生命活动的能量通货

生命活动的能量通货第一页，共五十七页，2022年，8月28日本章内容包括三节：《ATP和酶》《光合作用》《细胞呼吸》，属于细胞新陈代谢的部分。本章从能量流动的基础和物质转换的基础出发，系统地讲述了光合作用的认识过程、生理过程及影响因素，在此基础上，结合实际应用，对生物细胞内的呼吸过程进行了详细的阐述。该部分内容是生物课学习的重点章节之一，又是难度比较大的部分。它前以细胞的结构和功能为基础，后与生物的生长、发育、繁殖等内容密切相关，具有极其重要的地位。第二页，共五十七页，2022年，8月28日第一节《ATP和酶》，主要讲述了ATP的生理功能、ATP的分子简式、ATP和ADP的相互转化、ATP的形成途径和ATP在生物体内的利用。然后给出了酶的概念和特征，并结合实验加以探究。第二节《光合作用》主要介绍了光合作用的发现过程、叶绿体和其中的色素、光合作用的生理过程，光合作用的重要性及合理利用。第三节《细胞呼吸》主要从有氧呼吸、无氧呼吸和细胞呼吸的意义这三个方面，介绍了有关细胞呼吸的基础知识，是本章的重点内容之一。第三页，共五十七页，2022年，8月28日第四页，共五十七页，2022年，8月28日本章主要讲述ATP和酶、光合作用、细胞呼吸的科学知识，这与我们的生活、生产紧密相关，特别是这些原理在生产中的应用。酶本质的探索过程与光合作用的探究历程，说明科学是在实验和争论中前进的。第五页，共五十七页，2022年，8月28日本章具有以下几个特点：①涉及的内容广，考点多，考查的要求层次高；②学科内，本章与初中内容及高中一、二、三章相联系，又是生命活动调节、生殖发育、遗传和变异的基础；③学科间，本章很容易与数(如计算、图表等)、理(如光学、力学知识)、化(如生化反应、分子式等)相联系。学习时，应在全面、整体把握本章基础知识的同时，从两方面大幅度提高自己的生物学素质，一是结合光合作用与细胞呼吸，深刻理解科学的探索过程和理念，二是加大对基础知识的拓展和应用方面的训练。可以说，本章下多大功夫学习都不为过。第六页，共五十七页，2022年，8月28日第七页，共五十七页，2022年，8月28日第一课时生命活动的能量“通货”—ATP第八页，共五十七页，2022年，8月28日1．知识(1)识记ATP的组成、结构简式和结构特点。(2)理解ADP和ATP相互转化过程及ATP的生理意义。2．能力学会通过分析具体事例，归纳问题。3．情感态度与价值观进一步理解ATP是生物体细胞中的能量“通货”。第九页，共五十七页，2022年，8月28日第十页，共五十七页，2022年，8月28日第十一页，共五十七页，2022年，8月28日第十二页，共五十七页，2022年，8月28日第十三页，共五十七页，2022年，8月28日第十四页，共五十七页，2022年，8月28日【例1】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～PC．ATP中大量的能量都储存在腺苷和磷酸基团中D．ATP中大量的能量储存在高能磷酸键中第十五页，共五十七页，2022年，8月28日解析：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。答案：D第十六页，共五十七页，2022年，8月28日变式迁移1

ATP中大量的化学能储存在 (

)A．腺苷内B．磷酸基内C．腺苷和磷酸基连接键内D．高能磷酸键内解析：ATP是高能磷酸化合物，它的分子简式是：A—P～P～P，其中腺苷与磷酸之间的化学键(—)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(大于30.54kJ/mol)，所以ATP中大量的化学能储存在高能磷酸键中。答案：D第十七页，共五十七页，2022年，8月28日ATP与ADP的相互转化伴随着能量的释放和储存，因此与生物体的生命活动密切相关，可用下式表示二者的循环过程：化学中讲到可逆反应的特点是：正逆反应都能在同一条件下同时进行。那么，上述反应是可逆反应吗？(1)从反应条件上看：ATP的分解是一种水解反应，催化该反应的酶属水解酶；而ATP的合成是一种合成反应，催化该反应的酶属合成酶。酶具有特异性，因此反应条件不同。第十八页，共五十七页，2022年，8月28日(2)从能量上看：ATP水解释放的能量是储存在高能磷酸键内的化学能；而合成ATP的能量主要有化学能和太阳的光能。因此能量的来源是不同的。(3)从ATP合成与分解的场所上看：ATP合成的场所是细胞质基质、线粒体和叶绿体；而ATP分解的场所较多。因此其合成与分解的场所不尽相同。很显然上述反应并不是同时进行的。第十九页，共五十七页，2022年，8月28日综上所述，ATP与ADP相互转化的反应并不是可逆的。但是我们不能单纯地利用化学上的观点来判断该反应是否可逆，因为ATP与ADP在活细胞中永无休止地循环进行，该反应能够明确的表示二者在一定条件下的循环过程，所以该循环使ATP不会因能量的不断消耗而用尽，从而保证了生命活动的顺利进行。第二十页，共五十七页，2022年，8月28日【例2】下面为绿色植物体内ATP与ADP相互转化的关系式：请回答：(1)当反应从左向右进行时，释放的能量________________________。(2)当反应从右向左进行时，所需要的能量来源于________________________和________________作用。第二十一页，共五十七页，2022年，8月28日解析：当反应从左向右进行时，ATP断开最远端的那一个高能磷酸键，释放的能量可用于各项生命活动。当反应从右向左进行时，ADP吸收能量形成一个高能磷酸键，这些能量主要来自细胞呼吸和光合作用。答案：(1)用于各项生命活动(2)细胞呼吸光合第二十二页，共五十七页，2022年，8月28日变式迁移2

ATP转化为ADP可表示如下图，式中X代表 (

)第二十三页，共五十七页，2022年，8月28日A．H2O

B．[H]C．P D．Pi解析：当生命过程需要能量时，细胞中的ATP分解为ADP和Pi，同时释放能量，供给各项生命活动。答案：D第二十四页，共五十七页，2022年，8月28日据上述图示分析可知：植物合成ATP的生理过程有光合作用和细胞呼吸，动物合成ATP的生理过程只有细胞呼吸。第二十五页，共五十七页，2022年，8月28日特别提醒：与生命活动有关的几种能源物质：①直接能源物质——ATP；②根本能源——光能；③主要储能物质——脂肪、淀粉(糖原)；④主要能源物质——糖类。第二十六页，共五十七页，2022年，8月28日【例3】生物体各项生命活动所需能量的直接来源是(

)A．葡萄糖 B．脂肪C．血糖 D．三磷酸腺苷解析：生物体生命活动所需的能量主要来自糖类的分解。经过细胞呼吸的分解，储存在糖类中的能量转移到ATP中，再经过ATP的分解，释放出其中的能量，用于各项生命活动。答案：D第二十七页，共五十七页，2022年，8月28日变式迁移3

能为生物的生命活动直接提供能量的是(

)A．葡萄糖的分解B．ADP转变成ATP的过程C．ATP的水解D．生物的呼吸运动解析：为各项生命活动提供能量的是ATP水解释放的化学能。葡萄糖的分解可释放能量，但不能直接用于生命活动，需先转移给ATP，BD两项都是消耗能量的。答案：C第二十八页，共五十七页，2022年，8月28日生物体内的能源直接能源生物体内的直接能源是ATP，ATP水解时释放的能量直接用于各项生命活动；其他形式的能源物质中所储存的能量都转移到ATP中后才能用于各项生命活动。第二十九页，共五十七页，2022年，8月28日主要能源在糖类、蛋白质和脂质等有机物中都含有大量的能量，这些有机物被氧化分解后释放的能量都能转移到ATP中，用于各项生命活动，但生命活动所利用的能量大约有70%是由糖类提供的，所以糖类是生命活动的主要能源物质。第三十页，共五十七页，2022年，8月28日储备能源在生物体内长期储存能量的物质是脂肪，因为脂肪储存能量的效率最高，1g脂肪所储存的能量是蛋白质和糖类的两倍多，所以在进化过程中，生物选择脂肪作为长期储存能量的物质是合理的。辅助能源在生物体内的高能磷酸化合物除了ATP外，还有磷酸肌酸，但磷酸肌酸中储存的能量尚不能直接用于各项生命活动，必须转移到ATP中后才能被生命活动利用。反应式为：ADP＋肌酸～P→ATP＋肌酸。这个反应进行的速度很快，特别是当生物体内的ATP被大量消耗时，磷酸肌酸中的高能磷酸键释放的能量转移到ATP中的速度比有机物氧化分解释放的能量转移到ATP中的速度要快得多，能及时满足生理需要。所以称为辅助能源。第三十一页，共五十七页，2022年，8月28日最终能源地球上所有生物进行生命活动所需的能量都来自于绿色植物光合作用所固定的太阳能，所以生物体生命活动的最终能源是太阳能。第三十二页，共五十七页，2022年，8月28日【例4】分析未进食的白鼠细胞内ADP与ATP的含量比，若发现ADP的含量偏高时 (

)A．表示此细胞能量充足B．表示此细胞内葡萄糖多被用于合成糖原C．磷酸肌酸增加D．磷酸肌酸减少第三十三页，共五十七页，2022年，8月28日答案：D第三十四页，共五十七页，2022年，8月28日变式迁移4

下列何种物质水解后释放出的化学能可被生物体的生命活动直接利用 (

)A．蛋白质 B．糖类C．脂肪 D．ATP第三十五页，共五十七页，2022年，8月28日解析：区别生物体内的能源物质与非能源物质以及各种能源物质与生命活动、新陈代谢的关系，可表解如下：能源物质最终能源主要能源储备能源直接能源太阳光能糖类脂肪ATP利用最终利用间接利用间接利用直接利用第三十六页，共五十七页，2022年，8月28日ATP是一切生命活动的直接能源物质，糖类是生命活动的主要能源物质，脂肪是生命活动的主要储能物质，蛋白质是三大能源物质之一，糖类、脂肪和蛋白质水解后释放出的化学能，只有经过能量转移并合成ATP后才能被生命活动直接利用。答案：D第三十七页，共五十七页，2022年，8月28日易错点：1．ATP是新陈代谢所需能量的直接来源。生物体内的其他能源物质(糖类、脂肪、蛋白质等)中的能量都不能被生物体直接利用，必须被氧化分解释放出来转移到ATP中才能被生物体利用。所以说，新陈代谢所需要的能量是由细胞内ATP直接提供的，即ATP是生物体新陈代谢的直接能量来源。太阳光能则是地球生物生命活动的根本能源。2．ATP在细胞内含量不多，但转化却很快。易错点：生命活动所需能量的直接来源。第三十八页，共五十七页，2022年，8月28日【例】在剧烈运动时，人体骨骼肌所需要的能量直接来源于 (

)A．肌糖原 B．脂肪C．葡萄糖 D．ATP答案：D第三十九页，共五十七页，2022年，8月28日误区分析：生物体进行生命活动的直接能源物质是ATP，ATP水解为ADP的过程中释放的能量才能直接用于生物体的各项生命活动，如肌肉收缩、神经传导等。第四十页，共五十七页，2022年，8月28日1．ATP分子中，大量的能量储存在 (

)A．腺嘌呤核苷中B．磷酸基与磷酸基之间的化学键中C．磷酸基中D．腺嘌呤核苷与磷酸基之间的化学键中答案：B第四十一页，共五十七页，2022年，8月28日2．ADP转变为ATP需要 (

)A．Pi、酶、腺苷和能量 B．Pi、能量C．酶、腺苷和能量 D．Pi、酶和能量答案：D第四十二页，共五十七页，2022年，8月28日3．生物体内既能储存能量，又能为生命活动直接提供能量的物质是 (

)A．葡萄糖 B．糖原C．腺嘌呤核苷三磷酸 D．脂肪答案：C第四十三页，共五十七页，2022年，8月28日4．当一个活细胞中的ATP和ADP含量之比由5∶2变成2∶5时，此时细胞 (

)A．储存能量 B．消耗能量C．静止 D．呼吸作用减弱答案：B第四十四页，共五十七页，2022年，8月28日5．下列哪种物质对治疗心肌炎有很大的帮助(

)A．蛋白质 B．糖类C．ATP D．胰岛素解析：心肌收缩需要消耗ATP。答案：C第四十五页，共五十七页，2022年，8月28日6．用所给材料和用具设计实验：验证ATP是生物的直接能源物质。实验原理：ATP是生命活动的直接能源，可用于各项生命活动；缺乏ATP时，细胞的耗能活动不能正常进行。材料用具：萤火虫(数10只)、小刀、培养皿、研钵、葡萄糖溶液、ATP溶液、无色透明的小药瓶(2只)、蒸馏水等。第四十六页，共五十七页，2022年，8月28日实验步骤：①用小刀将数只萤火虫的发光器割下，干燥后研磨成粉末。②取两支试管并________。在两支试管中加入2mL________。③分别在两支试管中加入等量萤火虫发光器研磨粉末，并观察现象：________________。④一段时间后，分别在两支试管中分别加入2mL________________溶液、葡萄糖溶液，并继续观察现象。预测结果：________________。实验结论：________________。第四十七页，共五十七页，2022年，8月28日解析：本实验是一个验证性实验，一般要采取设置对照组的方法。答案：②编号：1、2(或甲、乙)水③两支试管均有短时间黄色荧光出现④ATP能发出黄色荧光的试管是1或甲ATP是直接的能源物质，葡萄糖不是第四十八页，共五十七页，2022年，8月28日第四十九页，共五十七页，2022年，8月28日第五十页，共五十七页，2022年，8月28日1．ATP的组成，结构简式，生理功能及ATP与ADP相互转化是学习的重点和难点。2．ATP结构特点的学习可从组成、结构逐步深入。3．ADP和ATP相互转化可从能量、场所和反应条件几个方面理解。4．通过分析身边的具体事例说明ATP的生理功能。第五十一页，共五十七页，2022年，8月28日1．下列关于动物细胞中ATP的叙述，正确的是(

)A．ATP在动物体细胞中普遍存在，但含量不多B．ATP转变为ADP的反应是一个可逆反应C．当它过分减少时，可由ADP在不依赖其他物质条件下直接形成D．它含有三个高能磷酸键第五十二页，共五十七页，2022年，8月28日解析：ATP作为生物的直接能源物质，是生物体进行各种生命活动的“能量货币”，在生物体内含量不多，但其转化速度非常快，因而可以为各项生命活动源源不断地提供能量；ATP与ADP的转化过程在物质上是可逆的，但在能量上却是不可逆的，因而整个过程就不能说是一个可逆反应。因而说ADP转化成ATP不依赖其他物质是不正确的。ATP的简式为A—P～P～P，含有两个高能磷酸键、三个磷酸基团。答案：