《2019_2020学年新教材高中生物第5章细胞的能量供应和利用5_2细胞的能量“货币”ATP教学案新人教版2232.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2019_2020学年新教材高中生物第5章细胞的能量供应和利用5_2细胞的能量“货币”ATP教学案新人教版2232.pdf（13页珍藏版）》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、第 2 节 细胞的能量“货币”ATP 1分析 ATP 的分子结构，了解 ATP 的结构特点。2结合 ATP 和 ADP 的相互转化示意图，概述二者之间的关系。3结合教材图示，举例说明 ATP 的利用途径。1萤火虫发光的生物学意义主要是相互传递求偶信号，以便交尾、繁衍后代。2有。萤火虫腹部后端细胞内的荧光素，是其特有的发光物质。3有。萤火虫腹部细胞内一些有机物中储存的化学能，只有在转变成光能时，萤火虫才能发光。知识点 1 ATP 是一种高能磷酸化合物 请仔细阅读教材第 86 页，完成下面的问题。1ATP 的名称与简式(1)中文名称：腺苷三磷酸。(2)结构简式：APPP。(3)符号 含义 A：腺苷
2、 核糖腺嘌呤P：磷酸基团：特殊的化学键 数量：2个释放的能量：30.54 kJ/mol 2功能 ATP 是细胞内的一种高能磷酸化合物，是细胞生命活动的直接能源物质。知识点 2 ATP 与 ADP 可以相互转化 请仔细阅读教材第 8687 页，完成下面的问题。1相互转化的特点：时刻不停地发生并且处于动态平衡之中。2反应式：(1)释放能量：ATP 酶ADPPi能量。(2)储存能量：ADPPi能量 酶ATP。3转化过程中能量的来源和去路 知识点 3 ATP 的利用 请仔细阅读教材第 8889 页，完成下面的问题。1ATP 是生命活动的直接能源物质(1)原因：细胞中绝大多数需要能量的生命活动都是由 A
3、TP 直接提供能量。(2)实例：大脑思考、电鳐发电、物质的主动运输、物质合成、肌肉收缩等。2ATP 是细胞内流通的能量“货币”(1)化学反应中的能量变化与 ATP 的关系 吸能反应：一般与ATP水解反应相联系放能反应：一般与ATP合成反应相联系(2)能量通过 ATP 分子在吸能反应和放能反应之间流通。要点一 分析 ATP 的结构及其功能 1.ATP 的结构(1)结构图解 (2)组成图解 (3)ATP 与 RNA 的关系：ATP 脱掉两个磷酸基团后即为腺嘌呤核糖核苷酸，是组成 RNA的基本单位之一。2ATP 的结构与功能的相互关系 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
4、 中远离腺苷的特殊化学键容易水解和形成，可保证 ATP 含量的相对稳定和能量的持续供应。【典例 1】下列关于 ATP 的叙述，错误的是()AATP 中含有 C、H、O、N、P 五种元素 B动植物、细菌和真菌细胞中都以 ATP 作为能量“通货”，说明了生物界具有统一性 CATP 分子由 1 个腺嘌呤和 3 个磷酸基团组成 DATP 中的“A”与构成 DNA、RNA 中的碱基“A”不是同一种物质 解析 ATP 由 C、H、O、N、P 五种元素组成，它在动植物、细菌和真菌中的结构都相同，由 1 个腺苷和 3 个磷酸基团组成，A 表示腺苷，由腺嘌呤和核糖组成，若去掉两个磷酸基团，则形成腺嘌呤核糖核苷酸
5、，是组成 RNA 的基本单位，DNA 和 RNA 中的碱基“A”表示腺嘌呤。答案 C 针对训练 1 ATP 在细胞中能够释放能量和储存能量，从其化学结构看，原因是()腺苷很容易吸收能量和释放能量 第三个高能磷酸键很容易断裂和再结合 第三个磷酸基团(远离腺苷的那个)很容易从 ATP 上脱离，使 ATP 转化为 ADP，同时释放能量 ADP 可以在酶的作用下迅速与一分子磷酸结合，吸收能量形成第二个特殊的化学键(远离腺苷的那个)，使 ADP 转化成 ATP A B C D 解析 ATP 含有三个磷酸基团，一个普通化学键、两个特殊化学键，ATP 水解时第二个特殊的化学键(远离腺苷的那个)最易断裂，能量
6、释放出来，ATP 转化为 ADP。在有关酶的催化下，ADP 与 Pi 结合，吸收能量，又可形成第二个特殊的化学键(远离腺苷的那个)，ADP又转化为 ATP。答案 C 要点二 分析 ATP 与 ADP 的相互转化及利用 1.ATP 的合成和水解(1)ATP 的合成 反应式：能量PiADP 酶ATP。所需的酶：与 ATP 合成有关的酶。能量来源：动物、人、真菌和大多数细菌能量的来源有呼吸作用，绿色植物能量的来源除呼吸作用外，还有光合作用。(2)ATP 的水解 反应式：ATP 酶ADPPi能量。所需的酶：与 ATP 水解有关的酶。能量去处：用于各项生命活动。(3)ATP 与 ADP 间的相互转化过程
7、不可逆 反应式 ATP 酶ADPPi能量 能量PiADP 酶ATP 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 特殊的化学键 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，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”或解释为“物质是可以循环利用的，能量是不能循环的”。2ATP 与 ADP 的相互转化 (2)细胞各项生命活动需要 ATP 提供大量能量，但生物体内 ATP 含量并不高。ATP 与 ADP迅速相互转化，以保证机体的能量需要。【典例
8、2】下列对 ADPPi能量酶1酶2ATP 反应式中“能量”相关的叙述，正确的是()A向右反应需要的能量可来自细胞内蛋白质的水解 B向右反应需要的能量可来自葡萄糖等有机物的氧化分解 C向左反应产生的能量可用于氧气的吸收 D向左反应产生的能量可用于细胞对水的吸收 解析 细胞内蛋白质的水解过程需要吸收能量；葡萄糖参与了细胞呼吸分解过程，产生的能量用于 ATP 的合成；向左反应释放的能量，可以用于生命的需能反应，但氧气和水的吸收不需要能量。答案 B 针对训练 2 以下是有关生物体内 ATP 的叙述，其中正确的一项是()AATP 与 ADP 相互转化，在活细胞中其循环是永无休止的 BATP 与 ADP
9、是同一种物质的两种形态 C生物体内的 ATP 含量很多，从而保证了生命活动所需能量的持续供应 DATP 与 ADP 的相互转化，使生物体内各项化学反应能在常温常压下迅速顺利地进行 解析 活细胞中不停地进行代谢，所以 ATP 和 ADP 的相互转化就会不断地进行。ATP与 ADP 是两种不同的物质，并且 ATP 在生物体内含量较低，之所以能满足生命活动的需要就是因为 ATP 和 ADP 不断的相互转化。酶是能够保障生物体各项生命活动在常温常压下迅速顺利地进行的必要条件。答案 A 附：练习与应用参考答案 一、概念检测 1B 2.D 3.B 4.C 二、拓展应用 1吸能反应：如葡萄糖和果糖合成蔗糖的
10、反应，需要消耗能量，是吸能反应，这一反应所需要的能量是由 ATP 水解为 ADP 时释放能量来提供的。放能反应：如丙酮酸的氧化分解，能够释放能量，是放能反应，这一反应所释放的能量除以热能形式散失外，用于 ADP 转化为 ATP 的反应，储存在 ATP 中。2在储存能量方面，ATP 同葡萄糖相比具有以下两个特点：一是 ATP 分子中含有的化学能比较少，一分子 ATP 转化为 ADP 时释放的化学能大约只是一分子葡萄糖氧化分解释放能量的 1/94；二是 ATP 分子中所含的是活跃的化学能，而葡萄糖分子中所含的是稳定的化学能。葡萄糖分子中稳定的化学能只有转化为 ATP 分子中活跃的化学能，才能被细胞
11、利用。3植物、动物、细菌和真菌等生物的细胞内都具有能量“货币”ATP，这可以从一个侧面说明生物界具有统一性，也反映种类繁多的生物有着共同的起源。课后作业(十六)合格性考试必做题 1 在绿色植物进行“ADPPi能量 酶ATP”的反应中，参与反应的能量不可能来源于()A淀粉 B葡萄糖 C光 D糖原 解析 植物中合成 ATP 的能量来自呼吸作用和光合作用。植物呼吸作用所分解的有机物不可能是糖原，因为它是动物所特有的。答案 D 2生物体内进行生命活动的直接能源物质、主要能源物质和最终能源依次是()A太阳能、糖类、ATP BATP、糖类、脂肪 CATP、脂肪、太阳能 DATP、糖类、太阳能 解析 生物体
12、内生命活动的直接能源物质是 ATP，主要能源物质是糖类，最终的能源物质是太阳能。答案 D 3高等植物体内产生 ATP 的生理过程有()A光合作用，主动运输 B细胞呼吸，蒸腾作用 C细胞呼吸，渗透作用 D光合作用，细胞呼吸 解析 高等动物体内产生 ATP 的过程仅有细胞呼吸，而高等植物产生 ATP 的过程有光合作用和细胞呼吸。答案 D 4分析未进食的白鼠细胞内 ADP 与 ATP 的含量比，若发现 ADP 的含量偏高时()A表示此细胞能量充足 B表示此细胞内葡萄糖多被用以合成糖原 C表示此细胞内的葡萄糖氧化分解加快 D表示此细胞缺少能量 解析 由反应式 ATP酶1酶2ADPPi能量可知，当体内
13、ADP 含量偏高时，一定是ATP 分解释放能量用于生命活动，也就证明此时细胞内缺少能量。所以 A 项可排除。B 项中“葡萄糖多被用以合成糖原”是在能量过剩时，与题目相矛盾，也可排除。细胞内葡萄糖氧化分解加快则合成 ATP 增多，使 ADP 含量下降，C 错误。ADP 的含量偏高时，说明此细胞缺少能量，D 正确。答案 D 5ATP 转化为 ADP 的过程可用下图表示，式中 X 和 Y 分别代表()AH2O、H BPi、H2O CH2O、Pi D能量、Pi 解析 ATP 在水解时，远离 A 的那个磷酸基团就脱离下来，形成 Pi，同时释放能量。答案 C 6海洋中的鱼有发光现象，其光能由()A电能转变
14、而来 BATP 转化成 ADP 时释放的化学能转变而来 C热能转变而来 D有机物进行氧化分解释放的机械能转变而来 解析 生物各项生命活动所需要的直接能源来自于 ATP 的水解释放。答案 B 7当你品尝各种美味佳肴时，你不得不感谢 ATP 这种化学物质。新的研究显示，ATP这种传统上与细胞能量供应相关的物质，在把食物的味道信息传递给大脑的过程中起到了关键的作用。据以上信息我们不能推出的结论是()AATP 与能量供应有关 B作为信息分子的 ATP 不能提供能量 CATP 也可作为信息传递分子 D神经细胞膜外表面可能有 ATP 的受体 解析 ATP 是直接供能物质，而新的研究表明 ATP 在味道信息
15、传递中起关键作用，说明 ATP 还可以作为信息传递分子，在神经细胞膜上有其受体来接受 ATP 中的相关信息。答案 B 8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 B 9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：(1)作为生物体
16、生命活动直接能源物质的是_，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，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 的那个特殊化学键易断裂。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
17、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 的特殊化学(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 等级性考试必做题 10下面关于 ATP 的叙述，错误的是()A细胞质和细胞核中都有 ATP 的分布 BATP 合成所需的能量由磷酸提
18、供 CATP 可以水解为一个核苷酸和两个磷酸 D正常细胞中 ATP 与 ADP 的比值在一定范围内变化 解析 细胞质和细胞核中都有耗能反应，因此都有ATP为耗能反应提供能量，A正确；合成 ATP 需要的能量主要由光合作用与细胞呼吸提供，磷酸只提供 ATP 合成的物质，不能提供能量，B 错误；ATP 水解掉 2 个磷酸后形成 AMP，即腺嘌呤核糖核苷酸，C 正确；正常细胞中 ATP 与 ADP 相互转化，使 ATP 与 ADP 的比值保持相对稳定的状态，D 正确。答案 B 11下列有关 ATP 的叙述，正确的是()A线粒体是蓝藻细胞产生 ATP 的主要场所 B光合作用产物中的化学能全部来自 AT
19、P CATP 分子由 1 个腺嘌呤和 3 个磷酸基团组成 D细胞连续分裂时，伴随着 ATP 与 ADP 的相互转化 解析 选项 A 是考查 ATP 的合成场所，实则考查原核生物的结构特点，蓝藻是原核生物，没有线粒体。选项 B 考查光合作用中的能量转化，C3还原生成有机物的能量由 ATP 和NADPH 共同提供。选项 C 考查 ATP 的化学组成由 1 个腺苷和 3 个磷酸基团组成。选项 D，细胞分裂所需能量由 ATP 提供。所以 D 为正确答案。答案 D 12关于 ATP 的叙述，错误的是()AATP 中含有 C、H、O、N、P 元素 B活细胞中 ATP 与 ADP 之间的转化时刻发生 CAT
20、P 是生物体所有生命活动的能源 D动物形成 ATP 的途径主要是细胞呼吸 解析 ATP 即腺苷三磷酸，含有 C、H、O、N、P 元素，A 正确；活细胞中 ATP 与 ADP之间的转化时刻发生，B 正确；细胞内提供能量的物质有糖类、脂质和蛋白质，ATP 只是生物体生命活动的直接能源物质，C 错误；动物形成 ATP 的途径是呼吸作用，D 正确。答案 C 13ATP 之所以能作为能量的直接来源是因为()AATP 在细胞内数量很多 BATP 中的特殊化学键储存的能量多且很不稳定 CATP 中的特殊化学键很稳定 DATP 是生物体内唯一可以释放能量的化合物 解析 ATP之所以能作为能量的直接来源是因为A
21、TP中的特殊化学键储存的能量多且很不稳定，ATP 中远离腺苷的那个特殊化学键极容易水解，以保证能量及时供应；ATP 中远离腺苷的那个特殊化学键极容易形成，以保证能量相对稳定和能量持续供应。答案 B 14下列有关 ATP 的叙述中，不正确的是()A植物一生光合作用过程中生成的 ATP 与呼吸作用生成的 ATP 大致相等 B肌细胞收缩时 ATP 与 ADP 比值降低 C胞中的吸能和放能反应一般与 ATP 与 ADP 的相互转化有关 D细胞内 ATP 与 ADP 相互转化的能量供应机制是生物界的共性 解析 植物光合作用所合成的有机物除供给呼吸作用消耗外，还有一部分储存在果实、种子等器官内。植物光合作
22、用所合成的有机物中的稳定的化学能都来自光反应产生的 ATP，因此植物一生光合作用过程中生成的 ATP 必然大于呼吸作用生成的 ATP。肌细胞收缩时消耗的能量来源于 ATP 的水解，因此 ATP 与 ADP 比值降低。答案 A 15下列有关 ATP 的叙述正确的是()A一分子 ATP 彻底水解后得到三分子磷酸和一分子腺嘌呤 BATP 能溶于水，制成的药剂只能注射不能口服 C细胞内 ATP 的含量是处于动态平衡中，对于构成生物体内部稳定的供能环境具有重要意义 D叶肉细胞内形成 ATP 的场所只有叶绿体和线粒体 解析 一分子 ATP 彻底水解后得到三分子磷酸和一分子腺苷(不是腺嘌呤)。ATP 是小分
23、子物质，可以口服，并被肠道吸收。叶肉细胞内形成 ATP 的场所有叶绿体、线粒体和细胞质基质。答案 C 16ATP(甲)是生命活动的直接能源物质，下列叙述正确的是()A在主动运输过程中，乙的含量会显著增加 B甲乙和乙丙过程中，起催化作用的酶空间结构相同 C丙中不含磷酸键，是 RNA 的基本组成单位之一 D丁由腺嘌呤和核糖组成，而戊可用于甲的合成 解析 生物体内 ATP 与 ADP 的含量比较少，且处于动态平衡状态，不会显著增加；甲乙、乙丙过程是不同的反应，所需酶的种类不同，故酶的空间结构也不同；丙中含有一个普通磷酸键；ATP 合成时要消耗磷酸(戊)。答案 D 17如图为细胞内 ATP 与 ADP
24、 相互转化的示意图，下列相关叙述不正确的是()A过程所需能量来自有机物分解时释放或叶绿体利用光能时转换 B能量通过 ATP 分子在吸能反应和放能反应间流通 C活细胞中 ATP 与 ADP 相互转化速率会受到温度和 pH 的影响 D吸能反应一般与过程相联系，放能反应一般与过程相联系 解析 图中过程为合成 ATP 的过程，过程为 ATP 水解形成 ADP 的过程，细胞呼吸过程中产生 ATP，所需能量来自有机物分解，光合作用过程中产生 ATP 的能量来自光能的转换，A 正确；能量以 ATP 为载体，在吸能和放能反应间流通，B 正确；ATP 和 ADP 的相互转化需要酶的催化，而酶活性受温度和 pH
25、的影响，C 正确；吸能反应伴随着 ATP 的分解，即过程，而放能反应伴随着 ATP 的合成，即过程，D 错误。答案 D 18请回答下列有关 ATP 的问题。(1)人的骨骼肌细胞中，ATP 含量仅够剧烈运动时 3 s 以内的能量供给。运动员参加短跑比赛过程中，肌细胞中 ATP 的相对含量随时间的变化如下图所示。图中 AB 的变化过程，说明 ATP 被水解，释放的能量用于_；BC 过程中，ATP含量增加说明_增强，从而促进 ADP 形成 ATP，以弥补细胞中 ATP 含量的不足；从整个曲线来看，肌细胞中 ATP 的含量不会降为零，说明_。(2)纯净的 ATP 呈白色粉末状，能够溶于水，作为一种药物
26、常用于辅助治疗肌肉萎缩、脑溢血后遗症、心肌炎等疾病。ATP 片剂可以口服，注射液可供肌肉注射或静脉滴注。据此，你认为在人体消化道中_(填“存在”或“不存在”)ATP 水解酶；ATP 的药用效果是_。(3)某同学进行一项实验，目的是观察 ATP 可使离体的、刚刚丧失收缩功能的新鲜骨骼产生收缩这一现象，说明 ATP 是肌肉收缩所需能量的直接来源。实验中，必须待离体肌肉自身的_消耗之后，才能进行实验。在程序上，采取自身前后对照的方法：先滴加_(填“葡萄糖溶液”或“ATP溶液”)，观察_与否以后，再滴加_(填“葡萄糖溶液”或“ATP 溶液”)。如果将上述实验顺序颠倒，实验结果是否可靠，并说明原因：_。
27、解析(1)图中 AB 的过程中，ATP 被水解，释放的能量用于肌肉收缩等生命活动；BC 过程中，通过细胞呼吸生成 ATP，使 ATP 含量增加。ATP 水解和生成同时进行，所以肌细胞中 ATP 的含量不会降为零。(2)ATP 片剂可以口服，说明在人体消化道中不存在 ATP 水解酶，否则口服后会被水解而不能发挥作用；ATP 可以直接为生命活动提供能量。(3)实验中，必须待离体肌肉自身的 ATP 消耗之后，才能进行实验。在程序上，采取自身前后对照的方法：先滴加葡萄糖溶液，观察肌肉是否收缩，再滴加 ATP 溶液；如果将上述实验顺序颠倒，可能会有外源 ATP 尚未耗尽，滴加葡萄糖溶液肌肉也会有收缩的现象，不能得出 ATP 是肌肉收缩所需能量的直接来源。答案(1)肌肉收缩等生命活动 呼吸作用 ATP 的生成和水解是同时进行的(2)不存在 直接为生命活动提供能量(3)ATP 葡萄糖溶液 肌肉收缩 ATP 溶液 不可靠；如果外源 ATP 尚未耗尽，会出现滴加葡萄糖溶液肌肉也会收缩的现象，造成葡萄糖也能为肌肉直接提供能量的假象
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