2022-2023學年 人教版 必修一 細胞的能量“貨幣”ATP 課件 （63張）

1、細胞的能量“貨幣”ATP第2節(jié)學習目標1.說出ATP的結構。2.闡述ATP與ADP之間的相互轉化。3.舉例說明ATP在細胞代謝中的作用。內容索引一、ATP是一種高能磷酸化合物二、ATP與ADP之間的相互轉化及ATP的利用網絡構建課時對點練一、ATP是一種高能磷酸化合物1.中文名稱：_。2.結構簡式：APPP，其中A代表_，P代表_，代表_。3.特點(1)ATP不穩(wěn)定的原因：由于ATP中兩個相鄰的磷酸基團都_等原因，使得特殊的化學鍵不穩(wěn)定，末端磷酸基團有較高的_。(2)ATP的水解過程就是_的過程，1 mol ATP水解釋放的能量高達30.54 kJ，所以說ATP是一種_。教材梳理腺苷三磷酸腺苷

2、磷酸基團特殊的化學鍵帶負電荷而相互排斥轉移勢能釋放能量高能磷酸化合物4.功能：ATP是驅動細胞生命活動的_物質。5.ATP的供能機理：ATP在_的作用下水解時，脫離下來的_挾能量與其他分子結合，從而使后者發(fā)生變化。直接能源酶末端磷酸基團(1)ATP是細胞內主要的能源物質()(2)ATP由1個腺嘌呤和3個磷酸基團構成()(3)ATP是高能磷酸化合物，含3個特殊化學鍵，其中末端的磷酸基團具有較高的轉移勢能()判斷正誤ATP的結構及特點1.根據ATP結構式思考下列問題：核心探討(1)圖中的結構分別是什么？提示腺嘌呤、核糖、磷酸基團。(2)腺苷是由圖中哪些結構組成的？提示。(3)ATP分子去掉2個磷酸

3、基團后的剩余部分是什么物質？提示腺嘌呤核糖核苷酸。(4)若ATP完全水解，會得到哪些成分？提示腺嘌呤、核糖、磷酸。2.為什么ATP中遠離A端的特殊化學鍵不穩(wěn)定？ATP怎樣實現能量的轉移？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。1.ATP的分子組成(如圖)核心歸納(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

4、)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。(4)拓展：ATP是生命活動最主要的直接能源物質，但不是唯一的直接能源物質，除ATP外，還有UTP、GTP和CTP。UTP是由一個尿嘧啶、一個核糖、三個磷酸連接而成的；GTP是由一個鳥嘌呤、一個核糖、三個磷酸連接而成的；CTP是由一個胞嘧啶、一個核糖、三個磷酸連接而成的。每個分子去掉兩個磷酸基團后都是構成RNA的基本單位，它們的關系如下圖所示：這四種物質中，ATP是生物體的直接能源物質，當人體在運動、吸收氨基酸、葡萄糖等營養(yǎng)物質時都會消耗ATP，ATP是能量“貨幣”。GTP可用

5、于合成蛋白質，CTP可用于合成脂質，UTP可用于合成多糖。另外，ATP中的核糖若改變?yōu)槊撗鹾颂牵娃D變?yōu)閐ATP(脫氧腺苷三磷酸)。2.生物體內的能源物質總結(1)能源物質：糖類、脂肪、蛋白質、ATP。(2)主要能源物質：糖類。(3)儲能物質：脂肪、淀粉(植物細胞)、糖原(動物細胞)。(4)主要儲能物質：脂肪。(5)直接能源物質：ATP。(6)最終能量來源：太陽能。1.下列圖示能正確表示ATP的是A. B. C. D. 典題應用ATP的分子結構式可以簡寫成APPP，其中A代表腺苷，由腺嘌呤和核糖組成，P代表磷酸基團，正確的連接方式為A項。2.下列關于ATP分子的敘述，正確的是A.A表示腺嘌呤，

6、P表示磷酸基團B.ATP分子中含有C、H、O、N、P五種元素C.1 mol ATP水解，釋放出30.54 kJ的能量來自兩個特殊化學鍵的斷裂D.T表示胸腺嘧啶，因而ATP的結構與核苷酸很相似ATP分子的結構簡式為APPP，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；1 mol ATP水解釋放出30.54 kJ的能量來自遠離“腺苷”的那個特殊化學鍵的斷裂，C錯誤。二、ATP與ADP之間的相互轉化及ATP的利用1.ATP與ADP之間的相互轉化(1)相互轉化的過程及能量來源圖

7、解教材梳理呼吸作用光合作用(2)ATP與ADP轉化的特點ATP與ADP的這種相互轉化是時刻不停地發(fā)生并且處于_之中的。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，這體現了_。動態(tài)平衡生物界的統(tǒng)一性2.ATP的利用(1)ATP的利用主動運輸物質合成思考(2)ATP為主動運輸供能的機理參與Ca2主動運輸的載體蛋白是一種能_的酶。當膜內側的Ca2與其相應位點結合時，其酶活性就被激活了。在載體蛋白這種酶的作用下，ATP分子的末端_脫離下來與載體蛋白結合，這一過程伴隨著能量的轉移，這就是載體蛋白的_。載體蛋白磷酸化導致其空間結構發(fā)生變化，使Ca2的結合位點轉向膜外側，將Ca2釋放

8、到膜外。催化ATP水解磷酸基團磷酸化(3)ATP是細胞內流通的能量“貨幣”吸能反應一般與_的反應相聯系，由ATP水解提供能量。放能反應一般與_相聯系，釋放的能量儲存在ATP中。能量通過_在吸能反應和放能反應之間流通。ATP水解ATP的合成ATP分子(1)吸能反應伴隨著ATP的合成，放能反應伴隨著ATP的水解()(2)人在饑餓時，細胞中ATP與ADP的含量難以達到動態(tài)平衡()(3)載體蛋白磷酸化不會使其空間結構發(fā)生變化()判斷正誤ATP與ADP之間的相互轉化1.成人體內ATP的總量是210 mg，但一個成人一天在靜止狀態(tài)下所消耗的ATP為40 kg，在劇烈運動時ATP的消耗可達0.5 kg/mi

9、n；在安靜狀態(tài)時，肌肉內ATP所釋放能量只能維持肌肉收縮12 s。(1)ATP在細胞內的含量多嗎？核心探討提示含量很低。(2)生物體如何補充生命活動所需要的大量的ATP?提示通過ATP和ADP之間迅速地轉化。2.ATP和ADP的相互轉化是否是可逆反應？請完善下表并得出結論。反應ATP ADPPi能量ADPPi能量 ATP反應類型_酶的類型_場所活細胞所有部位線粒體、葉綠體、細胞質基質等能量來源特殊化學鍵中的化學能有機物中的化學能、光能能量去向_水解反應合成反應結論：_。水解酶合成酶用于各項生命活動儲存于特殊化學鍵中 物質是可逆的，能量是不可逆的，酶也不相同，因此ATP和ADP的相互轉化不是可逆

10、反應1.ATP和ADP的相互轉化不可逆(1)ATP與ADP的相互轉化ATP合成：需要酶的催化，由動物的呼吸作用和植物的光合作用與呼吸作用提供能量。ATP水解：需要酶的催化，連接末端磷酸基團的那個特殊化學鍵水解釋放能量，釋放的能量用于各項生命活動。兩者轉化時，物質可逆，能量不可逆。核心歸納(2)ATP的利用特點ATP是生物體內的直接能源物質。雖然在生物體內含量少，但是ATP與ADP的相互轉化十分迅速。2.ATP與ADP的相互轉化具有普遍性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，這體現了生物界的統(tǒng)一性。3.下列有關ATP的敘述中，不正確的是A.ATP的合成一般與放能反應

11、相聯系B.ATP中的能量可以來源于光能、化學能C.細胞內各種吸能反應一般需要消耗ATPD.“能量”就是指ATP，ATP就是“能量”典題應用4.如圖是細胞內ATP與ADP相互轉化的示意圖，請據圖回答下列問題：(1)在人體內，圖示左側的能量來自_作用，右側的能量用于_(舉一例)。呼吸大腦思考在人體內，圖示左側的能量用來合成ATP，來自呼吸作用釋放的能量，右側的能量是ATP水解釋放的能量，用于細胞中耗能的生命活動，如大腦思考、主動運輸等。(2)在綠色植物體內，圖示左側的能量來自_作用和_作用。呼吸光合在綠色植物體內，圖示左側的能量來自光合作用和呼吸作用。(3)從圖中可知，在適宜的溫度和酶的作用下，A

12、DP轉變成ATP時還需要的條件是_。將ADP轉化為ATP的圖示改寫成反應式的形式_。能量和PiADP能量從圖中可知，在適宜的溫度和酶的作用下，ADP轉變成ATP時還需要能量和Pi。ADP轉化為ATP的反應式為：ADP能量Pi ATP。(4)經測定，正常成年人靜止狀態(tài)下24 h將有40 kg ATP發(fā)生轉化，而細胞內ADP、ATP的總量僅為210 mmol/L，為滿足能量需要，生物體內解決這一矛盾的合理途徑是_。細胞內ADP、ATP的總量很少，為滿足細胞的能量需要，ATP和ADP的相互轉化在細胞內時刻不停地發(fā)生且處于動態(tài)平衡之中。ATP和ADP的這種相互轉化時刻不停地發(fā)生且處于動態(tài)平衡之中網絡構

13、建課時對點練題組一ATP是一種高能磷酸化合物1.一分子ATP具有的腺苷、特殊的化學鍵、磷酸基團的數量依次為A.1、2、3 B.1、1、2 C.1、2、2 D.2、2、3123456789101112131415ATP的結構簡式為APPP，其中A代表腺苷，P代表磷酸基團，“”代表特殊的化學鍵，可見，一分子ATP含有1個腺苷、2個特殊的化學鍵、3個磷酸基團。2.(2022江蘇鹽城伍佑中學高一月考)如圖是ATP的分子結構式，下列敘述錯誤的是A.ATP中含有C、H、O、N、P五種元素B.圖中虛線框中部分代表腺苷C.ATP分子中處斷裂后形成了ADPD.ATP水解釋放的能量可直接用于各項 生命活動1234

14、56789101112131415ATP分子中的斷裂與形成是其與ADP相互轉化的基礎，C錯誤。3.如圖表示ATP的結構，下列相關敘述正確的是A.b鍵斷裂后形成ADP和PiB.圖中的3表示ATP中的字母AC.由1、2、3各一分子形成的物質是組成DNA的基本單位之一D.ATP是一種高能磷酸化合物123456789101112131415a鍵斷裂后形成ADP和Pi，A錯誤；圖中3是腺嘌呤，ATP中的A代表腺苷，B錯誤；由1、2、3各一分子形成的物質是組成RNA的基本單位之一，C錯誤。題組二ATP與ADP的相互轉化4.(2022江蘇連云港高一期末)下圖是生物體內ATP和ADP相互轉化表達式，下列相關敘

15、述正確的是A.反應需要的酶1和酶2是同一種酶B.ATP與ADP相互轉化處于動態(tài)平衡C.該反應物質與能量變化都是可逆的D.ATP釋放的能量主要用于再合成ATP123456789101112131415此過程物質變化是可逆的，而能量變化是不可逆的，C錯誤；ATP釋放的能量直接用于其他生命活動，而ATP合成的能量來自光能和有機物中的化學能，D錯誤。1234567891011121314155.如圖表示生物體內發(fā)生的兩個化學反應，下列相關說法中正確的是A.ATP與ADP間相互轉化的能量供應機制只發(fā)生在真核細胞內B.ATP分子水解時，圖中所示的化學鍵最易斷裂C.細胞中的吸能反應一般與ATP的合成反應相聯

16、系D.圖中酶1和酶2的化學本質相同，但是二者的種類不同1234567891011121314156.(2022北京高一期末)下列有關ATP的敘述，錯誤的是A.細胞內ATP的含量很少，但消耗量很大B.ATP與ADP相互轉化過程中所需酶的種類相同C.ATP和ADP迅速相互轉化保證了機體對能量的需求D.人體細胞內形成ATP的主要生理過程是細胞呼吸123456789101112131415ATP與ADP相互轉化過程中所需要的酶不同，分別為ATP合成酶和ATP水解酶，B錯誤。題組三ATP的利用7.(2022江蘇無錫高一期末)當細胞膜內側的Ca2與其在細胞膜上的載體蛋白(鈣泵)結合時，該載體蛋白可以催化A

17、TP分子末端的磷酸基團轉移到載體蛋白上，使載體蛋白磷酸化，將Ca2釋放到膜外。下列敘述錯誤的是A.磷酸化后的載體蛋白空間結構發(fā)生改變B.鈣泵體現了蛋白質具有運輸和催化功能C.參與Ca2運輸的載體蛋白可以重復使用多次D.加入蛋白質變性劑會提高細胞對Ca2運輸的速率123456789101112131415鈣泵這種蛋白質，具有運輸Ca2的載體功能，又有催化ATP分子末端的磷酸基團轉移(水解ATP)的功能，B正確；加入蛋白質變性劑會使鈣泵變性失活，降低細胞對Ca2運輸的速率，D錯誤。1234567891011121314158.下列關于吸能反應和放能反應的說法，錯誤的是A.ATP是細胞中吸能反應和放

18、能反應的紐帶B.所有細胞中最重要的放能反應是糖的氧化C.所有植物細胞中最重要的吸能反應是光合作用D.肌肉收縮是吸能反應，肌肉做功是放能反應123456789101112131415123456789101112131415放能反應一般與ATP的合成相聯系，吸能反應一般與ATP的水解相聯系，可見，ATP是細胞中吸能反應和放能反應的紐帶，A正確；所有細胞均可通過細胞呼吸將糖氧化分解，在此過程中，儲存在糖中的能量被釋放出來，即所有細胞最重要的放能反應是糖的氧化，B正確；并不是所有的植物細胞都能進行光合作用，因此光合作用不是所有植物細胞中最重要的吸能反應，C錯誤；肌肉收縮過程中需消耗能量，屬于吸能反應

19、，肌肉做功時失去能量恢復原狀，屬于放能反應，D正確。9.下列生理過程伴隨著形狀改變，其中不一定需要ATP供能的是A.在胰島素分泌過程中細胞膜的形狀發(fā)生改變B.在籃球比賽等運動過程中骨骼肌發(fā)生收縮C.載體蛋白協助運輸葡萄糖過程中形狀發(fā)生改變D.植物細胞在KNO3溶液中發(fā)生質壁分離及復原123456789101112131415胰島素分泌到細胞外的過程屬于胞吐，需要ATP供能，A錯誤；在籃球比賽等運動過程中，骨骼肌的收縮需要消耗ATP，B錯誤；載體蛋白運輸葡萄糖時可能不需要ATP，如葡萄糖通過協助擴散進入哺乳動物成熟的紅細胞；也可能需要ATP，如葡萄糖通過主動運輸進入小腸上皮細胞，C正確；植物細胞

20、會通過主動運輸吸收鉀離子和硝酸根離子，需要ATP供能，當細胞液濃度增大后，會吸水而自動復原，D錯誤。12345678910111213141510.(2022山東濟南章丘區(qū)高一期末)“銀燭秋光冷畫屏，輕羅小扇撲流螢”，螢火蟲尾部發(fā)光器的發(fā)光機理如圖所示。下列相關敘述正確的是A.螢火蟲尾部的發(fā)光細胞產生的熒光素酶在生 物體外沒有催化活性，不能被使用B.熒光素接受ATP供能后被激活，O2不足時， 可以由葡萄糖直接供能C.螢火蟲發(fā)光需要熒光素酶和ATP的參與，這兩者都具有高效性和專一性D.ATP和ADP相互轉化的機制在所有生物的細胞內都一樣，體現了生物 界的統(tǒng)一性123456789101112131

21、415在適宜條件下，熒光素酶可以在體外發(fā)揮催化作用，A錯誤；葡萄糖氧化分解釋放能量生成的ATP才能用于生命活動，B錯誤；ATP不具有專一性，C錯誤。12345678910111213141511.在某細胞培養(yǎng)液中加入32P標記的磷酸分子，短時間內分離出細胞的ATP，發(fā)現其含量變化不大，但部分ATP的末端P已帶上放射性標記，該現象不能說明A.ATP中末端的P容易脫離B.部分32P標記的ATP是重新合成的C.ATP是細胞內的直接能源物質D.該過程中ATP既有合成又有分解123456789101112131415依題干信息ATP的含量變化不大，說明該過程中ATP既有合成又有分解；部分ATP的末端P已

22、帶上放射性標記，說明ATP中末端的P容易脫離，且部分32P參與了ATP的重新合成。12.ATP被喻為細胞的能量“貨幣”，用、分別表示ATP上三個磷酸基團所處的位置(APPP)，下列敘述正確的是A.一分子的ATP徹底水解后生成三個磷酸和一個腺苷，且釋放能量B.ATP的位磷酸基團脫離時，釋放的能量可用于葡萄糖的氧化分解C.ATP的、位磷酸基團脫離剩余部分為腺苷D.失去、位兩個磷酸基團后，剩余部分可作為DNA的基本組成單位之一123456789101112131415一分子的ATP徹底水解后生成三個磷酸、一個腺嘌呤和一個核糖，且釋放能量，A錯誤；ATP的位磷酸基團脫離時，釋放的能量可用于吸能反應，葡

23、萄糖的氧化分解屬于放能反應，B錯誤；失去、位兩個磷酸基團后，剩余部分可作為RNA的基本組成單位之一，D錯誤。12345678910111213141513.蛋白質的磷酸化在信號傳遞過程中起著重要作用，而很多轉化過程都需要ATP的參與，蛋白質磷酸化后，空間結構發(fā)生了變化，活性也發(fā)生了變化，進而使Ca2釋放到膜外。蛋白質磷酸化和去磷酸化的過程如圖所示。下列相關敘述錯誤的是A.蛋白質磷酸化的過程會消耗ATP，使ATP的 含量明顯下降B.蛋白質磷酸化和去磷酸化的過程體現了蛋白 質結構與功能相適應的觀點C.蛋白質的磷酸化和去磷酸化不屬于可逆反應D.蛋白質的磷酸化屬于吸能反應，其能量來自ATP中活躍的化學

24、能123456789101112131415123456789101112131415蛋白質磷酸化的過程會消耗 ATP，同時細胞內也有ATP合成，細胞內ATP含量基本不變，A錯誤；據圖可知，蛋白質的磷酸化過程要用蛋白激酶而去磷酸化過程要用蛋白磷酸酶，所以蛋白質的磷酸化和去磷酸化屬于不可逆反應，C正確；據圖可知，蛋白質磷酸化過程伴隨ATP的水解，ATP水解釋放能量，故該過程屬于吸能反應，能量來自 ATP 中活躍的化學能，D正確。14.(2022天津薊縣一中高一月考)人的骨骼肌細胞中ATP的含量只能維持劇烈運動3 s以內的能量供應。某運動員參加短跑比賽過程中，肌肉細胞中ATP的相對含量隨時間的變化

25、如圖所示。請據圖回答下列問題：123456789101112131415(1)ab的變化過程，ATP被水解，釋放的能量用于_。肌肉收縮等各項生命活動由圖可知，ab段ATP含量減少，ATP被水解，釋放大量的能量，用于肌肉收縮等各項生命活動，來維持劇烈運動。(2)bc過程中，ATP含量增加，說明_加強，釋放更多的能量，供ADP合成ATP，補充消耗的ATP。123456789101112131415呼吸作用bc段ATP含量增加，是由于呼吸作用的加強，釋放了更多的能量，供ADP合成ATP，補充消耗的ATP。(3)從整個曲線看，肌細胞中ATP的含量不會降為零，說明_。123456789101112131415 ATP在細胞內含量雖少，但與ADP之間的相互轉化卻十分迅速，使細胞內的ATP的含量總是處于動態(tài)平衡之中，構成生物體內部的穩(wěn)定供能環(huán)境(4)寫出細胞新陳代謝放能反應中ADP與ATP之間的轉化關系式：_，在吸能反應中ADP與ATP之間的轉化關系式：_。123456789101112131415細胞內的放能反應伴隨著A