2024屆高三生物一輪復(fù)習(xí)課件細(xì)胞的能量“貨幣”ATP(共24張PPT)

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2.3基因工程的應(yīng)用

第三單元細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用

細(xì)胞的能量“貨幣”ATP

課標(biāo)要求

解釋ATP是驅(qū)動(dòng)細(xì)胞生命活動(dòng)的直接能源物質(zhì)。

ATP的結(jié)構(gòu)

ATP的結(jié)構(gòu)

核糖

磷酸基團(tuán)

腺嘌呤

腺苷（A）

ATP（腺苷三磷酸）

ADP（腺苷二磷酸）

AMP（腺苷一磷酸）

結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：

ATP的結(jié)構(gòu)

腺苷

磷酸基團(tuán)

特殊的化學(xué)鍵

普通的磷酸鍵

A—P～P～P

＋

H2O

酶

H

＋

OH

＋

30.54kJ/mol

ATP

水

ADP

磷酸

能量

高能磷酸化合物

ATP的結(jié)構(gòu)

小結(jié)：ATP結(jié)構(gòu)

元素組成：

C、H、O、N、P

化學(xué)組成：

1分子腺苷和3分子磷酸基團(tuán)

結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：

A—P～P～P

結(jié)構(gòu)示意圖：

腺苷

RNA(AMP)

ADP

ATP

(一個(gè)_____、兩個(gè)___________、三個(gè)__________)

腺苷

特殊化學(xué)鍵

磷酸基團(tuán)

特殊化學(xué)鍵

ATP的結(jié)構(gòu)

結(jié)構(gòu)“A”的名稱“A”的分子組成

①

②

③

④—

比較以下四種結(jié)構(gòu)中“A”的含義

①ATP

②DNA

③RNA

④核苷酸

腺苷

腺嘌呤脫氧核苷酸

腺嘌呤核糖核苷酸

腺嘌呤

腺嘌呤和核糖

1分子腺嘌呤、1分子脫氧核糖和1分子磷酸

1分子腺嘌呤、1分子核糖和1分子磷酸

ATP的結(jié)構(gòu)

1.寫出圖中標(biāo)出的“A”的含義：

①；②；③；④。

拓展提升科學(xué)思維

腺苷

腺嘌呤

腺嘌呤脫氧核苷酸

腺嘌呤核糖核苷酸

2.向剛剛失去收縮功能的離體肌肉上滴葡萄糖溶液，肌肉不收縮；向同一條肌肉上滴ATP溶液，肌肉很快就能發(fā)生收縮。請(qǐng)你解釋這種現(xiàn)象的原因？

提示生物體的能源物質(zhì)有糖類、脂肪和蛋白質(zhì)。糖類是主要的能源物質(zhì)，然而各種能源物質(zhì)釋放的能量在用于生命活動(dòng)之前都要轉(zhuǎn)移到ATP中，由ATP直接供應(yīng)生命活動(dòng)的需要。由此說(shuō)明葡萄糖雖然是能源物質(zhì)，但是不能被肌肉直接利用。

拓展提升科學(xué)思維

1.將標(biāo)記的32P注入活細(xì)胞內(nèi)，隨后迅速分離細(xì)胞內(nèi)的ATP，測(cè)定其放射性，下圖代表ATP的結(jié)構(gòu)。下列敘述錯(cuò)誤的是

A.①代表ATP中的“A”，ATP脫去④⑤成為腺嘌呤核糖核苷酸

B.④和⑤之間化學(xué)鍵的形成過(guò)程總是與放能反應(yīng)相關(guān)聯(lián)

C.ATP中磷酸基團(tuán)⑤很快就會(huì)被

32P標(biāo)記，但是ATP的含量基本

不變

D.細(xì)胞癌變后ATP末端磷酸基團(tuán)

被取代的速率加快

A

突破強(qiáng)化關(guān)鍵能力

2.(2023·江蘇高郵高三模擬)下列與ATP和酶有關(guān)的敘述，正確的是

A.酶與ATP的合成都需要模板

B.酶的合成不需要ATP提供能量

C.ATP與絕大多數(shù)酶的組成元素相同

D.能合成酶的細(xì)胞一定能產(chǎn)生ATP

D

ATP與ADP可以相互轉(zhuǎn)化及ATP的利用

ATP與ADP可以互相轉(zhuǎn)化

ATP

ADP

能量

能量

水解

合成

ATP與ADP互相轉(zhuǎn)化示意圖

光合作用

呼吸作用

ATP與ADP可以互相轉(zhuǎn)化

ATP水解后轉(zhuǎn)化為比ATP穩(wěn)定的化合物——ADP（腺苷二磷酸的英文名稱縮寫），脫離下來(lái)的磷酸基團(tuán)如果未轉(zhuǎn)移給其他分子，就成為游離的磷酸（以Pi表示）。

ATP

ADP

能量

能量

水解

合成

在有關(guān)酶的作用下，ADP可以接受能量，同時(shí)與Pi結(jié)合，重新形成ATP。

ATP與ADP的這種相互轉(zhuǎn)化，是時(shí)刻不停地發(fā)生并且處于動(dòng)態(tài)平衡之中的。

ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化的能量供應(yīng)機(jī)制，在所有生物的細(xì)胞內(nèi)都是一樣的，這體現(xiàn)了生物界的統(tǒng)一性。

歸納夯實(shí)必備知識(shí)

1.ATP與ADP可以相互轉(zhuǎn)化

(1)ATP的水解：需要水解酶的參與。

(2)ATP的合成：需要ATP合成酶的參與。

細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體、葉綠體

細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體

有機(jī)物中的化學(xué)能

2.ATP的功能

哪些生命活動(dòng)需要消耗ATP？

實(shí)例1：ATP水解釋放能量的去向

以肌肉收縮為例

如大腦思考、電鰩發(fā)電和物質(zhì)的主動(dòng)運(yùn)輸都需要消耗ATP。

化學(xué)能

機(jī)械能

實(shí)例2：ATP水解產(chǎn)生的物質(zhì)去向

以主動(dòng)運(yùn)輸為例

2.ATP的功能

a.參與Ca2＋主動(dòng)運(yùn)輸?shù)妮d體蛋白是一種能催化_________________。當(dāng)膜內(nèi)側(cè)的Ca2＋與其相應(yīng)位點(diǎn)結(jié)合時(shí)，其酶活性就被激活了。

b.在載體蛋白這種酶的作用下，ATP分子的____________脫離下來(lái)與載體蛋白結(jié)合，這一過(guò)程伴隨著___________，這就是_________________。

c.載體蛋白磷酸化導(dǎo)致其_________發(fā)生變化，使Ca2＋的結(jié)合位點(diǎn)轉(zhuǎn)向膜外側(cè)，將Ca2＋釋放到膜外。

ATP水解的酶

末端磷酸基團(tuán)

能量的轉(zhuǎn)移

載體蛋白的磷酸化

空間結(jié)構(gòu)

ATP為主動(dòng)運(yùn)輸提供能量的過(guò)程

2.ATP的功能

①機(jī)制：ATP水解釋放的__________使蛋白質(zhì)等分子__________，這些分子被磷酸化后，__________發(fā)生變化，_________也被改變，因而可以參與各種化學(xué)反應(yīng)。

磷酸基團(tuán)

磷酸化

空間結(jié)構(gòu)

活性

②ATP是細(xì)胞內(nèi)的一種________________，是細(xì)胞生命活動(dòng)所需能量的________。

高能磷酸化合物

直接來(lái)源

③ATP是細(xì)胞內(nèi)流通的能量“貨幣”：吸能反應(yīng)一般與ATP_____的反應(yīng)相聯(lián)系，由ATP水解提供能量。放能反應(yīng)一般與ATP的______相聯(lián)系。

水解

合成

2.ATP的功能

轉(zhuǎn)化場(chǎng)所常見(jiàn)的生理過(guò)程

細(xì)胞膜

細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)

葉綠體

線粒體

核糖體

細(xì)胞核

細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生與消耗ATP的常見(jiàn)生理過(guò)程

消耗ATP：主動(dòng)運(yùn)輸、胞吞、胞吐

產(chǎn)生ATP：細(xì)胞呼吸第一階段

產(chǎn)生ATP：光反應(yīng)

消耗ATP：暗反應(yīng)和自身DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯等

產(chǎn)生ATP：有氧呼吸第二、三階段

消耗ATP：自身DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯等

消耗ATP：蛋白質(zhì)的合成

消耗ATP：DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄等

2.ATP的功能

氰化鉀是阻止人體內(nèi)新的ATP合成的毒藥，人中毒后在3到6分鐘就會(huì)死亡。一個(gè)正常人體內(nèi)ATP和ADP總量很少，基本保持一定，約2～6mg，但一個(gè)成人一天在靜止?fàn)顟B(tài)下所消耗的ATP為48kg。

(1)以上資料說(shuō)明了ATP有什么特點(diǎn)？

拓展提升科學(xué)思維

ATP的特點(diǎn)是在生物體內(nèi)含量少，轉(zhuǎn)化快，且對(duì)體內(nèi)穩(wěn)定的供能有重要意義。

(2)氰化鉀主要作用于什么細(xì)胞器？

線粒體。

(3)ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化是不是可逆反應(yīng)？請(qǐng)分析原因。

不是。從物質(zhì)方面來(lái)看是可逆的，從酶、進(jìn)行的場(chǎng)所、能量的來(lái)源等方面來(lái)看是不可逆的。

3.如圖是生物界中能量“貨幣”

ATP的循環(huán)示意圖。下列相關(guān)

敘述正確的是

A.圖中的M指的是腺苷，N指

的是核糖

B.暗反應(yīng)中ATP用于固定CO2和還原C3

C.ATP的“充電”需要酶的催化，而“放能”不需要

D.食物為ATP“充電”指的是有機(jī)物經(jīng)過(guò)氧化分解，釋放能量并生成ATP

D

突破