《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》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《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(33頁(yè)珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
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
2、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A
3、TP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類型水解反應(yīng)合成反應(yīng)條件水解酶
4、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、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、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,而且糖類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“
5、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,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
6、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
7、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)
8、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?;瘜W(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)
9、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
10、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
11、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)。可見(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)
12、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
13、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