATP 与 ADP 的相互转化(1)图中为 ATP 的水解，释放的能量的作用是为各项生命活动提供能量。(2)相互转化反应式：。(3)ATP 合成的能量来源动物、人、真菌及大多数细菌：呼吸作用。绿色植物：呼吸作用、光合作用。(4)转化特点ATP 与 ADP 的相互转化，是时刻不停地发生且处于动态平衡之中

7、。ATP 与 ADP 相互转化的能量供应机制，是生物界的共性。2ATP 的利用(1)ATP 是生命活动的直接供能物质原因：细胞中绝大多数需要能量的生命活动都是由 ATP 直接供应能量。实例：(2)ATP 是细胞内流通的能量“通货”吸能反应一般与 ATP 水解的反应相联系，由 ATP 水解提供能量。放能反应一般与 ATP 的合成相联系，释放的能量储存在 ATP 中。能量通过 ATP 分子在吸能反应和放能反应之间流通。5合作探讨探讨 1：ATP 在细胞内的含量是很少的，如成年人细胞内 ADP 和 ATP 的总量仅为 210 mg，而一个正常成年人在静止状态下 24 h 将有 40 kg 的 ATP

8、 发生转化。为满足能量需要，分析生物体是如何解决这一矛盾的？提示：ATP 与 ADP 在细胞内的相互转化是十分迅速的，且物质可以重复利用，因此，能满足生命活动对能量的需要。探讨 2：ATP 与 ADP 相互转化的过程是否是可逆反应？(从反应条件、能量来源和去向、反应进行的场所分析)提示：不是。ATP 合成的场所是细胞质基质、线粒体及叶绿体，能量来源是化学能或光能；ATP 水解的场所是各种需能部位，能量来源于高能磷酸键。探讨 3：ATP 与 ADP 相互转化过程中有没有物质可循环利用？举例说明。提示：有，例如磷酸、水等。思维升华1ATP 与 ADP 的相互转化(1)图示(2)分析光合作用和呼吸作

9、用等放能反应与 ATP 的合成相联系，呼吸作用中释放的能量一部分储存在 ATP 中，另一部分以热能的形式散失。主动运输等吸能反应与 ATP 的分解相联系，所以 ATP 是直接供能物质。ATP 在生物体内含量很低，但是 ATP 与 ADP 在细胞内的转化十分迅速，从而使细胞内 ATP 的含量总是处于动态平衡中。2ATP 与 ADP 间的相互转化过程不可逆反应式ATPADPPi能量酶能量PiADPATP酶类型水解反应合成反应场所活细胞内多种场所细胞质基质、线粒体、叶绿体能量转化放能与吸能反应相联系储能与放能反应相联系能量来源高能磷酸键有机物和光能能量去向用于各项生命活动储存于 ATP 中综上所述，

10、ATP 和 ADP 相互转化的过程应判断为“物质是可逆的，能量是不可逆的”6或解释为“物质是可以循环利用的，能量是不能循环的” 。1对“ATPADPPi能量”的叙述中，正确的是( )A过程和过程所需的酶都是一样的B过程的能量供各项生命活动利用，过程的能量来自糖类等有机物的氧化分解C过程和过程时刻发生，处于动态平衡之中DADP 中的能量可来源于光能、热能，也可以转化为光能、热能【解析】 过程为水解酶催化的水解反应，释放的能量可供各项生命活动利用，过程为合成酶催化的合成反应，能量来源于呼吸作用中糖类等有机物的氧化分解，在绿色植物中还可来源于光合作用吸收并转化的光能，故 A、B 项错误。生物体内 A

11、TP 的水解与合成时刻发生，处于动态平衡之中，C 项正确。ATP 中的活跃化学能可来源于光能，但不能来源于热能；ATP 中的活跃化学能可以转变为光能、热能、机械能、电能等多种形式的能量，D 项错误。【答案】 C2如图是有关 ADP 转化成 ATP 时所需能量的主要来源示意图，据图回答下列问题： 【导学号：19040202】(1)1 分子 ATP 中含有_个高能磷酸键。(2)图中的 a、b 代表的生理过程分别是_、_。(3)若动物和人产生的能量可以用于 c，则 c 指_。(4)在动物肌细胞中，进行反应时，释放的能量来自_。(5)反应进行时所需要的酶_(选填“相同”或“不同”)，原因是_。(6)进

12、行反应时能量用于_，进行反应时能量用于_，由此可见在 ATP 与 ADP 的相互转化中能量是_，物质是_。【解析】 (1)每个 ATP 分子中三个磷酸基团之间形成了 2 个高能磷酸键。(2)图中 a表示动植物都能进行的产能过程即呼吸作用，绿色植物还能通过光合作用产能，所以 b 为光合作用。(3)c 过程是指 ATP 水解产生的能量，它用于各项生命活动。(4)动物肌细胞中，过程产生的能量来自于 ATP 中远离腺苷的高能磷酸键的断裂。(5)反应中酶是不同的，因为它是两个不同的反应且酶具专一性，而且其作用的场所不同。(6)反应为 ATP 的合成7反应，其能量储存在 ATP 中。反应为 ATP 的水解

13、反应，释放的能量用于生物体的各项生命活动。在 ATP 与 ADP 的相互转化中，物质是可逆的，但能量不可逆。【答案】 (1)2 (2)呼吸作用 光合作用 (3)生命活动 (4)远离腺苷的高能磷酸键中的化学能 (5)不同 和是两个不同的反应，而酶具有专一性 (6)合成 ATP 各项生命活动 不可逆的 可逆的1萤火虫尾部发光，是荧光素接受了 ATP 中的能量后，将化学能转化成光能所致，此化学能来自 APPP 中的哪些磷酸键( )A B C D【解析】 ATP 的化学性质不稳定，在有关酶的作用下，ATP 中远离腺苷的那个高能磷酸键很容易水解，且水解时能释放出大量的能量供给生命活动利用。在萤火虫体内，

14、给荧光素提供能量的是远离腺嘌呤核苷的那个高能磷酸键。【答案】 D2下列对 ATP 的叙述中，错误的是( )【导学号：19040203】A远离 A 的高能磷酸键容易水解B只在光合作用中产生CATP 和 ADP 可以相互转化D其结构简式可以简写成 APPP【解析】 ATP 分子中，远离腺苷的高能磷酸键易水解断裂，释放出能量；细胞内通过 ATP 与 ADP 快速相互转化，提供了稳定的供能环境；ATP 的结构简式可以简写成APPP；ATP 在呼吸作用和光合作用过程中都能合成。【答案】 B3ATP 在细胞内的含量及其生成速度分别为( )A很多、很快 B很少、很慢C很多、很慢 D很少、很快【解析】 ATP

15、 在细胞内含量很少，通过 ATP 与 ADP 迅速的相互转化提供稳定的供能环境。【答案】 D4在活细胞中，下列循环过程永不停止地进行着，请运用所学的知识，分析完成 M和 N 循环中的有关问题：【导学号：19040204】8(1)作为生物体生命活动的直接能源物质是_，其分子结构简式为_，在过程中，是由于_键断裂而释放出能量。(2)在绿色植物体内与相应的生理活动是在细胞内的细胞质基质、_和_中进行的。(3)A1和 A2具有_作用，在图中它们的作用分别是_。(4)在呼吸作用中，应该进行_过程，能量来自_。(5)根吸收无机盐离子过程中，应该进行_过程，能量用于_。【解析】 (1)由图中物质转化关系可知

16、，M 是 ATP，N 是 ADP。ATP 是生命活动的直接能源物质，ATP 水解时远离 A 的那个高能磷酸键易断裂。ATP 的水解和合成分别是由水解酶和合成酶催化。(2)反应过程是细胞合成 ATP 的过程，在绿色植物细胞内合成 ATP 的主要部位是细胞质基质、线粒体和叶绿体。(3)反应和过程中的酶不同，为合成酶，为水解酶，在 ATP 与 ADP 的相互转化过程中起催化作用。(4)呼吸作用过程中应该进行的是过程(即 ATP 的合成)，所需能量来自有机物的分解释放的能量。(5)根细胞吸收无机盐离子的方式是主动运输。主动运输需消耗代谢所产生的能量，故应进行过程。【答案】 (1)M APPP 远离 A 的高能磷酸 (2)线粒体 叶绿体 (3)催化 催化 ATP 的合成和水解(4) 糖类等有机物分解释放的能量(5) 主动运输课堂小结：网络构建核心回扣1.ATP 的结构简式是 APPP，其中“A”表示腺苷， “P”代表磷酸基团，“”代表高能磷酸键。2.ATP 与 ADP 相互转化的反应式是 ATPADPPi能量。酶酶3.细胞内 ATP 与 ADP 的相互转化是生物界的共性。94.合成 ATP 的途径包括光合作用和呼吸作用。5.ATP 是生命活动的直接能源物质。