学年高中生物浙科版必修1教学案第三章 第Word文档下载推荐.docx

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①ATP是高能磷酸化合物，只含有一个高能磷酸键。

（×

）

②ATP的结构是不稳定的，在有关酶作用下，远离A的高能磷酸键容易水解，释放出大量能量。

（√）

③1个ATP分子中含有1个腺嘌呤，3个磷酸基团。

3．功能

直接给细胞的生命活动提供能量。

[巧学妙记]　ATP结构的“123”记忆法

1个腺苷、2个高能磷酸键、3个磷酸基团。

1．ATP的组成元素有哪些？

提示：

C、H、O、N、P。

2．据ATP结构式思考下列问题：

（1）图中①、②、③的结构分别是什么？

腺嘌呤、核糖、磷酸基团。

（2）腺苷是由图中什么组成的？

①②。

（3）ATP分子去掉2个磷酸基团后的剩余部分是什么物质？

腺嘌呤核糖核苷酸（腺苷一磷酸）。

3．若ATP完全水解，会得到哪些成分？

需要消耗几个水分子？

可得到腺嘌呤、核糖、磷酸。

需4个水分子。

4．结合ATP的结构简式，分析30个腺苷和60个磷酸最多能组成多少个ATP?

20个。

1．ATP的元素组成与结构

2．ATP的结构与功能的相互关系

（1）ATP的结构特点保证了细胞内有一个相对稳定的能量供应库。

ATP中远离腺苷的高能磷酸键容易水解和形成，可保证ATP数量的相对稳定和能量的持续供应。

（2）ATP在供能中处于核心地位，许多能源物质中的能量需转移到ATP中才能为生命活动供能。

在生命活动中，ATP中的能量可转化为不同形式的能量。

ATP与ADP的相互转化及利用

1．ATP－ADP循环图示[填图]

2．ATP与ADP的相互转化分析[填表]

反应式

ATP

ADP＋Pi＋能量

类型

水解反应

合成反应

所需条件

ATP水解酶

ATP合成酶

能量转化

放能反应

吸能反应

能量来源

高能磷酸键

细胞呼吸、光合作用

能量去向

用于各项生命活动

储存于ATP中

3．ATP与ADP相互转化的特点

ATP和ADP相互转化时刻不停地发生并且处在动态平衡之中，从相互转化过程来判断“物质是可逆的，能量是不可逆的”。

4．ATP的利用

①肌肉收缩；

②神经细胞的活动；

③生物发电、发光；

④细胞内的各种吸能反应。

1．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2～10mg，而一个正常成年人在静止状态下24h将有40kg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？

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、能量来源和去向分析）

不是。

所需的酶不同；

ATP合成的能量来源是化学能或光能；

ATP水解的场所是各种需能部位，能量来源于高能磷酸键，用与各项生命活动。

3．ATP与ADP相互转化过程中有没有物质可循环利用？

举例说明。

有，例如ADP、磷酸等。

4．ATP水解释放的能量如何被利用（举例）?

如肌肉收缩时利用的能量，是由ATP水解释放的。

1．ATP与ADP转化及利用图示

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。

2．ATP－ADP循环的意义

ATP和ADP在体内总是处于不停地转化中，为细胞内的各项生命活动不断地提供能量。

3．ATP的利用

细胞中绝大多数需要能量的生命活动都是由ATP直接提供能量的，ATP中的能量可以直接转化成其他形式的能量，用于生命活动。

主要有以下几种：

（1）机械能：

生物体内的细胞以及细胞内的各种结构的运动都在做机械功，消耗机械能，如肌细胞的收缩，鞭毛的摆动等。

（2）电能：

生物体内神经系统传导冲动和某些生物能够产生电流，所做的电功消耗的是电能。

（3）渗透能：

细胞的主动转运是逆浓度梯度进行的，物质通过膜移动所做的功消耗能量，这些能量叫做渗透能。

（4）化学能：

生物体内的物质合成需要化学能，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。

（5）光能：

目前关于生物发光的生理机制还没有完全弄清楚，但是已经知道，用于发光的能量仍然直接来源于ATP。

由此可见，ATP是生物体内各种生命活动的直接能量来源。

正是由于细胞内具有ATP这种能量“通货”，细胞才能及时而持续地满足各项生命活动对能量的需求。

4．与生命活动有关的几种能源

（1）直接能源物质是ATP。

（2）主要的能源物质是糖类，生命活动70%以上的能量都来源于糖类的氧化分解。

（3）重要的贮能物质是油脂，当外界摄入能量不足，如饥饿时，油脂会分解产生ATP。

（4）动物细胞中的贮能物质是糖元，植物细胞中的贮能物质是淀粉。

（5）蛋白质等物质中也含有能量，当生命活动需要时，也能氧化分解提供能量，也是能源物质。

（6）最终能量来源是太阳能。

以示意图为载体，考查ATP分子的结构

[例1]　下图表示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的基本单位

D．组成ATP的化学元素是C、H、O、N、P

[思路点拨]

[精讲精析]

a键断裂后形成ADP和Pi；

图中3表示腺嘌呤，2与3结合为腺苷，即ATP中的A；

1、2、3各一分子形成的物质是组成RNA的基本单位之一；

ATP的组成元素为C、H、O、N、P。

[答案]　D

“A”表示的含义

1．ATP的结构简式可表示为A—P～P～P，下列图示正确表示ATP的是（　　）

解析：

选A　ATP分子中“A”代表“腺苷”，它是腺嘌呤与“核糖”（而不是“脱氧核糖”）结合的产物，ATP中含两个高能磷酸键。

以化学反应式为载体，考查ATP与ADP的相互转化和利用

[例2]　对“ATP

ADP＋Pi＋能量”的叙述中，正确的是（　　）

A．①过程和②过程所需的酶都是一样的

B．①过程的能量供各项生命活动利用，②过程的能量只能来自糖类等有机物的氧化分解

C．①过程和②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

[精讲精析]　①过程为水解酶催化的水解反应，②过程为合成酶催化的合成反应；

①过程释放的能量可供各项生命活动利用，②过程的能量来源于细胞呼吸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；

生物体内ATP的水解与合成时刻发生，处于动态平衡之中；

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。

[答案]　C

从相互转化过程中“物质是可逆的，能量是不可逆的”。

2.关于ATP与ADP的相互转化过程，下列说法正确的是（　　）

A．物质和能量都可逆，酶相同

B．物质和能量都不可逆，酶不相同

C．物质可逆，能量不可逆，酶不相同

D．能量可逆，物质不可逆，酶相同

解析：

选C　在ATP的合成与水解过程中，所需的酶是不同的，前者需要ATP合成酶，后者需要ATP水解酶。

ATP、ADP和Pi这几种物质是可逆的，即可以在细胞中反复利用，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。

因而在ATP与ADP相互转换过程中，物质是可逆的，能量是不可逆的。

[课堂回扣练习]

一、概念原理识记题

1．ATP在细胞中能够释放能量和贮存能量，从其化学结构看，原因是（　　）

①腺苷很容易吸收能量和释放能量

②第三个高能磷酸键很容易断裂和再结合

③第三个磷酸基团（远离腺苷的那个）很容易从ATP上脱离，使ATP转化为ADP，同时释放能量

④ADP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（远离腺苷的那个），使ADP转变成ATP

A．①③　　　　　　　　　B．②④

C．③④D．①④

选C　ATP含有三个磷酸基团，一个普通化学键、两个高能磷酸键，ATP水解时第二个高能磷酸键（远离腺苷的那个）断裂，贮存在高能磷酸键中的能量释放出来，ATP转化为ADP。

在有关酶的催化下，ADP与Pi结合，吸收能量，又可形成第二个高能磷酸键（远离腺苷的那个），ADP又转化为ATP。

2．以下是对生物体内ATP、ADP的有关叙述，其中正确的一项是（　　）

A．ATP与ADP的相互转化，在活细胞中其循环是永无休止的

B．ATP与ADP是同一种物质的两种形态

C．生物体内的ATP含量很多，从而保证了生命活动所需能量的持续供应

D．ATP与ADP的相互转化，使生物体内各项化学反应能在常温常压下快速顺利地进行

选A　ATP与ADP并不是同一种物质；

ATP在细胞中含量很少；

ATP与ADP的相互转化，可在常温常压下快速顺利地进行，但不是保证其他化学反应能在常温常压下快速顺利进行的条件。

二、基本原理应用题

3．下列有关ATP的叙述，正确的是（　　）

A．线粒体是蓝细菌细胞产生ATP的主要场所

B．ATP分子由一分子腺嘌呤和三分子磷酸基团组成

C．剧烈运动后体内ATP的含量不会明显下降

D．小麦根尖分生区细胞通过光合作用和细胞呼吸产生ATP

选C　蓝细菌是原核生物，无线粒体。

ATP分子由一分子腺苷和三分子磷酸基团组成。

小麦根尖分生区细胞无叶绿体，不能进行光合作用。

ATP不断合成、消耗，其含量保持动态平衡。

三、实验探究分析题

4．用小刀将数十只萤火虫发光器割下，干燥后研成粉末状，取两等份分别装入2只小玻璃瓶中，各加入少量的水，使之混合，可见到玻璃瓶中有淡黄色荧光出现，约过15min荧光消失。

这时，再将ATP溶液加入其中一只玻璃瓶中，将葡萄糖溶液加入另一只玻璃瓶中，可观察到加ATP溶液的玻璃瓶中有荧光出现，而加葡萄糖溶液的瓶中没有荧光出现。

本实验不能得出的实验结论是（　　）

A．萤火虫发光是将化学能转变为光能的过程

B．ATP是生命活动的直接能源物质

C．葡萄糖不是生命活动的直接能源

D．细胞呼吸释放的能量主要用于细胞内ATP的合成

选D　通过分析可知，本实验不能说明细胞呼吸释放出的能量是否主要用于ATP的合成。

[回扣知识点]

1．ATP的结构、组成。

。

2．ATP与ADP的关系。

3．能力迁移：

能够运用ATP与ADP的关系对相关生物学问题做出合理分析、判断。

4．方法指导：

实验中的变量及控制

（1）实验变量与反应变量。

实验变量，也称自变量，指实验中实验者所操纵的因素或条件。

反应变量也称因变量，指实验中由实验变量所引起的变化或结果。

通常实验变量是原因，反应变量是结果，两者之间具有必然的因果关系。

（2）无关变量与额外变量。

无关变量，也称控制变量，指实验中除实验变量以外的，影响实验现象或结果的因素或条件，并非与实验“无关”，只不过不是实验要研究的变量。

额外变量也称干扰变量，指实验中由无关变量引起的变化或结果。

（3）控制无关变量首先要遵循单一变量原则，即实验组和对照组之间只能是自变量有变化，无关变量必须保持相同，常用“等量”“相同”等关键词来表述；

其次控制无关变量要能保证实验过程正常进行，常用“适宜”“适量”等关键词来表述。

[课下综合检测]

1．细胞中放能反应与吸能反应能量的纽带是（　　）

A．葡萄糖　　　　　　　B．二氧化碳

C．水D．腺苷三磷酸

选D　细胞中放能反应与吸能反应能量的纽带是腺苷三磷酸（ATP）。

2．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。

这说明（　　）

A．葡萄糖是能源物质

B．ATP不是能源物质

C．葡萄糖是直接能源物质

D．ATP是直接能源物质

选D　腺苷三磷酸（ATP）释放出的能量可直接用于各项生命活动（如肌肉收缩。

3．一分子ADP中，含有腺苷、磷酸基和高能磷酸键的数目依次是（　　）

A．1、2、2B．1、2、1

C．2、1、2D．2、1、1

选B　从ADP的结构简式：

A—P～P，可知一分子ADP中，含有腺苷、磷酸基和高能磷酸键的数目依次1、2、1。

4．下图表示的是ATP和ADP之间的转化图，可以确定（　　）

A．A为ADP，B为ATP

B．能量1和能量2来源相同

C．酶1和酶2是同一种酶

D．X1和X2是同一种物质

选D　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。

5．ATP是生命活动的直接能源物质，以下关于ATP的相关叙述，正确的是（　　）

A．绿色植物ATP的来源包括光合作用和细胞呼吸

B．自然界中的光能、热能、机械能、电能和化学能都可以转化为细胞中的ATP

C．细胞中的ATP含量很少，但数量恒定

D．人的心肌细胞中，ATP的合成速度远远大于分解速度，从而保证心肌细胞有充足的能量供应

选A　在自然界中主要通过植物的光合作用将光能转化成细胞内ATP中的化学能（不是ATP）；

而热能、机械能、电能不能转换成细胞内ATP中的化学能，在细胞中ATP与ADP处于一个相对平衡状态，因此，人的心肌细胞中，ATP的合成速度与分解速度也处于动态平衡之中。

6．对“ATP

ADP＋Pi＋能量”的叙述中，正确的一项是（　　）

A．ATP分子由1个腺嘌呤和3个磷酸基团组成

B．反应向左进行和向右进行所需的酶都是一样的

C．ATP和ADP之间可以时刻转化，处于动态平衡之中

D．绿色植物体内合成ATP所需的能量完全来自光合作用

选C　ATP由1个核糖、1个腺嘌呤和3个磷酸基团组成；

反应向左进行是ATP的合成反应，酶2属于合成酶，反应向右进行是ATP的水解反应，酶1属于水解酶；

ATP和ADP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；

绿色植物体内合成ATP的能量来源有两个：

一是光合作用吸收的光能；

二是细胞呼吸分解有机物释放的化学能。

二、非选择题

7．在生物体内能量的转换和传递中，ATP是一种关键的物质。

（1）人体骨骼肌细胞中，ATP的含量仅够剧烈运动时三秒钟内的能量供给。

在校运动会上，某同学参加100m短跑过程中，其肌细胞中ATP相对含量变化如图所示，试回答：

①由A到B的变化过程中，说明ATP被水解，释放的能量用于____________________。

②由整个曲线来看，肌细胞中ATP的含量不会降为零，说明________________________。

（2）某同学进行一项实验，目的是观察ATP可使离体的、刚刚丧失收缩功能的新鲜骨骼肌产生收缩这一现象，说明ATP是肌肉收缩所需能量的直接来源。

①实验中，必须待离体肌肉自身的________消耗完之后，才能进行实验。

②在程序上，采取自身前后对照的方法：

先滴加________（填“葡萄糖溶液”或“ATP溶液”），观察________与否，然后再滴加________（填“葡萄糖溶液”或“ATP溶液”）。

③如果将上述顺序颠倒一下，实验结果是否可靠？

解释原因。

（1）由A到B的变化过程表示ATP被水解，其水解释放的能量用于肌肉收缩等生命活动，整个曲线ATP含量不会降到零，说明ATP的分解与ATP的生成同时进行。

（2）要说明ATP是肌肉收缩所需能量的直接来源，在实验前先将肌肉自身的ATP消耗尽，然后分别用ATP溶液或葡萄糖溶液作为单一变量，观察肌肉收缩现象。

若肌肉收缩，则ATP可为肌肉收缩直接提供能量，否则，ATP就不是肌肉收缩所需能量的直接来源。

答案：

（1）①肌肉收缩等生命活动　②ATP的生成和分解是同时进行的

（2）①ATP　②葡萄糖溶液　肌肉收缩　ATP溶液　③结果不可靠。

如果外源ATP尚未耗尽，会出现滴加葡萄糖溶液肌肉也会收缩的现象，造成葡萄糖也能被肌肉直接利用的假象。

8．在自然界中生物的发光现象普遍存在，生物通过细胞的生化反应而发光。

请设计实验探究萤火虫的发光强度与ATP浓度的关系。

实验材料：

萤火虫的荧光器晒干后研成的粉末、ATP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。

（1）实验步骤：

①配制不同浓度的ATP溶液，置于小烧杯中，贴上标签；

②将__________________________分成若干等份，分别放入试管中，贴上标签；

③在每支试管中加入________________________________________________________；

④观察发光现象并记录。

（2）实验现象预测及结论：

现象预测

结论

①发光现象随ATP浓度升高而渐强

①荧光强度与ATP浓度__________

②发光现象随ATP浓度升高而________

②荧光强度与ATP浓度__________

③_________________________________

___________________________________

③荧光强度与ATP浓度无关

（3）实验讨论：

①最可能的实验结果是哪一个？

____________。

②萤火虫发光是______________能转变成_______________________________________

能的过程。

（1）本题是一个实验探究题，而不是一般的实验验证题。

为了探究萤火虫的发光强度与ATP浓度的关系，首先应配制一系列不同浓度的ATP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ATP溶液中粉末的发光情况。

（2）实验现象有3种可能：

①随ATP浓度增大，发光现象增强，可说明荧光强度与ATP浓度成正比。

②随ATP浓度增大，发光现象减弱，可说明荧光强度与ATP浓度成反比。

③随ATP浓度增大，发光现象无变化，可说明荧光强度与ATP的浓度无关。

（3）实验最可能的结果是①，萤火虫发光是ATP中活跃化学能转变成光能的过程。

（1）②荧光器粉末

③等量不同浓度的ATP溶液

（2）①成正比　②渐弱　成反比

③在不同浓度的ATP溶液中发光现象没有差别

（3）①第①种结果

②ATP中活跃的化学　光