人教版教学课件11-12学年高一生物必修1(新人教版)同步课件：52细胞的能量“通货”——A.ppt

第2节细胞的能量 通货 ATP 1 知识与技能 1 简述ATP的化学组成和特点 2 写出ATP的分子简式 3 解释ATP在能量代谢中的作用 2 过程与方法 1 通过ATP与ADP相互转化关系的多媒体动画 认识ATP在细胞中作为能量流通的原因 2 通过分析 比较在生物体生命活动中 ATP如何生成又如何消耗 找出能量代谢的规律 学习目标 3 情感态度与价值观 1 激发学生的学习兴趣和渗透热爱自然和生命的情感教育 2 通过对课本P90图5 7进行补充和完善 以调动学生学习积极性 培养主动参与的学习态度 培养用准确的科学术语阐述观点和进行合作学习的态度 一 ATP的化学组成和特点1 中文名称 2 结构简式 其中A代表 P代表 代表 3 特点 1 ATP是细胞内的一种高能磷酸化合物 含有 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 的高能磷酸键易水解 释放出大量能量 知识清单 3 形成ATP的途径 1 动 植物和微生物进行 作用时 分解所释放的能量合成ATP 2 绿色植物利用 通过光合作用合成ATP 三 ATP的利用1 ATP是生命活动的直接供能者 1 原因 细胞中绝大多数需要能量的生命活动都是由 直接提供能量 2 实例 用于 生物发电 发光 和大脑思考等生命活动 2 ATP是细胞内流通的能量 通货 1 吸能反应一般与 的反应相联系 2 放能反应一般与 相联系 答案 三磷酸腺苷 A P P P 腺苷 磷酸基团 高能磷酸键 两 远离A ADP ATP 动态平衡 呼吸 有机物 光能 ATP 主动运输 肌细胞收缩 ATP水解 ATP的合成 难点互动 应用指南 ATP与ADP的相互转化是不可逆的 反应条件不同 ATP的分解属于水解反应 催化该反应的酶属于水解酶 而ATP合成是一种合成反应 催化该反应的酶属于合成酶 反应场所不同 ATP的合成场所是细胞质基质 线粒体和叶绿体 而ATP分解的场所较多 因此ATP合成场所与分解场所不完全相同 从能量来源看 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的能量主要有光能和有机物中的化学能 5 ATP和ADP相互转化的意义由于ATP和ADP之间在细胞内的相互转化十分迅速 从而使细胞内ATP和ADP含量总是处于动态平衡之中 例1根据生命活动过程中的能量转移关系图解 回答下列问题 1 图解中的 是 过程 是 过程 是 过程 2 和 过程发生在高等动物和人体的 细胞中 在剧烈运动中 磷酸肌酸以过程 来维持ATP的数量 保证生命活动的正常进行 3 能量 的去向是 答案 1 光反应暗反应呼吸作用 2 骨骼肌 3 直接用于各种生命活动解析 解答本题应该先辨认能量转移关系图解 图中 为光反应 为暗反应 为呼吸作用 为磷酸肌酸中的能量转移给ATP 为ATP中的能量可转移给磷酸肌酸 为ATP的利用 点拨 本题综合性强 能力要求较高 有些内容的理解需要借助后续知识来进行 变式训练1在活细胞中 下图所示的循环过程永不停止地进行着 请运用所学知识 分析完成下面ATP与ADP循环中的有关问题 1 ATP作为生物体生命活动的 物质 其分子结构简式为 在 过程中 是由于 键的断裂而释放出能量 2 在绿色植物细胞内 与 相应的生理活动主要是在细胞内的 中进行的 3 A1和A2分别起什么作用 二者相同吗 4 中能量E1的来源有哪些 中能量E2的去向有哪些 答案 1 直接能源A P P P远离腺苷的高能磷酸 2 线粒体叶绿体 3 A1起催化作用 催化ATP的合成 是合成酶 A2起催化作用 催化ATP的水解 是水解酶 二者不相同 4 植物细胞中E1中的能量来自于色素吸收转化的光能和糖类等有机物分解释放的能量 动物细胞中E1中的能量来自于呼吸作用中糖类等有机物分解释放的能量以及其他一些高能磷酸化合物的分解 E2中能量的去向是转化为其他各种形式的能量 用于生物的各项生命活动 主要有化学能 机械能 电能 渗透能等 解析 ATP是生命活动的直接能源物质 ATP在水解时远离腺苷的那个高能磷酸键断裂 ATP的水解和合成分别由水解酶和合成酶催化 植物叶肉细胞产生ATP的部位主要是线粒体 叶绿体 在光合作用的光反应阶段和呼吸作用的过程中ADP转化为ATP 所需的能量分别来自色素吸收转化的光能和糖类等有机物分解释放的能量 ATP水解后 能量转化为其他各种形式的能量 用于生物的各项生命活动 主要有化学能 机械能 电能 渗透能等 难点2ATP的利用1 ATP中能量的利用细胞中绝大多数需能活动都由ATP直接供能 2 ATP中能量的转化ATP中的能量可以直接转化成其他各种形式的能量 用于生物体的各项生命活动 这些能量主要有 1 机械能 生物体内的细胞以及细胞内各种结构的运动所消耗的能量就是机械能 例如 肌细胞的收缩 细胞分裂期间染色体的运动等 2 电能 生物体内神经冲动的传导和某些生物产生生物电 消耗的就是电能 3 渗透能 细胞的主动运输是逆浓度梯度进行的 消耗的能量也是来自ATP 4 化学能 在生物体的物质代谢中 到处都需要ATP转化的化学能 5 光能 目前关于生物发光的生理机制还没有完全弄清楚 但是已知道 用于发光的能量仍然直接来源于ATP 6 热能 生物体内热能的形成来源于有机物的氧化分解 大部分的热能通过各种途径向外界环境散失了 只有一小部分用于维持细胞或机体的温度 特别提示 关于能源物质的分类 例2下列生命现象中不伴有ATP消耗的是 A 神经冲动的传导B 含羞草受到刺激小叶合拢C 葡萄糖在小肠中被吸收D 根尖生长点细胞有丝分裂答案 B解析 考查ATP的利用问题和灵活解题能力 A C D三项是典型消耗ATP的生理过程 可用排除法迅速解答 含羞草复叶下垂 是由复叶基部叶枕中的细胞紧张度的变化引起的 在外界刺激影响下 叶枕下部的细胞透性增大 水分和溶质由液泡中透出 排入细胞间隙 组织变软 小叶合拢 这一过程不消耗ATP 变式训练2海洋中的电鳗有放电现象 其电能是由 A 有机物进行氧化分解释放的化学能转化而来的B 由热能转化而来C ATP水解释放的化学能转变而来D 由光能转变而来答案 C解析 细胞中绝大多数需要能量的生命活动都是由ATP直接提供的 ATP水解释放的化学能 可以用于电鳗放电 转换成电能 磷酸肌酸与ATP的关系高能磷酸化合物是指水解时释放的能量在20 92kJ mol 千焦每摩尔 以上的磷酸化合物 ATP是三磷酸腺苷的英文缩写符号 它是各种活细胞内普遍存在的一种高能磷酸化合物 ATP水解时释放的能量高达30 54kJ mol 除ATP外动物细胞中还存在磷酸肌酸 也是一种高能磷酸化合物 知识拓展 当体内的ATP较多时 就使肌酸转化形成磷酸肌酸 当由于消耗使体内的ATP过量减少时 磷酸肌酸就释放出其能量使ADP形成ATP 两者的转化关系式为 由此可见 磷酸肌酸中的能量来自ATP 它水解时释放的能量又用于形成ATP ATP被称为细胞能量代谢的 流通货币 答案 B解析 在动物细胞内 当ATP的浓度过量时 ATP分解释放的能量就可以与细胞内肌酸结合形成高能化合物 磷酸肌酸 即反应向右进行 当细胞内急需ATP或ATP的浓度不足时 磷酸肌酸又可分解 释放出其中的能量 该能量能使ADP形成ATP 即反应向左进行 点拨 扎实地掌握ADP与ATP相互转化的条件 以及与磷酸肌酸的关系是解答此题的关键 变式训练ATP和磷酸肌酸都是生物体内的高能化合物 它们水解时释放的能量 A 都以热能的形式散失B 都用于ADP合成ATPC 都用于人体进行各项活动D 前者用于人体进行各项活动 后者用于ADP合成ATP答案 D解析 ATP是生物体的直接能源物质 伴随着它的水解与合成过程 发生着能量的释放与储存 磷酸肌酸也是高能化合物和高能磷酸键的储存者 但其中的能量要兑换成 流通货币 ATP才能发挥作用 1 三磷酸腺苷的分子简式为 A A P P PB A P P PC A P P PD A P P P答案 C 随堂练习 2 生物体内既能储存能量 又能为生命活动直接提供能量的物质是 A 葡萄糖B 三磷酸腺苷C 糖原D 脂肪答案 B解析 题中四种物质都能储存能量 都是能源物质 而能为生命活动直接提供能量的物质是三磷酸腺苷 3 18个ATP中含有高能磷酸键数和磷酸基团数分别是 A 18 18B 18 36C 36 36D 36 54答案 D解析 一个ATP中含有3个磷酸基团 2个高能磷酸键 4 下图表示的是ATP与ADP之间的转化图 可以确定 A A为ATP B为ADPB 酶1和酶2是同一种酶C X1和X2是同一种物质D 能量1和能量2的来源相同答案 C解析 从图中看出B A是ATP的水解 B为ATP A为ADP 酶1为水解酶 X1为Pi 能量1为高能磷酸键中的化学能 A B为ATP的形成 酶2为合成酶 X2为Pi 能量2为光反应中的光能或呼吸作用释放的能量 正确选项为C 5 关于植物细胞内ATP的叙述中 正确的是 A ATP主要在线粒体 叶绿体中生成B 它含有三个高能磷酸键C ATP转变为ADP的反应是可逆的D 细胞内储存有大量的ATP 以供生理活动需要答案 A解析 根据ATP的分子简式A P P P可知 ATP含有两个高能磷酸键 ATP和ADP之间可以相互转化 但是两个反应所需要的反应条件 能量 进行的场所并不相同 所以ATP与ADP之间的相互转化并不是可逆的 生物细胞内并没有储存大量的ATP 所以在细胞中ATP与ADP转化十分迅速 6 人的骨骼肌细胞中 ATP含量仅够剧