【开学大礼包】高中生物 3.1细胞与能量课件 浙科版必修1.ppt

一 atp的结构及利用 1 atp的结构atp是腺苷三磷酸的英文缩写 它是普遍存在于各种活细胞中的一种高能磷酸化合物 1 atp的结构简式 a p p p结构简式中a代表腺苷 p代表磷酸基团 代表一种特殊的化学键 称为高能磷酸键 2 高能磷酸键 atp分子中大量的化学能就贮存在高能磷酸键中 两个相邻磷酸基团之间的高能磷酸键比较不稳定 atp分子的水解本质上就是atp分子中高能磷酸键的水解 即高能磷酸键断裂后释放出大量的能量 2 atp的水解反应atp的水解 细胞利用这种能量的方法是将atp水解这一放能反应所释放的能量用于另一吸能反应 它用于细胞中的各种生命活动 有关atp分子结构的两点注意 atp分子中连接核糖和第一个磷酸基团之间的 代表的是普通磷酸键 书写atp的结构简式时避免两种错误 a p p p a p p p 典例1 如图表示atp水解产生adp的过程 请回答下面的问题 1 图中a表示 p代表 如果atp脱去两个磷酸基团 可作为 基本结构单位 2 图中 为 其中蕴藏着 3 图中 为 过程 其作用是 思路点拨 解答本题的关键是atp中磷酸基团之间的化学键贮藏大量能量 标准解答 本题考查atp的结构与功能 1 atp分子结构简式为a p p p a代表的是腺苷 p代表的是磷酸基团 atp分子脱去两个磷酸基团后是rna的基本结构单位 2 表示高能磷酸键 蕴藏着大量的化学能 可以被各项生命活动利用 3 atp水解后生成adp 和能量 为生命活动提供能量 答案 1 腺苷磷酸基团rna 2 高能磷酸键大量的化学能 3 高能磷酸键水解释放能量为各项生命活动提供能量 规律方法 判断高能磷酸键的方法 1 从水解释放的能量看 高能磷酸键水解时释放的能量较多 如1molatp水解时 释放的能量可达30 54kj 2 从位置上看 在atp分子中 高能磷酸键是磷酸和磷酸脱水形成的 因此它位于磷酸基团之间 所以三个磷酸基团只能形成两个高能磷酸键 变式训练 以下是对生物体atp的有关叙述 其中正确的一项是 a atp水解形成adp 其释放的能量用于各项生命活动b atp与adp是同一种物质的两种形态c atp分子中的普通磷酸键不含有能量d atp中的a代表的是腺嘌呤 解析 选a 本题考查atp结构及atp的水解 生命活动需要消耗atp水解时所产生的能量 a项对 atp与adp是两种物质 b项错 atp分子中的普通磷酸键也含有能量 只是相对于高能磷酸键来说较少而已 c项错 atp中的a代表的是腺苷 d项错 二 atp与adp的循环 atp adp循环图解分析 1 atp与adp之间的相互转化处于动态平衡 2 atp的水解与合成是两个不同的过程 水解反应释放能量 合成反应贮存能量 3 图中能量 来自细胞内的放能反应 能量 可用于吸能反应和其他生命活动 二者不等同 4 可用下述关系式表示atp与adp的关系 5 atp与adp转化中物质是可逆的 能量是不可逆的 不能因为atp是细胞中直接供能物质而认为细胞中的atp含量就很高 不能因为存在atp adp的循环图解就认为atp adp的循环是可逆的 典例2 如图为atp与adp相互转化示意图 有关此示意图的说法错误的是 a 图中存在能量的储存与释放b 这一过程保证了生命活动的顺利进行c 据图可知此过程物质是可逆的d 据图可知此过程能量是可逆的 思路点拨 解答本题的关键是明确转化示意图中的两部分能量是不同的 标准解答 选d 图中包括atp的合成和水解两部分 其中atp的合成所需的能量来自细胞内的放能反应 atp的水解释放的能量则用于吸能反应 atp与adp相互转化保证了生命活动的正常进行 atp与adp相互转化中物质是可逆的 能量是不可逆的 互动探究 1 图中能量 主要来源有哪些 图中能量 主要去路有哪些 提示 光合作用 呼吸作用 用于吸能反应和其他生命活动 2 图中酶 和酶 是一种吗 提示 不是 酶 是合成酶 酶 是水解酶 误区警示 本题易在c d两项之间发生错选 atp与adp相互转化问题一定要关注能量的不可逆性 即能量的来源不同 1 atp水解时释放的能量来自储存在高能磷酸键中的化学能 2 合成atp所需的能量则主要来自有机物的氧化分解所释放的化学能 对于植物来说也可来自太阳能 细胞中能源物质的总结1 生物体的主要能源物质 糖类2 生物体的贮能物质 油脂3 生物体的能源物质 糖类 油脂和蛋白质4 动物细胞内的贮能物质 糖元 油脂5 植物细胞内的贮能物质 淀粉6 生命活动的直接能源物质 atp7 最终的能量来源 光能 典例 下列关于生物体能源物质的说法错误的是a atp既能储存能量 又可作为生命活动的直接能源物质b 植物细胞中的贮能物质是淀粉和纤维素c 糖类 油脂和蛋白质是生物体内的能源物质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 思路点拨 解答本题的关键是区分能源物质 贮能物质和直接供能物质之间的关系 标准解答 选b atp作为生命活动的直接能源物质 其能量主要贮存在高能磷酸键中 纤维素是植物细胞结构组成成分 不作为细胞的贮能物质 糖类 油脂和蛋白质是生物体内的能源物质 在生命活动过程中可以氧化分解供能 变式训练 生物体进行各项生命活动所需的直接能源物质 主要能源物质和最终能量来源依次是 a太阳能 糖类 atpb atp 糖类 油脂c atp 油脂 太阳能d atp 糖类 太阳能 解析 选d 生物体进行各项生命活动所需的直接能源物质是atp 糖类是生物体进行各项生命活动的主要能源物质 太阳能是生物体进行各项生命活动的最终能量来源 油脂是生物体贮存能量的重要物质 误区警示 不能认为能源物质等同于直接供能物质 即使是能源物质在氧化分解的时候也有一定的顺序 如人体内首先分解供能的物质是糖类 其次是油脂 蛋白质一般情况下不分解供能 典例1 atp是细胞中的能量通货 下列关于atp的叙述中不正确的是a 人在饥饿时 atp可水解为1个腺苷和3个磷酸b atp中的 a 与atp彻底水解后生成的 a 表示不同物质c atp中的能量可来自光能和化学能 也可转化为光能和化学能d 细胞质和细胞核中都有atp的分布 常见错误 错选b项 错因分析 错选的原因主要是 对atp的结构掌握不牢固 atp中的 a 表示腺苷 但atp彻底水解后的产物是磷酸 腺嘌呤和核糖 因此彻底水解后的 a 是腺嘌呤 正确解答 选a atp只有2个高能磷酸键 一般可水解产生1个腺嘌呤核糖核苷酸和2个磷酸 不会产生3个磷酸 光合作用和细胞呼吸都产生atp atp中的能量也能转化为光能和化学能 细胞质和细胞核都进行新陈代谢 因此都有atp的分布 典例2 下列关于atp的叙述 正确的是a atp脱去2分子磷酸后 剩余部分是构成dna分子的基本单位之一b 人长时间剧烈运动时骨骼肌细胞中生成atp的量比安静时少c 细胞连续分裂时 伴随着atp与adp的相互转化d 长期不进食的病人 细胞中atp与adp的含量难以达到动态平衡 常见错误 错选b或d项 错因分析 错选的原因主要是 正确解答 选c 细胞进行分裂 伴随着有关生理活动的进行 如dna复制 蛋白质的合成等 需要atp提供能量 atp提供能量的方式是第二个高能磷酸键的断裂 形成adp 释放能量 而adp又与磷酸在有能量供应的条件下 形成atp 从而实现atp与adp的相互转化 因此c项正确 1 下列关于细胞中的吸能反应与放能反应的说法 不符合事实的是 a 吸能反应所需的能量一般来自于放能反应b atp是细胞中放能反应和吸能反应的纽带c 糖的氧化是细胞中最重要的吸能反应d 光合作用是绿色植物细胞中最重要的吸能反应 解析 选c atp是细胞中吸能反应与放能反应的纽带 糖的氧化是细胞中最重要的放能反应 光合作用是植物细胞中最重要的吸能反应 这个吸能反应所需的能量来自于太阳光 2 体育健儿在赛场激烈角逐 消耗细胞中大量的atp atp靠atp adp循环维持 有关atp的叙述正确的是 a 活细胞中atp与adp之间的相互转化时刻发生并处于动态平衡中b atp中存在一个不稳定的高能磷酸键c atp adp循环说明二者的转化是可逆的d 组成atp的元素包括c h o n 解析 选a 细胞中的atp含量较少 在活细胞中依靠atp与adp之间的相互转化而维持atp与adp数量上的动态平衡 atp分子中存在2个高能磷酸键 atp adp循环在能量上是不可逆的 组成atp的元素包括c h o n p五种元素 3 如图是生命活动的直接能源物质atp的结构式 其中能作为rna的基本单位的是 a b c d 解析 选b 图中 分别表示腺苷 腺嘌呤核糖核苷酸 adp和atp 其中 腺嘌呤核糖核苷酸是组成rna的基本单位之一 4 atp是生命活动直接利用的能源物质 其原因是 腺苷很容易吸收和释放能量 第二个磷酸基团很容易从atp上脱离 也很容易结合成atp 远离 a 的磷酸基团很容易从atp上脱离 使atp转化成adp adp可以迅速与磷酸结合 使adp转化成atpa b c d 解析 选c atp与adp的转化迅速 能够满足各项生命活动的需要 其转化迅速的原因与atp的第二个高能磷酸键密切相关 其迅速的脱离和重新形成对atp的转化非常重要 5 1个葡萄糖分子有氧呼吸释放能量为m 其中40 用于adp转化为atp 若1个高能磷酸键所含能量为n 则1个葡萄糖分子在有氧呼吸过程中产生atp分子数为 a 2n 5mb 2m 5nc n 5md m 5n 解析 选b 1个葡萄糖分子在有氧呼吸过程中产生atp分子数为m 40 n 2m 5n 6 下列反应式表示atp adp在不同酶作用下的相互转化 请根据要求回答问题 1 当反应式由左向右进行时 能量 能量用于 2 当反应式由右向左进行时 能量 此过程中的能量因生物种类不同而有所不同 其中动物来自 植物来自 和 3 当搬动一个重物时 肌肉细胞中的atp反应向 进行 解析 反应式由左向右是atp的水解 此时释放能量 用于各项生命活动 而反应式由右向左则是atp的合成 此时贮存能量 此过程的能量来自于细胞呼吸 若是植物还可以来自光合作用 搬动重物时 肌肉细胞中的atp反应向右进行 答案 1 释放各项生命活动 2 贮存细胞呼吸光合作用细胞呼吸 3 右 一 选择题 共12小题 每小题5分 共60分 1 atp中的a t p依次代表 a 胸腺嘧啶 腺嘌呤 磷酸基团b 腺苷 三个 磷酸基团c 胸腺嘧啶 三个 磷酸基团d 腺苷 三个 腺嘌呤 解析 选b atp的中文名称为腺苷三磷酸 其结构简式为a p p p 其中a代表腺苷 t代表三个 p代表磷酸基团 2 对 描述不正确的是 a 该反应在活细胞中持续进行b 该反应通常与吸能反应 放能反应相结合c 该过程保证生命活动顺利进行d 物质和能量是可逆的 解析 选d atp adp循环是吸能反应与放能反应联系的纽带 由于atp是 能量通货 atp adp循环在活细胞中持续进行 永不停止 保证为生命活动正常供能 循环中物质是可逆的 能量是不可逆的 3 在某细胞培养液中加入32p标记的磷酸分子 短时间内分离出细胞的atp 发现其含量变化不大 但部分atp的末端p已带上放射性标记 该现象能够说明 atp中远离a的p容易脱离 部分32p标记的atp是重新合成的 atp是细胞内的直接能源物质 该过程中atp既有合成又有分解a b c d 解析 选c 短期内分离出细胞的atp 但部分末端p已带上放射性标记 说明有新的atp形成 但含量不大 说明atp有分解 短期内既存在atp的合成 也存在atp的分解 其原因是atp中远离a的p容易脱落和结合 本实验不能证明atp是细胞中的直接能源物质 4 atp转化为adp可表示如下 式中x代表 a h2ob h c co2d p 解析 选d atp水解时形成一分子的磷酸 adp 并释放能量 5 在不同的生物体内 一定相同的是 a 一分子atp中高能磷酸键的数目b adp合成atp时所需能量的来源c adp转化成atp的场所d atp水解后能量的用途 解析 选a 不同的生物体内 每分子的atp中高能磷酸键的数目都是两个 adp转化成atp的场所和所需能量来源根据生物种类的不同而有所不同 如动物体内atp合成的场所是细胞溶胶和线粒体 而植物体内还有叶绿体 atp水解释放的能量在不同生物体内利用形式也不同 6 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b atp合成所需的能量由磷酸提供c atp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 选b atp是细胞内的直接能源物质 细胞膜 细胞质和细胞核中都有atp的分布 atp分子是由一分子腺嘌呤 一分子核糖和三个磷酸基团组成的 一分子腺嘌呤 一分子核糖和一分子磷酸基团组成一个核苷酸 所以atp可以水解为一个核苷酸和两个磷酸 正常的细胞中atp和adp时刻进行着相互转化 所以atp与adp的比值在一定范围内变化 atp合成时所需要的能量来自细胞呼吸中分解有机物所释放的能量和太阳光能 7 关于atp的叙述中 错误的是 a atp分子水解去掉两个磷酸基团后变成腺嘌呤核糖核苷酸b 肺炎双球菌中的线粒体通过细胞呼吸产生atpc atp分子中储存着大量的活跃化学能 是一种高能磷酸化合物d 小麦根尖成熟区细胞能产生atp的细胞器是线粒体 解析 选b atp分子中有三个磷酸基团 去掉两个后变成腺嘌呤核糖核苷酸 肺炎双球菌是原核生物 无线粒体 atp中具有高能磷酸键 储存着大量的活跃化学能 小麦根尖细胞中无叶绿体 产生atp的细胞器只有线粒体 故b项不正确 8 2011 绍兴高二检测 当你品尝美味佳肴时 你不得不感谢腺苷三磷酸 atp 这种化学物质 最新研究显示 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传递给大脑的过程中起到关键作用 下列关于atp的叙述正确的是 a 从材料中可以得出 atp仅为生命活动提供能量b 因atp分子中含有3个高能磷酸键而储存大量能量c 从材料中可以得出atp也可作为信息传递分子d 所有生物产生atp的来源都是细胞呼吸 解析 选c atp是直接供能物质 植物细胞产生atp的方式有细胞呼吸和光合作用两种 atp分子中只有2个高能磷酸键 从材料中可以得出atp分子除为生命活动提供能量外 还能作为信息分子 9 科学家从牛的胰脏中分离出一种由76个氨基酸组成的多肽ub 研究发现ub在细胞自我监测和去除某些蛋白质的机制中扮演着重要角色 如果某个蛋白质被贴上ub标签 就会被运送到细胞内的特定部位进行水解 如图 下列关于此过程的说法正确的是 a 去除某些蛋白质所利用的atp来自细胞呼吸和光合作用b 组成atp与adp的核糖是五碳糖c 在细胞中因atp与adp之间相互转化是可逆的 从而保证了生命活动所需的能量供应d atp分子中所储存的能量主要存在于腺苷中的核糖内 解析 选b 题干中过程分解某些蛋白质所利用的atp来自于细胞呼吸 组成atp与adp分子的核糖是五碳糖 atp与adp之间的相互转化是不可逆的 atp分子中所储存的能量主要存在于高能磷酸键中 10 将破碎的酵母菌细胞进行离心处理后 取其上清液进行成分分析时 发现某一化合物的元素组成与核酸相同 但其磷的含量比核酸高 将该物质加入到浸泡着不再收缩的肌肉的生理盐水中 肌肉又可发生收缩 试推测该物质是 a 葡萄糖b 核苷酸c atpd 磷酸 解析 选c atp的元素组成为c h o n p 与核酸相同 核酸的基本组成单位核苷酸中只有一个磷酸 而atp中有三个磷酸 故磷含量比核酸高 葡萄糖的元素组成中不含有n p 11 某同学在做蛙的腓肠肌 神经实验时发现 当刺激蛙肌肉不再收缩时 滴加几滴atp溶液后 蛙肌肉能恢复收缩能力 接着滴加几滴葡萄糖溶液后 蛙肌肉仍能收缩 但次数减少 对该同学实验现象解释如下 其中正确的是 a atp和葡萄糖均能为肌肉收缩提供能量 是直接能源物质b atp能为肌肉收缩提供能量 是直接能源物质而葡萄糖不是直接能源物质 c 滴加葡萄糖后 蛙肌肉仍能收缩 利用的是未消耗尽的atp溶液提供的能量d 此实验不能对葡萄糖的作用作出结论 应增加葡萄糖和atp的滴加顺序颠倒的实验组进行对照 解析 选d 细胞中的直接能源物质是atp而不是葡萄糖 本实验不能得出葡萄糖是直接能源物质 也不能确定葡萄糖不是能源物质 对于滴加葡萄糖后 蛙肌肉仍能收缩 利用的是未消耗尽的atp溶液提供的能量还是葡萄糖分解提供的能量 本实验也是不能确定的 方法技巧 探究性实验所遵循的单一变量原则实验操作应遵循单一变量原则 上述实验的第二步操作没有遵循此原则 导致实验结论不确定 以本实验为例 接着滴几滴葡萄糖溶液后 蛙肌肉仍能收缩 但次数减少 此时导致蛙肌肉收缩的到底是未消耗尽的atp溶液提供的能量 还是葡萄糖提供的能量是不能确定的 应改为滴加几滴atp溶液后蛙肌肉能恢复收缩功能 刺激肌肉至不再收缩后再滴加葡萄糖溶液 这样就保证了单一变量 12 atp荧光仪是专门设计用于快速检测微生物数量的测试仪器 其工作原理是atp的含量与活细胞的活性 种类和数量成一定的比例关系 atp可以和荧光素相互作用而发出生物光 光的强度和微生物的数量成一定的比例关系 其反应式如下 荧光素 atp o2荧光素 被氧化的 amp 光下列有关atp及其atp荧光仪工作原理的叙述 错误的是 a 检测过程中atp中的化学能转变成光能b 荧光的强度反映出微生物的数量c atp释放能量需要酶的参与d atp是生物体内的主要能源物质 解析 选d 由题中的反应方程式可知 检测过程中atp中的化学能转变成光能 在此过程中atp和o2将荧光素转化为氧化态的荧光素 并发光是在酶的催化作用下完成的 生物体内的主要能源物质是糖类而不是atp 二 非选择题 共2小题 共40分 13 15分 1997年诺贝尔化学奖的一半授予了美国科学家保罗 博耶和英国科学家约翰 沃克 以表彰他们在研究腺苷三磷酸如何利用能量进行自身再生方面取得的成就 腺苷三磷酸 简称 腺三磷 又叫atp 是腺嘌呤的衍生物 含有三个相连的磷酸基团 末端两个磷酸键分解时伴随有较大的能量变化 是生物体内能量转化的中心物质 回答下列问题 1 atp的分子简式是 其中a代表 t代表 p代表 2 写出adp和atp相互转变的反应式 3 经测定 正常成年人在静止状态下24h将有40kgatp发生转化 而细胞中atp adp的总量仅为2mol l 10mol l 为满足能量需要 生物体解决这一矛盾的合理途径是 解析 1 atp分子的结构简式为a p p p 其中a代表的是腺苷 t代表的是三个 p代表的是磷酸基团 代表的是高能磷酸键 2 adp和atp相互转变的反应式为 3 细胞中的atp含量很少 为满足生命活动的需要 atp与adp之间要不断地迅速转化 答案 1 a p p p腺苷三个磷酸基团 2