202X_202X學(xué)年高中生物第5章第2節(jié)細(xì)胞的能量“貨幣”ATP課件新人教版必修1

1、第2節(jié)細(xì)胞的能量“貨幣”ATP一、ATP是一種高能磷酸化合物 預(yù)習(xí)反饋1.ATP的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可表示為APPP,下列圖示能正確表示ATP的是()解析:ATP的分子結(jié)構(gòu)式可以簡(jiǎn)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(tuán),代表特殊化學(xué)鍵。答案:A2.下列關(guān)于ATP的化學(xué)組成的說法,正確的是 ()A.ATP和核酸共有的元素是C、H、O、N、PB.ATP中的A表示腺嘌呤C.含有三個(gè)特殊化學(xué)鍵D.含有腺嘌呤和脫氧核糖解析:組成ATP的化學(xué)元素有C、H、O、N、P;1分子ATP由1分子腺嘌呤、1分子核糖和3分子磷酸組成,其中含有兩個(gè)特殊化學(xué)鍵,A代表腺苷,由腺嘌呤和核糖組成。答案:A二、

2、ATP與ADP可以相互轉(zhuǎn)化1.過程 2.特點(diǎn)(1)時(shí)刻不停地發(fā)生并且處于動(dòng)態(tài)平衡之中。(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)了生物界的統(tǒng)一性。思考1.上圖中能量來自哪里呢?答案:(1)動(dòng)物、人、真菌和大多數(shù)細(xì)菌中能量來自呼吸作用(有機(jī)物分解釋放的能量);(2)綠色植物能量來自光合作用(光能)和呼吸作用。2.請(qǐng)根據(jù)上圖,寫出酶1和酶2催化的反應(yīng)式。 預(yù)習(xí)反饋1.ATP是細(xì)胞中的能量貨幣,下列敘述正確的是 ()A.ATP中的能量均來自細(xì)胞呼吸釋放的能量B.ATPADP循環(huán)使得細(xì)胞儲(chǔ)存了大量的ATPC.ATP水解形成ADP時(shí)釋放能量和磷酸基團(tuán)D.ATP分子中

3、的2個(gè)特殊化學(xué)鍵不易斷裂水解解析:ATP的形成途徑是光合作用和細(xì)胞呼吸,因此ATP中的能量來自光能和細(xì)胞呼吸釋放的能量,A項(xiàng)錯(cuò)誤;ATPADP循環(huán),使得細(xì)胞中ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化時(shí)刻不停地發(fā)生并且處于動(dòng)態(tài)平衡之中,B項(xiàng)錯(cuò)誤;ATP末端的磷酸基團(tuán)脫離,形成ADP和Pi,同時(shí)釋放能量,C項(xiàng)正確;ATP分子中含有2個(gè)特殊的化學(xué)鍵,遠(yuǎn)離腺苷的特殊化學(xué)鍵很容易水解,D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案:C2.右圖表示ATP和ADP之間的轉(zhuǎn)化,據(jù)圖可以確定()A.A為ADP,B為ATPB.能量1和能量2來源相同C.酶1和酶2是同一種酶D.X1和X2是同一種物質(zhì)解析:由圖中能量的方向可知,A為ATP,B為ADP;能量1來自A

4、TP中特殊化學(xué)鍵水解所釋放的化學(xué)能。在動(dòng)物體內(nèi)能量2來自有機(jī)物氧化分解釋放的化學(xué)能;在綠色植物體內(nèi)能量2除來自有機(jī)物氧化分解所釋放的化學(xué)能外,還可來自光合作用吸收的光能。酶1和酶2分別是ATP水解酶和ATP合成酶。X1和X2是同一種物質(zhì)(Pi)。答案:D三、ATP的利用1.ATP是生命活動(dòng)的直接能源物質(zhì)ATP的利用實(shí)例:用于細(xì)胞的主動(dòng)運(yùn)輸,肌細(xì)胞收縮,細(xì)胞內(nèi)各種吸能反應(yīng),大腦思考,生物發(fā)電、發(fā)光等。2.ATP是細(xì)胞內(nèi)流通的能量“貨幣”(1)吸能反應(yīng)一般與ATP的水解相聯(lián)系,由ATP水解提供能量。(2)放能反應(yīng)一般與ATP的合成相聯(lián)系,釋放的能量?jī)?chǔ)存在ATP中。(3)能量通過ATP分子在吸能反應(yīng)

5、和放能反應(yīng)中流通。預(yù)習(xí)反饋1.判斷正誤。(1)人體的一切生命活動(dòng)都需要ATP。( )(2)機(jī)體在運(yùn)動(dòng)時(shí)消耗ATP,睡眠時(shí)則不消耗ATP。 ( )(3)活細(xì)胞內(nèi)ATP與ADP的轉(zhuǎn)化只能單向進(jìn)行。 ( )(4)人在饑餓時(shí),細(xì)胞中ATP與ADP的含量難以達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡。( )(5)ATP中的能量可以來源于光能、熱能,也可以轉(zhuǎn)化為光能、熱能。( )2.下列關(guān)于ATP為主動(dòng)運(yùn)輸供能的說法,錯(cuò)誤的是 ()A.Ca2+主動(dòng)運(yùn)輸?shù)妮d體蛋白同時(shí)也是催化ATP水解的酶B.ATP為主動(dòng)運(yùn)輸供能是通過載體蛋白的磷酸化過程實(shí)現(xiàn)的C.載體蛋白的磷酸化是指磷酸基團(tuán)與載體蛋白相結(jié)合D.載體蛋白磷酸化后導(dǎo)致其空間結(jié)構(gòu)改變,將Ca

6、2+主轉(zhuǎn)運(yùn)到膜內(nèi)答案:D探究點(diǎn)一探究點(diǎn)二ATP的化學(xué)組成的化學(xué)組成問題情景問題情景下圖為ATP的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。 探究點(diǎn)一探究點(diǎn)二1.圖示a處是哪一種五碳糖?答案:圖示a處五碳糖為“核糖”。2.圖示b、c、d所示化學(xué)鍵是否相同?其中最易斷裂和重建的是哪一個(gè)?請(qǐng)分析原因。答案:圖示b為普通磷酸鍵,c、d則為特殊的化學(xué)鍵,由于相鄰的兩個(gè)磷酸基團(tuán)都帶負(fù)電荷而相互排斥等原因使末端的磷酸基團(tuán)具有較高的轉(zhuǎn)移勢(shì)能,因此末端的磷酸基團(tuán)有一種離開ATP而與其他分子結(jié)合的趨勢(shì),因此d處的鍵最易斷裂和重建。3.圖示框e中物質(zhì)的名稱是什么?它與DNA、RNA有何關(guān)系?答案:圖示框e中物質(zhì)的名稱為腺嘌呤核糖核苷酸,它是構(gòu)成R

7、NA的基本單位之一。探究點(diǎn)一探究點(diǎn)二歸納提升歸納提升1.ATP的化學(xué)組成探究點(diǎn)一探究點(diǎn)二2.ATP、DNA、RNA、核苷酸結(jié)構(gòu)中“A”的含義 (1)ATP結(jié)構(gòu)中的A為腺苷,由腺嘌呤和核糖組成。(2)DNA結(jié)構(gòu)中的A為腺嘌呤脫氧核苷酸,由一分子腺嘌呤、一分子脫氧核糖和一分子磷酸組成。(3)RNA結(jié)構(gòu)中的A為腺嘌呤核糖核苷酸,由一分子腺嘌呤、一分子核糖和一分子磷酸組成。(4)核苷酸結(jié)構(gòu)中的A為腺嘌呤。探究點(diǎn)一探究點(diǎn)二典例剖析典例剖析下列關(guān)于ATP的敘述,正確的是()A.ATP分子中所有化學(xué)鍵都儲(chǔ)存著大量的能量,所以被稱為高能磷酸化合物B.腺苷三磷酸可簡(jiǎn)寫為APPPC.ATP中大量的能量都儲(chǔ)存在腺苷

8、和磷酸基團(tuán)中D.1個(gè)ATP分子由1個(gè)腺嘌呤、1個(gè)核糖和3個(gè)磷酸基團(tuán)組成解析:ATP分子中含有兩個(gè)特殊的化學(xué)鍵,具有較高的轉(zhuǎn)移勢(shì)能,A項(xiàng)錯(cuò)誤;腺苷三磷酸可簡(jiǎn)寫為APPP,B項(xiàng)錯(cuò)誤;ATP的能量主要儲(chǔ)存在末端磷酸基團(tuán)上,C項(xiàng)錯(cuò)誤;1個(gè)ATP分子由1個(gè)腺苷和3個(gè)磷酸基團(tuán)組成,腺苷由腺嘌呤和核糖組成,D項(xiàng)正確。答案:D探究點(diǎn)一探究點(diǎn)二活學(xué)活練活學(xué)活練若ATP脫去了兩個(gè)磷酸基團(tuán),該物質(zhì)就是組成RNA的基本單位之一,其名稱為()A.腺嘌呤核糖核苷酸B.鳥嘌呤核糖核苷酸C.胞嘧啶核糖核苷酸D.尿嘧啶核糖核苷酸解析:ATP中文名稱叫腺苷三磷酸,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式APPP,其中A代表腺苷,P代表磷酸基團(tuán),代表特殊的化學(xué)鍵

9、。水解時(shí)遠(yuǎn)離A的化學(xué)鍵斷裂,脫掉一分子磷酸后形成ADP,ADP再脫掉一分子磷酸后形成AMP,即腺嘌呤核糖核苷酸,它是構(gòu)成RNA的基本單位之一。答案:A探究點(diǎn)一探究點(diǎn)二ATP與與ADP的相互轉(zhuǎn)化及的相互轉(zhuǎn)化及ATP的利用的利用問題情景問題情景1.請(qǐng)完善下表內(nèi)容。 綜上所述,ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化反應(yīng)不是(填“是”或“不是”)可逆的。探究點(diǎn)一探究點(diǎn)二2.細(xì)胞內(nèi)ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化是生物界共有的能量供應(yīng)機(jī)制,結(jié)合下圖分析,ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化與吸能反應(yīng)和放能反應(yīng)的聯(lián)系。答案:吸能反應(yīng)是需要消耗能量的反應(yīng),如主動(dòng)運(yùn)輸?shù)刃枰哪芰康纳顒?dòng)過程,因此ATP的水解過程總是與吸能反應(yīng)相聯(lián)系;放能

10、反應(yīng)是釋放能量的化學(xué)反應(yīng),如細(xì)胞呼吸,通過葡萄糖的氧化分解釋放能量,因此ATP的形成總是與放能反應(yīng)相聯(lián)系。探究點(diǎn)一探究點(diǎn)二歸納提升歸納提升1.書寫ATP結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式避免兩種錯(cuò)誤:APPP;APPP。2.ATP與ADP的相互轉(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(chǎng)所、能量方面來看是不可逆的。3.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,末端磷酸基團(tuán)脫離時(shí)能夠釋放出高達(dá)30.54 kJ/mol的能量。4.不可誤認(rèn)為細(xì)胞中含有大量ATP,事實(shí)上,細(xì)胞中ATP含量很少,ATP與ADP的轉(zhuǎn)化非常迅速及時(shí)。無論是飽食還是饑餓,ATP與ADP含量都保持動(dòng)態(tài)平衡。5.誤認(rèn)為ATP轉(zhuǎn)化為ADP不消耗水:ATP轉(zhuǎn)化為ADP又稱“ATP的水解反應(yīng)”,這一過程需ATP水解酶的催化,同時(shí)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。探究點(diǎn)一探究點(diǎn)二典例剖析典例剖析 A.反應(yīng)向左進(jìn)行和向右進(jìn)行時(shí)所需的酶是一樣的B.反應(yīng)向右進(jìn)行時(shí)釋放能量,向左進(jìn)行時(shí)儲(chǔ)存能量C.ATP是細(xì)胞中所有生命活動(dòng)的直接供能物質(zhì)D.植物細(xì)胞和動(dòng)物細(xì)胞發(fā)生這個(gè)反應(yīng)的生理過程都一樣答案:B 探究點(diǎn)一探究點(diǎn)二活學(xué)活練活學(xué)活練1.槍烏賊是一種生活在海洋中的軟體動(dòng)物,它有巨大的神經(jīng)細(xì)胞,能不斷逆濃度吸收K+