学年高中生物北师大版必修一教学案第5章 第1节 生命活动的直接能源ATP Word版含答案文档格式.docx
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[跟随名师·
解疑难]
细胞中绝大多数需要能量的生命活动都是由ATP直接供能的
需能的生命活动 需能的生命活动
←ATP→
ATP中的化学能可以直接转化成其他各种形式的能,用于各项生命活动。
这些能量的形式主要有以下6种:
(1)渗透能:
细胞的主动运输是逆浓度梯度进行的,物质跨膜移动所做的功消耗了能量,这些能量叫做渗透能,渗透能来自ATP。
(2)机械能:
细胞内各种结构的运动都是在做机械运动,所消耗的就是机械能。
例如,肌细胞的收缩、草履虫纤毛的摆动、精子尾部的摆动、有丝分裂期间染色体的运动、腺细胞对分泌物的分泌等,都是由ATP提供能量来完来的。
(3)电能:
大脑的思考,神经冲动在神经纤维上的传导,以及电鳐、电鳗等动物体内产生的生物电等,它们所做的电功消耗的就是电能。
电能是由ATP提供的能量转化而成的。
(4)化学能:
细胞内物质的合成需要化学能,如小分子物质合成大分子物质时,必须有直接或间接的能量供应。
(5)光能:
生物体用于发光的能量直接来自ATP,如萤火虫的发光。
(6)热能:
通常情况下,热能的形成往往是细胞能量转化和传递过程中的副产品。
此外,ATP释放的能量中,一部分能量也能用于动物体温的提升和维持。
1.下列植物的生理活动中,不消耗ATP的是( )
A.根毛细胞吸收水分 B.小肠上皮细胞吸收氨基酸
C.根细胞吸收无机盐D.分生区细胞的分裂
解析:
根毛细胞是渗透吸水,不消耗能量。
答案:
A
2.据测定,世界著名重量级拳王——霍利菲尔德平均每次出拳的力量高达200磅,能引起如此之高的拳击力量的直接供能物质是( )
A.人体细胞内的ATP B.人体细胞内的葡萄糖
C.人体细胞内的脂肪D.人体细胞内的蛋白质
ATP的分子简式
[自读教材·
(1)中文名称:
三磷酸腺苷。
(2)结构简式:
A-P~P~P。
(3)符号含义:
符号
P
-
~
含义
腺苷
磷酸基
普通化学键
高能磷酸键
(4)结构特点:
①ATP是细胞内的一种高能磷酸化合物,含有两个高能磷酸键。
②ATP的化学性质不稳定。
在有关酶的催化作用下,远离腺苷的高能磷酸键易水解,释放出大量能量。
(5)功能:
直接给细胞生命活动提供能量。
1.ATP的分子组成及特点
2.ATP的结构特点
(1)组成特点:
一分子ATP含一个腺苷和三个磷酸基。
(2)高能磷酸键:
一分子ATP中含有两个高能磷酸键,其中远离腺苷的高能磷酸键易水解和重新形成。
[关键一点] ATP的结构特点可用“一、二、三”来总结,即一个腺苷,二个高能磷酸键,三个磷酸基。
3.ATP的生理功能
细胞代谢所需的能量是由细胞内的ATP直接提供的。
ATP是细胞代谢所需能量的直接来源。
4.ATP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,其他能源物质只有转化为ATP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。
3.“高能磷酸键”中的“高能”是指该键( )
A.键能高B.活化能高
C.水解释放的能量多D.A、B、C都是
ATP为高能磷酸化合物,其含有的高能量主要贮存在高能磷酸键中,而这个高能磷酸键是指在水解时释放的能量高。
C
4.ATP中大量化学能储存在( )
A.腺苷内B.磷酸基内
C.腺苷和磷酸基连接的键内D.高能磷酸键内
ATP是高能磷酸化合物,其分子简式为A-P~P~P,其中腺苷与磷酸基之间的化学键不是高能磷酸键,远离腺苷的两个是高能磷酸键。
ATP的大量化学能就储存在高能磷酸键中。
D
ATP的储能和放能过程
(1)相互转化反应式:
ATP+ADP+Pi+能量。
(2)ATP合成的能量来源:
①动物、人、真菌及大多数细菌:
呼吸作用。
②绿色植物:
光合作用、呼吸作用。
(3)ATP释放的能量来源:
ATP中远离A的高能磷酸键。
(4)相互转化特点:
①ATP和ADP相互转化时刻不停地发生且处于动态平衡之中。
②ATP和ADP相互转化的能量供应机制,是生物界的共性。
1.ATP水解释放能量
(1)反应式:
ATPADP+Pi+能量。
(2)能量来源:
ATP中远离腺苷的高能磷酸键的断裂。
(3)能量去路:
用于各种需能的生命活动。
(4)反应场所:
活细胞内的多种场所(如细胞膜、细胞质基质和细胞核等)。
2.ATP合成储存能量
ADP+Pi+能量ATP。
①绿色植物、动物、人、真菌和大多数细菌呼吸作用分解有机物释放的能量。
②绿色植物光合作用吸收转化的光能。
ATP中高能磷酸键的形成。
叶绿体、线粒体和胞质溶胶。
3.ATP和ADP相互转化的意义
ATP在细胞内含量很少,由于ATP和ADP之间在细胞内相互转化十分迅速,使细胞内ATP含量总是处于动态平衡之中。
5.在生物体内,ATP与ADP是可以相互转变的。
对这种转变的叙述,错误的是( )
A.ATP转变成ADP时,释放能量
B.ADP转变成ATP时,需要能量
C.这一转变过程需要酶参与
D.这一转变过程说明物质与能量代谢都是可逆的
ATP与ADP的相互转变都需要酶的催化,而且是两种不同的酶。
ATP转变成ADP时,释放能量,供生命活动利用;
ADP转变成ATP时,需要能量。
两者之间的相互转变不是可逆反应,物质可逆而能量不可逆。
6.ATP是生物体内的高能化合物。
人和动物的生命活动所需要的ATP主要通过________作用释放的能量来合成。
植物体内ADP转化成ATP所需要的能量主要来自________作用和________作用。
ATP中________水解,释放能量用于生命活动。
植物叶肉细胞中含有叶绿体和线粒体,可以通过光合作用和细胞呼吸形成ATP,而动物细胞中只含有线粒体,只能通过呼吸作用形成ATP。
呼吸 光合 呼吸 高能磷酸键
[例1] 用小刀将数十只萤火虫的发光器割下,干燥后研成粉末状,取两等份分别装入两个小玻璃瓶中,各加入少量的水,使之混合,可见到玻璃瓶中发出淡黄色荧光,经过15min荧光消失。
这时,再将ATP溶液加入其中一个玻璃瓶中,将葡萄糖溶液加入另一个玻璃瓶中,可观察到加ATP溶液的玻璃瓶中有荧光出现,而加葡萄糖溶液的玻璃瓶中没有荧光出现(如下图)。
(1)干燥后研成粉末状的物质含有____________________________________________。
(2)两个玻璃瓶最后的实验现象说明_________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)写出萤火虫发光过程中能量的转化形式_________________________________
[解析] ATP是生物体内的直接能源物质,它释放的能量可以直接转化成光能、电能、机械能等。
[答案]
(1)ATP
(2)萤火虫的荧光是由ATP释放的能量转化而成的 (3)ATP中的化学能转化成光能
1.在下列生理活动中,不能使ADP增加的是( )
A.植物细胞发生质壁分离
B.抗体的合成与分泌
C.肌肉细胞吸收K+
D.正常人在一般情况下,原尿中含有一定量的葡萄糖,而尿液中却没有
不能使ADP增加,即不消耗ATP。
所列生理活动中,植物细胞发生质壁分离是渗透作用的结果,不消耗能量;
抗体的合成与分泌需要消耗ATP;
肌肉细胞吸收K+以及肾小管对葡萄糖的吸收均属于主动运输,需要载体协助并且消耗能量。
[例2] ATP在细胞中能够释放能量和储存能量,从其化学结构看,原因是( )
①腺苷很容易吸收能量和释放能量
②第三个高能磷酸键很容易断裂和再结合
③第三个磷酸基(远离腺苷的那个)很容易从ATP上脱离,使ATP转化为ADP,同时释放能量
④ADP可以在酶的作用下迅速与一分子磷酸结合,吸收能量形成第二个高能磷酸键(远离腺苷的那个),使ADP转变成ATP
A.①③B.②④
C.③④D.①④
[解析] ATP含有三个磷酸基,一个普通化学键、两个高能磷酸键,ATP水解时第二个高能磷酸键(远离腺苷的那个)断裂,储存在高能磷酸键中的能量释放出来,ATP转化为ADP。
在有关酶的催化下,ADP与Pi结合,吸收能量,又可形成第二个高能磷酸键(远离腺苷的那个),ADP又转化为ATP。
[答案] C
2.下列关于ATP的叙述中,正确的是( )
A.ATP分子中所有化学键都储存着大量的能量,所以被称为高能磷酸化合物
B.三磷酸腺苷可简写为A~P~P-P
C.ATP中大量的能量都储存在腺苷和磷酸基中
D.ATP中大量的能量储存在高能磷酸键中
三磷酸腺苷的分子式可简写为A-P~P~P,其中,P与P之间的高能磷酸键储存着大量的能量,所以称为高能磷酸化合物。
[例3] 对:
“ATPADP+Pi+能量”的叙述中,正确的一项是( )
A.ATP分子由1个腺嘌呤和3个磷酸基组成
B.反应向左进行和向右进行所需的酶都是一样的
C.ATP和ADP之间可以时刻转化,处于动态平衡之中
D.绿色植物体内合成ATP所需的能量完全来自光合作用
[解析] A项ATP由1个腺苷和3个磷酸基组成,腺苷由1分子腺嘌呤和1分子核糖组成;
B项反应向左进行是ATP的合成反应,酶Ⅱ属于合成酶,反应向右进行是ATP的水解反应,酶Ⅰ属于水解酶;
C项ATP和ADP在细胞内时刻不停地发生相互转化,从而保证了生命活动的顺利进行;
D项绿色植物体内合成ATP的能量来源有两个:
一是光合作用吸收的光能;
二是呼吸作用分解有机物释放的化学能。
归纳拓展 ATP与ADP的相
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