细胞中的能源物质

1、第二章细胞能量的来源与转变第一节细胞中的能源物质1.掌握ATP的化学组成和特点。(重点)2.理解ATP与ADP之间的相互转化。(重难点)3.简述糖类、脂质的种类和作用。(重点)ATP 的 生 理 作 用 ( 实 验 )1.实验原理：ATP能使疲劳的腓肠肌恢复收缩能力。2.活动程序(1)制备蛙腓肠肌，放于质量浓度为0.65 g/dL的NaCl溶液的培养皿中。(2)将蛙腓肠肌放于滴有质量浓度为0.65 g/dL NaCl溶液的载玻片上，使其呈直线状。(3)利用坐标纸测其长度，用铜锌叉间歇刺激肌肉，直到肌肉疲劳不再收缩。(4)向肌肉滴加质量浓度为1.2 g/dL的葡萄糖溶液，用铜锌叉刺激，测其长度。

2、(5)吸去葡萄糖溶液，向肌肉滴ATP溶液，用铜锌叉刺激，测其长度。探讨：该实验的自变量和因变量分别是什么？有实验对照吗？提示：自变量为ATP和葡萄糖，因变量为刺激肌肉是否收缩。该实验的对照类型为自身对照。探讨：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中的萤火虫不发出黄色荧光说明什么？提示：葡萄糖不是直接供能物质。(2)加入ATP溶液的B试管中的萤火虫能持续发光，说明什么？提示：ATP为直

3、接供能物质。生物体内的能源物质总结(1)能源物质：糖类、脂肪、蛋白质、ATP；(2)主要能源物质：糖类；(3)储能物质：脂肪、淀粉(植物细胞)、糖元(动物细胞)；(4)主要储能物质：脂肪；(5)直接能源物质：ATP；(6)最终能量来源：太阳能。1.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。这种现象说明了()A.葡萄糖是生物体生命活动的能源物质B.ATP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D.ATP是生物体生命活动的直接能源物质【解析】题干所述现象表明葡萄糖不能直接供给生命活动能

4、量而ATP可以，说明ATP是生物体生命活动的直接能源物质。【答案】D2.海洋中电鳗有放电现象，其电能是()A.由于有机物进行氧化分解释放的化学能转变而来B.由热能转变而来C.由光能转变而来D.由ATP转变成ADP时释放的化学能转变而来【解析】生物体生命活动所需能量的直接来源是ATP。【答案】D3.生物体内进行生命活动的直接能源物质、主要能源物质和最终能源依次是()A.太阳能、糖类、ATPB.ATP、糖类、脂肪C.ATP、脂肪、太阳能D.ATP、糖类、太阳能【解析】生物体内生命活动的直接能源物质是ATP，主要能源物质是糖类，最终的能源物质是太阳能。【答案】D细 胞 中 的 ATP1.功能：ATP

5、的中文名称是三磷酸腺苷，是生物体生命活动的直接能源物质。2.结构简式：APPP，“A”表示腺苷，“P”表示磷酸基，“”表示高能磷酸键，其内储存着大量的化学能，远离腺苷A的高能磷酸键易断裂。3.相互转化的过程及能量来源4.转化的原因及特点(1)原因：ATP分子中远离A的那个高能磷酸键很容易水解。(2)特点：时刻不停地发生并且处于动态平衡之中。探讨：根据ATP结构式思考下列问题：(1)图中、的结构分别是什么？提示：腺嘌呤、核糖、磷酸基团。(2)腺苷是由图中哪些结构组成的？提示：。(3)ATP分子去掉2个磷酸基团后的剩余部分是什么物质？提示：腺嘌呤核糖核苷酸。探讨：ATP中的“A”与碱基中的“A”是

6、同一种物质吗？提示：不是。在ATP中，“A”代表腺苷(腺嘌呤核糖)；在碱基中，“A”代表腺嘌呤。探讨：ATP在细胞内的含量是很少的，如成年人细胞内ADP和ATP的总量仅为210 mg，而一个正常成年人在静止状态下24 h将有40 kg的ATP发生转化。为满足能量需要，分析生物体是如何解决这一矛盾的？提示：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。探讨：ATP与ADP相互转化的过程是否是可逆反应？(从反应条件、能量来源和去向、反应进行的场所分析)提示：不是。ATP合成的场所是细胞质基质、线粒体及叶绿体，能量来源是化学能或光能；ATP水解的

7、场所是各种需能部位，能量来源于高能磷酸键。1.ATP的分子组成(如图)(1)元素组成：ATP是由C、H、O、N、P五种元素组成的，这与核酸的元素组成是相同的。(2)ATP的结构组成可以用“1、2、3”来总结，1表示1个腺苷，2表示两个高能磷酸键，3表示3个磷酸基团。2.ATP与ADP间的相互转化过程不可逆反应式ATPADPPi能量能量PiADPATP类型水解反应合成反应场所活细胞内多种场所细胞质基质、线粒体、叶绿体 能量转化放能与吸能反应相联系储能与放能反应相联系能量来源高能磷酸键有机物和光能能量去向用于各项生命活动储存于ATP中综上所述，ATP和ADP相互转化的过程应判断为“物质是可逆的，能

8、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”。1.如图表示ATP的结构，下列相关说法正确的是()【导学号：60150149】A.b键断裂后形成ADP和PiB.图中的3表示ATP中的字母AC.由1、2、3各一分子形成的物质是组成DNA的基本单位D.a键断裂释放的能量可以直接用于生命活动【解析】选项A，a键断裂后形成ADP和Pi。选项B，ATP中的字母A表示腺苷，而题图中的3表示腺嘌呤。选项C，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。选项D，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。【答案】D2.对“ATPAD

9、PPi能量”的叙述中，正确的是()A.过程和过程所需的酶都是一样的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.ADP中的能量可来源于光能、热能，也可以转化为光能、热能【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，能量来源于呼吸作用中糖类等有机物的氧化分解，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

10、械能、电能等多种形式的能量，D项错误。【答案】C糖 类 与 脂 质1.糖类(1)糖类的化学组成及功能糖类元素组成是C、H、O。生命活动需要的能量70%以上来自糖的氧化分解，糖类是细胞生命活动的主要能源物质。(2)糖类的分类及生理作用 类别特点常见种类或作用单糖不能水解的糖五碳糖：核糖、脱氧核糖六碳糖：葡萄糖、果糖、半乳糖二糖水解产生两分子单糖蔗糖：甘蔗、甜菜麦芽糖：发芽的麦粒乳糖：动物细胞中常见的二糖多糖多糖是自然界中含量最多的糖，可水解生成许多单糖糖元：动物的肝脏、骨骼肌细胞的细胞质淀粉：植物细胞储存能量的物质纤维素：植物细胞壁的基本成分2.脂质(1)元素组成及分类脂质主要元素组成有C、H、

11、O，有的脂质还含有N、P等元素。脂质可分为脂肪、类脂和固醇。(2)功能脂肪：细胞内的主要贮能物质；动物脂肪：保温、减少器官间摩擦、缓冲外界压力。磷脂：构成生物膜的重要成分。固醇：维持和调节生物体正常的新陈代谢和生殖过程。3.细胞中的能源物质ATP是生命活动的直接能源物质，糖类是主要的能源物质，脂肪是重要储存能量物质，蛋白质也能为生命活动提供能量，这些物质中的能量最终都来自太阳能。探讨：从糖类的元素组成上分析糖类彻底氧化分解的产物是什么？提示：H2O和CO2。探讨：是否所有的糖类都能作为生物体内的能源物质发挥作用？请举例说明。提示：不是。核糖和脱氧核糖组成核酸，纤维素构成细胞壁，均不能作为生物体

12、内的能源物质。探讨：细胞内的糖类有核糖、脱氧核糖、葡萄糖、麦芽糖、蔗糖、乳糖、淀粉、纤维素、糖元等。请将上述糖类在下图中进行归类。提示：探讨：俗语说“瘦人怕撞，胖人怕热”，请结合脂质的有关内容分析其中的原因。提示：脂肪具有缓冲、减压和保温作用。探讨：导致公鸡出现“大红冠子花外衣”的主要物质是什么？其化学本质是哪一类？主要作用是什么？提示：雄性激素；固醇类；促进生殖器官发育和生殖细胞的形成，激发并维持第二性征。1.糖类(1)糖的化学组成、种类及分布(2)功能2.脂质(1)脂质的元素组成脂肪固醇磷脂只含有C、H、OC、H、O含有C、H、O、N、P(2)脂质的种类(3)功能生物的储能物质，如脂肪。构

13、成生物膜的重要成分，如磷脂。调节生命活动和生殖，如性激素。促进肠道对钙、磷的吸收，如维生素D。1.某动物体可以完成下列反应式(其中、代表不同的单糖)，其中代表的二糖可能是()【导学号：60150150】水A.麦芽糖B.乳糖C.蔗糖D.B或C【解析】据图可知，某二糖水解成两个不同的单糖，因此为乳糖或蔗糖，但是蔗糖只存在于植物体中，不存在于动物体中，故B正确。【答案】B2.下列关于生物体内糖类物质的叙述，正确的是()A.麦芽糖在动植物细胞中都能检测到B.单糖、二糖和多糖在细胞内可以相互转化C.糖类物质都是细胞内的能源物质D.糖类物质在细胞内不能储存【解析】动物细胞不含有麦芽糖；核糖、脱氧核糖、纤维

14、素不是能源物质；肌糖元和肝糖元能暂时储存。【答案】B3.脂质不具有的功能是() 【导学号：60150151】A.参与生物膜的构成B.调节代谢C.携带遗传信息D.储存能量【解析】脂质包括脂肪、类脂和固醇，脂肪是细胞内良好的储能物质，类脂中的磷脂是细胞膜、各种生物膜的重要成分，固醇中的性激素、维生素D具有调节作用；携带遗传信息是核酸的功能。【答案】C1.ATP的结构简式可以简写成()A.APPPB.APPPC.APPPD.APPP【解析】ATP的结构简式是腺苷与第一个磷酸基团通过普通化学键连接，三个磷酸之间是通过两个高能磷酸键连接的。【答案】B2.下列对ATP的叙述中，错误的是()【导学号：601

15、50152】A.远离A的高能磷酸键容易水解B.只在光合作用中产生C.ATP和ADP可以相互转化D.生命活动的直接供能物质【解析】ATP分子中，远离腺苷的高能磷酸键易水解断裂，释放出能量；细胞内通过ATP与ADP快速相互转化，提供了稳定的供能环境；ATP是生物生命活动的直接能源物质；ATP在呼吸作用和光合作用过程中都能合成。【答案】B3.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【解析】ATP在细胞内含量很少，通过ATP与ADP迅速的相互转化提供稳定的供能环境。【答案】D4.下图为细胞中由C、H、O三种元素组成的某种化合物的形成，据图回答：【导学号：60150153】(1)若A是单糖，则在核酸中的种类有 和 。除上述两种外，还有 、 、 等。(2)若B是由2分子单体A缩合而成的化合物，则B称为 。植物细胞中最重要的是 和 ，人和动物乳汁中含量最丰富的是 。(3)若B是由大量单体A缩合而形成的化合物，则B称为 ，在人和动物的肝脏中是指 ，在马铃薯块茎中，主要指 和能形成高等植物细胞壁的 。(4)物质C是 ，在动物体内除图示功能外，还有 作用。(5)与物质B相比，物质C作为储能物质的原因是 【答案】(1)脱氧核糖核糖葡萄糖果糖半乳糖(2)二糖蔗糖麦芽糖乳糖(3