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1、第11课时细胞与能量目标导读1.举例说出吸能反应和放能反应。2.简述ATP的化学组成和结构特点。3.结合ATPADP循环示意图，解释ATP在能量代谢中的作用。 重难点击ATPADP循环及其意义。一能量的转化、吸能反应和放能反应1能量的转化萤火虫要从外界摄取食物，这些食物中的有机物进入萤火虫体内后，在消耗氧气的条件下，有机物中的化学能被释放出来，产生热和光，同时释放CO2。据此说明：(1)能量不会被消灭，也不能被创造，只能从一种形式转变成另一种形式。(2)所有生物都要不断地与外界发生物质和能量的交换，生物体和细胞必须是开放系统。2吸能反应和放能反应分析下面3个反应然后归纳：反应一氨基酸脱水缩合形
2、成蛋白质的过程中，氨基酸含有的总能量要小于蛋白质含有的总能量。反应二光合作用能将CO2和水合成糖，CO2和水含能很少，而糖含能较多。反应三糖在细胞中逐步氧化，最终生成CO2和水。(1)反应一和反应二中，产物分子中的势能比反应物分子中的势能高，这样的反应是吸能反应。(2)反应三过程称为细胞呼吸，它是细胞中最重要的放能反应。(3)吸能反应所需要的能量一般来自放能反应，联系两者之间的纽带是腺苷三磷酸(ATP)归纳总结1能量转化的意义由于活细胞不断地进行新陈代谢，时刻发生着各种化学变化，不断地合成新的物质，又不断地有物质被分解，因而细胞内不断地发生着能量的转化。2吸能反应和放能反应活学活用1细胞呼吸是
3、放能反应，光合作用是吸能反应，下列叙述中错误的是()A光合作用的反应物(二氧化碳和水)含能较少B光合作用的产物(糖)含能较多C细胞呼吸的反应物(糖)含能较少D细胞呼吸的产物(二氧化碳和水)含能较少答案C解析光合作用是吸能反应，因此其产物(糖)含能较多，反应物(二氧化碳和水)含能较少。细胞呼吸是放能反应，因此其反应物(糖)含能较多，产物(二氧化碳和水)含能较少。二ATP是细胞中的能量通货ATP不仅是细胞中放能反应和吸能反应的纽带，更是细胞中的能量通货，结合下面材料探究。1ATP的结构从图中可思考：(1)ATP的结构简式可表示为APPP，其中“A”代表的是腺苷，包含图中的腺嘌呤和核糖；“P”代表磷
4、酸基团，有3个。(2)ATP中共含有3个磷酸键，其中2个比较不稳定，水解时释放的能量多，称为高能磷酸键，如图中的B、C。小贴士水解自由能在20.92 kJ/mol以上的磷酸化合物称为高能磷酸化合物，ATP中的高能磷酸键水解时释放的能量高达30.54 kJ/mol，是一种高能磷酸化合物。(3)如果ATP彻底水解会得到哪些成分？ 答案ATP彻底水解会得到腺嘌呤、核糖和磷酸。2ATPADP循环(1)ATP和ADP的转化过程：ATP的化学性质不稳定，在有关酶的催化作用下ATP分子中远离A的那个高能磷酸键容易水解，形成游离的Pi(磷酸)，同时，贮存在这个高能磷酸键中的能量释放出来，ATP就转化成ADP；
5、在有关酶的催化作用下，ADP可接受能量，同时与一个游离的Pi结合，重新形成ATP。(2)有人说ATP和ADP相互转化的过程是个可逆反应，这种说法合适吗？通过下面的分析来解答：从反应条件上看：ATP的分解是一种水解反应，而ATP的合成是一种脱水合成反应，反应不同，所用的酶不同。因此，上述反应的条件是不相同(相同、不相同)的。从能量上看：ATP水解的能量用于吸能反应，不能再由Pi和ADP形成ATP而贮存；而合成ATP的能量来自放能反应。因此，反应中的能量流向是不可逆(可逆、不可逆)的。综上所述，ATP和ADP相互转化的过程不是(是、不是)可逆反应。小贴士ATP在细胞内的含量很少，但ATP与ADP在
6、细胞内的相互转化十分迅速，所以可以为生命活动提供直接能源，也使细胞内ATP的含量总处在动态平衡之中。(3)为什么说ATP是细胞内流通的“能量通货”？答案细胞中绝大多数需要能量的生命活动都是由ATP直接提供的。能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间循环流通。因此，可以形象地把ATP比喻成细胞内流通的“能量通货”。归纳总结活学活用2在“ATPADPPi能量”的反应式中，下列说法正确的是()A物质和能量都是可逆的，酶相同B物质和能量都是不可逆的，酶不相同C物质是可逆的，能量是不可逆的，酶不相同D能量是可逆的，物质是不可逆的，酶相同答案C解析在ATP的合成与水解过程中，所需的酶是不同的，前者所需的
7、酶是ATP合成酶，后者所需的酶是ATP水解酶。ATP和ADP、Pi这几种物质是可逆的，即可在细胞中反复利用，但能量是不可逆的，因为ATP水解释放的能量只能用于各项生命活动，而合成ATP的能量主要来自于糖类等有机物的氧化分解，因而能量是不可逆的。当堂检测1当品尝各种美味佳肴时，你不得不感谢腺苷三磷酸(ATP)这种化学物质。新的研究显示，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信息传递给大脑的过程中起到了关键的作用。据以上信息我们不能推出的结论是()AATP与能量供应有关B作为信息分子的ATP不能提供能量CATP也可作为信息传递分子D神经细胞膜外表面可能有ATP的受体答案B解析ATP
8、是直接供能物质，而新的研究表明ATP在味道信息传递中起关键作用，说明ATP还可以作为信息传递分子。2下面是ATP在酶的作用下水解后的产物及释放能量，其中表述正确的是()AAPPPi能量 BAPPPi能量CAPPPi能量 DAPPPi能量答案A3ATP中的大量化学能贮存在()A腺苷内B磷酸基团内C腺苷和磷酸基团连接键内D高能磷酸键内答案D解析ATP是高能化合物，它的分子简式是APPP，其中腺苷与磷酸之间的结合键()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。4ATP转化为ADP可表示如下：式中X代表()AH2O BH CP D
9、Pi答案D解析本题考查了ADP和ATP的相互转化过程中，物质是可逆的，能量是不可逆的。5化学上把_能量的反应叫做吸能反应，把_能量的反应叫做放能反应。如果反应物的总能量大于生成物的总能量，那么该反应是_反应；如果反应物的总能量小于生成物的总能量，那么在反应中需要_，该反应为_反应。答案吸收放出放能吸收能量吸能解析吸收能量的反应叫做吸能反应，放出能量的反应叫做放能反应。若反应物的总能量大于生成物的总能量，则反应中会放出能量；若反应物的总能量小于生成物的总能量，则反应中会吸收能量。40分钟课时作业基础过关知识点一能量的转化、吸能反应和放能反应1下列关于吸能反应和放能反应的叙述，正确的是()A吸能反
10、应产物分子中的势能比反应物分子中的势能高B光合作用是植物细胞中唯一的吸能反应C细胞呼吸是吸能反应D吸能反应和放能反应完全独立答案A知识点二ATP是细胞中的能量通货2ATP中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、腺嘌呤答案B解析ATP的中文名称为腺苷三磷酸，其结构简式为APPP，其中A代表腺苷，T代表三个，P代表磷酸基团。330个腺苷和60个磷酸基团最多能组成多少个ATP()A10个 B20个 C30个 D40个答案B解析每个ATP分子中含有三个磷酸基团，因此60个磷酸基团最多能组成20个ATP。4萤火虫在夏夜发出绿色的光
11、，其直接能量来源是()A由葡萄糖转变而来B由其体内的荧光素酶转变而来C由ATP水解而来D由有机物进行氧化分解释放的化学能转变而来答案C解析在生物的新陈代谢中，糖类、脂质、蛋白质分解都能提供能量，但这些能量产生时，有一部分以热能形式散失，有一部分能量转移给ADP形成ATP，贮存在ATP的高能磷酸键内。而各项生命活动由ATP直接提供能量，ATP提供能量的过程亦称ATP的水解。5在人体细胞内同时存在两个过程：ATPADPPi能量，下列关于过程和过程中能量的叙述，正确的是()A过程和过程中的能量均来自糖类等有机物的氧化分解B过程和过程中的能量均供人体各项生命活动直接利用C过程的能量供人体各项生命活动利
12、用，过程的能量来自糖类等有机物的氧化分解D过程的能量来自于糖类等有机物氧化分解，过程的能量供人体各项生命活动利用答案C解析人体细胞中，ATP分解后释放的能量用于各项生命活动的进行；而生成ATP的能量主要来自有机物的氧化分解。6下列关于ATP的叙述，与事实不符的是()A合成ATP所需的能量由磷酸提供B细胞质和细胞核中都有ATP分布CATP可以水解为一个核苷酸和两个磷酸基团D正常细胞中ATP与ADP的比值在一定范围内变化答案A解析合成ATP的能量来自于光合作用中的光能或者是来自于细胞呼吸中的化学能；只要有需要ATP的场所均有ATP分布；ATP可以是由腺嘌呤核糖核苷酸和两个磷酸基团组成；ATP与AD
13、P的含量在一定范围内变化。能力提升7如图表示的是ATP和ADP之间的转化图，可以确定()AA为ADP，B为ATPB能量1和能量2来源相同C酶1和酶2是同一种酶DX1和X2是同一种物质答案D解析由图中能量的方向可以看出，A为ATP，B为ADP；能量1来自ATP中高能磷酸键的水解所释放的化学能，能量2在动物体内来自有机物氧化分解释放的化学能，在植物体内除来自有机物氧化分解所释放的化学能外，还可来自光能；酶1和酶2分别是水解酶和合成酶；X1和X2是同一种物质Pi。8科学家研究发现，向刚刚失去收缩功能的离体肌肉上滴葡萄糖溶液，肌肉不收缩；向同一条肌肉上滴ATP溶液，肌肉很快就发生明显的收缩现象。这种现
14、象说明了()A葡萄糖是生物体生命活动的能源物质BATP是生物体生命活动的能源物质C葡萄糖是生物体生命活动的直接能源物质DATP是生物体生命活动的直接能源物质答案D解析题干所述现象表明葡萄糖不能直接供给生命活动能量而ATP可以，说明ATP是生物体生命活动的直接能源物质。9ATP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()腺苷很容易吸收能量和释放能量第三个高能磷酸键很容易断裂和再结合第三个磷酸基团很容易从ATP上脱离，第二个高能磷酸键断裂，使ATP转变成ADP；反之，亦容易形成ATPADP可以在酶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，使ADP转变成ATPA B C D答案C解析解该题，要熟悉ATP的结构简式：APPP，其简式中含有两个高能磷酸键，并非三个；在酶作用下，远离腺苷的高能磷酸键断裂，形成ADP和Pi(磷酸)，该键又可在接受能量的时候，加上一分子磷酸再次形成ATP。在这里，高能磷酸键的断裂和再形成，保证了能量的释放和贮存。10. ATP在细胞内的含量及其生成速度分别为()A很多、很快 B很少、很慢C很多、很慢 D很少、很快
