3.1 细胞与能量（课件+word）-【步步高】2019版学案导学与随堂笔记生物（浙科版必修1）

第一节　细胞与能量 知识内容 学考要求 选考要求 细胞内的吸能反应和放能反应 a a ATP的化学组成和特点 a a ATP在能量代谢中的作用 b b 学习导航 (1)举例说出吸能反应和放能反应。(2)了解其结构特点。(3)结合ATP—ADP循环示意图，理解ATP是细胞中能量通货的含义。 方式一　“银烛秋光冷画屏，轻罗小扇扑流萤。天阶夜色凉如水，卧看牵牛织女星。”让我们重温唐代诗人杜牧这首情景交融的诗作《秋夕》。可是大家是否想过：(1)萤火虫为什么要发光？(吸引异性来交尾)；(2)萤火虫的发光需要能量吗？(需要)；(3)我们知道，糖类、油脂和蛋白质都贮存着能量，这些物质能为萤火虫发光直接提供能量吗？(不能)。研究表明能为萤火虫发光直接提供能量的是ATP，这节课我们就来了解ATP。 方式二　纯净的ATP是一种白色粉末，能溶于水，ATP片剂可以口服，注射液可静脉注射或肌肉注射，主要用于辅助治疗肌肉萎缩、脑溢血后遗症、心肌炎等疾病。这节课我们就来了解ATP的有关知识。 一、吸能、放能反应和ATP的结构 1．能量的转化 (1)化学能：活细胞中的各种分子，由于其中原子的排列而具有势能，是细胞内最主要的能量形式。 (2)能量的转换：细胞中的“燃料分子”(如葡萄糖)被氧化时释放的化学能，用于各种生命活动。 (3)能量守恒定律：能量只能从一种形式转变为另一种形式，既不会被消灭，也不能被创造。生物体内或细胞中发生的只是各种能量形式的相互转变。 2．吸能反应和放能反应 (1)吸能反应 ①概念：产物分子中的势能比反应物分子中的势能高的反应。 ②举例：如光合作用、氨基酸合成蛋白质的反应等。 (2)放能反应 ①概念：产物分子中的势能比反应物分子中的势能低的反应。 ②举例：细胞呼吸等。 (3)吸能反应与放能反应的联系 ①吸能反应常利用放能反应所产生的能量。 ②ATP是细胞中放能反应和吸能反应的纽带。 3．ATP的结构 (1)中文名称：腺苷三磷酸。 (2)结构简式及符号含义 a：腺嘌呤；b：核糖；c：磷酸基团；d：高能磷酸键。 (3)结构特点 ①ATP是细胞内普遍存在的高能磷酸化合物，含有两个高能磷酸键。 ②ATP化学性质不稳定。连接两个磷酸基团之间的高能磷酸键不稳定， ③易水解，高能磷酸键释放的能量比连接在糖分子上的普通磷酸键要多。 归纳总结 1．ATP的组成元素为C、H、O、N、P；含有3个磷酸基团，2个高能磷酸键；ATP彻底水解会得到腺嘌呤、核糖和磷酸；ATP去掉两个磷酸基团后形成的结构就是腺嘌呤核糖核苷酸，是构成RNA的基本单位之一。 2．ATP是直接能源物质的验证 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不发出黄色荧光说明葡萄糖不是直接供能物质。 (2)加入ATP溶液的试管B能持续发光，说明ATP是直接供能物质。 例1　(2017·嘉兴月考)下列关于细胞内能量的有关说法，错误的是(　　) A．在细胞内，通常一个吸能反应要伴随着一个放能反应 B．细胞中的放能反应一般与ATP的水解相联系 C．植物细胞内最重要的吸能反应是光合作用，最重要的放能反应是糖的氧化 D．能量只能从一种形式变为另一种形式，不会被消失，也不会被创造 答案　B 解析　细胞中的放能反应一般与ATP的合成相联系，B错误。 思维启迪　ATP与光合作用及细胞呼吸的关系 (1)与光合作用的关系 (2)与细胞呼吸的关系 例2　如图表示ATP的结构，下列相关说法正确的是(　　) 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的基本单位之一 D．a键断裂释放的能量可以直接用于生命活动 答案　D 解析　a键断裂后形成ADP和Pi，A项错误；ATP中的字母A表示腺苷，图中的3表示腺嘌呤，B项错误；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的基本单位之一，C项错误；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，D项正确。 二、ATP—ADP循环 1．ATP—ADP循环的过程 2．ATP—ADP循环与吸能反应、放能反应的关系 (1)原理 将ATP水解这一放能反应所释放的能量用于另一吸能反应。 (2)举例 在肌肉收缩过程中，ATP先使肌肉中的能量增加，改变形状，这是吸能反应。然后肌肉做功，失去能量，恢复原状，这是放能反应。 3．意义：ATP是细胞中普遍使用的能量载体，又称为“能量通货”。 归纳总结 1．ATP与ADP的相互转化 (1)ATP与ADP在细胞