高中生物新陈代谢与ATP教案 旧人教 必修1

高中生物新陈代谢与ATP 旧人教必修1
目标指向
1．理解ATP的生理功能和结构简式
2．理解ATP与ADP的相互转化
3．理解ATP的形成途径
典例导法
【例1】（2001年生海高考试题）细胞内要消耗ATP的生理过程有（）
A．丙酮酸在线粒体内氧化分解 B．蛋白质合成
C．质壁分离及其复原 D．动作电位恢复为静息电位
【解析】此题属多选题。

生物体内的绝大多数化学反应是需要消耗能量的，在题目给出的选项中，A选项产生能量；C选项属于植物细胞的渗透作用，不消耗能量；蛋白质合成和动作电位恢复为静息电位这两项都需要消耗能量。

【答案】BD
【例2】（1999年广东高考试题）高等植物体内产生ATP的生理过程有（）
A．呼吸作用、渗透作用 B．呼吸作用、蒸腾作用C．光合作用、主动运输 D．光合作用、呼吸作用【解析】细胞中能产生ATP的场所：（1）叶绿体（光合作用），（2）
线粒体（呼吸作用），（3）细胞质基质（有氧呼吸第一阶段、无氧呼吸）。

【答案】D
【例3】西藏高原地区空气中含氧量只有平原地区的40%～50%，长期生活在此地的人，体内获得ATP的生理过程主要是（）A．无氧呼吸 B．有氧呼吸和无氧呼吸C．有氧呼吸 D．磷酸肌酸中能量的转移
【解析】生命活动的直接能源是ATP，在人和动物体内产生ATP的生理过程有三种：有氧呼吸、无氧呼吸和磷酸肌酸等其它高能磷酸化合物中能量的释放和转移，其中有氧呼吸产生的ATP最多。

在动物体内，ATP的产生主要是通过有氧呼吸实现的，无氧呼吸只是在细胞处于相对缺氧状态下对有氧呼吸的一种补充，其产生的ATP也是非常有限的。

所以，无论是平原地区，还是高原地区，人体内获得ATP的主要生理过程都是有氧呼吸。

题干中含氧量较低是干扰项。

【答案】C
生活中的生物学知识
一、有关ATP
1997年诺贝尔化学奖的一半授予了美国的保罗•博耶和英国的约翰·沃克，以表彰他们在研究腺苷三磷酸合成酶如何利用能量进
行ATP再生方面所取得的成就。

三磷酸腺苷（ATP ）的分子结构很复杂，它的结构简式如下：
ATP 的分子为C 10H 16O
507，ATP 与ADP 的转化式可表示为： ATP ADP+Pi+能量。

（简称AMP ），AMP 是构成RNA 的一种腺嘌呤核糖核苷酸。

磷酸在ATP 的功能中起着非常重要的作用。

两个磷酸之间（也就是P 与P 之间）用“~”符号表示的化学键，是一种特殊的化学键。

这种化学键断裂时，放出的能量是正常的化学键放出的能量的2倍以上（如每摩尔的高能磷酸键放出的能量约29.29~41.84千焦，而一般的P-—O 键只放出能量8.37~20.92千焦.
从低等的单细胞生物到高等的人类，能量的释放、贮存和利用，都是以ATP 为中心的。

生物体进行各项生理活动所需要的能量，大都直接地来自于ATP ，有些则间接地来源于ATP 。

总之，它们都通过ATP 来供应能量。

生物体的各种组织细胞中，各含有一定数量的ATP 。

而当细胞中的ATP 浓度过高是时，生物体可以将ATP 的高能磷酸键中的能量转移给肌酸，以生成磷酸肌酸（CP ）这种化合物。

此反应可简写成：ATP+C ADP+CP 。

磷酸肌酸可作为一种辅助能源在动物的肌肉中贮存。

二、剧烈运动时的供能系统
ATP 在高等动物体的贮存量是有限的，在剧烈运动时只能维持3OH OH | ～O —P —O OH OH
| | HO —P ～O —P
秒钟的消耗，但细胞中的ATP是用不完的，因为有一个ATP的再生系统。

在刚开始剧烈运动时，由于有氧呼吸过程还未及时作出反应，ATP的大量消耗依赖于磷酸肌酸中高能磷酸键的迅速转移来维持ATP的供应，但磷酸肌酸也只能维持十几秒钟的时间，这是剧烈运动过程中第一阶段的供能系统，称为ATP—磷酸肌酸供能系统。

如果运动继续下去，就要依靠无氧呼吸释放少量的能量来维持剧烈运动的需要，这是剧烈运动过程中的第二阶段供能系统，称为无氧呼吸供能系统。

但无氧呼吸释放的能量很少，也不能长时间供能，无氧呼吸的产物乳酸在动物体内的积累会降低内环境的pH值，过多的乳酸积累会导致酸中毒。

由于在第一阶段和第二阶段的运动过程中，积累了大量的ADP和NAD+两物质，这两物质对有氧呼吸过程有强烈的促进作用，这样经过将近1分钟时间的适应，有氧呼吸速度明显加快，如果剧烈运动持续进行下去，能量主要由有氧呼吸提供。

在剧烈运动过程，由于高等动物个体的生理性适应，交感神经兴奋性增加，副交感神经兴奋性降低，加上血液中CO2的增加，呼吸运动加快加深，心跳加快加强，血液循环的速度加快，运输氧的能力得到加强。