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1、第五章 細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用 5.2 細(xì)胞的能量通貨【考綱】1.ATP在能量代謝中的作用 B 【教學(xué)過程】二、ATP細(xì)胞的能量“通貨”1.名稱:三磷酸腺苷2.結(jié)構(gòu)式:APPP 其中 A:腺苷(腺嘌呤 + 核糖)、T:三個、P:磷酸基團、:普通化學(xué)鍵、 :高能磷酸鍵(連接磷酸基團與磷酸基團的化學(xué)鍵)特點:易斷裂和再生成,高能磷酸鍵水解時釋放的能量多達(dá)30.54kJ/mol,ATP是細(xì)胞內(nèi)的一種高能磷酸化合物 。歸納:ATP中含有3個磷酸基團,2個高能磷酸鍵,1個腺苷;(1分子ATP中含有1分子腺嘌呤、1分子核糖、3分子磷酸基)組成元素:C、H、O、N、P動物體內(nèi)的高能磷酸化合物有:ATP、磷酸肌
2、酸、(ADP)例1:一分子ADP中,含有腺苷、磷酸基團和高能磷酸鍵的數(shù)目依次是A.1、2、2 B.1、2、1 C.2、1、2 D.2、1、1例2:ATP中大量的化學(xué)能儲存在 A.腺苷內(nèi) B.磷酸基內(nèi) C.腺苷和磷酸基連接鍵內(nèi) D.高能磷酸鍵內(nèi)3.功能:ATP為生命活動直接提供能量/生物體各項生命活動的直接能源物質(zhì) (ATP中的能量可直接轉(zhuǎn)化成其他各種形式的能量,用于各項生命活動)AMP(一磷酸腺苷、腺嘌呤核糖核苷酸)是合成RNA的原料之一4.ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化(1)ATP的水解(ATP的利用) 反應(yīng)式: 能量的釋放 能量來自:遠(yuǎn)離A的高能磷酸鍵的斷裂 能量用于:各項生命活動 動物:肌肉收
3、縮、神經(jīng)傳導(dǎo)和生物電、 ATP水解場所:生物體需能部位 合成代謝、吸收和分泌(主動運輸) 及各種吸能反應(yīng) 植物:細(xì)胞分裂、植物生長、吸收礦質(zhì)離子(2)ATP的合成 反應(yīng)式:能量的儲存 能量來自: 動物、人、真菌、大多數(shù)細(xì)菌:化學(xué)能(呼吸作用) 綠色植物:化學(xué)能(有氧呼吸、無氧呼吸)、光能(光合作用光反應(yīng)階段) 能量用于:合成ATP (儲存于形成的高能磷酸鍵中) ATP的合成場所: 綠色植物:葉綠體(類囊體膜)、線粒體、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) 人和動物:線粒體和細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) 原核生物:細(xì)胞膜和細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) 歸納:在ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化不是可逆反應(yīng),但物質(zhì)是可逆的,能量是不可逆的 (即ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化
4、的反應(yīng)不屬于可逆反應(yīng):反應(yīng)類型、反應(yīng)所需的酶、能量的來源和去路、反應(yīng)場所都不完全相同) ATP的光合作用、呼吸作用(主要來源);光合作用光反應(yīng)階段產(chǎn)生的只能用于暗反應(yīng)C3的還原,不能用于其他生命活動。細(xì)胞內(nèi)ATP和ADP相互轉(zhuǎn)化的能量供應(yīng)機制,是生物界的共性(統(tǒng)一性),也反映了種類繁多的生物有著共同的起源。純凈的ATP呈白色粉末狀,能溶于水。作為一種藥品,ATP有提供能量和改善患者新城代謝狀況的作用,常用于輔助治療肌肉萎縮、腦溢血后遺癥、心肌炎等疾病。ATP片劑可以口服,注射液可供肌肉注射或靜脈滴注。生物體內(nèi)幾種能源物質(zhì):主要能源: 糖類儲存能源:淀粉、糖原、脂肪直接能源:ATP根本能源:光能
5、說明:細(xì)胞內(nèi)糖類脂肪等有機物中都儲存有大量的穩(wěn)定的化學(xué)能,但是這些能量只有只有轉(zhuǎn)移到ATP中才能被細(xì)胞利用。例3:下列有關(guān)ATP的敘述,正確的是 A.線粒體是藍(lán)藻細(xì)胞產(chǎn)生ATP的主要場所B.光合作用產(chǎn)物中的化學(xué)能全部來自ATPC.ATP由1個腺嘌呤和3個磷酸基團組成 D.細(xì)胞連續(xù)分裂時,伴隨著ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化例4:下列有關(guān)ATP的敘述,正確的是 人長時間劇烈運動時,骨骼肌細(xì)胞中每摩爾葡萄糖生成ATP的量與安靜時相等 若細(xì)胞內(nèi)Na+濃度偏高,為維持Na+濃度的穩(wěn)定,細(xì)胞消耗ATP的量增加 人在寒冷時,腎上腺素和甲狀腺激素分泌增多,細(xì)胞產(chǎn)生ATP的量增加 人在饑餓時,細(xì)胞中ATP與ADP的
6、含量難以達(dá)到動態(tài)平衡A.B.C.D.例5:下列生理過程中,不需消耗ATP的是 H的形成 C3的還原 腎小管重吸收Na+ 抗體的合成與分泌 肺泡內(nèi)的氣體交換 有絲分裂 主動運輸A. B.C.D.【二次備課】【作業(yè)布置】 1.右圖中能正確表示動物肌細(xì)胞內(nèi)ATP產(chǎn)生量與O2供給量之間關(guān)系的曲線是 Aa Bb Cc Dd2.在某細(xì)胞培養(yǎng)液中加入32P標(biāo)記的磷酸分子,短時間內(nèi)分離出細(xì)胞的ATP,發(fā)現(xiàn)其含量變化不大,但部分ATP的末端P已帶上放射性標(biāo)記,該現(xiàn)象不能說明 A.ATP中遠(yuǎn)離A的P容易脫離 B.部分32P標(biāo)記的ATP是重新合成的C.ATP是細(xì)胞內(nèi)的直接能源物質(zhì) D.該過程中ATP既有合成又有分解
7、3.將螢火蟲腹部末端的發(fā)光器切下,干燥后研成粉末。將粉末裝入試管,滴加蒸餾水,使之混合,則有淡黃色熒光出現(xiàn),2 min后,熒光消失了。接著若在試管中滴加葡萄糖溶液,熒光不能恢復(fù),如果滴一點ATP溶液,熒光將恢復(fù)。下列相關(guān)敘述中,錯誤的是 A.滴入蒸餾水發(fā)出熒光,是由于試管內(nèi)有熒光物質(zhì)和ATPB.熒光消失是由于ATP水解酶的活性降低所致C.滴加ATP溶液,熒光恢復(fù),說明螢火蟲發(fā)出熒光需要消耗ATPD.滴加葡萄糖溶液,熒光不能恢復(fù),說明葡萄糖不是直接能源4.下圖為生物體的新陳代謝與ATP關(guān)系的示意圖,請回答:(1)海洋中的電鰻有放電現(xiàn)象,其電能是由圖中的 過程釋放的能量轉(zhuǎn)變而來的。(2)某人感冒發(fā)
8、燒,其體溫上升所需要的能量是由圖中 過程釋放出來的。(3)用圖中的數(shù)字依次表示光能轉(zhuǎn)變?yōu)楣趋兰∈湛s所需能量的過程: 。(4)醫(yī)藥商店出售的ATP注射液可治心肌炎。若人體靜脈滴注這種藥物,ATP到達(dá)心肌細(xì)胞內(nèi)最少要通過幾層細(xì)胞膜( ) A.1層 B.2層C.3層 D.4層(5)經(jīng)測定,正常成年人靜止?fàn)顟B(tài)下24 h將有40 kg ATP發(fā)生轉(zhuǎn)化,而細(xì)胞內(nèi)ADP、ATP的總量僅為2-10 mmol/L,為滿足能量需要,生物體內(nèi)解決這一矛盾的合理途徑是 。 5.答案(1)細(xì)胞呼吸APPPATP與ADP相互迅速轉(zhuǎn)化 (2)腺苷(3)科學(xué)家用化學(xué)物質(zhì)阻斷典型神經(jīng)遞質(zhì)在神經(jīng)細(xì)胞間的信息傳遞后,發(fā)現(xiàn)受體細(xì)胞仍能接受到部分神經(jīng)信號;科學(xué)家尋找到靶細(xì)胞膜上有ATP的受體6.如圖為不同因素與酶促反應(yīng)速率的關(guān)系圖,AB代表酶促反應(yīng)速率坐標(biāo)(0100%),AC代表溫度坐標(biāo)(070 ),CB代表溶液酸堿度坐標(biāo)(pH0.114),下列敘述中不正確的是(各線段含義提示:例如EH線段表
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