【金牌学案】人教版2015-2016学年高中生物必修一同步教学资料课件 5.2 细胞的能量通货――

易错突破合作探究自主预习第2节细胞的能量“通货”——ATP易错突破合作探究自主预习目标导航预习导引1.说出ATP的名称及结构简式,说出简式中各符号的含义。2.写出并分析ATP与ADP之间的相互转化反应式,说出转化过程中能量的来源。3.说明生命活动所需能量的供应机制和ATP在能量代谢中的作用。易错突破合作探究自主预习目标导航预习导引一二一、ATP的结构及特点1.中文名称三磷酸腺苷。2.结构简式A—P~P~P,其中A代表腺苷,P代表磷酸基团,~代表高能磷酸键。3.特点(1)ATP是细胞内的一种高能磷酸化合物,含有两个高能磷酸键,高能磷酸键储存大量能量。(2)ATP的化学性质不稳定,在有关酶的催化作用下,远离A的高能磷酸键易水解,释放出大量能量。(3)ATP在细胞内含量很少,但转化是十分迅速的。易错突破合作探究自主预习目标导航预习导引一二二、ATP和ADP的相互转化1.相互转化过程(1)释放能量:ATPADP+Pi+能量。(2)储存能量:ADP+Pi+能量ATP。(3)相互转化特点:时刻不停地发生,并且处于动态平衡之中。2.形成ATP的能量来源(1)动物、人、真菌和大多数细菌:呼吸作用所释放的能量。(2)绿色植物:光能和呼吸作用所释放的能量。易错突破合作探究自主预习目标导航预习导引一二3.ATP分解释放能量的去路(ATP的利用)(1)ATP的功能。ATP是细胞生命活动的直接能源物质。(2)利用实例。用于主动运输、肌肉收缩、细胞内各种吸能反应和大脑思考等生命活动。(3)细胞内的化学反应与ATP的关系。①吸能反应一般与ATP水解的反应相联系,由ATP水解提供能量,如蛋白质的合成。②放能反应一般与ATP的合成相联系,释放的能量储存在ATP中,如葡萄糖的氧化分解。能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间循环流通。因此,可以形象地把ATP比喻成细胞内流通的能量“通货”。4.生命活动所需能量的供应机制细胞内ATP与ADP的相互转化。易错突破合作探究自主预习一二知识精要典题例解迁移应用一、ATP的结构和功能1.ATP的元素组成与结构易错突破合作探究自主预习一二知识精要典题例解迁移应用2.ATP分子的结构特点(1)组成特点:一个ATP分子中含有1个腺苷和3个磷酸基团。(2)具有高能磷酸键:ATP分子中具有2个高能磷酸键,远离腺苷的那个高能磷酸键很容易水解和形成。3.ATP的生理功能细胞代谢所需的能量是由细胞内的ATP直接提供的。ATP是细胞代谢所需能量的直接来源。4.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,其他能源物质只有转化为ATP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。易错突破合作探究自主预习一二知识精要典题例解迁移应用【例1】在某细胞培养液中加入32P标记的磷酸分子,短时间内分离出细胞的ATP,发现其含量变化不大,但部分ATP的末端磷酸基团已带上放射性标记,该现象能够说明()①ATP中远离A的磷酸基团容易脱离②部分32P标记的ATP是重新合成的③ATP是细胞内的直接能源物质④该过程中ATP既有合成又有分解A.①②③④B.①②③C.①②④D.②③④审题:从ATP的结构与功能的相互关系等方面进行分析。解析:短期内分离出细胞的ATP,但部分末端磷酸基团已带上放射性标记,说明有新的ATP形成,但含量变化不大,说明ATP有分解,短期内既存在ATP的合成,也存在ATP的分解,其原因是ATP中远离A的磷酸基团容易脱落,也容易与ADP结合形成ATP。本实验不能说明ATP是细胞中的直接能源物质。答案:C易错突破合作探究自主预习一二知识精要典题例解迁移应用易错突破合作探究自主预习一二知识精要典题例解迁移应用下列关于ATP的化学组成的说法,正确的是()A.ATP和核酸共有的元素是C、H、O、N、PB.ATP中的A表示腺嘌呤C.含有三个高能磷酸键D.含有腺嘌呤和脱氧核糖答案:A解析:组成ATP的元素与核酸一样,都是C、H、O、N、P;ATP中含有两个高能磷酸键,其中的五碳糖是核糖,A代表腺苷。易错突破合作探究自主预习一二知识精要典题例解迁移应用1.ATP的组成规律ATP的组成规律可以用“一、二、三”来总结。即一个腺苷,两个高能磷酸键,三个磷酸基团。ATP的分子组成图示如下:易错突破合作探究自主预习一二知识精要典题例解迁移应用2.不同物质中“A”代表的含义易错突破合作探究自主预习一二知识精要典题例解迁移应用二、ATP与ADP之间的相互转化和ATP的利用1.ATP与ADP的相互转化植物细胞的需能活动动物细胞的需能活动细胞分裂、植株的生长、根对矿质离子的吸收等吸收与分泌、物质合成、神经传导和生物电、肌肉收缩等(1)ATP在生物体内含量很少,又不断通过各种生命活动大量消耗,但ATP在细胞内的转化十分迅速,从而使细胞中的ATP总是处于一种动态平衡之中。(2)ATP是细胞内流通的能量通货,ATP中的能量可以直接转换成的能量形式主要有机械能、电能、化学能、光能等。易错突破合作探究自主预习一二知识精要典题例解迁移应用2.ATP与ADP的相互转化是不可逆的过程综上所述,ATP和ADP相互转化的过程应判断为“物质是可逆的,能量是不可逆的”或解释为“物质是可以循环利用的,能量是不能循环的”。反应式ATP→ADP+Pi+能量能量+Pi+ADP→ATP类型水解反应合成反应条件水解酶合成酶场所活细胞内多种场所细胞质基质、线粒体、叶绿体能量转化放能储能能量来源高能磷酸键呼吸作用、光合作用能量去向用于各项生命活动储存于ATP中易错突破合作探究自主预习一二知识精要典题例解迁移应用【例2】下列对“ATPADP+Pi+能量”的叙述,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.ATP中的能量可来源于光能、热能,也可以转化为光能、热能审题:从ATP和ADP相互转化的条件及生理过程、ATP分子中能量的来源和去向、动植物细胞中ATP合成的能量来源等方面分析。易错突破合作探究自主预习一二知识精要典题例解迁移应用解析: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。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量。答案:C易错突破合作探究自主预习一二知识精要典题例解迁移应用下列关于ATP与ADP的说法,正确的是()A.ATP与ADP是同一种物质的两种形态B.ATP中含有的三个高能磷酸键都储存有大量能量C.细胞内ATP与ADP的相互转化的能量供应机制,是生物界的共性D.ATP在细胞内含量很多,生成较慢答案:C解析:ATP与ADP是两种不同的物质。ATP中含有3个磷酸键,其中2个是高能磷酸键。ATP在细胞中含量很少,生成速度很快。易错突破合作探究自主预习一二知识精要典题例解迁移应用各种“能源”比较物质原因直接能源ATPATP水解时释放的能量直接用于各项生命活动,而其他形式的能源物质中所贮存的能量必须转移到ATP中之后,才能用于各项生命活动主要能源糖类生命活动所利用的能量大约70%是由糖类提供的,所以说糖类是生命活动的主要能源物质储能物质脂肪在生物体内长期贮存能量的物质是脂肪。因为脂肪贮存能量的效率最高,脂肪所贮存的能量是同等质量糖原的两倍多最终能源太阳能地球上所有生物进行生命活动所需的能量几乎全部来源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结论在生物体内能量的转换和传递中,ATP是一种关键的物质。ATP是生物体内能量转换的“中转站”,它有利于能量的运输和协调供给易错突破合作探究自主预习一二知识精要典题例解迁移应用易错突破合作探究自主预习1.ATP是一种物质,而不是能量,能量储存在ATP的高能磷酸键中。2.ATP中含有三个磷酸基团,而不是三个高能磷酸键。3.细胞中ATP的含量很低且不会因为细胞代谢的增强或减弱而呈现明显的变化,原因是:ATP与ADP的转化不停地发生且十分迅速,使ATP的含量处于动态平衡之中。4.ATP水解过程可以分步完成。第一步水解时在ATP水解酶的作用下可以水解掉最远端的高能磷酸键成为ADP,也可以同时断下两个磷酸基团形成AMP和焦磷酸(两个磷酸基团通过一个高能磷酸键结合在一起),ADP或AMP经过进一步水解后最终形成腺嘌呤、核糖和磷酸。需要注意的是ATP的水解和合成过程中都有水的参与,只是表达式中仅表示出ATP和ADP的转化,将水省略了。ATP水解后释放的能量可以直接供生物体各种需能的生命活动利用。易错突破合作探究自主预习【例题】下列关于ATP的叙述,正确的是()A.ATP脱去2分子磷酸的剩余部分是构成DNA分子的基本单位之一B.绿色植物只在叶绿体中产生ATPC.大脑在思考问题时,伴随着ATP与ADP的相互转化D.长期不进食的病人,细胞中ATP与ADP的含量难以达到动态平衡易错突破合作探究自主预习【常见错误】错选A或D项。【错因分析】错选的原因主要是:【正确解答】选C。ATP脱去2分子磷酸的剩余部分是腺嘌呤核糖核苷酸,是RNA的基本组成单位之一;绿色植物可通过光合作用和呼吸作用产生ATP;大脑思考问题需消耗能量。易错选项错因分析A项对ATP结构的理解不到位。错误地认为ATP脱去2分子磷酸的剩余部分是构成DNA分子的基本单位之一,未从A(腺苷)的具体成分(腺嘌呤和核糖)角度分析D项不能正确理解ATP与ADP的转化。受选项中干扰信息(长期不进食)的影响,错误地认为此时的病人,获得能量少,因而细胞中ATP与ADP的含量难以达到动态平衡。忽略了ATP分解的同时会产生ADP,细胞中ATP与ADP的含量始终处于动态平衡之中