生物 第五章 細胞的能量供應和利用 第2節(jié) 細胞的能量“通貨” 新人教版必修1

第2節(jié)細胞的能量“通貨”ATP第5章細胞的能量供應和利用學習目標學習目標1.說出ATP的結構。2.闡述ATP與ADP之間的相互轉(zhuǎn)化。3.舉例說明ATP在細胞代謝中的作用。新知導學達標檢測內(nèi)容索引新知導學一、ATP的結構與功能1.ATP的名稱與簡式的名稱與簡式三磷酸腺苷APPP高能磷酸鍵腺苷磷酸基團2.特點特點(1)高能量：ATP水解釋放的能量多達 kJ/mol，是細胞內(nèi)的一種_ 。(2)不穩(wěn)定：ATP分子中 的那個高能磷酸鍵很容易水解，釋放能量。(3)ATP在細胞內(nèi)含量 ，但轉(zhuǎn)化是十分迅速的。3.ATP的功能的功能是細胞生命活動的 物質(zhì)。30.54高能磷酸化合物遠離A很少直接能源歸納總結歸納總結(1)ATP是一種物質(zhì)，不是能量，能量儲存在ATP中。(2)ATP的結構特點可總結為“一個腺苷、兩個高能磷酸鍵、三個磷酸基團”。(3)ATP脫去一個磷酸基團成為ADP，再脫去一個磷酸基團就成為RNA的基本單位之一腺嘌呤核糖核苷酸。例例1(2017遼寧期末)下列有關ATP的敘述，錯誤的是A.ATP的元素組成是C、H、O、N、PB.ATP斷裂了所有高能磷酸鍵后可作為合成RNA的基本單位之一C.ATP中的“A”是指腺嘌呤D.ATP的高能磷酸鍵中儲存著大量的能量解析解析ATP的中文名稱是三磷酸腺苷，結構式可簡寫為APPP，A代表腺苷，代表高能磷酸鍵，高能磷酸鍵中儲存著大量的能量；ATP斷裂了所有高能磷酸鍵后是腺嘌呤核糖核苷酸，是構成RNA的基本單位之一。答案解析例例2ATP分子在細胞內(nèi)能釋放能量、儲存能量，從結構上看(以腺苷為基點)，其原因是腺苷很容易吸收和釋放能量第三個高能磷酸鍵極容易斷裂和形成第三個磷酸基團很容易從ATP上脫離，第二個高能磷酸鍵斷裂，使ATP轉(zhuǎn)化為ADPADP可以迅速與磷酸結合，吸收能量形成第二個高能磷酸鍵，使ADP轉(zhuǎn)化為ATPA. B.C. D.答案解析解析解析從ATP的分子結構簡式可知，ATP分子中含有2個高能磷酸鍵。當在酶作用下水解時，遠離腺苷A的那個高能磷酸鍵(第二個高能磷酸鍵)斷裂，形成ADP和Pi(磷酸)，并將儲存的能量釋放出來；當細胞內(nèi)ATP含量過少時，ADP在另一種酶的作用下，接受能量，與一個磷酸結合，從而轉(zhuǎn)化成ATP，此時接受的那部分能量則儲存在遠離腺苷(A)的那個高能磷酸鍵中，該鍵在一定條件下很容易斷裂或重新形成，從而保證了細胞能量的持續(xù)供應。二、ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化及ATP的利用1.ATP與與ADP的相互轉(zhuǎn)化的相互轉(zhuǎn)化反應式ATP ADPPi能量ADPPi能量 ATP場所生物體的需能部位細胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體、葉綠體物質(zhì)變化 反應 反應能量變化 能量 能量能量來源高能磷酸鍵 、_特點時刻不停地發(fā)生，并且處于 之中水解吸收合成釋放細胞呼吸光合作用動態(tài)平衡特別提醒特別提醒ATP和ADP相互轉(zhuǎn)化時，反應所需要的酶、能量的來源和去路、反應的場所不同，因此二者的轉(zhuǎn)化不是可逆的，從兩者相互轉(zhuǎn)化的反應式來看，“物質(zhì)是可逆的，但能量不可逆”。2.ATP的利用的利用(1)利用ATP的實例主動運輸吸能(2)ATP是細胞內(nèi)流通的能量“通貨”化學反應中的能量變化與ATP的關系能量通過 在吸能反應和放能反應之間流通。ATP分子特別提醒特別提醒(1)ATP是生物體進行生命活動的直接能源物質(zhì)，儲存在ATP中的化學能可以轉(zhuǎn)化為光能、電能、機械能、化學能等。(2)常見的消耗能量的生理過程：主動運輸、蛋白質(zhì)合成、胞吞、胞吐、細胞分裂等。(3)常見的不消耗能量的生理過程：自由擴散、協(xié)助擴散、氣體交換、滲透作用、蒸騰作用等。A.ATP與ADP是同一種物質(zhì)的兩種形態(tài)B.過程和過程發(fā)生的場所是一樣的C.細胞內(nèi)ATP含量很多，從而保證了生命活動所需能量的持續(xù)供應D.ADP、ATP的相互轉(zhuǎn)化，使細胞內(nèi)的ATP含量處于動態(tài)平衡之中解析解析ATP、ADP是兩種不同的物質(zhì)；過程發(fā)生在細胞內(nèi)需能部位，而過程發(fā)生在線粒體、葉綠體、細胞質(zhì)基質(zhì)等部位。ATP含量很少但在細胞內(nèi)轉(zhuǎn)化迅速。答案解析例例4ATP是細胞中重要的高能磷酸化合物。下列有關ATP的敘述，錯誤的是A.線粒體合成的ATP可在細胞核中發(fā)揮作用B.物質(zhì)通過協(xié)助擴散進出細胞時需要消耗ATPC.細胞中由氨基酸合成新的肽鏈需要ATP提供能量D.植物根細胞吸收礦質(zhì)元素離子所需的ATP來源于細胞呼吸答案解析解析解析細胞核無法進行細胞呼吸，其需要的ATP主要由線粒體提供，A項正確；協(xié)助擴散需要載體蛋白的參與，但不消耗能量，B項錯誤；蛋白質(zhì)的合成需要ATP提供能量，C項正確；植物根細胞吸收礦質(zhì)元素離子的方式是主動運輸，其消耗的能量來自細胞呼吸產(chǎn)生的ATP，D項正確。學習小結APPP達標檢測1.下列敘述，正確的打“”，錯誤的打“”。(1)ATP含有3個高能磷酸鍵，但是只有一個高能磷酸鍵會發(fā)生斷裂()(2)ATP中的A不代表腺嘌呤，當再脫去兩個磷酸基團后，形成的物質(zhì)為RNA的基本單位之一()(3)人在饑餓時，細胞中ATP與ADP的含量難以達到動態(tài)平衡()(4)ATP在細胞內(nèi)含量并不高，活細胞都能產(chǎn)生ATP，也都會消耗ATP()(5)酶的合成需要ATP供能，此ATP來自于光合作用和細胞呼吸()(6)ATP水解釋放的能量可用于細胞內(nèi)的吸能反應()12345答案2.下圖表示與ATP相關的部分結構示意圖，下列分析中正確的是12345答案解析A.a表示ADP，與ATP相比少了一個磷酸基團B.b表示腺嘌呤核苷，是ATP中“A”代表的含義C.c表示腺嘌呤核糖核苷酸，它是構成RNA的基本單位D.d表示ATP，是生物體的直接供能物質(zhì)解析解析a是由核糖和腺嘌呤組成的腺苷，要比ATP少了三個磷酸基團，A項錯誤；b表示的是RNA的基本單位之一腺嘌呤核糖核苷酸，而ATP中“A”的含義是腺苷，B項錯誤；c表示ATP失去一個磷酸基團的產(chǎn)物ADP，而非RNA的基本單位，C項錯誤；d表示ATP，是生物體的直接供能物質(zhì)，D項正確。123453.在某細胞培養(yǎng)液中加入32P標記的磷酸分子，短時間內(nèi)分離出細胞的ATP，發(fā)現(xiàn)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(xiàn)象不能說明A.ATP中遠離“A”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(nèi)的直接能源物質(zhì)D.該過程中ATP既有合成又有水解12345答案解析解析解析短時間內(nèi)ATP的末端“P”被標記，說明遠離“A”的“P”容易脫離與重新合成；ATP含量變化不大，但有新的ATP生成，所以ATP既有水解也有合成；題干中的實驗未涉及ATP的利用，所以不能說明ATP是直接能源物質(zhì)。4.動物體細胞內(nèi)ATP水解所釋放的能量不可能用于A.物質(zhì)的吸收 B.物質(zhì)的合成C.有機物的氧化分解 D.肌肉收縮12345答案解析解析解析有機物的氧化分解釋放能量。123455.如圖所示ADP轉(zhuǎn)化成ATP時所需能量的主要來源示意圖，據(jù)圖完成下列問題：(1)1分子ATP中含有_個高能磷酸鍵。(2)圖中的a、b分別代表_、_。答案2解析解析解析ATP的結構簡式為APPP，故1分子ATP中含有2個高能磷酸鍵。細胞呼吸光合作用解析解析合成ATP時，綠色植物需要的能量來自于光合作用和細胞呼吸，動物和人需要的能量則來自于進行細胞呼吸時有機物的氧化分解。12345(3)c指_。(4)在動物肌細胞中，進行反應時，能量來自_。答案生命活動解析解析解析ATP水解釋放的能量用于細胞的各項生命活動。儲存在ATP中的高能磷酸鍵中的化學能解析解析反應為ATP的水解反應，釋放的能量來自于儲存在ATP中的高能磷酸鍵中的化學能。(5)反應進行時所需要的酶一樣嗎？為什么？_。 不一樣，因為和是兩個不同的反應，而酶具有專一性解析解析由于酶具有專一性，不同的反應，所需酶的種類也不同。12345(6)進行反應時能量用于_，進行反應時能量用于_，由此可見能量是_，物質(zhì)是_。答案解析合成ATP解析解析反應為ATP的合成反應，其能量儲存在ATP中。反應為ATP的水解反應，釋放的能量用于生物體的各項生命活動。在ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化中，物質(zhì)是可逆的，但能量是不可逆的。各項生命活動不可逆的可逆的