2022-2023學(xué)年浙科版（2019）必修一 3.1 ATP是細(xì)胞內(nèi)的“能量通貨”- 課件（30張）

第一節(jié)ATP是細(xì)胞內(nèi)的“能量通貨”一二一、ATP是細(xì)胞生命活動的直接能源1.ATP的中文名稱為

,是細(xì)胞生命活動的

能源。

2.ATP由1個

、1個

和

個磷酸基團(tuán)組成。

3.ATP中

結(jié)合成腺苷,腺苷含有

元素。在ATP分子中含有

個高能磷酸鍵,存在于_____________之間,水解時可釋放大量的

,以“

”表示。

腺苷三磷酸直接核糖腺嘌呤3核糖和腺嘌呤C、H、O、N23個磷酸基團(tuán)能量~一二預(yù)習(xí)反饋1.判斷正誤。(1)糖類和ATP都是細(xì)胞中的直接能源物質(zhì)。(

)(2)ATP中含有脫氧核糖,是一種五碳糖。(

)(3)ATP中的磷酸基團(tuán)之間的高能磷酸鍵穩(wěn)定性較差,易水解釋放大量的能量。(

)(4)腺嘌呤是一種含氮堿基,能與核糖和1個磷酸基團(tuán)形成腺苷。(

)××√×一二2.下列有關(guān)ATP的敘述,錯誤的是(

)A.ATP中有1個五碳糖B.ATP中有1個腺嘌呤C.ATP中有3個磷酸基團(tuán)D.ATP中有3個高能磷酸鍵D一二二、細(xì)胞內(nèi)ATP與ADP保持動態(tài)平衡1.ATP廣泛分布于

等結(jié)構(gòu)中,但含量很低。

2.ATP在細(xì)胞中易于水解。在酶的作用下,遠(yuǎn)離

的高能磷酸鍵水解,形成

,釋放出1個磷酸,同時釋放能量。

3.ATP在細(xì)胞中易于再生。在另一種酶的作用下,

和

結(jié)合形成ATP,在這個過程中

的能量以

的形式儲存起來。

4.ATP-ADP循環(huán)是指通過ATP的

和

,使_______

反應(yīng)所釋放的能量用于

反應(yīng)。細(xì)胞中ATP—ADP循環(huán)速度

,細(xì)胞內(nèi)ATP的含量能夠維持在相對穩(wěn)定的水平。

細(xì)胞核、線粒體、葉綠體、細(xì)胞溶膠腺苷ADPADP1個磷酸吸收高能磷酸鍵合成水解放能吸能很快一二預(yù)習(xí)反饋1.判斷正誤。(1)ATP的含量很多,因此可持續(xù)為生命活動提供能量。(

)(2)ATP合成所需的能量一般來自吸能反應(yīng),ATP分解所釋放的能量一般會用于放能反應(yīng)。(

)(3)ATP水解為ADP,高能磷酸鍵全部斷裂,以釋放大量能量供細(xì)胞利用。(

)(4)ATP-ADP循環(huán)在細(xì)胞內(nèi)普遍發(fā)生,并且該循環(huán)的速度很快,保證細(xì)胞中ATP維持在相對穩(wěn)定的水平。(

)×××√一二2.下圖是ATP和ADP之間的轉(zhuǎn)化圖,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)D解析:根據(jù)圖示中A與B的轉(zhuǎn)化關(guān)系可知,A為ATP,B為ADP,A項(xiàng)錯誤;能量1與能量2不同,能量1用于各項(xiàng)生命活動所需,能量2主要來自放能反應(yīng)所釋放的能量,B項(xiàng)錯誤;酶1是分解酶,酶2是合成酶,C項(xiàng)錯誤;X1和X2都是磷酸,D項(xiàng)正確。探究點(diǎn)一探究點(diǎn)二ATP是細(xì)胞生命活動的直接能源問題情境1.結(jié)合ATP的結(jié)構(gòu)示意圖,思考解決下列問題。探究點(diǎn)一探究點(diǎn)二(1)ATP在細(xì)胞中的含量非常少,為什么是細(xì)胞中普遍使用的能量通貨,為生命活動提供能量?

(2)若在酶的作用下,去除掉圖示中的ATP的①②,剩余的結(jié)構(gòu)是什么?

提示:ATP可以作為生命活動的直接能源與其分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)有關(guān)。如圖示③和④均表示高能磷酸鍵,且③非常容易斷裂和再生,因此,細(xì)胞中ATP的含量雖然少,但是可迅速通過高能磷酸鍵的斷裂釋放能量,通過高能磷酸鍵的合成儲存能量,保證ATP在細(xì)胞中含量的穩(wěn)定,時刻為生命活動提供能量。提示:去掉圖示中的2個磷酸基團(tuán),剩余的結(jié)構(gòu)是RNA的基本組成單位之一——腺嘌呤核糖核苷酸。探究點(diǎn)一探究點(diǎn)二2.將螢火蟲尾部的發(fā)光器割下,其中含有熒光素,取等量分別放入甲、乙兩試管中,加少量水混合,又看到淡黃色熒光,過一段時間后,熒光消失。之后在甲試管中放2mL某溶液,乙試管中放入2mL葡萄糖溶液,結(jié)果甲試管發(fā)光了,乙試管未發(fā)光。(1)甲試管中放入的某溶液是什么物質(zhì)?如何確定的?

(2)設(shè)定乙試管的目的是什么?

提示:ATP是生命活動的直接供能物質(zhì),所以甲試管中放入的某溶液是ATP溶液。提示:設(shè)定乙試管的目的是作對照,由此證明ATP是生命活動的直接能源物質(zhì)。探究點(diǎn)一探究點(diǎn)二典例剖析(2018浙江4月選考,10)ATP是細(xì)胞中的“能量通貨”。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.ATP-ADP循環(huán)使得細(xì)胞儲存了大量的ATPC.ATP水解形成ADP時釋放能量和磷酸基團(tuán)D.ATP分子中的2個高能磷酸鍵不易斷裂水解C解析:ATP中的能量可以來自太陽能或有機(jī)物中的化學(xué)能,A項(xiàng)錯誤;ATP在細(xì)胞內(nèi)的含量少,B項(xiàng)錯誤;ATP水解時形成ADP,釋放出1個磷酸基團(tuán),同時釋放能量,C項(xiàng)正確;ATP分子中的2個高能磷酸鍵,遠(yuǎn)離腺苷的那個高能磷酸鍵易水解斷裂釋放能量,D項(xiàng)錯誤。探究點(diǎn)一探究點(diǎn)二歸納提升ATP的結(jié)構(gòu)與功能(1)名稱:腺苷三磷酸(2)結(jié)構(gòu)簡式:A—P~P~P探究點(diǎn)一探究點(diǎn)二(3)結(jié)構(gòu)圖示及描述

探究點(diǎn)一探究點(diǎn)二(4)結(jié)構(gòu)特點(diǎn):遠(yuǎn)離腺苷的高能磷酸鍵很容易水解和重新合成,ATP分子中大量的能量就儲存在高能磷酸鍵中。(5)ATP的功能:作為生命活動的直接能源物質(zhì),為生活動中的耗能反應(yīng)持續(xù)提供能量。探究點(diǎn)一探究點(diǎn)二活學(xué)活練1.ATP是細(xì)胞中重要的高能磷酸化合物。下列有關(guān)敘述錯誤的是(

)A.ATP中的A由腺嘌呤和脫氧核糖組成B.ATP中含有2個高能磷酸鍵C.ATP水解所釋放的能量可用于肌肉收縮D.ATP在細(xì)胞中易于再生,是細(xì)胞中普遍使用的能量載體A解析:ATP中的A由腺嘌呤和核糖組成,A項(xiàng)錯誤;ATP中含有2個高能磷酸鍵,B項(xiàng)正確;ATP水解所釋放的能量可用于肌肉收縮,C項(xiàng)正確;ATP和ADP之間能迅速轉(zhuǎn)化,ATP在細(xì)胞中易于再生,是細(xì)胞中普遍使用的能量載體,D項(xiàng)正確。探究點(diǎn)一探究點(diǎn)二2.(2020杭州七縣高二期末)下圖為某人體細(xì)胞中ATP及其相關(guān)物質(zhì)和能量的轉(zhuǎn)化示意圖(M表示酶,Q表示能量,甲、乙表示化合物),下列敘述錯誤的是(

)A.Q1可以來源于光能,Q2也能轉(zhuǎn)化為光能,M1和M2不是同一種酶B.物質(zhì)乙中不含高能磷酸鍵,是組成RNA的基本單位C.吸能反應(yīng)一般伴隨著甲的形成,能量由Q2提供D.1個ATP分子中含有一個腺苷和3個磷酸基團(tuán)A探究點(diǎn)一探究點(diǎn)二解析:題圖為某人體細(xì)胞中ATP及其相關(guān)物質(zhì)和能量的轉(zhuǎn)化示意圖,故Q1不能表示光能,只能表示有機(jī)物中的化學(xué)能,Q2表示高能磷酸鍵中的能量,Q2在人體內(nèi)也不能轉(zhuǎn)化為光能,由于酶具有專一性,M1和M2不是同一種酶,A項(xiàng)錯誤;物質(zhì)乙為AMP,由腺苷和磷酸基團(tuán)組成,是組成RNA的基本單位,B項(xiàng)正確;吸能反應(yīng)伴隨著ATP的水解反應(yīng),即伴隨著甲的形成,能量由Q2提供,C項(xiàng)正確;每個ATP分子中含有2個高能磷酸鍵、3個磷酸基團(tuán)和1個腺苷,D項(xiàng)正確。探究點(diǎn)一探究點(diǎn)二細(xì)胞內(nèi)ATP與ADP保持動態(tài)平衡問題情境閱讀以下兩段材料,思考解決下列問題。1.經(jīng)測定,正常成年人靜臥狀態(tài)下24h內(nèi)有40kgATP發(fā)生轉(zhuǎn)化,而細(xì)胞內(nèi)ADP、ATP的總量僅為2~10mmol/L,為滿足能量需要,生物體內(nèi)如何解決這一矛盾?

提示:ATP在細(xì)胞內(nèi)含量很少,但需要量很大,生物體內(nèi)解決這一矛盾的合理途徑是通過ATP與ADP之間迅速地轉(zhuǎn)化。探究點(diǎn)一探究點(diǎn)二2.人體骨骼肌細(xì)胞中ATP的含量僅夠激烈運(yùn)動時3s以內(nèi)的能量供應(yīng)。某運(yùn)動員參加短跑比賽過程中,肌細(xì)胞中ATP的相對含量隨時間的變化如圖所示。(1)A→B的變化過程,可用哪一反應(yīng)式表示?釋放出的能量可用于哪些生命活動?(試舉幾例)

(2)B→C過程中,ATP含量增加,試分析原因。

提示:圖示A→B的變化過程為ATP含量降低,是因ATP被水解用于肌肉收縮、蛋白質(zhì)合成等生命活動。ATP水解的反應(yīng)式為:ATPADP+Pi+能量。提示:B→C過程中,ATP含量增加,說明放能反應(yīng)增強(qiáng),如細(xì)胞呼吸增強(qiáng),促進(jìn)ADP轉(zhuǎn)化成ATP。探究點(diǎn)一探究點(diǎn)二(3)分析整個曲線,肌肉細(xì)胞中ATP含量不會降為零,試分析原因。

提示:從整個曲線來看,ATP的含量不會降為零,說明ATP的形成和分解是同時進(jìn)行的。探究點(diǎn)一探究點(diǎn)二典例剖析ATP-ADP循環(huán)的示意圖如下。下列敘述錯誤的是(

)A.能量①一般來自放能反應(yīng)B.多糖的合成過程需要反應(yīng)①供能C.反應(yīng)②中ATP中的高能磷酸鍵僅部分?jǐn)嗔袲.能量②可用于肽鍵的形成B探究點(diǎn)一探究點(diǎn)二解析:合成ATP的能量①,一般來自細(xì)胞呼吸等放能反應(yīng)釋放的能量,A項(xiàng)正確;多糖的合成所需能量來源于能量②,B項(xiàng)錯誤;反應(yīng)②ATP水解中,一般是遠(yuǎn)離腺苷的高能磷酸鍵斷裂,C項(xiàng)正確;形成肽鍵,需要氨基酸之間進(jìn)行脫水縮合,是一種吸能反應(yīng),能量②可為這種反應(yīng)提供能量,D項(xiàng)正確。探究點(diǎn)一探究點(diǎn)二歸納提升1.ATP的水解與合成比較探究點(diǎn)一探究點(diǎn)二2.ATP-ADP循環(huán)圖解

探究點(diǎn)一探究點(diǎn)二3.ATP與ADP之間轉(zhuǎn)化的生理意義(1)ATP在細(xì)胞內(nèi)的含量很少,但在細(xì)胞內(nèi)的轉(zhuǎn)化十分迅速,使得細(xì)胞內(nèi)ATP的含量總是處在動態(tài)平衡之中,從而確保生物體的生命活動能及時得到能量的供應(yīng),保證新陳代謝的順利進(jìn)行。(2)ATP水解釋放的能量是生物體維持生命活動所需能量的直接來源。如細(xì)胞分裂、根對無機(jī)鹽離子的吸收、新物質(zhì)的合成、肌肉收縮、腺體分泌、神經(jīng)傳導(dǎo)和生物電等生命活動所需能量都來自ATP的水解。探究點(diǎn)一探究點(diǎn)二特別提醒(1)放能反應(yīng)都存在能量的釋放,但是釋放的能量不一定儲存到ATP中,如細(xì)胞呼吸釋放的能量,大部分以熱能散失,少部分儲存在ATP中。(2)ATP的合成本身屬于吸能反應(yīng),但是所需的能量來自放能反應(yīng),如細(xì)胞呼吸。(3)ATP的水解本身屬于放能反應(yīng),但釋放的能量用于其他吸能反應(yīng),如肌肉收縮、物質(zhì)運(yùn)輸?shù)纫恍┖哪苌磉^程。探究點(diǎn)一探究點(diǎn)二活學(xué)活練1.(2020浙江之江教育聯(lián)盟高一期中)人體細(xì)胞進(jìn)行正常的生命活動,每天需要水解200~300molATP,但人體細(xì)胞中ATP的總量只有約0.1mol。下列有關(guān)ATP的敘述,錯誤的是(

)A.ATP是由1個腺苷與3個磷酸基團(tuán)組成B.ATP水解成ADP釋放的能量來自遠(yuǎn)離腺苷的高能磷酸鍵C.ATP釋放能量往往與某些放能反應(yīng)相關(guān)聯(lián)D.ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化保證了機(jī)體對能量的需求C解析:ATP的結(jié)構(gòu)簡式為A—P~P~P,其中A代表腺苷,P代表磷酸基團(tuán),ATP是由1個腺苷與3個磷酸基團(tuán)組成,A項(xiàng)正確;ATP水解成ADP釋放的能量來自遠(yuǎn)離腺苷的高能磷酸鍵,B項(xiàng)正確;ATP釋放能量往往與某些吸能反應(yīng)相關(guān)聯(lián),C項(xiàng)錯誤;生物體內(nèi)ATP的含量很少,但ATP和ADP相互轉(zhuǎn)化的速度很快,這可以保證機(jī)體對能量的需求,D項(xiàng)正確。探究點(diǎn)一探究點(diǎn)二2.關(guān)于該反應(yīng):ATPAD