高中生物 第5章 第2節(jié) 細(xì)胞的能量“通貨” ATP同步輔導(dǎo)與檢測(cè)課件 新人教版必修1

第第2 2節(jié)細(xì)胞的能量節(jié)細(xì)胞的能量“通貨通貨”ATP ATP 細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用 1簡(jiǎn)述ATP的化學(xué)組成和特點(diǎn)。2寫(xiě)出ATP的分子簡(jiǎn)式。3解釋ATP在能量代謝中的作用。知識(shí)清單知識(shí)清單ATP的化學(xué)組成和特點(diǎn)的化學(xué)組成和特點(diǎn)1ATP的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)(1)ATP中文全稱(chēng)是_。(2)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：_，其中：A代表_，P代表 _，代表_。(3)特點(diǎn)：含有2個(gè)高能磷酸鍵；遠(yuǎn)離腺苷的磷酸鍵易斷裂，放出大量能量。(1)三磷酸腺苷(2)APPP腺苷磷酸基團(tuán)高能磷酸鍵2ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化(1)ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化反應(yīng)式：_。當(dāng)反應(yīng)式向左進(jìn)行時(shí)，儲(chǔ)存能量，向右進(jìn)行時(shí)，釋放能量。(2)ATP化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定，在有關(guān)酶的催化作用下，ATP分子中遠(yuǎn)離A的那個(gè)_很容易水解，釋放出大量的能量而形成_。在有關(guān)酶的催化作用下，ADP重新生成ATP需要結(jié)合_ ，并且_能量。(1)ATP ADPPi能量(2)高能磷酸鍵ADP磷酸接受(3)不同情況下ATP的能量來(lái)源對(duì)于植物來(lái)講，所需能量來(lái)自_和_。對(duì)于動(dòng)物來(lái)講，能量來(lái)自_。細(xì)胞呼吸光合作用細(xì)胞呼吸綜合拓展綜合拓展1ATP的結(jié)構(gòu)及功能(1)ATP的分子組成及特點(diǎn)(2)ATP的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)組成特點(diǎn)：一分子ATP含一個(gè)腺苷和三個(gè)磷酸基團(tuán)。高能磷酸鍵：一分子ATP中含有兩個(gè)高能磷酸鍵，其中遠(yuǎn)離腺苷的高能磷酸鍵易水解和重新形成。(3)ATP的生理功能細(xì)胞代謝所需的能量是由細(xì)胞內(nèi)的ATP直接提供的。ATP是細(xì)胞代謝所需能量的直接來(lái)源。(4)ATP的結(jié)構(gòu)與功能的相互關(guān)系A(chǔ)TP的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)保證了細(xì)胞內(nèi)有一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的能量供應(yīng)庫(kù)。ATP中遠(yuǎn)離腺苷的高能磷酸鍵容易水解和形成，可保證ATP數(shù)量的相對(duì)穩(wěn)定和能量的持續(xù)供應(yīng)。ATP在供能中處于核心地位，其他能源物質(zhì)只有轉(zhuǎn)化為ATP才能為生命活動(dòng)供能。在生命活動(dòng)中，ATP中的能量可轉(zhuǎn)化為不同形式的能。2ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化伴隨著能量的釋放和儲(chǔ)存，因此與生物體新陳代謝密切相關(guān)，可用右圖表示。ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系不是一種可逆反應(yīng)，原因如下：反應(yīng)式ATPADPPiADPPi ATP類(lèi)型水解反應(yīng)合成反應(yīng)條件水解酶合成酶場(chǎng)所細(xì)胞膜、葉綠體基質(zhì)、細(xì)胞核等細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體、葉綠體能量轉(zhuǎn)化放能貯能能量來(lái)源或去向光能、有機(jī)物中化學(xué)能各種生命活動(dòng)消耗3.在動(dòng)植物細(xì)胞中形成ATP的途徑不完全相同植物葉肉細(xì)胞中含有葉綠體和線粒體，可以通過(guò)光合作用和呼吸作用形成ATP，而動(dòng)物細(xì)胞中只含有線粒體，只能通過(guò)呼吸作用形成ATP。4細(xì)胞內(nèi)的幾種能源物質(zhì) 很多物質(zhì)都可以為細(xì)胞的生活提供能量，細(xì)胞內(nèi)儲(chǔ)存能量的物質(zhì)有糖類(lèi)、脂肪、蛋白質(zhì)等。細(xì)胞內(nèi)消耗能源物質(zhì)的順序是：糖類(lèi)、脂肪、蛋白質(zhì)。一般情況下生物體內(nèi)細(xì)胞利用的能源物質(zhì)是糖類(lèi)，而且糖類(lèi)中的能量需要分解釋放傳遞給ATP，轉(zhuǎn)變成活躍的化學(xué)能，才能供給各種生命活動(dòng)利用，從而解決能量的“穩(wěn)定儲(chǔ)存”和“靈活利用”的矛盾。因此，細(xì)胞內(nèi)主要的能源物質(zhì)是糖類(lèi)，良好的儲(chǔ)能物質(zhì)是脂肪，直接的能源物質(zhì)是ATP。ATP是細(xì)胞內(nèi)的能量“通貨”。嘗試應(yīng)用嘗試應(yīng)用1ATP的結(jié)構(gòu)式可以簡(jiǎn)寫(xiě)為()AAPPP BAPPPCAPPP DAPPPB2人體細(xì)胞進(jìn)行正常的生命活動(dòng)，每天需要水解200300 mol ATP，但人體細(xì)胞中ATP的總量只有約0.1 mol。下列有關(guān)ATP的敘述錯(cuò)誤的是()AATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化保證了機(jī)體對(duì)能量的需求BATP只由3個(gè)磷酸基團(tuán)和1個(gè)腺嘌呤構(gòu)成C有氧呼吸的第三階段為人體細(xì)胞活動(dòng)提供ATP最多DATP中的能量可以來(lái)源于光能、化學(xué)能，也可以轉(zhuǎn)化為光能和化學(xué)能B知識(shí)清單知識(shí)清單ATP的利用的利用 1ATP的作用主要體現(xiàn)在為細(xì)胞的生命活動(dòng)提供能量。細(xì)胞的吸能反應(yīng)總是與ATP的_相聯(lián)系；而細(xì)胞內(nèi)放能反應(yīng)總是與ATP的_相聯(lián)系。舉 例 說(shuō) 出 需 要 A T P 供 能 的 幾 項(xiàng) 生 理 過(guò) 程 ：_水解合成生物發(fā)光、發(fā)電，肌細(xì)胞收縮的機(jī)械能，物質(zhì)運(yùn)輸中的滲透能2吸能反應(yīng)與放能反應(yīng)。吸能反應(yīng)：如葡萄糖和果糖合成蔗糖的反應(yīng)，需要消耗能量，是吸能反應(yīng)。這一反應(yīng)所需要的能量是由_水解為_(kāi)時(shí)釋放能量來(lái)提供的。放能反應(yīng)：如丙酮酸的氧化分解，能夠釋放能量，是放能反應(yīng)。這一反應(yīng)所釋放的能量除以熱能形式散失外，還可用于ADP轉(zhuǎn)化為ATP的反應(yīng)，儲(chǔ)存在_中。2ATPADPATP綜合拓展綜合拓展ATP的利用(1)ATP是細(xì)胞內(nèi)能量轉(zhuǎn)換的“中轉(zhuǎn)站”，是細(xì)胞內(nèi)的直接能源物質(zhì)直接供給生命活動(dòng)能量的能源物質(zhì)是ATP。在生物體內(nèi)能量的轉(zhuǎn)換和傳遞中，ATP是一種關(guān)鍵物質(zhì)。ATP是生物體內(nèi)能量轉(zhuǎn)換的“中轉(zhuǎn)站”，它有利于能量的運(yùn)輸和協(xié)調(diào)供給，如線粒體呼吸釋放能量合成的ATP，可以轉(zhuǎn)移到細(xì)胞膜用于主動(dòng)運(yùn)輸，也可以進(jìn)入細(xì)胞核推動(dòng)DNA的復(fù)制等等，從而解決“產(chǎn)能”和“用能”在空間上的矛盾。生物體的一切生命活動(dòng)都需要能量，這些能量形式主要有機(jī)械能、電能、滲透能、化學(xué)能、光能、熱能等，各種形式的能量轉(zhuǎn)化都是靠ATP中能量的直接轉(zhuǎn)換。(2)ATP中的能量可以直接轉(zhuǎn)化成其他各種形式的能量，用于各項(xiàng)生命活動(dòng)滲透能：細(xì)胞的主動(dòng)運(yùn)輸是逆濃度梯度進(jìn)行的，物質(zhì)跨膜移動(dòng)所做的功消耗了能量，這些能量叫做滲透能，滲透能來(lái)自ATP。機(jī)械能：細(xì)胞內(nèi)各種結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)都是在做機(jī)械功，所消耗的就是機(jī)械能。例如，肌細(xì)胞的收縮，草履蟲(chóng)纖毛的擺動(dòng)，精子鞭毛的擺動(dòng)，有絲分裂期間染色體的運(yùn)動(dòng)，腺細(xì)胞對(duì)分泌物的分泌等，都是由ATP提供能量來(lái)完成的。電能：大腦的思考神經(jīng)沖動(dòng)在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)，以及電鰩、電鰻等動(dòng)物體內(nèi)產(chǎn)生的生物電等，它們所做的電功消耗的就是電能。電能是由ATP提供的能量轉(zhuǎn)化而成的。化學(xué)能：細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)的合成需要化學(xué)能，如小分子物質(zhì)合成為大分子物質(zhì)時(shí)，必須有直接或間接的能量供應(yīng)。另外，細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)在分解的開(kāi)始階段，也需要化學(xué)能來(lái)活化，成為能量較高的物質(zhì)(如葡萄糖活化成磷酸葡萄糖)?？梢哉f(shuō)在細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)代謝中，到處都需要由ATP轉(zhuǎn)化而來(lái)的化學(xué)能做功。光能：目前關(guān)于生物發(fā)光的生理機(jī)制還沒(méi)有完全弄清楚，但是已經(jīng)知道，生物體用于發(fā)光的能量直接來(lái)自ATP，如螢火蟲(chóng)的發(fā)光。熱能：有機(jī)物的氧化分解釋放的能量，一部分用于生成ATP，大部分轉(zhuǎn)化為熱能通過(guò)各種途徑向外界環(huán)境散發(fā)，其中一小部分熱能作用于體溫。通常情況下，熱能的形成往往是細(xì)胞能量轉(zhuǎn)化和傳遞過(guò)程中的副產(chǎn)品。此外，ATP釋放的能量中，一部分能量也能用于動(dòng)物體溫的提升和維持。嘗試應(yīng)用嘗試應(yīng)用3草履蟲(chóng)的纖毛運(yùn)動(dòng)和變形蟲(chóng)的變形運(yùn)動(dòng)，都是肌動(dòng)蛋白利用ATP提供的能量完成的，此時(shí)能量利用的形式為()A機(jī)械能 B滲透能C化學(xué)能 D電能A4下列有關(guān)ATP的敘述，正確的是()AATP是高能磷酸化合物，只在線粒體、葉綠體中合成B細(xì)胞內(nèi)儲(chǔ)存有大量的ATP，是生命活動(dòng)所需能量的直接來(lái)源C結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為APPP，其中A表示腺嘌呤D細(xì)胞分裂時(shí)，伴隨著ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化DATP和和ADP可以相互轉(zhuǎn)化可以相互轉(zhuǎn)化 下列關(guān)于 ATP ADPPi能量的反應(yīng)式的敘述，正確的是()A物質(zhì)可逆，能量不可逆B能量可逆，物質(zhì)不可逆C兩者均可逆D生物體內(nèi)ADP轉(zhuǎn)化成ATP的能量都來(lái)自呼吸作用 解析：正確認(rèn)識(shí)ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化過(guò)程是否是可逆反應(yīng)。本題要從物質(zhì)、能量、酶等方面進(jìn)行分析。ADP和Pi是合成ATP的原料，也是ATP分解的產(chǎn)物，故從轉(zhuǎn)換式中的物質(zhì)來(lái)看是可逆的。而從能量方面來(lái)分析，ATP合成所需要的能量主要來(lái)自生物體呼吸作用所釋放出來(lái)的一部分能量，綠色植物還可來(lái)自葉綠體色素吸收的太陽(yáng)能；而ATP分解，由高能磷酸鍵斷裂釋放出的能量用于各項(xiàng)生命活動(dòng)?？梢?jiàn)物質(zhì)可逆，能量不可逆。答案：A名師點(diǎn)睛：在分析ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化時(shí)，要注意與之相關(guān)的概念的辨析：能量的釋放、轉(zhuǎn)移和利用，物質(zhì)可逆、能量不可逆，合成所需要的能量和ATP水解釋放的能量性質(zhì)是不同的。變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練1ATP在細(xì)胞中能夠釋放能量和儲(chǔ)存能量，從其化學(xué)結(jié)構(gòu)看，原因是()腺苷很容易吸收能量和釋放能量第三個(gè)高能磷酸鍵很容易斷裂和再結(jié)合第三個(gè)磷酸基團(tuán)(遠(yuǎn)離腺苷的那個(gè))很容易從ATP上脫離，使ATP轉(zhuǎn)化為ADP，同時(shí)釋放能量ADP可以在酶的作用下迅速與一分子磷酸結(jié)合，吸收能量形成第二個(gè)高能磷酸鍵遠(yuǎn)離腺苷的那個(gè)，使ADP轉(zhuǎn)變成ATPA BC DCATP的利用的利用 下列生命現(xiàn)象中不伴有ATP消耗的是()A神經(jīng)沖動(dòng)的傳導(dǎo)B含羞草受到刺激小葉合攏C葡萄糖在小腸中被吸收D根尖生長(zhǎng)點(diǎn)細(xì)胞有絲分裂解析：含羞草受到刺激小葉合攏是由分布在葉片中的水分布改變而引起的，而水的運(yùn)輸方式是自由擴(kuò)散，不需要ATP。神經(jīng)沖動(dòng)的傳導(dǎo)是電能，葡萄糖在小腸中被吸收是滲透能，根尖生長(zhǎng)點(diǎn)細(xì)胞有絲分裂是化學(xué)能，都由ATP轉(zhuǎn)化而來(lái)。答案：B名師點(diǎn)睛：ATP主要為細(xì)胞的主動(dòng)運(yùn)輸(如Ca2、Mg2通過(guò)主動(dòng)運(yùn)輸進(jìn)入番茄細(xì)胞時(shí)要消耗能量)，生物發(fā)電(如電鰩)、發(fā)光，肌肉收縮，大腦思考等提供能量。變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練2用小刀將數(shù)十只螢火蟲(chóng)的發(fā)光器割下，干燥后研成粉末狀，取兩等份分別裝入兩個(gè)小玻璃瓶中，各加入少量的水，使之混合，可見(jiàn)到玻璃瓶中發(fā)出淡黃色熒光，經(jīng)過(guò)15 min熒光消失。這時(shí)，再將ATP溶液加入其中一個(gè)玻璃瓶中，將葡萄糖溶液加入另一個(gè)玻璃瓶中，可觀察到加ATP溶液的玻璃瓶中有熒光出現(xiàn)，而加葡萄糖溶液的玻璃瓶中沒(méi)有熒光出現(xiàn)(如下圖)。(1)干燥后研成粉末狀的物質(zhì)含有_。(2)兩個(gè)玻璃瓶最后的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象說(shuō)明_。(3)寫(xiě)出螢火蟲(chóng)發(fā)光過(guò)程中能量的轉(zhuǎn)化形式_。答案：(1)ATP(2)螢火蟲(chóng)的熒光是由ATP釋放的能量轉(zhuǎn)化而成的(3)ATP中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化成光能