必修:细胞中的能源物质中图
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第三单元细胞的新陈代谢第二章细胞能量的来源与转变第四节从化学能到生物能简介“从化学能到生物能”我们知道,物质的燃烧需要氧气,发现这一现象的是法国化学家拉瓦锡。
拉瓦锡还曾经把生物的呼吸作用比作碳和氢的缓慢燃烧过程。
拉瓦锡的这一说法有道理吗?呼吸作用能够像燃料燃烧那样剧烈吗?让学生思考和论。
葡萄糖是细胞中的主要能源物质,在前面的学习中我们已经认识到这一点,细胞的生命活动离不开能量,许多化学反应都需要耗能,葡萄糖作为主要能源物质是怎样被细胞利用的呢?引入新课,发现问题。
如同我们生活的环境一样,细胞要生活在常温、常压下,这就意味着在细胞内葡萄糖不可能通过燃烧释放出能量。
在细胞中应该有一个类似葡萄糖燃烧的过程,可以将葡萄糖分子中的能量释放出来,但又不伤及细胞。
又由于生命过程是持续不断的,需要葡萄糖将储存的能量逐步地、缓慢地释放,随时地被细胞利用。
科学家发现在细胞中的确存在这样的过程,这就是细胞的呼吸作用。
启发学生对比燃烧有机物释放能量和细胞内利用有机物中的能量之间的异同,产生认知冲突,提高思维兴奋性,继续学习。
观察现象,思考问题。
附:“呼吸作用”科学发现和研究的一个事例1. 酒精和乳酸的生成发酵是人类最早研究的现象,五千年前就开始了。
18世纪,化学家们开始研究发酵现象。
1810年,法国化学家吕萨克(G.Lussac)在前人研究的基础上,对酒精的发酵过程作了如下推导:1个葡萄糖分子通过发酵过程分解为2个乙醇分子和2个二氧化碳分子。
C6H1206→2C6H50H+2C06+能量19世纪30年代,德国博物学家施旺证实跟发酵有关的酵母是活的细胞。
1857年,法国生物学家巴斯德(L.Pastuer)认为,发酵作用就是“不用空气的生命”。
20世纪初,英国化学家哈登(A.Hardon)和扬(L.J.Young)发现,发酵过程中无机磷酸盐逐渐消失,据此推论,发酵与无机磷酸将糖磷酸化有关,并且第一步是生成6-磷酸葡萄糖。
此后经过20年的努力,人们终于搞清了发酵的全过程。
第一节细胞中的能源物质
一、选择题
1.下列关于ATP的叙述中,正确的是()
A.ATP分子中所有化学键都储存着大量的能量,所以被称为高能磷酸化合物
B.三磷酸腺苷可简写为A~P~P~P
C.A TP中大量的能量都储存在腺苷和磷酸基团中
D.ATP中大量的能量储存在高能磷酸键中
2.在植物细胞中最重要的二糖是()
A.乳糖和葡萄糖B.蔗糖和麦芽糖
C.乳糖和蔗糖D.葡萄糖和麦芽糖
3.植物细胞和动物细胞中储存能量的物质依次是()
A.纤维素和糖元B.麦芽糖和乳糖
C.淀粉和糖元D.葡萄糖和纤维素
4.在细胞的脂质物质中,对生物体的正常代谢和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
5.医疗商店出售的A TP注射液可治疗心肌炎,若人体滴注这种药物,ATP到达心肌细胞内至少要通过细胞膜的层数为()A.1 B.2 C.3 D.4
6.生物体内的重要储能物质、主要能源物质、直接能源物质、最终能量来源依次是()A.太阳能、ATP、糖类、脂肪B.A TP、糖类、脂肪、太阳能
C.糖类、脂肪、ATP、太阳能D.脂肪、糖类、ATP、太阳能
7.高等植物体内产生A TP的生理过程有()A.细胞呼吸、渗透作用B.细胞呼吸、蒸腾作用
C.光合作用、主动运输D.光合作用、细胞呼吸
8.下列物质中,构成细胞内膜结构的重要物质是()A.胆固醇B.纤维素C.磷脂D.脂肪
9.A TP形成ADP时最先断裂的化学键是()A.腺苷与磷酸的结合键B.远离腺苷的那个高能磷酸键
C.两个高能磷酸键D.靠近腺苷的那个高能磷酸键
10.糖类和脂质共有的元素是()A.C、H、O、N B.C、H、O、P
C.C、O、N D.C、H、O、
11.生物体内作为核酸组成成分的糖类是()A.葡萄糖B.核糖和葡萄糖C.核糖和脱氧核糖D.麦芽糖和纤维素12.三个ATP含有的高能磷酸键()A.9个B.6个C.5个D.3个
13.30个腺苷和60个磷酸基最多能组成多少个ATP?()A.60 B.30 C.20 D.10
14.细胞内能量释放、转移和利用的中心物质是()A.糖类B.淀粉C.A TP D.蛋白质
15.细胞中脂肪的作用是()A.激素的主要成分B.储能的主要物质
C.酶的主要成分D.细胞膜的主要成分
二、非选择题
16.有实验证明:当注射ATP给枪乌贼(中毒的,不能合成自己的ATP)巨大神经细胞时,细胞膜立即开始逆浓度差排出Na+、吸收K+,并且一直持续到A TP用完为止,这个实验说明。
17.根据科学研究证实,由精子细胞变为精子的过程中,细胞核变为精子的头部,部分细胞质变成精子的颈部和尾部,大部分细胞质及多数细胞器被丢失,但全部的线粒体被保留下来,并集中在颈部。
试根据已有知识对这一现象做出解释:
(1)细胞核内含有,以便传给下一代。
(2)丢失的大部分细胞质和细胞器,可以使精子体积,以利于。
(3)精子快速运动主要依靠的摆动,其运动的动力主要产生于。
(4)保留全部线粒体的意义在于:线粒体是场所,通过线粒体的生理活动形成精子运动所需的。
[拓展提高]
1.对于反应式:A TP====ADP+Pi+能量,以下提法正确的是()A.物质和能量都是可逆的B.物质和能量都是不可逆的
C.物质是可逆的,能量是不可逆的D.物质是不可逆的,能量是可逆的
2.种子萌发的需氧量与种子所储藏的有机物的元素组成和元素比例有关,在相同条件下,消耗同质量的有机物,油料作物种子(如花生)萌发时需氧量比含淀粉的种子(如水稻)萌发时的需氧量()A.少B.多C.相等D.与温度有关
1.在自然界中生物的发光现象普遍存在,生物通过细胞的生化反应而发光。
请设计实验探究萤火虫的发光强度与ATP浓度的关系。
实验材料:萤火虫的荧光器晒干后研成的粉末、ATP粉末、蒸馏水、大小相同的小烧杯若干、大小相同的试管若干、标签纸若干及其他实验所需材料。
()
实验步骤:
实验现象预测:
实验结论:
第一节细胞中的能源物质
[聚焦高考]
1.C 2.B 3.D 4.D 5.ABC 6.B 7.D 8.呼吸光合呼吸高能磷酸键[自我测评]
一、选择题
1.D 2.B 3.C 4.C 5.C 6.D 7.D 8.C 9.B 10.D 11.C 12.B 13.C 14.C 15.B
二、非选择题
16.巨大神经细胞排出Na+、吸收K+的过程是一个主动运输的过程,需要消耗能量,由ATP直接提供。
17.(1)遗传物质DNA
(2)减小运动
(3)尾部线粒体
(4)细胞进行有氧呼吸的主要能量(ATP)
[拓展提高]
1.C 2.B
1.实验步骤:①配置不同浓度的ATP水解液置于小烧杯中,贴上标签
②将荧光器粉末分成若干等份分别放于试管中,贴上标签。
③在每支试管中加入等量不同浓度的A TP溶液。
④观察发光现象并记录。
实验现象预测:①发光现象随ATP溶液浓度升高而渐强
②发光现象随ATP溶液浓度升高而减弱
③在不同ATP浓度溶液中,发光现象没有变化。
实验结论:①荧光强度与ATP浓度成正比。
②荧光强度与ATP浓度成反比。
③荧光强度与ATP浓度无关。