有.萤火虫腹部细胞内一些有机物中储存的化学能.只有在转变成光能时.萤火虫才能发光. [问题]以“本节聚焦 再次引起学生的思考.注意. [板书]一.ATP分子中具有高能磷酸键 [讲述]ATP的结构特性 ATP也叫做腺苷三磷酸.三磷酸腺苷.腺三磷.是高能磷酸化合物的典型代表.高能磷酸化合物的特点是:它的高能磷酸键(也即酸酐键.用“- 表示).水解时释放出的化学能是正常化学键释放化学能的2倍以上.这里需要说明的是.化学中使用的“键能 和生物化学中使用的“高能键 .含义是完全不同的.化学中“键能 的含义是指断裂一个化学键所需要提供的能量,生物化学中所说的“高能键 是指该键水解时能释放出大量能量. ATP是由一分子腺嘌呤.一分子核糖和三个相连的磷酸基团构成的.这三个磷酸基团从与分子中腺苷基团连接处算起.依次分别称为 α.β.γ磷酸基团.ATP的结构式是: 分析ATP的结构式可以看出.腺嘌呤与核糖结合形成腺苷.腺苷通过核糖中的第5位羟基.与3个相连的磷酸基团结合.形成ATP.ATP分子中的γ磷酸基团水解时.能释放30.5 kJ/mol的能量.而6-磷酸葡萄糖水解时释放的能量只有13.8 kJ/mol.需要指出的是.ATP分子既可以水解一个磷酸基团.而形成二磷酸腺苷,又可以同时水解两个磷酸基团(β磷酸基团和γ磷酸基团).而形成一磷酸腺苷(AMP)和焦磷酸(PPi).后一种水解方式在某些生物合成中具有特殊意义.AMP可以在腺苷酸激酶的作用下.由ATP提供一个磷酸基团而形成ADP.ADP又可以迅速地接受另外的磷酸基团而形成ATP. [板书]ATP:A-P-P-P A-P-P+30.5 kJ/mol ATP也叫做腺苷三磷酸.三磷酸腺苷.腺三磷.是高能磷酸化合物的典型代表.ATP分子既可以水解一个磷酸基团.而形成二磷酸腺苷.30.5 kJ/mol. [板书]二.ATP与ADP可以相互转化 酶2 A-P-P-P A-P-P+30.5 kJ/mol (物质可逆.能量和酶不可逆) 补充: [讲述]ATP是活细胞内一种特殊的能量载体.在细胞核.线粒体.叶绿体以及细胞质基质中广泛存在着.并不断与ADP相互转化而形成ATP系统.ATP在细胞内的含量是很少的.但是.ATP与ADP在细胞内的相互转化却是十分迅速的.一般地说.ATP在细胞内形成后不到1 min的时间就要发生转化.这样累计下来.生物体内ATP转化的总量是很大的.例如.一个成年人在静止的状态下.24 h内竟有40 kg的ATP发生转化,在紧张活动的情况下.ATP的消耗可达0.5 kg/min.总之.在活细胞中.ATP末端磷酸基团的周转是极其迅速的.其消耗与再生的速度是相对平衡的.ATP的含量因而维持在一个相对稳定的.动态平衡的水平.可见.细胞内ATP系统处在动态平衡之中.这对于构成细胞内稳定的供能环境具有十分重要的意义. [板书]三.ATP的利用 吸能反应:需要消耗能量.是吸能反应.(如葡萄糖和果糖合成蔗糖的反应.)这一反应所需要的能量是由ATP水解为ADP时释放能量来提供的. 放能反应:能够释放能量.是放能反应.这一反应所释放的能量除以热能形式散失外.用于ADP转化为ATP的反应.储存在ATP中. [讲述]ATP中的能量可以直接转化成其他各种形式的能量.用于各项生命活动.这些能量的形式主要有以下6种. ①渗透能细胞的主动运输是逆浓度梯度进行的.物质跨膜移动所做的功消耗了能量.这些能量叫做渗透能. ②机械能细胞内各种结构的运动都是在做机械功.所消耗的就是机械能.例如.肌细胞的收缩.草履虫纤毛的摆动.精子鞭毛的摆动.有丝分裂期间染色体的运动.腺细胞对分泌物的分泌等. ③电能大脑的思考──神经冲动在神经纤维上的传导.以及电鳐.电鳗等动物体内产生的生物电等.它们所做的电功消耗的就是电能. ④化学能细胞内物质的合成需要化学能.如小分子物质合成为大分子物质时.必须有直接或间接的能量供应.另外.细胞内物质在分解的开始阶段.也需要化学能来活化.成为能量较高的物质(如葡萄糖活化成磷酸葡萄糖).可以说在细胞内的物质代谢中.到处都需要由ATP转化而来的化学能做功. ⑤光能目前关于生物发光的生理机制还没有完全弄清楚.但是已经知道.生物体用于发光的能量直接来自ATP.如萤火虫的发光. ⑥热能有机物的氧化分解释放的能量.一部分用于生成ATP.大部分转化为热能通过各种途径向外界环境散发.其中一小部分热能作用于体温.通常情况下.热能的形成往往是细胞能量转化和传递过程中的副产品.此外.ATP释放的能量中.一部分能量也能用于动物的体温的提升和维持. [思考与讨论]学生思考讨论回答.教师提示. [提示]1.1分子葡萄糖所含的能量.约是1分子ATP所含能量的94倍(指ATP转化为ADP时释放的能量). 查看更多

 

题目列表(包括答案和解析)

(6分)Ⅰ.血糖浓度是人体健康状况的重要指标之一,多种激素参与血糖浓度的调节。
(1)血糖浓度的正常范围是          mg/dL。胰岛素分泌不足引起的糖尿
病患者由于         发生障碍,体内脂肪和蛋白质分解加强,导致机
体消瘦。血糖含量过低导致惊厥和昏迷时,应及时给患者静脉输入   
          以缓解症状。
(2)下图中,三条曲线分别表示进食后血液中胰岛素和胰高血糖素相对含量的变化。其中表示糖尿病患者胰岛素变化趋势的是曲线     ,表示健康人胰高血糖素变化趋势的是曲线       

(3)体检时,测量血糖应在空腹时进行,其生理学理由是排除进食后                  的干扰。
Ⅱ.(8分)萤火虫能发光是因为萤火虫体内通过荧光素酶催化的系列反应所产生的现象。如果荧光素酶存在于植物体内,也可使植物体发光。一直以来,荧光素酶的唯一来源是从萤火虫腹部提取。但加利福尼亚大学的一组科学家成功地通过转基因工程将荧光素酶基因导入到大肠杆菌体内,并在大肠杆菌体内生产荧光素酶。请你根据已有的知识回答下列有关问题:
(1)在此转基因工程中,目的基因是                ,提取目的基因的途径通常有两条,提取该目的基因的途径最可能是                    
(2)将此目的基因导入到大肠杆菌体内需要运载体的帮助。下列选项是选取运载体的时候必须考虑的有                
A.能够在宿主细胞内复制并稳定保存                B.具有特定的限制酶切点
C.具有与目的基因相同的碱基片断                  D.具有某些标记基因
(3)下列可作为受体细胞的生物有          
A.土壤农杆菌         B.结核杆菌        C.噬菌体          D.枯草杆菌
(4)在此转基因工程中,常用质粒作为运载体;在将体外重组DNA导入大肠杆菌体内之前通常要用           处理大肠杆菌,目的是                      ,使重组基因能够导入受体细胞。(5)由于荧光素酶的特殊作用,人们一直设想将其基因作为实验工具,将它和某一基因连接在一起,通过植物是否发光来确定该基因是否已经转入到植物体内,如判断固氮基因是否成功导入某植物体内。正常根瘤菌体内的固氮基因与萤火虫体内的荧光素酶基因相比,除了碱基对的顺序、数目不同以外,在结构方面还存在不同点,主要不同是                                ,而荧光素酶基因的编码区是间隔、不连续的。
(6)与杂交育种、诱变育种相比,通过基因工程来培育新品种的主要优点是                  
                                                                

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(6分)Ⅰ.血糖浓度是人体健康状况的重要指标之一,多种激素参与血糖浓度的调节。

(1)血糖浓度的正常范围是           mg/dL。胰岛素分泌不足引起的糖尿

病患者由于          发生障碍,体内脂肪和蛋白质分解加强,导致机

体消瘦。血糖含量过低导致惊厥和昏迷时,应及时给患者静脉输入    

           以缓解症状。

(2)下图中,三条曲线分别表示进食后血液中胰岛素和胰高血糖素相对含量的变化。其中表示糖尿病患者胰岛素变化趋势的是曲线      ,表示健康人胰高血糖素变化趋势的是曲线        

(3)体检时,测量血糖应在空腹时进行,其生理学理由是排除进食后                   的干扰。

Ⅱ.(8分)萤火虫能发光是因为萤火虫体内通过荧光素酶催化的系列反应所产生的现象。如果荧光素酶存在于植物体内,也可使植物体发光。一直以来,荧光素酶的唯一来源是从萤火虫腹部提取。但加利福尼亚大学的一组科学家成功地通过转基因工程将荧光素酶基因导入到大肠杆菌体内,并在大肠杆菌体内生产荧光素酶。请你根据已有的知识回答下列有关问题:

(1)在此转基因工程中,目的基因是                 ,提取目的基因的途径通常有两条,提取该目的基因的途径最可能是                     

(2)将此目的基因导入到大肠杆菌体内需要运载体的帮助。下列选项是选取运载体的时候必须考虑的有                 

    A.能够在宿主细胞内复制并稳定保存                 B.具有特定的限制酶切点

    C.具有与目的基因相同的碱基片断                   D.具有某些标记基因

(3)下列可作为受体细胞的生物有           

A.土壤农杆菌          B.结核杆菌         C.噬菌体           D.枯草杆菌

(4)在此转基因工程中,常用质粒作为运载体;在将体外重组DNA导入大肠杆菌体内之前通常要用            处理大肠杆菌,目的是                       ,使重组基因能够导入受体细胞。(5)由于荧光素酶的特殊作用,人们一直设想将其基因作为实验工具,将它和某一基因连接在一起,通过植物是否发光来确定该基因是否已经转入到植物体内,如判断固氮基因是否成功导入某植物体内。正常根瘤菌体内的固氮基因与萤火虫体内的荧光素酶基因相比,除了碱基对的顺序、数目不同以外,在结构方面还存在不同点,主要不同是                                 ,而荧光素酶基因的编码区是间隔、不连续的。

(6)与杂交育种、诱变育种相比,通过基因工程来培育新品种的主要优点是                  

                                                                 

 

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选做题(考生只能选做一题,如两题全做,以A题计分)

A、萤火虫能发光是因为萤火虫体内可以通过荧光素酶催化一系列反应。如果荧光素酶存在于植物体内,也可使植物体发光。一直以来,荧光素酶的唯一来源是从萤火虫腹部提取。但加利福尼亚大学的一组科学家成功地通过转基因技术实现了将荧光素酶基因导入到大肠杆菌体内,并在大肠杆菌体内产生荧光素酶。请你根据已有的知识回答下列有关问题:

(1)在此转基因工程中,目的基因是_______________,提取目的基因通常有两种途径,提取该目的基因的方法最可能的途径是____________。

(2)在该过程中需要多种酶的参与,其中包括________________等。

(3)将此目的基因导入到大肠杆菌体内需要运载体的帮助。下列所列哪项不是选取运载体的时候必须考虑的?________

A、能够在宿主细胞内复制并稳定保存      B、具有特定的限制酶切点

C、具有与目的基因相同的碱基片断       D、具有某些标记基因

(4)在此转基因工程中,是由质粒承担运载体的。在将体外重组DNA导入大肠杆菌体内之前通常要用___________________________处理大肠杆菌,目的是_________________________________。

(5)由于荧光素酶的特殊作用,人们一直设想将其基因作为实验工具,将它和某一基因连接在一起,通过植物是否发光来确定该基因是否已经转入到植物体内,如判断固氮基因是否成功导入某植物体内。正常根瘤菌体内的固氮基因与萤火虫体内的荧光素酶基因相比,除了碱基对的顺序、数目不同以外,在结构方面还存在不同点,主要不同是_________________________________。

B、水体微生物对有机物有分解作用。右图所示为一种新的有机物吡啶羧酸(DPA)(分子式为C6H5NO2)进入池塘水体之后被水体微生物分解情况,其中箭头表示该有机物第二次进入该水体的时刻。回答下列问题:








(1)第一次吡啶羧酸进入水体被降解有较长的迟延期,其可能原因是______________________________。

(2)由图可知,第一次吡啶羧酸进入水体一段时期以后第二次再进入水体,吡啶羧酸急速下降,说明微生物代谢异常旺盛,其主要原因是________________________。

(3)吡啶羧酸为微生物代谢提供了____________营养。这些分解吡啶酸的微生物同化代谢类型最可能是___________________。

(4)吡啶羧酸进入水体后被微生物分解,这说明生态系统具有______________能力。该能力与生态系统的营养结构的复杂程度成正比。

(5)池塘属于______________生态系统,该生态系统又被称作“地球之肾”,是因为   _____________________________________。

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同步练习册答案