高中生物 第五章 细胞的能量供应和利用 第2节 细胞的能量“通货”——ATP学案 新人教版必修1.doc

第2节细胞的能量“通货”atp1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)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，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。2atp的结构与功能的相互关系(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()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1atp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。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。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能量能量piadpatp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，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”。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atp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的合成反应，其能量储存在atp中。反应为atp的水解反应，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()ab cd【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，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】(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，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