高三一輪復(fù)習(xí)生物：細(xì)胞的能量貨幣ATP課件

第3單元細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用第13講細(xì)胞的能量“貨幣”ATPATP的結(jié)構(gòu)與功能ATP與ADP可以相互轉(zhuǎn)化ATP的供能機(jī)制

考點一

ATP的結(jié)構(gòu)和功能任務(wù)1：閱讀教材，自主思考1.ATP的中文名稱？2.組成元素？3.結(jié)構(gòu)簡式？4.A、T、P、—、～分別代表什么？

考點一

ATP的結(jié)構(gòu)和功能知識點1、ATP的結(jié)構(gòu)

O-COCCHHOHOHCCOPOPOPO-OO-OO-ONCNCCCNCNNHHHHHHHH腺嘌呤核糖三個磷酸基團(tuán)腺苷(A)ATP（腺苷三磷酸）ADP（腺苷二磷酸）AMP（腺苷一磷酸）1.ATP的中文名稱：腺苷三磷酸（ATP)2.ATP的組成元素：C、H、O、N、P3.ATP的結(jié)構(gòu)簡式：A-P～P～P4.A、T、P、～的含義：A表示：腺苷T表示：三P表示：磷酸基團(tuán)～表示：特殊的化學(xué)鍵即時演練1．1個ATP分子由1個腺嘌呤和3個磷酸基團(tuán)構(gòu)成。

(

)2．腺苷一磷酸可為人體細(xì)胞DNA的自我復(fù)制提供原料。

(

)××

RNA的基本單位

考點一

ATP的結(jié)構(gòu)和功能任務(wù)2：小組討論腺苷腺苷腺嘌呤脫氧核苷酸腺嘌呤核糖核苷酸腺嘌呤腺嘌呤脫氧核苷酸腺嘌呤核糖核苷酸腺嘌呤【歸納總結(jié)】辨析下列物質(zhì)結(jié)構(gòu)中“A”的含義

考點一

ATP的結(jié)構(gòu)和功能任務(wù)3：思考討論O-COCCHHOHOHCCOPOPOPO-OO-OO-ONCNCCCNCNNHHHHHHHH腺嘌呤核糖腺苷(A)ATP（腺苷三磷酸）ADP（腺苷二磷酸）AMP（腺苷一磷酸）特殊的化學(xué)鍵（不穩(wěn)定）5.ATP為什么不穩(wěn)定：～代表特殊的化學(xué)鍵，兩個相鄰磷酸都帶負(fù)電相互排斥等原因，使得這種化學(xué)鍵不穩(wěn)定，末端磷酸基團(tuán)有一種離開ATP與其他分子結(jié)合的趨勢，具有較高的轉(zhuǎn)移勢能。1molATP水解釋放的能量高達(dá)30.54kJ，所以說ATP是一種高能磷酸化合物。6.ATP是高能磷酸化合物的原因是：

考點一

ATP的結(jié)構(gòu)和功能知識點2、ATP的功能

ATP是驅(qū)動細(xì)胞生命活動的直接能源物質(zhì)

葡萄糖是主要的能源物質(zhì)脂肪是良好的儲能物質(zhì)問題1：細(xì)胞中能提供能量的物質(zhì)有哪些？ATP≠能量問題3：ATP是唯一的直接能源物質(zhì)嗎？不是注意：細(xì)胞中絕大數(shù)需能的生命活動都是由ATP直接提供能量的（還有GTP、UTP、CTP和dATP、dGTP、dTTP、dCTP等）。

考點一

ATP的結(jié)構(gòu)和功能【拓展延伸】NTP與dNTP注意：NTP與dNTP均是高能磷酸化合物，可用作RNA或DNA的合成原料，合成過程中會脫去兩個磷酸基團(tuán)，并釋放出大量的能量。知識點2、ATP的功能

ADPATPATP合成酶水解酶ADP+Pi+能量光合作用呼吸作用細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體、葉綠體反應(yīng)場所用于各項生命活動，如主動運輸、肌肉收縮、發(fā)光、發(fā)電、物質(zhì)合成等反應(yīng)場所生物體的需能部位對細(xì)胞的正常生活來說，ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化是時刻不停地發(fā)生并處于動態(tài)平衡之中。二、ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化注意：細(xì)胞中絕大數(shù)需能的生命活動都是由ATP直接提供能量的（還有GTP、UTP、CTP和dATP、dGTP、dTTP、dCTP等）。注意：不是可逆反應(yīng)，物質(zhì)可逆，但所需的酶、場所、能量的來源是不同的知識點1、ATP與ADP可以相互轉(zhuǎn)化

3.放能反應(yīng)與吸能反應(yīng)：(1)吸能反應(yīng)總是與____________相聯(lián)系，由ATP水解提供能量；放能反應(yīng)總是與____________相聯(lián)系，釋放的能量貯存在ATP中。(2)能量通過ATP分子在吸能反應(yīng)和放能反應(yīng)之間流通。ATP是細(xì)胞的能量“貨幣”ATP的水解ATP的合成

考點二

ATP與ADP可以相互轉(zhuǎn)化ATP水解本身是放能反應(yīng)ATP合成本身是吸能反應(yīng)ATP水解伴隨細(xì)胞發(fā)生吸能反應(yīng)ATP合成伴隨細(xì)胞發(fā)生放能反應(yīng)ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化是細(xì)胞中吸能反應(yīng)和放能反應(yīng)的橋梁①細(xì)胞中的放能反應(yīng)與ATP合成相聯(lián)系。放能反應(yīng)吸能反應(yīng)②細(xì)胞中的吸能反應(yīng)與ATP水解相聯(lián)系。③能量通過ATP分子在吸能反應(yīng)放能反應(yīng)之間流通。細(xì)胞呼吸(有機(jī)物氧化分解)、光合作用的光反應(yīng)有機(jī)物合成、主動運輸、胞吞胞吐、蛋白質(zhì)磷酸化、肌肉收縮等四、ATP——細(xì)胞的能量貨幣知識點1、ATP與ADP可以相互轉(zhuǎn)化

【注意】ATP與ADP可以相互轉(zhuǎn)化相關(guān)知識

(1)ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化不可逆：ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化，從物質(zhì)方面來看是可逆的，從酶、進(jìn)行的場所、能量方面來看是不可逆的。(2)ATP是與能量有關(guān)的一種物質(zhì)，不可等同于能量：ATP是一種高能磷酸化合物，高能磷酸鍵水解時能夠釋放出高達(dá)30.54kJ/mol的能量。(3)ATP轉(zhuǎn)化為ADP消耗水：ATP轉(zhuǎn)化為ADP又稱為“ATP的水解反應(yīng)”，這一過程需ATP水解酶的催化，同時也需要消耗水。蛋白質(zhì)、脂肪、淀粉等的水解也都需要消耗水。(4)ATP并不是細(xì)胞內(nèi)唯一的高能化合物，高能化合物在生物體內(nèi)有很多種，如存在于各種生物體細(xì)胞內(nèi)的UTP、GTP、CTP及動物體內(nèi)的磷酸肌酸。(5)細(xì)胞中ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化的能量供應(yīng)機(jī)制，是生物界的共性。

考點二

ATP與ADP可以相互轉(zhuǎn)化及ATP的利用知識點2、細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生與消耗ATP的生理過程（?？键c）P63資料書

轉(zhuǎn)化場所常見的生理過程細(xì)胞膜細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)葉綠體線粒體核糖體細(xì)胞核消耗ATP：主動運輸、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)錄等注意:不是所有的生理活動都要消耗ATP,高中階段所學(xué)的知識中有三種生理活動不消耗ATP:被動運輸、暗反應(yīng)中CO2固定、水解反應(yīng)。

考點二

ATP與ADP可以相互轉(zhuǎn)化結(jié)合課本P88圖5-7（以Ca2+的運輸為例）知識點1、ATP的供能機(jī)制

考點三

ATP的供能機(jī)制①②③知識點1、ATP的供能機(jī)制

1.參與Ca2+主動運輸?shù)妮d體蛋白是一種能催化ATP水解的酶，當(dāng)Ca2+與其相應(yīng)位點結(jié)合時，其酶活性就被激活了。2.在載體蛋白這種酶的作用下，ATP的末端磷酸基團(tuán)脫離下來與載體蛋白結(jié)合，這一過程伴隨著能量的轉(zhuǎn)移，這就是載體蛋白的磷酸化。3.載體蛋白磷酸化導(dǎo)致其空間結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，使Ca2+的結(jié)合位點轉(zhuǎn)向膜外側(cè)，將Ca2+釋放到膜外。

考點三

ATP的供能機(jī)制4.參與各種化學(xué)反應(yīng)，蛋白質(zhì)等分子去磷酸化，恢復(fù)原有構(gòu)象知識點2、構(gòu)建ATP產(chǎn)生量與O2供給量曲線模型

無氧呼吸有氧呼吸酶ATP、磷酸無氧呼吸OO2供給量ATP產(chǎn)生量ABC甲ATP產(chǎn)生量OO2供給量乙

考點三

ATP的供能機(jī)制課堂延伸思維拓展

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之前都要轉(zhuǎn)移到ATP中，由ATP直接供應(yīng)生命活動的需要。由此說明葡萄糖雖然是能源物質(zhì)，但是不能被肌肉直接利用。課堂延伸思維拓展

3．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分鐘就會死亡。一個正常人體內(nèi)ATP和ADP總量很少，基本保持穩(wěn)定，約2～6mg，但一個成人一天在靜止?fàn)顟B(tài)下所消耗的ATP為48kg。(1)以上資料說明了ATP有什么特點？提示

ATP的特點是在生物體內(nèi)含量少，轉(zhuǎn)化快，且對體內(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？提示線粒體。(3)ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化是不是可逆反應(yīng)？請分析原因。提示不是。從物質(zhì)方面來看是可逆的，從酶、進(jìn)行的場所、能量的來源等方面來看是不可逆的。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，測定其放射性，下圖代表ATP的結(jié)構(gòu)。下列敘述錯誤的是（

）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①代表腺嘌呤，而ATP中的“A”代表腺苷，腺苷是由腺嘌呤和核糖結(jié)合而成的ATP中遠(yuǎn)離腺苷的化學(xué)鍵容易斷裂和生成，但是ATP的含量基本不變，故磷酸基團(tuán)⑤很快就會被32P標(biāo)記細(xì)胞癌變后細(xì)胞代謝增強，ATP和ADP的轉(zhuǎn)化加快突破訓(xùn)練提升素養(yǎng)

2.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ATPATP的合成不需要模板ATP是直接能源物質(zhì)，用于各項生命活動，包括酶的合成ATP的元素組成是C、H、O、N、P，而絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，元素組成是C、H、O、N等能合成酶的細(xì)胞都能合成ATP，能合成ATP的細(xì)胞不一定能合成酶突破訓(xùn)練提升素養(yǎng)

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C3C.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)過氧化分解，釋放能量并生成ATPM指的是腺嘌呤、N為核糖如果ATP來自光反應(yīng)，則這部分ATP只能用于暗反應(yīng)中還原C3，固定CO2不需要消耗能量ATP的合成和分解均需要酶的催化食物中穩(wěn)定的化學(xué)能轉(zhuǎn)化成ATP中活躍的化學(xué)能，需通過呼吸作用來完成突破訓(xùn)練提升素養(yǎng)

突破訓(xùn)練提升素養(yǎng)

4．根據(jù)所消耗能量的來源不同，主動運輸分為三種類型，如圖a、b、c所示，■、▲、○代表跨膜的離子或小分子。下列相關(guān)說法錯誤的是(

)A．圖中屬于膜外側(cè)的是P側(cè)B．a(chǎn)類型主動運輸可能不消耗能量C．b類型所需ATP可以產(chǎn)生于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體D．藍(lán)細(xì)菌有可能存在c類型的主動運輸

高考真題演練1.（2024·全國·高考真題）ATP可為代謝提供能量，也參與RNA的合成，ATP結(jié)構(gòu)如圖所示，圖中～表示高能磷酸鍵，下列敘述錯誤的是（

）A．ATP轉(zhuǎn)化為ADP可為離子的主動運輸提供能量

B．用α位32P標(biāo)記的ATP可以合成帶有32P的RNAC．β和γ位磷酸基團(tuán)之間的高能磷酸鍵不能在細(xì)胞核中斷裂D．光合作用可將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲存于β和γ位磷酸基團(tuán)之間的高能磷酸鍵ATP為直接能源物質(zhì)，γ位磷酸基團(tuán)脫離ATP形成ADP的過程釋放能量，可為離子主動運輸提供能量ATP分子水解兩個高能磷酸鍵后，得到RNA的基本單位之一——腺嘌呤核糖核苷酸，故用α位32P標(biāo)記的ATP可以合成帶有32P的RNAATP可在細(xì)胞核中發(fā)揮作用，如為rRNA合成提供能量，故β和γ位磷酸基團(tuán)之間的高能磷酸鍵能在細(xì)胞核中斷裂光合作用光反應(yīng)，可將光能轉(zhuǎn)化活躍的化學(xué)能儲存于ATP的高能磷酸鍵中，故光合作用可將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲存于β和γ位磷酸基團(tuán)之間的高能磷酸鍵

高考真題演練2.（2022·浙江卷）下列關(guān)于腺苷三磷酸分子的敘述，正確的是（

）

A．由1個脫氧核糖、1個腺嘌呤和3個磷酸基團(tuán)組成B．分子中與磷酸基團(tuán)相連接的化學(xué)鍵稱為高能磷酸鍵C．在水解酶的作用下不斷地合成和水解D．是細(xì)胞中吸能反應(yīng)和放能反應(yīng)的紐帶核糖ATP分子的結(jié)