中图版必修一 第3单元 第2章 第1节 细胞中的能源物质 学案 (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)

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】 D

2.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】 D

3.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、ATP

B.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

1.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.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】 D

2.对“ATP ADP＋Pi＋能量”的叙述中，正确的是()