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

第2節(jié)細(xì)胞的能量“貨幣”ATP第5章細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用1．ATP的結(jié)構(gòu)(1)中文名稱：__________。(2)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：______________。(3)符號(hào)含義：A代表____，P代表________，“～”代表________________。知識(shí)點(diǎn)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(tuán)一種特殊的化學(xué)鍵2．ATP的特點(diǎn)(1)不穩(wěn)定：由于兩個(gè)相鄰的磷酸基團(tuán)都帶負(fù)電荷而相互排斥，使得____________有一種離開ATP而與其他分子結(jié)合的趨勢(shì)，也就是具有較高的________。(2)高能量：1molATP水解釋放的能量高達(dá)______kJ，是細(xì)胞內(nèi)的一種______________。3．ATP的功能ATP能夠直接給細(xì)胞生命活動(dòng)提供能量，是驅(qū)動(dòng)細(xì)胞生命活動(dòng)的____________。末端磷酸基團(tuán)轉(zhuǎn)移勢(shì)能30.54高能磷酸化合物直接能源物質(zhì)ATP分子去掉遠(yuǎn)離A端的兩個(gè)磷酸基團(tuán)后，剩余部分是什么物質(zhì)？提示：腺嘌呤核糖核苷酸。基于對(duì)ATP的結(jié)構(gòu)及功能的認(rèn)識(shí)，判斷下列表述是否正確。1．ATP含有3個(gè)磷酸基團(tuán)、一個(gè)脫氧核糖、一個(gè)腺嘌呤。

(

)提示：ATP結(jié)構(gòu)組成中的五碳糖為核糖。2．ATP是一種物質(zhì)，不是能量，能量?jī)?chǔ)存在ATP中。

(

)3．ATP水解的過(guò)程就是釋放能量的過(guò)程。

(

)4．糖類、脂肪中儲(chǔ)存的化學(xué)能，不能直接給細(xì)胞生命活動(dòng)提供能量。

(

)×√√√1929年，費(fèi)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(huì)被分解成1份腺苷一磷酸(AMP)和2份磷酸(Pi)。1935年，羅曼進(jìn)一步確定了這種化合物的分子結(jié)構(gòu)為腺苷三磷酸。1948年，托德(AlexanderTodd)首次用化學(xué)方法人工合成了ATP。如圖是ATP的結(jié)構(gòu)式，圖中α、β、γ分別表示ATP中的三個(gè)磷酸基團(tuán)。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(zhì)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(tuán)都從ATP脫離，形成的物質(zhì)與核酸有何關(guān)系？提示：形成的物質(zhì)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(yuǎn)離A端的特殊化學(xué)鍵不穩(wěn)定？ATP怎樣實(shí)現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)移？提示：由于兩個(gè)相鄰的磷酸基團(tuán)都帶負(fù)電荷而相互排斥等原因，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而與其他分子結(jié)合的趨勢(shì)，也就是具有較高的轉(zhuǎn)移勢(shì)能。當(dāng)ATP在酶的作用下水解時(shí)，脫離下來(lái)的末端磷酸基團(tuán)挾能量與其他分子結(jié)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(jié)構(gòu)組成可以用“1、2、3”來(lái)總結(jié)，“1”表示1個(gè)腺苷，“2”表示兩個(gè)特殊的化學(xué)鍵，“3”表示3個(gè)磷酸基團(tuán)。2．巧記能源物質(zhì)的三個(gè)“一”與一個(gè)“二”[對(duì)點(diǎn)練習(xí)]1．科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，小鼠的抑郁行為與星形膠質(zhì)細(xì)胞釋放ATP的多少有關(guān)。下列有關(guān)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(xué)鍵B．a(chǎn)是構(gòu)成DNA的基本單位之一C．ATP是生物體內(nèi)的儲(chǔ)能物質(zhì)D．ATP中的“A”與RNA中的“A”表示的不是同一種物質(zhì)√D

[圖中A代表的是腺嘌呤，A錯(cuò)誤；a是組成RNA的基本單位之一，B錯(cuò)誤；ATP是生命活動(dòng)的直接能源物質(zhì)，不是儲(chǔ)能物質(zhì)，C錯(cuò)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(gè)磷酸基團(tuán)后環(huán)化而成的，是細(xì)胞內(nèi)的一種信號(hào)分子，其結(jié)構(gòu)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(gè)cAMP中含有2個(gè)特殊的化學(xué)鍵C．ATP脫去2個(gè)磷酸基團(tuán)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(cuò)誤；每個(gè)cAMP中不含特殊的化學(xué)鍵，B錯(cuò)誤；ATP脫去2個(gè)磷酸基團(tuán)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(cuò)誤。]易錯(cuò)提醒對(duì)ATP認(rèn)識(shí)的誤區(qū)(1)ATP在細(xì)胞中含量很少。(2)ATP是一種物質(zhì)，不是能量，ATP中儲(chǔ)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(xué)鍵中都儲(chǔ)存著能量，只不過(guò)大量的能量?jī)?chǔ)存于特殊的化學(xué)鍵中。1．ATP與ADP可以相互轉(zhuǎn)化(1)圖中字母A、B代表的物質(zhì)分別是____、______。(2)能量1的來(lái)源①綠色植物：__________________。②動(dòng)物、人、真菌和大多數(shù)細(xì)菌：________。知識(shí)點(diǎn)2

ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)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(yīng)式：________________________。2．轉(zhuǎn)化特點(diǎn)(1)ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化________地發(fā)生并且處于________之中。(2)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______。

時(shí)刻不停動(dòng)態(tài)平衡統(tǒng)一性3．ATP的利用(1)ATP的利用思考主動(dòng)運(yùn)輸物質(zhì)合成(2)ATP為主動(dòng)運(yùn)輸供能的機(jī)理磷酸化催化ATP水解磷酸基團(tuán)4．ATP是細(xì)胞內(nèi)流通的能量“貨幣”(1)許多吸能反應(yīng)與__________的反應(yīng)相聯(lián)系，由ATP水解提供能量。(2)許多放能反應(yīng)與____________相聯(lián)系，釋放的能量?jī)?chǔ)存在ATP中。(3)能量通過(guò)ATP分子在吸能反應(yīng)和放能反應(yīng)之間流通。ATP水解ATP的合成從Ca2+的轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程看，Ca2+的載體蛋白具有哪些作用？提示：催化ATP水解，運(yùn)輸Ca2+?；趯?duì)ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化及ATP的利用的認(rèn)識(shí)，判斷下列表述是否正確。1．ATP能夠及時(shí)轉(zhuǎn)化成ADP，這有效地保證了細(xì)胞內(nèi)能量的供應(yīng)。

(

)2．人在饑餓時(shí)，細(xì)胞中ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化難以達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡。

(

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

(

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

(

)提示：細(xì)胞吸收膽固醇是通過(guò)自由擴(kuò)散進(jìn)行的，不消耗能量。5．胞吞需ATP水解時(shí)釋放的能量。

(

)××√探究：ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化1．ATP與ADP間的相互轉(zhuǎn)化是細(xì)胞內(nèi)的供能機(jī)制，其過(guò)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(zhuǎn)化過(guò)程是可逆的嗎？提示：不可逆。ATP轉(zhuǎn)化成ADP和ADP轉(zhuǎn)化為ATP時(shí)所需要的酶是不同的，反應(yīng)場(chǎng)所不完全相同，在該轉(zhuǎn)化過(guò)程中物質(zhì)是重復(fù)利用的，能量不可逆。2．ATP在細(xì)胞內(nèi)的含量是很少的，每一時(shí)刻儲(chǔ)存在人體內(nèi)的ATP、ADP的總含量不到1g，而一個(gè)正常成年人在靜止?fàn)顟B(tài)下24h，將有40kg的ATP發(fā)生轉(zhuǎn)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(xì)胞內(nèi)的相互轉(zhuǎn)化是十分迅速的，且物質(zhì)可以重復(fù)利用，因此，能滿足生命活動(dòng)對(duì)能量的需要。[深化歸納]ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化過(guò)程的比較[對(duì)點(diǎn)練習(xí)]3．下圖表示ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化的能量供應(yīng)機(jī)制。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(

)A．圖中的“N”處為核糖，c處的磷酸基團(tuán)具有較高的轉(zhuǎn)移勢(shì)能B．圖中能量1可以來(lái)自光能，能量2可轉(zhuǎn)化成光能C．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D．許多放能反應(yīng)往往與過(guò)程②相聯(lián)系，許多吸能反應(yīng)往往與過(guò)程①相聯(lián)系√D

[圖中的“N”處為核糖，c處的磷酸基團(tuán)具有較高的轉(zhuǎn)移勢(shì)能，因此ATP可以作為直接能源物質(zhì)，A正確；能量1來(lái)自光能和化學(xué)能，能量2可以轉(zhuǎn)化成光能、化學(xué)能和熱能等能量形式，B正確；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，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(yīng)往往與過(guò)程②相聯(lián)系，許多放能反應(yīng)往往與過(guò)程①相聯(lián)系，D錯(cuò)誤。]4．蛋白質(zhì)分子的磷酸化和去磷酸化與其活性的關(guān)系如下圖所示。下列說(shuō)法正確的是(

)A．伴隨蛋白質(zhì)磷酸化形成的ADP可進(jìn)一步水解作為構(gòu)建DNA分子的單體B．蛋白質(zhì)被磷酸化激活的過(guò)程中，周圍環(huán)境中會(huì)積累ADP和磷酸分子C．蛋白磷酸酶為蛋白質(zhì)的去磷酸化過(guò)程提供化學(xué)反應(yīng)的活化能D．在蛋白激酶的作用下Ca2+載體蛋白的空間結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，Ca2+逆濃度梯度進(jìn)入細(xì)胞√D

[伴隨蛋白質(zhì)磷酸化形成的ADP可進(jìn)一步水解形成腺嘌呤核糖核苷酸，是構(gòu)建RNA分子的單體，A錯(cuò)誤；蛋白質(zhì)被磷酸化激活的過(guò)程中，ATP水解產(chǎn)生的磷酸分子轉(zhuǎn)移到蛋白質(zhì)上，變成有活性的蛋白質(zhì)，ADP和ATP轉(zhuǎn)化迅速，ADP不會(huì)積累，B錯(cuò)誤；酶通過(guò)降低化學(xué)反應(yīng)的活化能提高化學(xué)反應(yīng)速率，而不是為化學(xué)反應(yīng)提供能量，C錯(cuò)誤；Ca2+逆濃度梯度進(jìn)入細(xì)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(shí)無(wú)活性載體蛋白變成有活性載體蛋白，空間結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，D正確。]1．ATP的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是A—P～P～P，其中A代表腺苷，P代表磷酸基團(tuán)，～代表一種特殊的化學(xué)鍵。2．ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化的反應(yīng)式是ATP

ADP＋Pi＋能量。3．細(xì)胞內(nèi)ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化，體現(xiàn)了生物界的統(tǒng)一性。4．在ADP轉(zhuǎn)化成ATP的過(guò)程中，所需要的能量對(duì)于綠色植物來(lái)說(shuō)，既可以來(lái)自光能，也可以來(lái)自呼吸作用所釋放的能量；對(duì)于動(dòng)物、人、真菌和大多數(shù)細(xì)菌來(lái)說(shuō)，均來(lái)自細(xì)胞進(jìn)行呼吸作用時(shí)有機(jī)物分解所釋放的能量。5．ATP是驅(qū)動(dòng)細(xì)胞生命活動(dòng)的直接能源物質(zhì)。1．如圖所示的ATP結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖中有多處錯(cuò)誤，下列相關(guān)敘述不正確的是(

)A．①處應(yīng)為腺嘌呤(A)B．②處應(yīng)為氫原子(H)C．③處應(yīng)為氧原子(O)D．④處應(yīng)為特殊的化學(xué)鍵(～)課堂檢測(cè)素養(yǎng)測(cè)評(píng)243題號(hào)15√B

[ATP的結(jié)構(gòu)式可簡(jiǎn)寫成A－P～P～P，式中A代表腺苷，T代表3個(gè)，P代表磷酸基團(tuán)，～代表特殊化學(xué)鍵，ATP中①處應(yīng)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(yīng)為—OH，B錯(cuò)誤；③處應(yīng)為五碳糖中的氧原子(O)，C正確；一個(gè)ATP分子中含有2個(gè)特殊化學(xué)鍵，④處應(yīng)為特殊的化學(xué)鍵(～)，D正確。]243題號(hào)152．下列關(guān)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(lái)自兩個(gè)特殊的化學(xué)鍵的斷裂D．T表示胸腺嘧啶，因而ATP的結(jié)構(gòu)與核苷酸很相似√243題號(hào)15B

[ATP分子的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(tuán)，～代表一種特殊的化學(xué)鍵，T表示三個(gè)(磷酸基團(tuán))，可見，ATP分子中含有C、H、O、N、P五種元素，A、D錯(cuò)誤，B正確；1molATP水解釋放出30.54kJ的能量來(lái)自遠(yuǎn)離“腺苷”的那個(gè)特殊的化學(xué)鍵的斷裂，C錯(cuò)誤。]243題號(hào)153．2023年9月24日，杭州第19屆亞運(yùn)會(huì)第一枚金牌產(chǎn)生，由杭州市運(yùn)動(dòng)員在賽艇女子輕量級(jí)雙人雙槳中奪得，比賽過(guò)程中，ATP為肌細(xì)胞提供了大量能量。ATP結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示，下列有關(guān)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(guò)程中，體內(nèi)ATP的分解速率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于合成速率C．通過(guò)ATP的合成和水解，使放能反應(yīng)所釋放的能量用于吸能反應(yīng)D．b和c兩個(gè)化學(xué)鍵中，c的能量明顯比b多，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中c斷裂供能√243題號(hào)15C

[圖為ATP的結(jié)構(gòu)，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(cuò)誤；激烈的比賽過(guò)程中ATP的分解速率增大，機(jī)體通過(guò)調(diào)節(jié)使ATP的合成速率也增大，以滿足機(jī)體對(duì)ATP的大量需求，B錯(cuò)誤；細(xì)胞內(nèi)許多吸能反應(yīng)與ATP水解的反應(yīng)相聯(lián)系，由ATP水解提供能量，許多放能反應(yīng)與ATP的合成相聯(lián)系，釋放的能量?jī)?chǔ)存在ATP中，用來(lái)為吸能反應(yīng)直接供能，C正確；b和c代表一種特殊的化學(xué)鍵，c的能量沒有明顯比b多，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中c易斷裂供能，D錯(cuò)誤。]243題號(hào)154．下圖是ATP為主動(dòng)運(yùn)輸供能示意圖，以下說(shuō)法不合理的是(

)A．該載體蛋白磷酸化后導(dǎo)致其空間結(jié)構(gòu)改變B．參與Ca2+主動(dòng)運(yùn)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(shí)，脫離的磷酸基團(tuán)挾能量與該載體蛋白結(jié)合D．由于ATP分子中磷酸基團(tuán)的相互吸引，因此ATP的結(jié)構(gòu)非常穩(wěn)定243題號(hào)15√D

[由圖可知，該載體蛋白磷酸化后導(dǎo)致其空間結(jié)構(gòu)改變，將Ca2+運(yùn)輸至另一側(cè)，A合理；參與Ca2+主動(dòng)運(yùn)輸?shù)妮d體蛋白是一種能催化ATP水解的酶，當(dāng)膜內(nèi)側(cè)的Ca2+與其相應(yīng)位點(diǎn)結(jié)合時(shí)，酶活性就被激活了，B合理；ATP在酶的作用下水解時(shí)，脫離的磷酸基團(tuán)挾能量與該載體蛋白結(jié)合，即載體蛋白的磷酸化，