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1、第一节 细胞与能量,第三章 细胞的代谢,方式一 “银烛秋光冷画屏，轻罗小扇扑流萤。天阶夜色凉如水，卧看牵牛织女星。”让我们重温唐代诗人杜牧这首情景交融的诗作秋夕。可是大家是否想过：(1)萤火虫为什么要发光？(吸引异性来交尾)；(2)萤火虫的发光需要能量吗？(需要)；(3)我们知道，糖类、油脂和蛋白质都贮存着能量，这些物质能为萤火虫发光直接提供能量吗？(不能)。研究表明能为萤火虫发光直接提供能量的是ATP，这节课我们就来了解ATP。,方式二 纯净的ATP是一种白色粉末，能溶于水，ATP片剂可以口服，注射液可静脉注射或肌肉注射，主要用于辅助治疗肌肉萎缩、脑溢血后遗症、心肌炎等疾病。这节课我们就来了
2、解ATP的有关知识。,新知导学,达标检测,内容索引,新知导学,一、吸能、放能反应和ATP的结构,1.能量的转化 (1)化学能：活细胞中的各种分子，由于其中原子的排列而具有 ，是细胞内 的能量形式。 (2)能量的转换：细胞中的“燃料分子”(如 )被氧化时释放的化学能，用于各种 。 (3)能量守恒定律：能量只能从一种形式转变为另一种形式，既不会被 ，也不能被 。生物体内或细胞中发生的只是各种能量形式的 。,最主要,葡萄糖,势能,生命活动,消灭,创造,相互转变,2.吸能反应和放能反应 (1)吸能反应 概念：产物分子中的势能比反应物分子中的势能 的反应。 举例：如 作用、氨基酸合成蛋白质的反应等。 (
3、2)放能反应 概念：产物分子中的势能比反应物分子中的势能 的反应。 举例： 等。 (3)吸能反应与放能反应的联系 吸能反应常利用放能反应所产生的 。 ATP是细胞中放能反应和吸能反应的 。,光合,低,高,细胞呼吸,能量,纽带,3.ATP的结构 (1)中文名称： 。 (2)结构简式及符号含义a： ；b： ；c： ；d： 。 (3)结构特点 ATP是细胞内普遍存在的高能磷酸化合物，含有 个高能磷酸键。 ATP化学性质不稳定。连接两个磷酸基团之间的高能磷酸键 ， 易水解，高能磷酸键释放的能量比连接在糖分子上的普通磷酸键要 。,腺苷三磷酸,核糖,腺嘌呤,磷酸基团,高能磷酸键,不稳定,多,两,1.ATP
4、的组成元素为C、H、O、N、P；含有3个磷酸基团，2个高能磷酸键；ATP彻底水解会得到腺嘌呤、核糖和磷酸；ATP去掉两个磷酸基团后形成的结构就是腺嘌呤核糖核苷酸，是构成RNA的基本单位之一。,2.ATP是直接能源物质的验证 用小刀将数只萤火虫的发光器割下，使其干燥后研成粉末。取两支试管，分别标上A、B，各加入2 mL水和等量的萤火虫发光器研磨粉末，结果发现两支试管中均有短时间的黄色荧光出现。一段时间后黄色荧光消失，再分别进行处理后出现的结果如图：(1)加入葡萄糖的试管A不发出黄色荧光说明葡萄糖不是直接供能物质。 (2)加入ATP溶液的试管B能持续发光，说明ATP是直接供能物质。,例1 (201
5、7嘉兴月考)下列关于细胞内能量的有关说法，错误的是 A.在细胞内，通常一个吸能反应要伴随着一个放能反应 B.细胞中的放能反应一般与ATP的水解相联系 C.植物细胞内最重要的吸能反应是光合作用，最重要的放能反应是糖的氧化 D.能量只能从一种形式变为另一种形式，不会被消失，也不会被创造,解析,答案,解析 细胞中的放能反应一般与ATP的合成相联系，B错误。,ATP与光合作用及细胞呼吸的关系 (1)与光合作用的关系(2)与细胞呼吸的关系,例2 如图表示ATP的结构，下列相关说法正确的是A.b键断裂后形成ADP和Pi B.图中的3表示ATP中的字母A C.由1、2、3各一分子形成的物质是组成DNA的基本
6、单位之一 D.a键断裂释放的能量可以直接用于生命活动,答案,解析,解析 a键断裂后形成ADP和Pi，A项错误； ATP中的字母A表示腺苷，图中的3表示腺嘌呤，B项错误； 由1、2、3各一分子形成的是腺嘌呤核糖核苷酸，它是组成RNA的基本单位之一，C项错误； ATP是生命活动所需能量的直接来源，a键断裂所释放的能量可以直接用于生命活动，D项正确。,二、ATPADP循环,1.ATPADP循环的过程,ATP的合成,脱水合成,吸能反应,2.ATPADP循环与吸能反应、放能反应的关系 (1)原理 将ATP水解这一放能反应所释放的能量用于另一吸能反应。 (2)举例 在肌肉收缩过程中，ATP先使肌肉中的能量
7、增加，改变形状，这是 反应。然后肌肉做功，失去能量，恢复原状，这是 反应。 3.意义：ATP是细胞中普遍使用的 ，又称为“ ”。,放能,能量通货,吸能,能量载体,1.ATP与ADP的相互转化 (1)ATP与ADP在细胞内的相互转化是十分迅速的，且物质可以重复利用，因此，能满足生命活动对能量的需要。 (2)ATP在生物体内含量很低，但是ATP与ADP在细胞内的转化十分迅速，从而使细胞内ATP的含量总是处于动态平衡中。,归纳总结,(3)ATP与ADP间的相互转化过程不可逆综上所述，ATP和ADP相互转化的过程应判断为“物质是可逆的，能量是不可逆的”或解释为“物质是可以循环利用的，能量是不能循环的”
8、。,2.生物体中与能量有关的物质 (1)直接能源物质ATP。 (2)主要的能源物质糖类。 (3)主要的贮能物质油脂。 (4)植物特有的贮能物质淀粉。 (5)动物特有的贮能物质糖元。 (6)最终能量来源太阳能。,例3 对“ ”的叙述中，正确的是 A.过程和过程所需的酶是一样的 B.过程的能量供各项生命活动利用，过程的能量来自糖类等有机物的氧化分解 C.过程和过程时刻发生，处于动态平衡之中 D.ATP中的能量可来源于光能、热能，也可以转化为光能、热能,答案,解析,解析 过程为水解酶催化的水解反应，释放的能量可供各项生命活动利用，过程为合成酶催化的合成反应，能量来源于细胞呼吸中糖类等有机物的氧化分解
9、，在绿色植物中还可来源于光合作用吸收并转化的光能，故A、B项错误； 生物体内ATP的水解与合成时刻发生，处于动态平衡之中，C项正确； ATP中的活跃化学能可来源于光能，但不能来源于热能，ATP中的活跃化学能可以转变为光能、热能、机械能、电能等多种形式的能量，D项错误。,例4 分析ATP与ADP相互转化的示意图(如图所示)，回答下列问题：(1)图中Pi代表无机磷酸，则B为_，C为_。,答案,解析 在ATP和ADP的相互转化过程中，ATP水解产生Pi，合成则需要Pi，通过分析示意图可判断出B为ATP，C为ADP。,解析,ATP,ADP,(2)E不是物质，E1的来源是_，E2的来源是_。,答案,解析
10、 光能或生物化学反应释放的能量可用于形成ATP。ATP水解时，其末端的高能磷酸键断裂释放能量。,解析,ATP中高能磷酸键断裂释放出的能量,光能或有机物氧化分解释放的能量,(3)人体肌肉细胞的收缩与图中_(用图中字母和箭头表示)过程有关。,解析 肌肉收缩是耗能过程，由ATP直接供能，与图中BC这一过程有关。,BC,学习小结,A-PPP,能量通货,“ ”,达标检测,1.(2017绍兴诸暨中学高一期中)ATP是细胞中重要的高能磷酸化合物。下列有关叙述错误的是 A.ATP中的A由腺嘌呤和核糖组成 B.ATP中含有3个高能磷酸键 C.ATP水解所释放的能量可用于肌肉收缩 D.ATP在细胞中易于再生，是细
11、胞中普遍使用的能量载体,解析 ATP中的A由腺嘌呤和核糖组成，A正确； ATP中含有2个高能磷酸键，B错误； ATP水解所释放的能量可用于肌肉收缩，C正确； ATP在细胞中易于再生，是细胞中普遍使用的能量载体，D正确。,1,2,3,解析,答案,4,5,2.下列反应中，不属于放能反应的是 A.二氧化碳和水合成葡萄糖 B.氨基酸分解成二氧化碳、水和尿素 C.糖分解为二氧化碳和水 D.ATP水解为ADP和Pi,答案,1,2,3,4,5,解析,1,2,3,4,5,解析 二氧化碳和水通过化能合成反应或光合作用合成葡萄糖，这两过程分别需要吸收化学能或光能，A正确； 氨基酸分解成二氧化碳、水和尿素，属于放能
12、反应，B错误； 细胞呼吸的本质是分解有机物，释放能量，属于放能反应，C错误； ATP的水解释放能量，属于放能反应，D错误。,3.ATP中大量化学能贮存在 A.腺苷内 B.磷酸基团内 C.腺苷和磷酸基团连接键内 D.高能磷酸键内,解析 ATP是高能磷酸化合物，它的结构简式是APPP，其中腺苷与磷酸基团之间的结合键()不是高能磷酸键，另有两个高能磷酸键()；高能磷酸键内含有较高的能量，ATP分子中的大量化学能就贮存在高能磷酸键内。,1,2,3,4,5,解析,答案,4.海洋中的鮟鱇鱼有发光现象，其光能由 A.电能转变而来 B.ATP转化成ADP时释放的化学能转变而来 C.热能转变而来 D.有机物进行
13、氧化分解释放的机械能转变而来,解析 生物各项生命活动所需要的直接能源来自于ATP的水解释放。,答案,解析,1,2,3,4,5,解析 每个ATP分子中三个磷酸基团之间形成了2个高能磷酸键。解析 图中a表示动植物都能进行的产能过程即细胞呼吸，绿色植物还能通过光合作用产能，所以b为光合作用。,1,2,3,5.(2018绍兴月考)如图是有关ADP转化成ATP时所需能量的主要来源示意图，据图回答下列问题：(1)1分子ATP中含有_个高能磷酸键。(2)图中的a、b代表的生理过程分别是_、_。,4,5,答案,解析,2,细胞呼吸 光合作用,1,2,3,(3)若动物和人产生的能量可以用于c，则c指_。(4)在动
14、物肌细胞中，进行反应时，释放的能量来自_ _。,4,5,答案,解析 c是指ATP水解产生的能量，它用于各项生命活动。,解析,生命活动,酸键中的化学能,远离腺苷的高能磷,解析 动物肌细胞中，过程产生的能量来自于ATP中远离腺苷的高能磷酸键的断裂。,1,2,3,(5)反应进行时所需要的酶_(填“相同”或“不同”)，原因是_。,4,5,答案,解析 反应中酶是不同的，因为是两个不同的反应且酶具专一性，而且其作用的场所不同。,解析,和是两个不同的反应，而酶具有专一性,不同,1,2,3,4,5,答案,解析 反应为ATP的合成反应，其能量储存在ATP中。 反应为ATP的水解反应，释放的能量用于生物体的各项生命活动。在ATP与ADP的相互转化中，物质是可逆的，能量是不可逆的。,解析,(6)进行反应时能量用于_，进行反应时能量用于_ _，由此可见在ATP与ADP的相互转化中能量是_，物质是_。,合成ATP,可逆的,各项生命,活动,不可逆的,
