中图版高中生物必修1细胞中的能源物质 例题解析

第三单元第二章第一节细胞中的能源物质一、教材分析：本课是《普通高中课程标准实验教科书生物学（必修一) 分子与细胞》第三单元第二章第一节的内容,该节介绍了细胞中有那些能源物质，在生命活动中扮演了怎样的角色，生命活动的直接能源物质是什么，一下子就把学生带入学习情境中。

通过本节学习，使学生对细胞中的能源物质有一个全面、系统的认识，又为后面几节做好了铺垫。

二、学情分析：本节内的主要任务是：通过对各种能源物质的比较学习，了解糖类、脂肪、ATP等能源物质在细胞代谢中的地位和作用.限于学生的化学基础，关于ATP的结构，不宜过于深入，但要知道学生分析教材中三个色块的含义,特别应强调ATP中大量的化学能储存的部位；对于糖类与脂质的学习意识通过图表分析明确糖的种类和特点,明确脂肪、类脂、固醇的常见种类及作用。

二是通过对这些物质在细胞中的含量、在生命活动中的供能比例进一步明确它们在能量代谢中的地位。

本节学习内容较多,可以举一些与生活相关的实例,展示一些图片增加学生学习的兴趣。

三、教学目标（一）知识目标：1．概述糖类、脂质的种类及作用。

2．阐明ATP的结构及生理功能，以及ATP与ADP的相互转化与ATP的生成途径。

（二）能力目标：能运用有关材料设计操作顺序探究或验证ATP的生理作用。

（三）情感目标：积极参与讨论,通过观察交流，培养学生健康的饮食习惯。

四、教学重点、难点教学重点：ATP的结构特点、ATP与ADP的相互转变、ATP的生理作用.教学难点：ATP与ADP的相互转化.五、教学方法讲授法、实验探究法、讨论法、演示法、比较法。

六、课时安排1课时。

七、教具准备课件（PPT）.八、教学过程。

姓名，年级：时间：第二章细胞能量的来源与转变第一节细胞中的能源物质学习目标1。

掌握ATP的化学组成和特点。

（重点) 2.理解ATP与ADP之间的相互转化.（重难点) 3.简述糖类、脂质的种类和作用。

（重点）一、ATP的生理作用（实验）1．实验原理：ATP能使疲劳的腓肠肌恢复收缩能力。

2．活动程序(1）制备蛙腓肠肌,放于含质量浓度为0.65 g/dL的NaCl溶液的培养皿中。

(2）将蛙腓肠肌放于滴有质量浓度为0。

65 g/dL NaCl溶液的载玻片上，使其呈直线状.(3）利用坐标纸测其长度,用铜锌叉间歇刺激肌肉，直到肌肉疲劳不再收缩。

(4)向肌肉滴加质量浓度为1。

2 g/dL的葡萄糖溶液，用铜锌叉刺激,测其长度。

（5)吸去葡萄糖溶液，向肌肉滴ATP溶液,用铜锌叉刺激，测其长度。

二、细胞中的ATP1．功能:ATP的中文名称是三磷酸腺苷，是生物体生命活动的直接能源物质。

2．结构简式：A－P～P～P，“A”表示腺苷，“P”表示磷酸基，“～”表示高能磷酸键，其内储存着大量的化学能，远离腺苷A的高能磷酸键易断裂。

3．相互转化的过程及能量来源错误!错误!4．转化的原因及特点（1）原因：ATP分子中远离A的那个高能磷酸键很容易水解。

（2）特点：时刻不停地发生并且处于动态平衡之中。

三、糖类与脂肪1．糖类(1)糖类的化学组成及功能糖类元素组成是C、H、O。

生命活动需要的能量70％以上来自糖的氧化分解,糖类是细胞生命活动的主要能源物质。

(2）糖类的分类及生理作用（1）元素组成及分类脂质主要元素组成有C、H、O，有的脂质还含有N、P等元素.脂质可分为脂肪、类脂和固醇。

(2）功能①脂肪：细胞内的主要贮能物质；动物脂肪：保温、减少器官间摩擦、缓冲外界压力。

②磷脂：构成生物膜的重要成分。

③固醇:维持和调节生物体正常的新陈代谢和生殖过程。

3．细胞中的能源物质ATP是生命活动的直接能源物质，糖类是主要的能源物质，脂肪是重要的储存能量物质，蛋白质也能为生命活动提供能量，这些物质中的能量最终都来自太阳能。

细胞中的能源物质例题解析(1)【例1】ATP形成ADP时最先断裂的化学键是（）A.腺苷与磷酸的结合键B.靠近腺苷的那个高能磷酸键C.两个高能磷酸键D.ATP中的一个高能磷酸键解析：ATP的两个高能磷酸键中，远离A的那个高能磷酸键中所含的能量高，容易断裂，应注意的是这里所说的能是自由能，即物质水解释放的能量，自由能越高的键越不稳定；而无机化学中所说的键能，是指破坏该键所需要的能量，键能越高越稳定，要注意两者的区别。

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A－P；一分子腺苷与两分子磷酸结合，组成二磷酸腺苷（ADP），简写成A－P～P；一分子腺苷与三分子磷酸结合，组成三磷酸腺苷（ATP），简写成A－P～P～P。

在一定条件下水解ATP时，高能磷酸键③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：ATP 酶ADP＋Pi＋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与ADP的相互转化的基础知识可知，首先断裂的化学键应当是③，因为③断裂后，方形成ADP与Pi，①、②或①②③断裂均不能形成ADP。

答案：A【例2】根据ATP与ADP相互转化的示意图，回答以下问题：（1）当反应从下向上进行时,能量从哪来?有什么用处?解析：见第2小题解析答案：左侧能量的来源有二：一是来自细胞呼吸分解有机物释放出的能量；二是来自光能。

左侧的能量用于ATP的形成。

2.右侧的能量来自ATP的水解。

右侧的能量用于维持细胞分裂、根吸收矿质元素和肌肉收缩等生命活动。

解析：对于动物和人来说，ATP形成所需的能量来自呼吸作用，对于绿色植物来讲，所需能量除来自呼吸作用外，还来自光合作用。

ATP水解可释放大量的能量，这些能量可以直接转换成其他各种形式的能量，用于各项生命活动。

答案：当反应从上向下进行时,能量从哪来?有什么用处?(2)【例1】对植物叶肉细胞内ATP的叙述中。

高考生物总复习第三单元第二章第一节细胞中的能源物质课时闯关（含解析）中图版必修1一、选择题1．关于ATP的化学组成的说法中，正确的是( )A．ATP的结构简式为A—P～P～PB．ATP中的A表示腺嘌呤C．含有三个高能磷酸键D．A代表腺苷，含有腺嘌呤和脱氧核糖解析：选A。

1分子腺嘌呤、1分子核糖和3分子的磷酸组成1分子ATP，其中含有两个高能磷酸键，A代表腺苷，由腺嘌呤和核糖组成。

2．(2012·浙江台州一中高一检测)科学家研究发现，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，肌肉很快就发生明显的收缩。

这说明( )A．葡萄糖是能源物质B．ATP是能源物质C．葡萄糖是直接能源物质D．ATP是直接能源物质解析：选D。

ATP是直接能源物质，葡萄糖是主要的能源物质，葡萄糖需转化为ATP才能供能。

3．30个腺苷和60个磷酸基团最多能组成多少个ATP( )A．30个B．60个C．10个D．20个解析：选D。

每一个ATP分子中含有一个腺苷，三个磷酸基团。

4．下列有关ATP的叙述，其中不．正确的是( )A．ATP中的“A”与构成DNA、RNA中的碱基“A”表示的不是同一物质B．ATP中的能量可以来源于光能和化学能，也可以转化为光能和化学能C．ATP与ADP的组成元素相同，都只含有C、H、O、N、P五种元素D．ATP释放能量往往与某些放能反应相关联解析：选D。

ATP中的“A”是指腺苷，而DNA、RNA中的碱基“A”表示腺嘌呤；ATP中的能量可以来源于化学能和光能，例如细胞呼吸和光合作用，也可转化为光能和化学能；ATP与ADP均由C、H、O、N、P五种元素组成；ATP的分解释放的能量往往提供给其他的吸能反应。

5．东北虎主要分布于我国长白山、小兴安岭等地；华南虎主要分布于我国长江流域以南地区。

请根据所学知识判断，东北虎为了与其生存环境相适应，与华南虎相比，下列哪种物质含量所占比例明显较高( )A．脂肪B．糖元C．蛋白质D．核酸解析：选A。

第二章 细胞能量的来源和转变第一节 细胞中的能源物质【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”——A TP2．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A TP ，在刚放电后去捕捉它它就不能立即放电，因为体内补充的A TP 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——A TP（1）ATP 结构简式：A －P ～P ～P ，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。

（1）在细胞内，A TP 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，A TP 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。

细胞中的能源物质思考过程1．ATP与新陈代谢的关系是怎样的？ATP是细胞内的直接能源物质，生物体的一切生命活动所需能量几乎都要靠ATP提供。

但是ATP只是作为细胞内能量转换的“中转站”，也就是说，细胞中ATP的合成所需能量主要来自于糖类、脂肪等有机物的氧化分解，然后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。

由于ATP含量稳定，可以通过与ADP之间的相互转化而再生，移动迅速，供能高效，因而成为细胞内能量释放、转移和利用的中心物质，保证了细胞能量的持续供应。

该问题的解决需要综合分析细胞中各种能源物质的功能以及结构特点。

2．核糖是一种五碳糖，它是遗传物质核糖核酸的重要组成部分，它的衍生物腺嘌呤（A）核糖核苷酸的结构与ATP相比差别在哪里？ATP中的几个高能磷酸键各有什么特点？腺嘌呤核糖核苷酸是由一分子磷酸、一分子核糖、一分子含氮碱基（腺嘌呤A）构成的，而ATP是由三分子磷酸、一分子核糖、一分子含氮碱基（腺嘌呤A）构成的，二者除去两分子磷酸和两个高能磷酸键以外，其余结构完全相同。

ATP中大量的能量就储存在高能磷酸键中，其中远离腺苷的那个高能磷酸键，在一定条件下很容易断裂，同时也很容易生成。

解决该问题需要认真观察核糖核苷酸与ATP的结构简式。

分析二者的不同以及高能磷酸键与普通化学键的差别。

3．生命活动的能源及其相互关系是怎样的？生物体的生命活动需要有能量的供应，ATP水解时释放的能量直接用于各项生命活动，所以，ATP是生命活动的直接能源物质。

生物体内的糖类、脂肪和蛋白质等有机物是能源物质，其中，生命活动所需能量的70%左右是由糖类提供的，糖类是主要能源物质，脂肪是生物体内的储备能源。

三大有机物中的能量不能直接被生命活动利用，细胞中的这些有机物只有逐步氧化分解，释放出能量，一部分以热能形式。

散失，一部分以化学能形式转移到ATP 中才能被生物体利用。

三大类有机物中的能量最终来自绿色植物光合作用所固定的太阳光能，所以，生命活动的最终能源是太阳光能。

《细胞中的能源物质和酶》教学案例（小组合作式学习）李霞[教材简析]新陈代谢是生物体与外界环境之间物质和能量的交换，以及生物体内物质和能量的转变过程，这一过程能够顺利进行是因为有酶作催化剂以及各种能源物质通过一定的方式提供能量。

所以有关酶和能源物质的知识是更好地掌握后面光能的捕获和从化学能到生物能等知识的基础。

[教学过程]教师（以下简称“师”）：同学们刚跑完课间操，多少还有点气喘吁吁，现在来静一静神，思考：在跑操的过程中，我们需要什么？学生（以下简称“生”）：能量。

师：那能量从何而来呢？生：有机物的氧化分解。

师：哪位同学可以举几个例子？生：糖类、脂肪、蛋白质和ATP等。

师：很好！正因为这些物质能够通过氧化分解来释放能量，所以称其为能源物质，生物体内的能源物质主要有以上几种，这几种能源物质的氧化分解都是一系列的化学变化，所以在这个氧化分解的过程中必需有生物催化剂—酶的参与。

有关各种能源物质和酶的知识我们已经学习过，今天咱们再来共同复习巩固一下相关的知识。

首先请大家根据自己的记忆来独立完成学案上“各种能源物质”部分的相关内容。

师：下面请同学们由小组长组织，以小组为单位用相互提问的方式来交流各成员的答案。

同时请大家记下交流时有疑惑的地方，一会我们共同解决。

生：各小组之内积极讨论交流并将有疑惑的地方标出。

师：接下来为了检测同学们的巩固情况，我们来举行这样一个小活动，这里有四个小题，我说题目，大家以小组为单位进行抢答。

要求是在该代表回答的同时，其他同学注意听清楚，若是回答的不正确或不全面，可以及时对其回答作出纠正或补充。

开始！①ATP的名称、其结构简式中各符号代表的意义；生1：ATP的名称是：三磷酸腺苷；结构简式：A—P~P~P；各符号代表的意义：“A”腺苷“P”磷酸基团“—”普通化学键“~”高能磷酸键。

师：②糖的组成元素及种类；生2：组成元素：C、H、O；种类：单糖、二糖、多糖。

师：③脂质的组成元素及种类；举几种属于固醇的物质；生3：组成元素：C、H、O，少数含有N、P；种类：脂肪、类脂和固醇；性激素、胆固醇、维生素D和肾上腺皮脂腺激素等物质都属于固醇。

中图版生物必修一 3.2.1细胞中的能源物质同步测试2019-2019学年中图版生物必修一 3.2.1细胞中的能源物质同步测试一、单选题1.某研究人员对玉米组织、小白鼠组织、T2噬菌体（一种DNA病毒）、乳酸菌、酵母菌五种样品进行化学成分分析．以下相关分析结论错误的是（）A. T2噬菌体的完整成分中含有蛋白质和DNA，不含RNAB. 含有水、DNA，RNA，糖原、蛋白质等成分的样品是小白鼠组织C. 含有水、DNA，RNA，蛋白质、纤维素等成分的样品是玉米组织和乳酸菌D. 既含有DNA又含有RNA的样品是玉米组织、小白鼠组织、乳酸菌和酵母菌2.下列有关糖类的说法，错误的是（）A. 对人来说，蔗糖溶液可以口服但不能静脉注射B. 糖类在人体内，有氧和无氧条件下部可发生氧化C. 等质量的糖原和脂肪相比，前者体积小而储能多D. 等质量的葡萄糖和脂肪相比，彻底氧化时后者耗氧多3.下列对多糖功能的分类最恰当的是（）A. B.C.D.4.下列对有关实验的叙述，错误的是（）色 D. 4 号试管内呈砖红色，6 号试管内呈紫色6.下列关于糖类物质对应正确的是①存在于DNA而不存在于RNA的糖类；②细胞主要的能源物质；③存在于动物乳汁而不存在于肝脏细胞的糖类（）A. 核糖、纤维素、糖原B. 脱氧核糖、葡萄糖、乳糖C. 核糖、葡萄糖、糖原D. 脱氧核糖、纤维素、糖原7.人体血液中不可能出现的物质是（）A. 纤维素B. 尿素C. 激素D. 维生素8.下列按照多糖功能的分类，最科学合理的应该是（）A. B.C.D.9.下列哪项是淀粉、纤维素和糖原的共同特征？（）A. 都是细胞内贮存能量的主要物质B. 都含有C、H、O、N四种元素C. 都共同存在于动植物细胞中D. 组成它们的单体都是葡萄糖二、填空题10.请回答下列与物质鉴定有关的问题．（1）斐林试剂可以用来鉴定梨汁中是否含有________ ．（2）脂肪的检测和观察有2种方法，方法一是在待测组织样液中滴加3滴________ 染液，观察样液被染色的情况；方法二是制作临时玻片标本，用显微镜观察细胞被着色的情况．（3）要鉴定某待测样液中是否含有蛋白质，可以使用________ 试剂，若待测样液出现了________ 色，则可推测该待测样液中含有蛋白质．（4）某研究性学习小组用质量浓度为0.1g/mL NaOH溶液和质量浓度为0.05g/mLCuSO4溶液等试剂做物质鉴定实验，请依据下列实验步骤回答问题．试管第1步加入第2步加入第3步加入相应处理颜色变化1 2mL NaOH溶液2mL CuSO4溶液2mL 梨汁2 2mL NaOH溶液2mL梨汁2mL CuSO4溶液3 2mL梨汁2mLNaOH溶液2mL CuSO4溶液4 2mLCuSO4溶液2mL梨汁2mL NaOH溶液5 2mLCuSO4溶液2mL NaOH溶液2mL梨汁6 2mL梨汁2mL NaOH和CuSO4的混合液2mL蒸馏水7 2mL梨汁2mL NaOH和CuSO4的混合液2mL0.1g/mL的HCl溶液①设计1～5号试管的实验目的是探究________②7号与6号试管比，设计7号试管的实验目的是探究________ ．11.细胞通过呼吸作用分解糖类释放能量，主要利用了单糖中的________ ．三、综合题12.斐林试剂甲液是质量浓度为0.1g/mL的NaOH溶液，乙液是质量浓度为0.05g/mL的CuSO4溶液．某同学在“检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质”的实验中，产生了一些疑问，在征得老师同意后，他利用课外时间进行了探究．如表是他的探究实验的部分操作．请分析回答下列问题．试管号第1次加入物第2次加入物第3次加入物1号2mL苹果汁 1mL 0.1g/mL的NaOH溶液A2号2mL苹果汁 1mL 0.05g/mL的CuSO4溶液B3号2mL苹果汁 C（1）该同学试图通过上述实验解决什么问题？（2）2，3号试管中应加入的物质是A．________；B．________；C．________ ．（3）上述试管中，作为对照组的是________号试管．（4）要使上述试管中的溶液发生显色反应，还必须做________处理．（5）若将苹果汁换成蔗糖溶液并按正确操作做上述探究实验，结果是溶液颜色呈现________ ．13.糖类是生物体生命活动的主要能源物质，也是细胞结构的成分之一．请依据所学知识回答下列有关问题：（1）人体血浆中的糖叫血糖．血糖是单糖中的________．（2）水解后能形成两分子葡萄糖的二糖是________．（3）植物细胞壁中的多糖主要是________，植物细胞质中的多糖主要是________．（4）动物体内的乳糖属于________糖，它________（能，不能）与斐林试剂在加热条件下发生颜色反应．（5）葡萄糖和________糖脱水缩合形成蔗糖．答案解析部分一、单选题1.【答案】C【解析】【解答】解：A、噬菌体的组成成分是蛋白质和DNA，因此只有蛋白质和DNA成分的样品是T2噬菌体，A 正确；B、糖原是动物细胞特有的多糖，因此含有肝糖原的组织一定是动物组织，B正确；C、纤维素是植物细胞壁的成分，含有纤维素的组织是植物组织，乳酸菌细胞壁的成分主要是肽聚糖，C错误；D、真核细胞与原核细胞中都既含有DNA，也含有RNA，因此既含有DNA，也含有RNA的组织是玉米组织、小白鼠组织、乳酸菌和酵母菌，D正确．故选：C．【分析】植物组织中特有的多糖是淀粉和纤维素，纤维素是植物细胞壁的组成成分；动物细胞中特有的多糖是糖原；病毒不具细胞结构，其组成成分只有蛋白质和核酸；乳酸菌属于原核生物，具有细胞壁，但细胞壁中无纤维素；核酸分DNA和RNA，具有细胞结构的生物既含有DNA，也含有RNA；病毒的核酸只有一种，DNA或者RNA．2.【答案】C【解析】【解答】解：A、蔗糖属于二糖，不能被人体细胞直接吸收，故不能静脉注射，A正确；B、有氧和无氧条件下，人体能通过有氧呼吸和无氧呼吸分解葡萄糖释放能量，B正确；C、脂肪为主要的储能物质，氧化分解等质量的脂肪和糖原，脂肪释放的能量比糖原多，C错误；D、与糖类相比，脂肪含有较多的H，因此氧化分解时消耗的氧气多，释放的能量多，D正确．故选：C．【分析】1、脂肪是良好的储能物质，糖类是主要的能源物质，与糖类相比，脂肪含有较多的H，因此氧化分解时消耗的氧气多，释放的能量多．2、蔗糖、麦芽糖属于二糖，二糖不能被直接吸收，必须水解成单糖才能被吸收．3.【答案】C【解析】【解答】解：A、糖原、淀粉和纤维素都属于多糖，但这不属于多糖功能的分类，而是对糖类种类的分类，A错误；B、淀粉和纤维素是植物细胞中特有的多糖，糖原是动物细胞中特有的多糖，糖原、淀粉和纤维素都属于多糖，这时对糖类种类和分布的分类，B错误；C、糖原和淀粉分别是动植物细胞中的储能物质，而纤维素不属于能源物质，但是它们都属于糖类中的多糖，是对多糖功能进行分类，C正确；D、该图象没有分类依据，D错误．故选：C．【分析】多糖主要包括糖原、淀粉和纤维素，从功能上说，糖原是动物细胞中储存能量的糖类物质；淀粉是植物细胞中储存能量的糖类物质；而纤维素是构成植物细胞壁的成分，不能提供能量．4.【答案】D【解析】【解答】解：A、脂肪存在于花生子叶细胞内，所以需要用光学显微镜观察，A正确；B、格里菲思所进行的肺炎双球菌转化实验证明加热杀死的S型细菌中存在使R型细菌转化成S型细菌的转化因子存在，B正确；C、叶绿素分离实验用层析液进行分离，可用93号汽油代替，C正确；D、还原糖的鉴定需要水浴加热，不能直接观察，D错误．故选：D．【分析】1、脂肪的鉴定需要用苏丹Ⅲ染液，用花生子叶进行观察时需要用显微镜．2、葡萄糖是还原糖，可用斐林试剂在水浴条件下鉴定．5.【答案】D【解析】【分析】1、3、5试管内都是蒸馏水，无还原性糖，所以呈现试剂（斐林试剂或双缩脲试剂）本身的蓝色。