第4章第1节生命活动的直接能源

1、第第4 4章章理解理解教材教材新知新知把握把握热点热点考向考向知识点一知识点一知识点二知识点二知识点三知识点三考向一考向一考向二考向二 应用创新演练应用创新演练第第1 1节节考向三考向三 1. 1.一切生命活动都离不开能量。糖类是为生一切生命活动都离不开能量。糖类是为生 命活动提供能量的主要能源物质，命活动提供能量的主要能源物质，ATPATP是是 生物体的直接能源物质。生物体的直接能源物质。 2.1 2.1个个ATPATP分子由分子由1 1个腺苷和个腺苷和3 3个磷酸基组成，个磷酸基组成， 含有含有2 2个高能磷酸键，其中远离腺苷的那个高能磷酸键很容个高能磷酸键，其中远离腺苷的那个高能磷酸键很

2、容 易断裂，释放出其中的化学能。易断裂，释放出其中的化学能。3.ATP3.ATP中能量的储存和释放，是通过中能量的储存和释放，是通过ATPATP与与ADPADP的相互转化来实的相互转化来实 现的，细胞内部时刻进行着现的，细胞内部时刻进行着ATPATP与与ADPADP的相互转化。的相互转化。 1 1ATPATP是生命活动的直接能源物质是生命活动的直接能源物质 (1) (1)原因：细胞中绝大多数需要能量的生命活动都由原因：细胞中绝大多数需要能量的生命活动都由 提供能量。提供能量。 (2) (2)实例：用于实例：用于 、细胞分泌、细胞分泌、 和和 等生命活动。等生命活动。ATPATP直接直接有机物合

3、成有机物合成肌肉收缩肌肉收缩兴奋传导兴奋传导 2 2ATPATP是细胞内流通的能量是细胞内流通的能量“通货通货” (1) (1)吸能反应一般与吸能反应一般与 的反应相联系，由的反应相联系，由ATPATP水解提供能量。水解提供能量。 (2) (2)放能反应一般与放能反应一般与 相联系，释放的能量相联系，释放的能量储存在储存在ATPATP中。中。 (3) (3)能量通过能量通过 在吸能反应和放能反应之间循在吸能反应和放能反应之间循环流通。环流通。ATPATP水解水解ATPATP的合成的合成ATPATP分子分子 细胞中绝大多数需要能量的生命活动都是由细胞中绝大多数需要能量的生命活动都是由ATPATP

4、直直接供能的接供能的 ATP ATP中的化学能可以直接转化成其他各种形式的能，用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于各项生命活动。这些能量的形式主要有以下6 6种：种： (1) (1)渗透能：细胞的主动运输是逆浓度梯度进行的，物渗透能：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，渗透能来自透能来自ATPATP。 (2) (2)机械能：细胞内各种结构的运动都是在做机械运动，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

5、缩、草履虫纤毛的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，都是由胞对分泌物的分泌等，都是由ATPATP提供能量来完来的。提供能量来完来的。 (3) (3)电能：大脑的思考，神经冲动在神经纤维上的传导，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。电能是由功消耗的就是电能。电能是由ATPATP提供的能量转化而成的。提供的能量转化而成的。 (4)

6、 (4)化学能：细胞内物质的合成需要化学能，如小分子物化学能：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。质合成大分子物质时，必须有直接或间接的能量供应。 (5) (5)光能：生物体用于发光的能量直接来自光能：生物体用于发光的能量直接来自ATPATP，如萤火，如萤火虫的发光。虫的发光。 (6) (6)热能：通常情况下，热能的形成往往是细胞能量转化热能：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，和传递过程中的副产品。此外，ATPATP释放的能量中，一部分能释放的能量中，一部分能量也能用于动物体温的提升和维持。量也能用于动物体温的

7、提升和维持。1 1下列植物的生理活动中，不消耗下列植物的生理活动中，不消耗ATPATP的是的是( () ) A A根毛细胞吸收水分根毛细胞吸收水分 B B小肠上皮细胞吸收氨基酸小肠上皮细胞吸收氨基酸 C C根细胞吸收无机盐根细胞吸收无机盐 D D分生区细胞的分裂分生区细胞的分裂 解析：解析：根毛细胞是渗透吸水，不消耗能量。根毛细胞是渗透吸水，不消耗能量。 答案：答案：A A2 2据测定，世界著名重量级拳王据测定，世界著名重量级拳王霍利菲尔德平均每次霍利菲尔德平均每次 出拳的力量高达出拳的力量高达200200磅，能引起如此之高的拳击力量的磅，能引起如此之高的拳击力量的 直接供能物质是直接供能物质

8、是 ( () ) A A人体细胞内的人体细胞内的ATP ATP B B人体细胞内的葡萄糖人体细胞内的葡萄糖 C C人体细胞内的脂肪人体细胞内的脂肪 D D人体细胞内的蛋白质人体细胞内的蛋白质 解析：解析：细胞中绝大多数需要能量的生命活动都由细胞中绝大多数需要能量的生命活动都由ATPATP直直 接提供能量。接提供能量。 答案：答案：A A(1)(1)中文名称：中文名称： 。(2)(2)结构简式：结构简式： 。(3)(3)符号含义：符号含义：三磷酸腺苷三磷酸腺苷A AP PP PP P符号符号A AP P含义含义磷酸基磷酸基普通化学键普通化学键腺苷腺苷高能磷酸键高能磷酸键 (4) (4)结构特点：

9、结构特点： ATPATP是细胞内的一种是细胞内的一种 化合物，含有化合物，含有 高高能磷酸键。能磷酸键。 ATPATP的化学性质不稳定。在有关酶的催化作用下，的化学性质不稳定。在有关酶的催化作用下， 的高能磷酸键易水解，释放出大量能量。的高能磷酸键易水解，释放出大量能量。 (5) (5)功能：功能： 给细胞生命活动提供能量。给细胞生命活动提供能量。高能磷酸高能磷酸两个两个远离腺苷远离腺苷直接直接1 1ATPATP的分子组成及特点的分子组成及特点 2 2ATPATP的结构特点的结构特点 (1) (1)组成特点：一分子组成特点：一分子ATPATP含一个腺苷和三个磷酸基。含一个腺苷和三个磷酸基。 (

10、2) (2)高能磷酸键：一分子高能磷酸键：一分子ATPATP中含有两个高能磷酸键，其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。中远离腺苷的高能磷酸键易水解和重新形成。 关键一点关键一点 ATPATP的结构特点可用的结构特点可用“一、二、三一、二、三”来总来总结，即一个腺苷，二个高能磷酸键，三个磷酸基。结，即一个腺苷，二个高能磷酸键，三个磷酸基。 3 3ATPATP的生理功能的生理功能 细胞代谢所需的能量是由细胞内的细胞代谢所需的能量是由细胞内的ATPATP直接提供的。直接提供的。ATPATP是细胞代谢所需能量的直接来源。是细胞代谢所需能量的直接来源。 4 4ATPATP的

11、结构与功能的相互关系的结构与功能的相互关系 (1)ATP (1)ATP的结构特点保证了细胞内有一个相对稳定的的结构特点保证了细胞内有一个相对稳定的能量供应库。能量供应库。ATPATP中远离腺苷的高能磷酸键容易水解和形中远离腺苷的高能磷酸键容易水解和形成，可保证成，可保证ATPATP数量的相对稳定和能量的持续供应。数量的相对稳定和能量的持续供应。 (2)ATP (2)ATP在供能中处于核心地位，其他能源物质只有在供能中处于核心地位，其他能源物质只有转化为转化为ATPATP才能为生命活动供能。在生命活动中，才能为生命活动供能。在生命活动中，ATPATP中中的能量可转化为不同形式的能。的能量可转化为

12、不同形式的能。3 3“高能磷酸键高能磷酸键”中的中的“高能高能”是指该键是指该键 ( () ) A A键能高键能高 B B活化能高活化能高 C C水解释放的能量多水解释放的能量多 D DA A、B B、C C都是都是 解析：解析：ATPATP为高能磷酸化合物，其含有的高能量主为高能磷酸化合物，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。在水解时释放的能量高。 答案：答案：C C4 4ATPATP中大量化学能储存在中大量化学能储存在( () ) A A腺苷内腺苷内 B B磷酸基内磷酸基内 C C腺苷和磷酸基连接的键

13、内腺苷和磷酸基连接的键内 D D高能磷酸键内高能磷酸键内 解析：解析：ATPATP是高能磷酸化合物，其分子简式为是高能磷酸化合物，其分子简式为A AP P P PP P，其中腺苷与磷酸基之间的化学键不是高能磷酸键，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。远离腺苷的两个是高能磷酸键。ATPATP的大量化学能就储的大量化学能就储 存在高能磷酸键中。存在高能磷酸键中。 答案：答案：D D(1)(1)相互转化反应式：相互转化反应式： 。(2)ATP(2)ATP合成的能量来源：合成的能量来源：动物、人、真菌及大多数细菌：动物、人、真菌及大多数细菌： 。绿色植物：绿色植物

14、： 、 。呼吸作用呼吸作用光合作用光合作用呼吸作用呼吸作用(3)ATP(3)ATP释放的能量来源：释放的能量来源：ATPATP中远离中远离A A的的 。(4)(4)相互转化特点：相互转化特点：ATPATP和和ADPADP相互转化时刻不停地发生且处于相互转化时刻不停地发生且处于 之中。之中。ATPATP和和ADPADP相互转化的能量供应机制，是生物界的相互转化的能量供应机制，是生物界的 。高能磷酸键高能磷酸键动态平衡动态平衡共性共性 3 3ATPATP和和ADPADP相互转化的意义相互转化的意义 ATP ATP在细胞内含量很少，由于在细胞内含量很少，由于ATPATP和和ADPADP之间在之间在细

15、胞内相互转化十分迅速，使细胞内细胞内相互转化十分迅速，使细胞内ATPATP含量总是处含量总是处于动态平衡之中。于动态平衡之中。5 5在生物体内，在生物体内，ATPATP与与ADPADP是可以相互转变的。对这种转是可以相互转变的。对这种转 变的叙述，错误的是变的叙述，错误的是( () ) A AATPATP转变成转变成ADPADP时，释放能量时，释放能量 B BADPADP转变成转变成ATPATP时，需要能量时，需要能量 C C这一转变过程需要酶参与这一转变过程需要酶参与 D D这一转变过程说明物质与能量代谢都是可逆的这一转变过程说明物质与能量代谢都是可逆的解析：解析：ATPATP与与ADPAD

16、P的相互转变都需要酶的催化，而且是的相互转变都需要酶的催化，而且是两种不同的酶。两种不同的酶。ATPATP转变成转变成ADPADP时，释放能量，供生命时，释放能量，供生命活动利用；活动利用；ADPADP转变成转变成ATPATP时，需要能量。两者之间的时，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。相互转变不是可逆反应，物质可逆而能量不可逆。答案：答案：D D6 6ATPATP是生物体内的高能化合物。人和动物的生命活动所需是生物体内的高能化合物。人和动物的生命活动所需 要的要的ATPATP主要通过主要通过_作用释放的能量来合成。植物作用释放的能量来合成。植物 体内体内ADPA

17、DP转化成转化成ATPATP所需要的能量主要来自所需要的能量主要来自_作用作用 和和_作用。作用。ATPATP中中_水解，释放能量用于生水解，释放能量用于生 命活动。命活动。 解析：解析：植物叶肉细胞中含有叶绿体和线粒体，可以通过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光合作用和细胞呼吸形成ATPATP，而动物细胞中只含有线粒，而动物细胞中只含有线粒 体，只能通过呼吸作用形成体，只能通过呼吸作用形成ATPATP。 答案：答案：呼吸光合呼吸高能磷酸键呼吸光合呼吸高能磷酸键 例例11用小刀将数十只萤火虫的发光器割下，干燥后用小刀将数十只萤火虫的发光器割下，干燥后研成粉末状

18、，取两等份分别装入两个小玻璃瓶中，各加入少研成粉末状，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，经过量的水，使之混合，可见到玻璃瓶中发出淡黄色荧光，经过15 min15 min荧光消失。这时，再将荧光消失。这时，再将ATPATP溶液加入其中一个玻璃瓶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，可观察到加中，将葡萄糖溶液加入另一个玻璃瓶中，可观察到加ATPATP溶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荧光出现( (如下图如下图) )。 (1) (1)干燥后研成粉

19、末状的物质含有干燥后研成粉末状的物质含有_。 (2) (2)两个玻璃瓶最后的实验现象说明两个玻璃瓶最后的实验现象说明_。 (3) (3)写出萤火虫发光过程中能量的转化形式写出萤火虫发光过程中能量的转化形式_。 解析解析 ATPATP是生物体内的直接能源物质，它释放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。的能量可以直接转化成光能、电能、机械能等。 答案答案 (1)ATP(1)ATP(2)(2)萤火虫的荧光是由萤火虫的荧光是由ATPATP释放释放的能量转化而成的的能量转化而成的(3)ATP(3)ATP中的化学能转化成光能中的化学能转化成光能1 1在下列生理活动中，

20、不能使在下列生理活动中，不能使ADPADP增加的是增加的是( () ) A A植物细胞发生质壁分离植物细胞发生质壁分离 B B抗体的合成与分泌抗体的合成与分泌 C C肌肉细胞吸收肌肉细胞吸收K K D D正常人在一般情况下，原尿中含有一定量的葡萄正常人在一般情况下，原尿中含有一定量的葡萄 糖，而尿液中却没有糖，而尿液中却没有解析：解析：不能使不能使ADPADP增加，即不消耗增加，即不消耗ATPATP。所列生理活动中，。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；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抗体的合成与分泌需要消耗ATPATP；

21、肌肉细胞吸收；肌肉细胞吸收K K以及肾小管对葡萄糖的吸收均属于主动运输，需要载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。体协助并且消耗能量。答案：答案：A A 例例22ATPATP在细胞中能够释放能量和储存能量，从其在细胞中能够释放能量和储存能量，从其化学结构看，原因是化学结构看，原因是 ( () ) 腺苷很容易吸收能量和释放能量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高能磷酸键很容易断裂和再结合 第三个磷酸基第三个磷酸基( (远离腺苷的那个远离腺苷的那个) )很容易从很容易从ATPATP上脱离，上脱离，使使ATPATP转化为转化为ADPA

22、DP，同时释放能量，同时释放能量 ADPADP可以在酶的作用下迅速与一分子磷酸结合，吸收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能量形成第二个高能磷酸键( (远离腺苷的那个远离腺苷的那个) )，使，使ADPADP转变转变成成ATPATP A A B B C C D D 解析解析 ATPATP含有三个磷酸基，一个普通化学键、两个含有三个磷酸基，一个普通化学键、两个高能磷酸键，高能磷酸键，ATPATP水解时第二个高能磷酸键水解时第二个高能磷酸键( (远离腺苷的那个远离腺苷的那个) )断裂，储存在高能磷酸键中的能量释放出来，断裂，储存在高能磷酸键中的能量释放出来，ATPAT

23、P转化为转化为ADPADP。在有关酶的催化下，在有关酶的催化下，ADPADP与与PiPi结合，吸收能量，又可形成第二结合，吸收能量，又可形成第二个高能磷酸键个高能磷酸键( (远离腺苷的那个远离腺苷的那个) )，ADPADP又转化为又转化为ATPATP。 答案答案 C C2 2下列关于下列关于ATPATP的叙述中，正确的是的叙述中，正确的是( () ) A AATPATP分子中所有化学键都储存着大量的能量，所以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被称为高能磷酸化合物 B B三磷酸腺苷可简写为三磷酸腺苷可简写为A AP PP PP P C CATPATP中大量的能量都储存

24、在腺苷和磷酸基中中大量的能量都储存在腺苷和磷酸基中 D DATPATP中大量的能量储存在高能磷酸键中中大量的能量储存在高能磷酸键中解析：解析：三磷酸腺苷的分子式可简写为三磷酸腺苷的分子式可简写为A AP PP PP P，其中，其中，P P与与P P之间的高能磷酸键储存着大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。量的能量，所以称为高能磷酸化合物。答案：答案：D D 解析解析 A A项项ATPATP由由1 1个腺苷和个腺苷和3 3个磷酸基组成，腺苷由个磷酸基组成，腺苷由1 1分子腺嘌呤和分子腺嘌呤和1 1分子核糖组成；分子核糖组成；B B项反应向左进行是项反应向左进行是ATPAT

25、P的的合成反应，酶合成反应，酶属于合成酶，反应向右进行是属于合成酶，反应向右进行是ATPATP的水解的水解反应，酶反应，酶属于水解酶；属于水解酶；C C项项ATPATP和和ADPADP在细胞内时刻不停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；地发生相互转化，从而保证了生命活动的顺利进行；D D项项绿色植物体内合成绿色植物体内合成ATPATP的能量来源有两个：一是光合作用的能量来源有两个：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。吸收的光能；二是呼吸作用分解有机物释放的化学能。 答案答案 C C ATP ATP与与ADPADP的相互转化是不可逆的过程，其中的

26、相互转化是不可逆的过程，其中“物物质可逆，能量不可逆质可逆，能量不可逆”。ATPATPADPADPADPADPATPATP反应式反应式ATPATPADPADPPiPi能量能量能量能量PiPiADPADPATPATP类型类型水解反应水解反应合成反应合成反应所需酶所需酶水解酶水解酶合成酶合成酶场所场所活细胞内多种场所活细胞内多种场所胞质溶胶、线粒体、叶绿体胞质溶胶、线粒体、叶绿体能量转化能量转化放能放能储能储能能量来源能量来源高能磷酸键高能磷酸键呼吸作用，光合作用呼吸作用，光合作用能量去向能量去向用于各项生命活动用于各项生命活动储存于储存于ATPATP中中3 3以下对生物体内以下对生物体内ATPA

27、TP的有关叙述中正确的一项是的有关叙述中正确的一项是( () ) A AATPATP与与ADPADP的相互转化，在活细胞中其循环是永无休的相互转化，在活细胞中其循环是永无休 止的止的 B BATPATP与与ADPADP是同一种物质的两种形态是同一种物质的两种形态 C C生物体内的生物体内的ATPATP含量很多，从而保证了生命活动所含量很多，从而保证了生命活动所 需能量的持续供应需能量的持续供应 D DATPATP与与ADPADP的相互转化，使生物体内的各项反应能在的相互转化，使生物体内的各项反应能在 常温常压下快速顺利地进行常温常压下快速顺利地进行解析：解析：ATPATP和和ADPADP分别代

28、表三磷酸腺苷和二磷酸腺苷，属于分别代表三磷酸腺苷和二磷酸腺苷，属于不同的物质。生物体内不同的物质。生物体内ATPATP的含量很少，但其可以不断地再的含量很少，但其可以不断地再生，从而保证了生物体对能量的需求。生物体内的各项反生，从而保证了生物体对能量的需求。生物体内的各项反应能在常温常压下快速顺利地进行取决于酶的催化作用，应能在常温常压下快速顺利地进行取决于酶的催化作用，而不是而不是ATPATP与与ADPADP的相互转化。的相互转化。答案：答案：A A1 1验证验证ATPATP是生命活动的直接能源物质。是生命活动的直接能源物质。2 2探究萤火虫的发光强度与探究萤火虫的发光强度与ATPATP浓度

29、的浓度的 关系。关系。 典例剖析典例剖析 在自然界中生物的发光现象普遍存在，请设计实验在自然界中生物的发光现象普遍存在，请设计实验探究萤火虫的发光强度与探究萤火虫的发光强度与ATPATP浓度的关系。浓度的关系。 实验材料：萤火虫的荧光器晒干后研成的粉末、实验材料：萤火虫的荧光器晒干后研成的粉末、ATPATP粉末、蒸馏水、大小相同的小烧杯若干、大小相同的试粉末、蒸馏水、大小相同的小烧杯若干、大小相同的试管若干、标签纸若干及其他实验所需材料。管若干、标签纸若干及其他实验所需材料。 (1) (1)实验步骤：实验步骤： 配制不同浓度的配制不同浓度的ATPATP溶液，置于小烧杯中，贴上标签；溶液，置于小

30、烧杯中，贴上标签； 将将_分成若干等份，分别分成若干等份，分别放入试管中，贴上标签；放入试管中，贴上标签； 在每支试管中加入在每支试管中加入_； 观察发光现象并记录。观察发光现象并记录。(2)(2)实验现象预测及结论：实验现象预测及结论：现象预测现象预测结论结论发光现象随发光现象随ATPATP浓度升高而浓度升高而增强增强荧光强度与荧光强度与ATPATP浓度浓度_发光现象随发光现象随ATPATP浓度升高而浓度升高而_荧光强度与荧光强度与ATPATP浓度浓度_荧光强度与荧光强度与ATPATP浓度无关浓度无关 (3) (3)实验讨论：实验讨论： 最可能的实验结果是哪一个？最可能的实验结果是哪一个？_

31、。 萤火虫发光是萤火虫发光是_能转变成能转变成_能的过程。能的过程。 解析解析 为了探究萤火虫的发光强度与为了探究萤火虫的发光强度与ATPATP浓度的关系，浓度的关系，首先应配制一系列不同浓度的首先应配制一系列不同浓度的ATPATP溶液，随后将等量的荧光溶液，随后将等量的荧光器晒干后研制的粉末放入上述溶液中，观察不同浓度器晒干后研制的粉末放入上述溶液中，观察不同浓度ATPATP溶溶液中粉末的发光情况。液中粉末的发光情况。 实验现象有实验现象有3 3种可能：种可能：随随ATPATP浓度增大，发光现象增强，浓度增大，发光现象增强，可说明荧光强度与可说明荧光强度与ATPATP浓度成正相关。浓度成正相关。随随ATPATP浓度增大，发浓度增大，发光现象减弱，可说明荧光强度与光现象减弱，可说明荧光强度与ATPATP浓度成负相关。浓度成负相关。随随ATPATP浓度增大，发光现象无变化