2018年中图版生物必修1 第3单元 第2章 第1节 细胞中的能源物质

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)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。

(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。

[合作探讨]探讨1：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2：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为直接供能物质。

[思维升华]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】 D1.功能：ATP 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：A －P ～P ～P ，“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⎭⎪⎬⎪⎫呼吸作用：动物和人⎭⎬⎫呼吸作用光合作用绿色植物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。

[合作探讨]探讨1：根据ATP 结构式思考下列问题：(1)图中①、②、③的结构分别是什么？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：①②。

(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2：ATP中的“A”与碱基中的“A”是同一种物质吗？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3：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2～10 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4：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水解的场所是各种需能部位，能量来源于高能磷酸键。

[思维升华]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“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.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】①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，②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、机械能、电能等多种形式的能量，D项错误。

【答案】 C1.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(1)元素组成及分类脂质主要元素组成有C、H、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①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。

②磷脂：构成生物膜的重要成分。

③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。

[合作探讨]探讨1：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2：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，均不能作为生物体内的能源物质。

探讨3：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4：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5：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。

[思维升华] 1.糖类(1)糖的化学组成、种类及分布(2)功能①参与构成细胞的组成⎩⎨⎧纤维素：植物细胞壁的主要成分脱氧核糖：DNA 的组成成分核糖：RNA 的组成成分 ②2.脂质(1)脂质的元素组成(2)(3)功能①生物的储能物质，如脂肪。

②构成生物膜的重要成分，如磷脂。

③调节生命活动和生殖，如性激素。

④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――→酶◇＋○ 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.A—P—P～PB.A—P～P～PC.A～P～P—PD.A～P～P～P【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：60150152】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。