2019-2020年高中生物 第一节 细胞中的能源物质名师导航 中图版.doc

2019-2020年高中生物 第一节 细胞中的能源物质名师导航 中图版【思维激活】1你的一说一笑，一蹦一跳都需要动力，这个动力来自肌肉的收缩，肌肉的收缩才能使你喜笑言开，欢蹦乱跳，但是肌肉的收缩也需要动力，这个动力就是能量，那么肌肉收缩的直接能源物质是什么？答案：是细胞的能量“通货”ATP2电鳗鱼能放电，其一次的放电量足以击昏一头水牛，你如果下水不小心也会被它击昏，但是如果掌握一定的技巧也能把它捕捉。电鳗鱼能放电，其能量的直接能源物质是什么？如何捕捉电鳗鱼？答案：能量的直接来源是ATP，电鳗鱼放电一次要消耗大量的ATP，在刚放电后去捕捉它它就不能立即放电，因为体内补充的ATP还不足，所以可以快速捕捉它，若慢了还会放电把你击昏。【自主整理】1.生命活动的直接能源ATP酶ATPADPPi能量酶（1）ATP结构简式：APPP，其中，A代表腺苷， P代表磷酸基，“”代高能磷酸键。ATP中大量的化学能就储存在高能磷酸键。（2）ATP和ADP相互转化的反应式是（3）ATP和ADP相互转化的意义是：使细胞内ATP总是处于动态平衡之中，从而保证了细胞能量的持续高效供应。（4）ATP的来源：植物来自呼吸作用和光合作用，动物来自呼吸作用。2.生命活动的主要能源糖类（1）组成元素：由C、H、O三种元素构成的。（2）种类：糖类分为单糖、二糖、多糖，区别见下表类别举例特点单糖五碳糖：脱氧核糖、核糖六碳糖：葡萄糖、果糖、半乳糖是不能水解的糖二糖植物：麦芽糖、蔗糖动物：乳糖水解后产生两分子单糖多糖植物：淀粉、纤维素动物：糖元水解后生成许多单糖，糖元存在于动物的肝脏、骨骼肌细胞多糖是自然界含量最多的糖3.脂质（1）组成元素：C、H、O三种元素组成，有的脂质含有N、P等。（2）种类：见下表类别举例作用脂肪植物油动物脂肪细胞内的主要储能物质，动物脂肪还有保温、减少器官间摩擦、缓冲外界压力等作用类脂磷脂、糖脂磷脂是构成生物膜的重要成分固醇胆固醇、性激素、维生素D、肾上腺皮质激素维持和调节生物体正常的新陈代谢和生殖过程4.细胞内有关的能源物质（1）在细胞内，ATP是生命活动的直接能源物质，糖类是主要能源物质，脂肪是重要的储存能量的物质，光能是最终能源物质。【高手笔记】1.ATP的能量主要是储存在高能磷酸键内的化学能，ATP有两个高能磷酸键。2.ATP中第二个高能磷酸键易断裂也易形成，断裂释放能量，形成储存能量。3.糖类必须水解成单糖才能为生命活动提供能量。4.同质量的糖类和脂肪氧化分解供能，脂肪由于含氢多，产生的能量比糖类多。【名师解惑】1.ATP可以分解得到ADP，同样ADP也可以合成ATP，那么， ATP与ADP的相互转变是化学上的可逆反应吗？为什么？剖析：你首先要搞清楚相互转化与可逆反应之间的本质区别，然后再联系细胞内ATP的合成与分解是两个完全不同的生理过程，就会明确其中的道理。ATP和ADP相互转化实际上表示ATP和ADP的循环过程,并不表示化学上的可逆反应。因为:ATP转化为ADP的反应为水解反应，而ADP转化为ATP的反应为合成反应.根据酶的专一性特点，二者所需酶的种类不同，从能量的来源看, ATP水解所释放的能量来自远离腺苷的那个高能磷酸键断裂,反应进行的也各不相同. 产生ATP的部位主要是细胞质基质、线粒体、叶绿体。ATP分解的场所较广泛.很显然ATP与ADP的相互转变并不同时进行的,所以不是化学上的可逆反应。2. ATP中的能量是如何利用的？ 剖析：ATP中有两个高能磷酸键，在ATP水解时，远离腺苷的高能磷酸键易断裂释放能量。ATP是细胞内的直接能源物质，ATP水解后，能量转化为其他各种形式的能量，用于生物的各项生命活动。生物体的一切生命活动所需能量几乎都要靠ATP提供，但ATP只是作为细胞内能量转换的“中转站”，ATP中的能量可以直接转换为其他各种形式的能量，用于各项生命活动。这些能量形式主要有：机械能、电能、化学能、光能、热能、渗透能等。【讲练互动】【例题1】对 “ATP ADP 十 Pi 十能量 ”的叙述中,正确的一项是 ()A. 反应向左进行和向右进行时所需要的酶都是一样的B. 反应向右进行时释放能量,向左进行时贮存能量C. 整个反应是一个动态平衡的过程D. 植物细胞和动物细胞发生这个反应的生理过程都一样【解析】 生物体进行的从 ATPADP+Pi能量的过程和从 ADP+Pi能量 ATP 的过程是两个截然不同的生理过程,它们发生的场所、所需要的酶是不同的,所以 A 错。也正是两个过程发生的场所、所需要的酶不同,所以就不存在动态平衡问题,故 C 项不对。植物细胞可以通过光合作用产生 ATP和消耗 ATP, 也可通过呼吸作用产生 ATP, 而动物细胞不能通过光合作用产生 ATP, 主要通过呼吸作用产生 , 所以 D 项也不对。【答案】 B【绿色通道】产生ATP的能量来源植物和动物都来自呼吸作用，植物还来自光合作用。ATP的含量在细胞内是一个动态平衡，但是转化的场所不同。【变式训练】下列生理过程不需要消耗 ATP 的是 () A. 在核糖体上合成血红蛋白B. 在肺泡表面进行气体交换C. 小肠吸收氨基酸D. 神经冲动在中枢传导【解析】 考查对能量利用知识的理解与掌握。生物体内不断进行的各项生理活动绝大多数是需要消耗能量的,但也有一些并不消耗能量, 如组织和肺泡内的气体交换、某些小分子物质出入细胞等。在题目给的 4 个选项中,只有在肺泡表面进行的气体交换不需要消耗能量。【答案】B 。【例题2】三磷酸腺苷可以简写成APPP。其化学键有 3 个即分布在AppP 上。当三磷酸腺苷水解形成二磷酸腺苷时，首先断裂的化学键是()A. B. C. D. 【解析】本题考查的知识点是ATP与ADP的相互转化的基础知识。三磷酸腺苷是一分子腺苷与三分子磷酸结合的产物。一分子腺苷与一分子磷酸结合组成一磷酸腺苷(AMP), 简写成AP；一分子腺苷与二分子磷酸结合,组成二磷酸腺苷(ADP)，简写成APP, 其中含有一个高能磷酸键；一分子腺苷与三分子磷酸结合, 组成三磷酸腺苷(ATP), 简写成APPP。在一定条件下水解ATP时,高能磷酸键很容易断裂,也很容易重新形成。断裂时伴随着能量的释放；重新形成时伴随着能量的储存。因此有如下反应式：ATPADPPi能量该题的关键语句是“当三磷酸腺苷水解形成二磷酸腺苷时”,从前面的ATP和ADP的相互转化的基础知识可知,首先断裂的化学键应当是,因为断裂后方形成ADP和Pi, 、和断裂均不能形成ADP, 所以正确答案应该为 C。【答案】 C【绿色通道】本题的解题思路是抓住关键语句, 注意搞清ATP 和 ADP 之间的关系以及搞清 ATP 和 ADP 的分子结构简式。只有搞清楚相关的基础的知识,才能正确解答此题。【变式训练】l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.2,1,2C.2,1,l D.l,2,1【解析】 本题是一道基础题,考查ATP的分子结构。只要会写ATP的结构简式APPP；ADP的结构简式就好写APP，所以l分子ADP 中，含有腺苷1个, 磷酸基2个,高能磷酸键 1 个。【答案】D【例题3】植物细胞和动物细胞中储能物质依次是（）A. 纤维素和糖原B. 麦芽糖和乳糖C. 淀粉和糖原D. 葡萄糖和纤维素【解析】在植物细胞中存在能量的物质是淀粉,纤维素是构成细胞壁的成分,在动物细胞中储存能量的物质是糖原,而麦芽糖、乳糖、葡萄糖都是细胞内的能源物质。【答案】C【黑色陷阱】 (l) 易把所有糖类都当成是主要的供能或贮能物质,如纤维素的主要功能是组成植物细胞的结构,而构成核酸的五碳糖一般也不供能。 (2)易把淀粉和糖原的分布混淆。 【变式训练】(xx 年江苏理综春季高考题，5 ) 纤维素称为第七营养素,食物中的纤维素虽然不能为人体提供能量,但能促进肠道蠕动,吸附排出有害物质,从纤维素的化学成份看,它是一种（）A. 二糖B. 多糖C. 氨基酸D. 脂肪【解析】纤维素是构成植物细胞壁的成分，是植物细胞的多糖。【答案】B【例题4】在细胞的脂质物质中,对生物体的正常代谢生殖过程起着积极的调节作用的是 （）A. 脂肪B 磷脂C. 固醇D. 维生素D 【解析】考查脂质的功能。脂肪主要是生物体内储存能量的物质,此外,高等动物和人体内的脂肪,还有减少身体热量散失,维持体温恒定,减少内部器官之间摩擦和缓冲外界压力的作用。磷脂主要是构成生物膜的基本成分。固醇对维持生物体的正常代谢和生殖过程起着积极的调节作用,维生素D属于固醇。【答案】C【绿色通道】脂质所具有的生物学功能还表现在：生物膜的许多特性,如柔软性、对极性分子的不可通透性、高电阻性等。再如脂质与其他物质相结合,构成了细胞之间的识别物质和细胞免疫的成分等。 【变式训练】生物体进行生命活动的主要能源物质是()A. 糖类B. 脂肪C.蛋白质D.核酸【答案】A【体验探究】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,肌肉很快就能发生收缩.【问题】为什么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,肌肉很快就能发生收缩？【导思】能源物质和直接能源物质有什么区别？如果用刚刚失去收缩功能的离体肌肉作为实验材料，向同一条肌肉上依次滴加ATP溶液、葡萄糖溶液、氨基酸溶液、蒸馏水，肌肉能否收缩？【探究】 生物体的能源物质有糖类、脂质和蛋白质。糖类是主要的能源物质, 生物体生命活动所需的能量70%是由糖类分解释放的。脂肪中储存的能量较多，生物体内糖类物质减少时，脂肪分解供能。各种能源物质释放的能量在用于生命活动之前都要转移到ATP中，由ATP直接供应生命活动的需要。由此说明葡萄糖虽然是能源物质,但是不能被肌肉直接利用。