人教版高中生物必修1分子與細胞第5章第2節(jié)細胞的能量“貨幣”ATP課件

第2節(jié)細胞的能量“貨幣”ATP第5章細胞的能量供應和利用1．ATP的結構(1)中文名稱：__________。(2)結構簡式：______________。(3)符號含義：A代表____，P代表________，“～”代表________________。知識點1

ATP是一種高能磷酸化合物腺苷三磷酸A—P～P～P腺苷磷酸基團一種特殊的化學鍵2．ATP的特點(1)不穩(wěn)定：由于兩個相鄰的磷酸基團都帶負電荷而相互排斥，使得____________有一種離開ATP而與其他分子結合的趨勢，也就是具有較高的________。(2)高能量：1molATP水解釋放的能量高達______kJ，是細胞內的一種______________。3．ATP的功能ATP能夠直接給細胞生命活動提供能量，是驅動細胞生命活動的____________。末端磷酸基團轉移勢能30.54高能磷酸化合物直接能源物質ATP分子去掉遠離A端的兩個磷酸基團后，剩余部分是什么物質？提示：腺嘌呤核糖核苷酸?；趯TP的結構及功能的認識，判斷下列表述是否正確。1．ATP含有3個磷酸基團、一個脫氧核糖、一個腺嘌呤。

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)提示：ATP結構組成中的五碳糖為核糖。2．ATP是一種物質，不是能量，能量儲存在ATP中。

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)3．ATP水解的過程就是釋放能量的過程。

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)4．糖類、脂肪中儲存的化學能，不能直接給細胞生命活動提供能量。

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)×√√√1929年，費斯克(CyrusFiske)和羅曼(KarlLohmann)分別在肌肉中發(fā)現(xiàn)了一種焦磷酸鹽與腺苷酸聯(lián)系的化合物。1934年，羅曼又發(fā)現(xiàn)，1份這種化合物會被分解成1份腺苷一磷酸(AMP)和2份磷酸(Pi)。1935年，羅曼進一步確定了這種化合物的分子結構為腺苷三磷酸。1948年，托德(AlexanderTodd)首次用化學方法人工合成了ATP。如圖是ATP的結構式，圖中α、β、γ分別表示ATP中的三個磷酸基團。1．ATP的元素組成是什么？提示：C、H、O、N、P。2．ATP中的“A”與堿基中的“A”是同一種物質嗎？提示：不是。ATP中的“A”為腺苷，由腺嘌呤和核糖組成，而堿基中的“A”為腺嘌呤。3．若β和γ位的磷酸基團都從ATP脫離，形成的物質與核酸有何關系？提示：形成的物質是腺嘌呤核糖核苷酸，是RNA的基本組成單位之一。4．為什么ATP中遠離A端的特殊化學鍵不穩(wěn)定？ATP怎樣實現(xiàn)能量的轉移？提示：由于兩個相鄰的磷酸基團都帶負電荷而相互排斥等原因，使得這種化學鍵不穩(wěn)定，末端磷酸基團有一種離開ATP而與其他分子結合的趨勢，也就是具有較高的轉移勢能。當ATP在酶的作用下水解時，脫離下來的末端磷酸基團挾能量與其他分子結合，從而使后者發(fā)生變化。[深化歸納]1．ATP的分子組成(如圖)(1)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。(2)AMP是RNA的基本組成單位之一。(3)ATP的結構組成可以用“1、2、3”來總結，“1”表示1個腺苷，“2”表示兩個特殊的化學鍵，“3”表示3個磷酸基團。2．巧記能源物質的三個“一”與一個“二”[對點練習]1．科學家發(fā)現(xiàn)，小鼠的抑郁行為與星形膠質細胞釋放ATP的多少有關。下列有關ATP的敘述，正確的是(

)A．圖中的A代表腺苷，b、c為特殊的化學鍵B．a(chǎn)是構成DNA的基本單位之一C．ATP是生物體內的儲能物質D．ATP中的“A”與RNA中的“A”表示的不是同一種物質√D

[圖中A代表的是腺嘌呤，A錯誤；a是組成RNA的基本單位之一，B錯誤；ATP是生命活動的直接能源物質，不是儲能物質，C錯誤；ATP中的A代表腺苷，RNA中的A代表腺嘌呤核糖核苷酸，D正確。]2．cAMP是由ATP脫去兩個磷酸基團后環(huán)化而成的，是細胞內的一種信號分子，其結構組成如圖所示，下列表述中正確的是(

)A．X的名稱是腺苷B．每個cAMP中含有2個特殊的化學鍵C．ATP脫去2個磷酸基團后可以成為RNA的基本單位D．cAMP與DNA的元素種類不相同√C

[X的名稱是腺嘌呤，A錯誤；每個cAMP中不含特殊的化學鍵，B錯誤；ATP脫去2個磷酸基團后為腺嘌呤核糖核苷酸，是RNA的基本單位，C正確；cAMP與DNA的元素種類相同，均為C、H、O、N、P，D錯誤。]易錯提醒對ATP認識的誤區(qū)(1)ATP在細胞中含量很少。(2)ATP是一種物質，不是能量，ATP中儲存有大量的能量，所以不可將ATP與能量等同。(3)ATP的普通磷酸鍵和特殊的化學鍵中都儲存著能量，只不過大量的能量儲存于特殊的化學鍵中。1．ATP與ADP可以相互轉化(1)圖中字母A、B代表的物質分別是____、______。(2)能量1的來源①綠色植物：__________________。②動物、人、真菌和大多數(shù)細菌：________。知識點2

ATP和ADP的相互轉化及ATP的利用磷酸ADP光合作用和呼吸作用呼吸作用(3)寫出ATP合成的反應式：________________________。2．轉化特點(1)ATP與ADP的相互轉化________地發(fā)生并且處于________之中。(2)ATP與ADP相互轉化的能量供應機制，在所有生物的細胞內都是一樣的，這體現(xiàn)了生物界的______。

時刻不停動態(tài)平衡統(tǒng)一性3．ATP的利用(1)ATP的利用思考主動運輸物質合成(2)ATP為主動運輸供能的機理磷酸化催化ATP水解磷酸基團4．ATP是細胞內流通的能量“貨幣”(1)許多吸能反應與__________的反應相聯(lián)系，由ATP水解提供能量。(2)許多放能反應與____________相聯(lián)系，釋放的能量儲存在ATP中。(3)能量通過ATP分子在吸能反應和放能反應之間流通。ATP水解ATP的合成從Ca2+的轉運過程看，Ca2+的載體蛋白具有哪些作用？提示：催化ATP水解，運輸Ca2+?；趯TP和ADP的相互轉化及ATP的利用的認識，判斷下列表述是否正確。1．ATP能夠及時轉化成ADP，這有效地保證了細胞內能量的供應。

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)2．人在饑餓時，細胞中ATP與ADP的相互轉化難以達到動態(tài)平衡。

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)提示：ATP與ADP的相互轉化時刻不停地發(fā)生，并處于動態(tài)平衡之中?！獭?．根細胞產(chǎn)生ATP的生理過程為呼吸作用和光合作用。

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)提示：根細胞產(chǎn)生ATP的生理過程不包括光合作用。4．ATP釋放的能量可用于細胞吸收膽固醇。

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)提示：細胞吸收膽固醇是通過自由擴散進行的，不消耗能量。5．胞吞需ATP水解時釋放的能量。

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)××√探究：ATP和ADP的相互轉化1．ATP與ADP間的相互轉化是細胞內的供能機制，其過程如圖所示。(1)A1和A2分別起什么作用？提示：A1催化ATP的合成，是ATP合成酶；A2催化ATP的水解，是ATP水解酶。(2)ATP、ADP之間的相互轉化過程是可逆的嗎？提示：不可逆。ATP轉化成ADP和ADP轉化為ATP時所需要的酶是不同的，反應場所不完全相同，在該轉化過程中物質是重復利用的，能量不可逆。2．ATP在細胞內的含量是很少的，每一時刻儲存在人體內的ATP、ADP的總含量不到1g，而一個正常成年人在靜止狀態(tài)下24h，將有40kg的ATP發(fā)生轉化。為滿足能量需要，分析生物體是如何解決這一矛盾的。提示：ATP與ADP在細胞內的相互轉化是十分迅速的，且物質可以重復利用，因此，能滿足生命活動對能量的需要。[深化歸納]ATP與ADP相互轉化過程的比較[對點練習]3．下圖表示ATP與ADP相互轉化的能量供應機制。下列相關敘述錯誤的是(

)A．圖中的“N”處為核糖，c處的磷酸基團具有較高的轉移勢能B．圖中能量1可以來自光能，能量2可轉化成光能C．ATP與ADP相互轉化的能量供應機制在所有生物的細胞內都是一樣的D．許多放能反應往往與過程②相聯(lián)系，許多吸能反應往往與過程①相聯(lián)系√D

[圖中的“N”處為核糖，c處的磷酸基團具有較高的轉移勢能，因此ATP可以作為直接能源物質，A正確；能量1來自光能和化學能，能量2可以轉化成光能、化學能和熱能等能量形式，B正確；ATP與ADP相互轉化的能量供應機制在所有生物的細胞內都是一樣的，是生物界具有統(tǒng)一性的表現(xiàn)之一，C正確；許多吸能反應往往與過程②相聯(lián)系，許多放能反應往往與過程①相聯(lián)系，D錯誤。]4．蛋白質分子的磷酸化和去磷酸化與其活性的關系如下圖所示。下列說法正確的是(

)A．伴隨蛋白質磷酸化形成的ADP可進一步水解作為構建DNA分子的單體B．蛋白質被磷酸化激活的過程中，周圍環(huán)境中會積累ADP和磷酸分子C．蛋白磷酸酶為蛋白質的去磷酸化過程提供化學反應的活化能D．在蛋白激酶的作用下Ca2+載體蛋白的空間結構發(fā)生變化，Ca2+逆濃度梯度進入細胞√D

[伴隨蛋白質磷酸化形成的ADP可進一步水解形成腺嘌呤核糖核苷酸，是構建RNA分子的單體，A錯誤；蛋白質被磷酸化激活的過程中，ATP水解產(chǎn)生的磷酸分子轉移到蛋白質上，變成有活性的蛋白質，ADP和ATP轉化迅速，ADP不會積累，B錯誤；酶通過降低化學反應的活化能提高化學反應速率，而不是為化學反應提供能量，C錯誤；Ca2+逆濃度梯度進入細胞需要能量和載體蛋白，因此需要蛋白激酶作用使ATP水解供能，同時無活性載體蛋白變成有活性載體蛋白，空間結構發(fā)生變化，D正確。]1．ATP的結構簡式是A—P～P～P，其中A代表腺苷，P代表磷酸基團，～代表一種特殊的化學鍵。2．ATP與ADP相互轉化的反應式是ATP

ADP＋Pi＋能量。3．細胞內ATP與ADP的相互轉化，體現(xiàn)了生物界的統(tǒng)一性。4．在ADP轉化成ATP的過程中，所需要的能量對于綠色植物來說，既可以來自光能，也可以來自呼吸作用所釋放的能量；對于動物、人、真菌和大多數(shù)細菌來說，均來自細胞進行呼吸作用時有機物分解所釋放的能量。5．ATP是驅動細胞生命活動的直接能源物質。1．如圖所示的ATP結構簡圖中有多處錯誤，下列相關敘述不正確的是(

)A．①處應為腺嘌呤(A)B．②處應為氫原子(H)C．③處應為氧原子(O)D．④處應為特殊的化學鍵(～)課堂檢測素養(yǎng)測評243題號15√B

[ATP的結構式可簡寫成A－P～P～P，式中A代表腺苷，T代表3個，P代表磷酸基團，～代表特殊化學鍵，ATP中①處應為腺嘌呤(A)，而不是胸腺嘧啶(T)，A正確；ATP中含有核糖，②處應為—OH，B錯誤；③處應為五碳糖中的氧原子(O)，C正確；一個ATP分子中含有2個特殊化學鍵，④處應為特殊的化學鍵(～)，D正確。]243題號152．下列關于ATP分子的敘述，正確的是(

)A．A表示腺嘌呤，P表示磷酸B．ATP分子中含有C、H、O、N、P五種元素C．1molATP水解，釋放出30.54kJ的能量來自兩個特殊的化學鍵的斷裂D．T表示胸腺嘧啶，因而ATP的結構與核苷酸很相似√243題號15B

[ATP分子的結構簡式為A—P～P～P，其中的A代表腺苷，由核糖和腺嘌呤組成，P代表磷酸基團，～代表一種特殊的化學鍵，T表示三個(磷酸基團)，可見，ATP分子中含有C、H、O、N、P五種元素，A、D錯誤，B正確；1molATP水解釋放出30.54kJ的能量來自遠離“腺苷”的那個特殊的化學鍵的斷裂，C錯誤。]243題號153．2023年9月24日，杭州第19屆亞運會第一枚金牌產(chǎn)生，由杭州市運動員在賽艇女子輕量級雙人雙槳中奪得，比賽過程中，ATP為肌細胞提供了大量能量。ATP結構示意圖如圖所示，下列有關敘述，正確的是(

)A．a(chǎn)是DNA的基本組成單位之一B．激烈的比賽過程中，體內ATP的分解速率遠遠大于合成速率C．通過ATP的合成和水解，使放能反應所釋放的能量用于吸能反應D．b和c兩個化學鍵中，c的能量明顯比b多，運動過程中c斷裂供能√243題號15C

[圖為ATP的結構，則a為腺嘌呤核糖核苷酸，a是RNA的基本組成單位之一，A錯誤；激烈的比賽過程中ATP的分解速率增大，機體通過調節(jié)使ATP的合成速率也增大，以滿足機體對ATP的大量需求，B錯誤；細胞內許多吸能反應與ATP水解的反應相聯(lián)系，由ATP水解提供能量，許多放能反應與ATP的合成相聯(lián)系，釋放的能量儲存在ATP中，用來為吸能反應直接供能，C正確；b和c代表一種特殊的化學鍵，c的能量沒有明顯比b多，運動過程中c易斷裂供能，D錯誤。]243題號154．下圖是ATP為主動運輸供能示意圖，以下說法不合理的是(

)A．該載體蛋白磷酸化后導致其空間結構改變B．參與Ca2+主動運輸?shù)妮d體蛋白是一種催化ATP水解的酶C．ATP在酶的作用下水解時，脫離的磷酸基團挾能量與該載體蛋白結合D．由于ATP分子中磷酸基團的相互吸引，因此ATP的結構非常穩(wěn)定243題號15√D

[由圖可知，該載體蛋白磷酸化后導致其空間結構改變，將Ca2+運輸至另一側，A合理；參與Ca2+主動運輸?shù)妮d體蛋白是一種能催化ATP水解的酶，當膜內側的Ca2+與其相應位點結合時，酶活性就被激活了，B合理；ATP在酶的作用下水解時，脫離的磷酸基團挾能量與該載體蛋白結合，即載體蛋白的磷酸化，