時(shí) 生命活動(dòng)的能量通貨——ATP

1、第一節(jié)ATP和酶第1課時(shí)生命活動(dòng)的能量“通貨”ATP學(xué)習(xí)目標(biāo)知識(shí)概覽(教師用書(shū)獨(dú)具)1.解釋并用圖解表示ATP的結(jié)構(gòu)，了解ATP的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。(重點(diǎn))2舉例說(shuō)明ATP的來(lái)源和功能。3結(jié)合ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化示意圖，概述二者之間的關(guān)系。(重、難點(diǎn))自 主 預(yù) 習(xí)·探 新 知一、ATP的分子結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)1全稱(chēng)：腺嘌呤核苷三磷酸。2組成3結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：APPP4符號(hào)含義5特點(diǎn)：ATP末端的高能磷酸鍵相當(dāng)脆弱，水解時(shí)容易斷裂。二、ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化和利用1ATP水解的本質(zhì)：ATP末端的高能磷酸鍵斷裂。2相互轉(zhuǎn)化示意圖3相互轉(zhuǎn)化的意義既為生命活動(dòng)及時(shí)提供能量，又避免一時(shí)用不盡的能量白白流失掉

2、。4ATP的利用在生物體內(nèi)，ATP直接為生物體的各種需能反應(yīng)提供能量；在能量的轉(zhuǎn)換中，它也起著關(guān)鍵作用基礎(chǔ)自測(cè)1判斷正誤(1)ATP中文名稱(chēng)為腺嘌呤核苷三磷酸，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為APPP，其中A為腺嘌呤。()(2)1分子ATP中含有1個(gè)腺嘌呤核苷，2個(gè)高能磷酸鍵，3個(gè)磷酸基團(tuán)。()(3)ATP的化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定，末端的高能磷酸鍵易水解斷裂，釋放出大量能量。()(4)ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化的反應(yīng)式可表示為ATPADPPi能量。(5)ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化是時(shí)刻不停地發(fā)生并且處于動(dòng)態(tài)平衡之中，且是生物界的共性。()(6)ATP可直接為生物體的各種需能反應(yīng)提供能量。()答案(1)×提示：A為腺苷，

3、包括腺嘌呤和核糖。(2)(3)(4)(5)(6)2如圖表示生命活動(dòng)的直接能源物質(zhì)ATP的結(jié)構(gòu)式，其中能作為RNA的基本單位的是()ABCDB圖中、分別表示腺苷、AMP(腺嘌呤核糖核苷酸)、ADP和ATP，其中腺嘌呤核糖核苷酸是組成RNA的基本單位之一。3對(duì)“ATPADPPi能量”的敘述中，正確的是()A過(guò)程和過(guò)程所需的酶都是一樣的B過(guò)程的能量供各項(xiàng)生命活動(dòng)利用，過(guò)程的能量來(lái)自糖類(lèi)等有機(jī)物的氧化分解C過(guò)程和過(guò)程時(shí)刻發(fā)生，處于動(dòng)態(tài)平衡之中DADP中的能量可來(lái)源于光能、熱能，也可以轉(zhuǎn)化為光能、熱能C過(guò)程為水解酶催化的水解反應(yīng)，釋放的能量可供各項(xiàng)生命活動(dòng)利用，過(guò)程為合成酶催化的合成反應(yīng)，能量來(lái)源于呼吸

4、作用中糖類(lèi)等有機(jī)物的氧化分解，在綠色植物中還可來(lái)源于光合作用吸收并轉(zhuǎn)化的光能，故A、B項(xiàng)錯(cuò)誤。生物體內(nèi)ATP的水解與合成時(shí)刻發(fā)生，處于動(dòng)態(tài)平衡之中，C項(xiàng)正確。ATP中的活躍化學(xué)能可來(lái)源于光能，但不能來(lái)源于熱能；ATP中的活躍化學(xué)能可以轉(zhuǎn)變?yōu)楣饽?、熱能、機(jī)械能、電能等多種形式的能量，D項(xiàng)錯(cuò)誤。合 作 探 究·攻 重 難ATP的分子結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)背景材料ATP是活細(xì)胞內(nèi)一種特殊的能量載體，在細(xì)胞核、線(xiàn)粒體、葉綠體以及細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中廣泛存在著，在細(xì)胞內(nèi)的含量是很少的。思考交流1ATP水解掉兩個(gè)磷酸基團(tuán)和完全水解時(shí)，得到的產(chǎn)物相同嗎？若不相同，分別有哪些？提示：不相同。ATP水解掉兩個(gè)磷酸基團(tuán)得到

5、磷酸和腺嘌呤核糖核苷酸；當(dāng)其完全水解時(shí)得到腺嘌呤、核糖、磷酸。2ATP末端的高能磷酸鍵容易斷裂，有什么意義呢？提示：可迅速釋放出能量，滿(mǎn)足各種生命活動(dòng)需要。(1)ATP的分子組成圖示元素組成：ATP是由C、H、O、N、P五種元素組成的，這與核酸的元素組成是相同的。結(jié)構(gòu)組成：可以用“1、2、3”來(lái)總結(jié)，1個(gè)腺嘌呤核苷通過(guò)2個(gè)高能磷酸鍵與3個(gè)磷酸基團(tuán)結(jié)合而成。(2)ATP結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系A(chǔ)TP(APPP)中含有兩個(gè)高能磷酸鍵()，其中遠(yuǎn)離A的那個(gè)高能磷酸鍵容易水解而斷裂，釋放出大量能量可被直接用于各項(xiàng)生命活動(dòng)，即ATP是生命活動(dòng)的直接能源物質(zhì)。特別提醒：ATP能量ATP是一種高能磷酸化合物，是與能

6、量有關(guān)的一種物質(zhì)，不能將兩者等同起來(lái)。下列關(guān)于ATP分子的敘述，錯(cuò)誤的是()AATP中含有一個(gè)核糖和一個(gè)含氮堿基BATP脫去所有高能磷酸鍵后就是ADPCATP中的兩個(gè)高能磷酸鍵儲(chǔ)存有大量能量DATP斷裂了所有高能磷酸鍵后可作為合成核糖核酸的基本原料【技巧點(diǎn)撥】明確ATP的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)。BATP由一分子腺苷和3分子磷酸基團(tuán)組成，一分子腺苷包括一分子核糖和一分子腺嘌呤。當(dāng)ATP脫去所有高能磷酸鍵后就是AMP，AMP為腺嘌呤核糖核苷酸，可作為合成核糖核酸的基本原料?；顚W(xué)活用1一分子ATP中含有的腺苷、磷酸基團(tuán)和高能磷酸鍵的數(shù)目依次是() 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：95252107】A1,2,2B1,2,1C1,3,2

7、D2,3,1C根據(jù)ATP的分子結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式APPP可知，ATP中含有高能磷酸鍵2個(gè)，是第二和第三個(gè)磷酸鍵，含有的磷酸基團(tuán)是3個(gè)，只有1個(gè)腺苷。2在下列四種化合物的化學(xué)組成中，“O”內(nèi)符號(hào)所對(duì)應(yīng)的含義最接近的是A和B和C和D和D本題綜合考查高中生物課本中幾種化合物的化學(xué)組成，中“”所對(duì)應(yīng)的含義是腺嘌呤核糖核苷酸，中“”所對(duì)應(yīng)的含義是腺嘌呤，中“”所對(duì)應(yīng)的含義是腺嘌呤脫氧核苷酸，中“”所對(duì)應(yīng)的含義是腺嘌呤核糖核苷酸。ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化背景材料：一個(gè)成年人在靜止的狀態(tài)下，24 h內(nèi)竟有40 kg的ATP發(fā)生轉(zhuǎn)化；在緊張活動(dòng)的情況下，ATP的消耗可達(dá)0.5 kg/min。總之，在活細(xì)胞中，ATP末端

8、磷酸基團(tuán)的周轉(zhuǎn)是極其迅速的，其消耗與再生的速度是相對(duì)平衡的，ATP的含量因而維持在一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的、動(dòng)態(tài)平衡的水平。思考交流1生物體的各種生命活動(dòng)都需要能量，因此生物體內(nèi)儲(chǔ)存著很多的ATP，這種說(shuō)法是否正確？請(qǐng)分析原因。提示：不正確，生物體活細(xì)胞中ATP和ADP在不停地相互轉(zhuǎn)化，這既可避免一時(shí)用不盡的能量白白流失掉，又保證了及時(shí)供應(yīng)生命活動(dòng)所需的能量，因此生物體內(nèi)并沒(méi)有儲(chǔ)存較多的ATP，ATP在細(xì)胞中含量很少。2ATP和ADP相互轉(zhuǎn)化反應(yīng)式中的酶一樣嗎？提示：不一樣。ATP的分解是一種水解反應(yīng)，催化該反應(yīng)的酶屬于水解酶，而ATP的合成是一種合成反應(yīng)，催化該反應(yīng)的酶屬于合成酶。3為什么說(shuō)ATP是細(xì)

9、胞內(nèi)流通的能量“通貨”？提示：細(xì)胞中絕大多數(shù)需要能量的生命活動(dòng)都是ATP直接提供的。ATP在能量轉(zhuǎn)換中起著關(guān)鍵作用。因此，可以形象地把ATP比喻成細(xì)胞內(nèi)流通的能量“通貨”。(1)ATP的形成和利用(2)分析光合作用和呼吸作用等放能反應(yīng)與ATP的合成相聯(lián)系，呼吸作用中釋放的能量一部分儲(chǔ)存在ATP中，另一部分以熱能的形式散失。主動(dòng)運(yùn)輸?shù)任芊磻?yīng)與ATP的分解相聯(lián)系，所以ATP是直接供能物質(zhì)。ATP在生物體內(nèi)含量很低，但是ATP與ADP在細(xì)胞內(nèi)的轉(zhuǎn)化十分迅速，從而使細(xì)胞內(nèi)ATP的含量總是處于動(dòng)態(tài)平衡中。(3)ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化是不可逆的過(guò)程反應(yīng)式ATPADPPi能量能量PiADPATP類(lèi)型水解

10、反應(yīng)合成反應(yīng)場(chǎng)所活細(xì)胞內(nèi)多種場(chǎng)所細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線(xiàn)粒體、葉綠體能量轉(zhuǎn)化放能儲(chǔ)能能量來(lái)源高能磷酸鍵呼吸作用、光合作用能量去向用于各項(xiàng)生命活動(dòng)儲(chǔ)存于ATP中特別提醒：細(xì)胞中ATP的含量并不多ATP是生命活動(dòng)的直接能源物質(zhì)，但它在細(xì)胞中的含量很少。ATP與ADP時(shí)刻不停地進(jìn)行相互轉(zhuǎn)化，這是細(xì)胞的能量供應(yīng)機(jī)制。下列有關(guān)“ATPADPPi能量、”“ADPPi能量ATP”反應(yīng)的敘述中，正確的是()A在活細(xì)胞中永無(wú)休止地進(jìn)行，保證了生命活動(dòng)的順利進(jìn)行B所有生物體內(nèi)的過(guò)程所需要的能量都來(lái)自于細(xì)胞呼吸C當(dāng)細(xì)胞吸收鉀離子時(shí)，ATP的消耗量不變DATP與ADP相互轉(zhuǎn)化的過(guò)程中，物質(zhì)和能量的變化都是可逆的【技巧點(diǎn)撥】明確

11、ATP、ADP相互轉(zhuǎn)化的過(guò)程是正確解答本題的關(guān)鍵。A過(guò)程所需能量還可來(lái)自光合作用；K的吸收為主動(dòng)運(yùn)輸，消耗ATP；ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化中，物質(zhì)可逆，能量不可逆?；顚W(xué)活用有關(guān)反應(yīng)式“ATPADPPi能量”的敘述中，錯(cuò)誤的是() 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：95252108】A肺泡內(nèi)的氣體交換時(shí)，不伴隨過(guò)程的進(jìn)行B該反應(yīng)中物質(zhì)是可逆的，能量是不可逆的C反應(yīng)在活細(xì)胞中循環(huán)進(jìn)行保證了生命活動(dòng)的順利進(jìn)行D細(xì)胞中所有ATP均來(lái)自于呼吸作用D肺泡內(nèi)的氣體交換是指O2和CO2進(jìn)出細(xì)胞，是通過(guò)自由擴(kuò)散實(shí)現(xiàn)的，而自由擴(kuò)散不消耗能量；在ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化過(guò)程中，物質(zhì)是可逆的，但能量來(lái)源不同，是不可逆的；生命活動(dòng)需要能量，能

12、量通過(guò)ATP分子在放能反應(yīng)和吸能反應(yīng)之間流通，保證了生命活動(dòng)的順利進(jìn)行；對(duì)于動(dòng)物細(xì)胞，細(xì)胞中的ATP均來(lái)自于呼吸作用。但對(duì)于綠色植物細(xì)胞，ATP的形成除來(lái)自呼吸作用外，還來(lái)自光合作用。誤區(qū)警示誤認(rèn)為ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化是可逆反應(yīng)ATP的合成和ATP的水解在所需的酶、能量來(lái)源、能量去路和反應(yīng)場(chǎng)所方面都不盡相同，因此ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化并不是可逆反應(yīng)，但物質(zhì)可重復(fù)利用。 當(dāng) 堂 達(dá) 標(biāo)·固 雙 基1海洋中的電鰻有放電現(xiàn)象，其電能是由()A有機(jī)物進(jìn)行氧化分解釋放的化學(xué)能轉(zhuǎn)變而來(lái)的B熱能轉(zhuǎn)變而來(lái)的C光能轉(zhuǎn)變而來(lái)的DATP轉(zhuǎn)變成ADP時(shí)釋放的化學(xué)能轉(zhuǎn)變而來(lái)的D電鰻放電是一種生命活動(dòng)，其

13、電能也是由生命活動(dòng)的直接能源物質(zhì)ATP水解釋放的能量轉(zhuǎn)化來(lái)的。2下列物質(zhì)中，能夠直接給細(xì)胞生命活動(dòng)提供能量的是()A脂肪B鈣離子C糖DATPDATP是細(xì)胞內(nèi)的能量“通貨”，細(xì)胞生命活動(dòng)所需能量直接來(lái)源于ATP水解釋放的能量。3腺嘌呤核苷三磷酸的分子簡(jiǎn)式和18個(gè)腺嘌呤核苷三磷酸所含的高能磷酸鍵數(shù)目是()AAPP和18個(gè)BAPPP和18個(gè)CAPP和48個(gè)DAPPP和36個(gè)D腺嘌呤核苷三磷酸分子簡(jiǎn)式為APPP，每分子中含有2個(gè)高能磷酸鍵。4ATP分子在細(xì)胞內(nèi)能釋放能量、儲(chǔ)存能量，從結(jié)構(gòu)上看(以腺苷為基點(diǎn))，其原因是()A腺苷很容易吸收和釋放能量B第三個(gè)高能磷酸鍵極容易斷裂和形成C第三個(gè)磷酸很容易從A

14、TP上脫離，第一個(gè)高能磷酸鍵斷裂，使ATP轉(zhuǎn)化為ADPDADP可以迅速與磷酸結(jié)合，吸收能量形成第二個(gè)高能磷酸鍵，使ADP轉(zhuǎn)變?yōu)锳TPD從ATP的分子結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可知，ATP分子中含有2個(gè)高能磷酸鍵。當(dāng)在酶作用下水解時(shí)，遠(yuǎn)離腺苷A的那個(gè)高能磷酸鍵(第二個(gè)高能磷酸鍵)斷裂，形成ADP和Pi(磷酸)，并將儲(chǔ)存的能量釋放出來(lái)；當(dāng)細(xì)胞內(nèi)ATP含量過(guò)少時(shí)，ADP在另一種酶的作用下，接受能量，與一個(gè)磷酸結(jié)合，從而轉(zhuǎn)化成ATP，此時(shí)接受的那部分能量則儲(chǔ)存在遠(yuǎn)離腺苷A的那個(gè)高能磷酸鍵中。該鍵在一定條件下很容易斷裂或重新生成，從而保證了細(xì)胞能量的持續(xù)供應(yīng)。5如圖是有關(guān)ADP轉(zhuǎn)化成ATP時(shí)所需能量的主要來(lái)源示意圖，據(jù)圖完成下列問(wèn)題：(1)1分子ATP中含有_個(gè)高能磷酸鍵。(2)圖中的a、b分別代表_、_。(3)在動(dòng)物肌細(xì)胞中進(jìn)行反應(yīng)時(shí)，能量來(lái)自_。(4)進(jìn)行反應(yīng)時(shí)能量用于_，進(jìn)行反應(yīng)時(shí)能量用于_。解析本題主要考查ATP與ADP之間的相互轉(zhuǎn)化及ATP的利用。注意從條件、場(chǎng)所、能量來(lái)源和去路分析。答案(1)2(2)呼吸作用光合作用(3)儲(chǔ)存在