2022-2023学年 人教版 必修一 细胞的能量“货币”ATP 课件 （63张）

1、细胞的能量“货币”ATP第2节学习目标1.说出ATP的结构。2.阐述ATP与ADP之间的相互转化。3.举例说明ATP在细胞代谢中的作用。内容索引一、ATP是一种高能磷酸化合物二、ATP与ADP之间的相互转化及ATP的利用网络构建课时对点练一、ATP是一种高能磷酸化合物1.中文名称：_。2.结构简式：APPP，其中A代表_，P代表_，代表_。3.特点(1)ATP不稳定的原因：由于ATP中两个相邻的磷酸基团都_等原因，使得特殊的化学键不稳定，末端磷酸基团有较高的_。(2)ATP的水解过程就是_的过程，1 mol ATP水解释放的能量高达30.54 kJ，所以说ATP是一种_。教材梳理腺苷三磷酸腺苷

2、磷酸基团特殊的化学键带负电荷而相互排斥转移势能释放能量高能磷酸化合物4.功能：ATP是驱动细胞生命活动的_物质。5.ATP的供能机理：ATP在_的作用下水解时，脱离下来的_挟能量与其他分子结合，从而使后者发生变化。直接能源酶末端磷酸基团(1)ATP是细胞内主要的能源物质()(2)ATP由1个腺嘌呤和3个磷酸基团构成()(3)ATP是高能磷酸化合物，含3个特殊化学键，其中末端的磷酸基团具有较高的转移势能()判断正误ATP的结构及特点1.根据ATP结构式思考下列问题：核心探讨(1)图中的结构分别是什么？提示腺嘌呤、核糖、磷酸基团。(2)腺苷是由图中哪些结构组成的？提示。(3)ATP分子去掉2个磷酸

3、基团后的剩余部分是什么物质？提示腺嘌呤核糖核苷酸。(4)若ATP完全水解，会得到哪些成分？提示腺嘌呤、核糖、磷酸。2.为什么ATP中远离A端的特殊化学键不稳定？ATP怎样实现能量的转移？提示由于两个相邻的磷酸基团都带负电荷而相互排斥等原因，使得这种化学键不稳定，末端磷酸基团有一种离开ATP而与其他分子结合的趋势，也就是具有较高的转移势能。当ATP在酶的作用下水解时，脱离下来的末端磷酸基团挟能量与其他分子结合，从而使后者发生变化。1.ATP的分子组成(如图)核心归纳(1)元素组成：ATP是由C、H、O、N、P五种元素组成的，这与核酸的元素组成是相同的。(2)AMP是RNA的基本组成单位之一。(3

4、)ATP的结构组成可以用“1、2、3”来总结，“1”表示1个腺苷，“2”表示两个特殊的化学键，“3”表示3个磷酸基团。(4)拓展：ATP是生命活动最主要的直接能源物质，但不是唯一的直接能源物质，除ATP外，还有UTP、GTP和CTP。UTP是由一个尿嘧啶、一个核糖、三个磷酸连接而成的；GTP是由一个鸟嘌呤、一个核糖、三个磷酸连接而成的；CTP是由一个胞嘧啶、一个核糖、三个磷酸连接而成的。每个分子去掉两个磷酸基团后都是构成RNA的基本单位，它们的关系如下图所示：这四种物质中，ATP是生物体的直接能源物质，当人体在运动、吸收氨基酸、葡萄糖等营养物质时都会消耗ATP，ATP是能量“货币”。GTP可用

5、于合成蛋白质，CTP可用于合成脂质，UTP可用于合成多糖。另外，ATP中的核糖若改变为脱氧核糖，就转变为dATP(脱氧腺苷三磷酸)。2.生物体内的能源物质总结(1)能源物质：糖类、脂肪、蛋白质、ATP。(2)主要能源物质：糖类。(3)储能物质：脂肪、淀粉(植物细胞)、糖原(动物细胞)。(4)主要储能物质：脂肪。(5)直接能源物质：ATP。(6)最终能量来源：太阳能。1.下列图示能正确表示ATP的是A. B. C. D. 典题应用ATP的分子结构式可以简写成APPP，其中A代表腺苷，由腺嘌呤和核糖组成，P代表磷酸基团，正确的连接方式为A项。2.下列关于ATP分子的叙述，正确的是A.A表示腺嘌呤，

6、P表示磷酸基团B.ATP分子中含有C、H、O、N、P五种元素C.1 mol ATP水解，释放出30.54 kJ的能量来自两个特殊化学键的断裂D.T表示胸腺嘧啶，因而ATP的结构与核苷酸很相似ATP分子的结构简式为APPP，其中的A代表腺苷，由核糖和腺嘌呤组成，P代表磷酸基团，代表一种特殊的化学键，T表示三个(磷酸基团)，可见，ATP分子中含有C、H、O、N、P五种元素，A、D错误，B正确；1 mol ATP水解释放出30.54 kJ的能量来自远离“腺苷”的那个特殊化学键的断裂，C错误。二、ATP与ADP之间的相互转化及ATP的利用1.ATP与ADP之间的相互转化(1)相互转化的过程及能量来源图

7、解教材梳理呼吸作用光合作用(2)ATP与ADP转化的特点ATP与ADP的这种相互转化是时刻不停地发生并且处于_之中的。ATP与ADP相互转化的能量供应机制，在所有生物的细胞内都是一样的，这体现了_。动态平衡生物界的统一性2.ATP的利用(1)ATP的利用主动运输物质合成思考(2)ATP为主动运输供能的机理参与Ca2主动运输的载体蛋白是一种能_的酶。当膜内侧的Ca2与其相应位点结合时，其酶活性就被激活了。在载体蛋白这种酶的作用下，ATP分子的末端_脱离下来与载体蛋白结合，这一过程伴随着能量的转移，这就是载体蛋白的_。载体蛋白磷酸化导致其空间结构发生变化，使Ca2的结合位点转向膜外侧，将Ca2释放

8、到膜外。催化ATP水解磷酸基团磷酸化(3)ATP是细胞内流通的能量“货币”吸能反应一般与_的反应相联系，由ATP水解提供能量。放能反应一般与_相联系，释放的能量储存在ATP中。能量通过_在吸能反应和放能反应之间流通。ATP水解ATP的合成ATP分子(1)吸能反应伴随着ATP的合成，放能反应伴随着ATP的水解()(2)人在饥饿时，细胞中ATP与ADP的含量难以达到动态平衡()(3)载体蛋白磷酸化不会使其空间结构发生变化()判断正误ATP与ADP之间的相互转化1.成人体内ATP的总量是210 mg，但一个成人一天在静止状态下所消耗的ATP为40 kg，在剧烈运动时ATP的消耗可达0.5 kg/mi

9、n；在安静状态时，肌肉内ATP所释放能量只能维持肌肉收缩12 s。(1)ATP在细胞内的含量多吗？核心探讨提示含量很低。(2)生物体如何补充生命活动所需要的大量的ATP?提示通过ATP和ADP之间迅速地转化。2.ATP和ADP的相互转化是否是可逆反应？请完善下表并得出结论。反应ATP ADPPi能量ADPPi能量 ATP反应类型_酶的类型_场所活细胞所有部位线粒体、叶绿体、细胞质基质等能量来源特殊化学键中的化学能有机物中的化学能、光能能量去向_水解反应合成反应结论：_。水解酶合成酶用于各项生命活动储存于特殊化学键中 物质是可逆的，能量是不可逆的，酶也不相同，因此ATP和ADP的相互转化不是可逆

10、反应1.ATP和ADP的相互转化不可逆(1)ATP与ADP的相互转化ATP合成：需要酶的催化，由动物的呼吸作用和植物的光合作用与呼吸作用提供能量。ATP水解：需要酶的催化，连接末端磷酸基团的那个特殊化学键水解释放能量，释放的能量用于各项生命活动。两者转化时，物质可逆，能量不可逆。核心归纳(2)ATP的利用特点ATP是生物体内的直接能源物质。虽然在生物体内含量少，但是ATP与ADP的相互转化十分迅速。2.ATP与ADP的相互转化具有普遍性ATP与ADP相互转化的能量供应机制，在所有生物的细胞内都是一样的，这体现了生物界的统一性。3.下列有关ATP的叙述中，不正确的是A.ATP的合成一般与放能反应

11、相联系B.ATP中的能量可以来源于光能、化学能C.细胞内各种吸能反应一般需要消耗ATPD.“能量”就是指ATP，ATP就是“能量”典题应用4.如图是细胞内ATP与ADP相互转化的示意图，请据图回答下列问题：(1)在人体内，图示左侧的能量来自_作用，右侧的能量用于_(举一例)。呼吸大脑思考在人体内，图示左侧的能量用来合成ATP，来自呼吸作用释放的能量，右侧的能量是ATP水解释放的能量，用于细胞中耗能的生命活动，如大脑思考、主动运输等。(2)在绿色植物体内，图示左侧的能量来自_作用和_作用。呼吸光合在绿色植物体内，图示左侧的能量来自光合作用和呼吸作用。(3)从图中可知，在适宜的温度和酶的作用下，A

12、DP转变成ATP时还需要的条件是_。将ADP转化为ATP的图示改写成反应式的形式_。能量和PiADP能量从图中可知，在适宜的温度和酶的作用下，ADP转变成ATP时还需要能量和Pi。ADP转化为ATP的反应式为：ADP能量Pi ATP。(4)经测定，正常成年人静止状态下24 h将有40 kg ATP发生转化，而细胞内ADP、ATP的总量仅为210 mmol/L，为满足能量需要，生物体内解决这一矛盾的合理途径是_。细胞内ADP、ATP的总量很少，为满足细胞的能量需要，ATP和ADP的相互转化在细胞内时刻不停地发生且处于动态平衡之中。ATP和ADP的这种相互转化时刻不停地发生且处于动态平衡之中网络构

13、建课时对点练题组一ATP是一种高能磷酸化合物1.一分子ATP具有的腺苷、特殊的化学键、磷酸基团的数量依次为A.1、2、3 B.1、1、2 C.1、2、2 D.2、2、3123456789101112131415ATP的结构简式为APPP，其中A代表腺苷，P代表磷酸基团，“”代表特殊的化学键，可见，一分子ATP含有1个腺苷、2个特殊的化学键、3个磷酸基团。2.(2022江苏盐城伍佑中学高一月考)如图是ATP的分子结构式，下列叙述错误的是A.ATP中含有C、H、O、N、P五种元素B.图中虚线框中部分代表腺苷C.ATP分子中处断裂后形成了ADPD.ATP水解释放的能量可直接用于各项 生命活动1234

14、56789101112131415ATP分子中的断裂与形成是其与ADP相互转化的基础，C错误。3.如图表示ATP的结构，下列相关叙述正确的是A.b键断裂后形成ADP和PiB.图中的3表示ATP中的字母AC.由1、2、3各一分子形成的物质是组成DNA的基本单位之一D.ATP是一种高能磷酸化合物123456789101112131415a键断裂后形成ADP和Pi，A错误；图中3是腺嘌呤，ATP中的A代表腺苷，B错误；由1、2、3各一分子形成的物质是组成RNA的基本单位之一，C错误。题组二ATP与ADP的相互转化4.(2022江苏连云港高一期末)下图是生物体内ATP和ADP相互转化表达式，下列相关叙

15、述正确的是A.反应需要的酶1和酶2是同一种酶B.ATP与ADP相互转化处于动态平衡C.该反应物质与能量变化都是可逆的D.ATP释放的能量主要用于再合成ATP123456789101112131415此过程物质变化是可逆的，而能量变化是不可逆的，C错误；ATP释放的能量直接用于其他生命活动，而ATP合成的能量来自光能和有机物中的化学能，D错误。1234567891011121314155.如图表示生物体内发生的两个化学反应，下列相关说法中正确的是A.ATP与ADP间相互转化的能量供应机制只发生在真核细胞内B.ATP分子水解时，图中所示的化学键最易断裂C.细胞中的吸能反应一般与ATP的合成反应相联

16、系D.图中酶1和酶2的化学本质相同，但是二者的种类不同1234567891011121314156.(2022北京高一期末)下列有关ATP的叙述，错误的是A.细胞内ATP的含量很少，但消耗量很大B.ATP与ADP相互转化过程中所需酶的种类相同C.ATP和ADP迅速相互转化保证了机体对能量的需求D.人体细胞内形成ATP的主要生理过程是细胞呼吸123456789101112131415ATP与ADP相互转化过程中所需要的酶不同，分别为ATP合成酶和ATP水解酶，B错误。题组三ATP的利用7.(2022江苏无锡高一期末)当细胞膜内侧的Ca2与其在细胞膜上的载体蛋白(钙泵)结合时，该载体蛋白可以催化A

17、TP分子末端的磷酸基团转移到载体蛋白上，使载体蛋白磷酸化，将Ca2释放到膜外。下列叙述错误的是A.磷酸化后的载体蛋白空间结构发生改变B.钙泵体现了蛋白质具有运输和催化功能C.参与Ca2运输的载体蛋白可以重复使用多次D.加入蛋白质变性剂会提高细胞对Ca2运输的速率123456789101112131415钙泵这种蛋白质，具有运输Ca2的载体功能，又有催化ATP分子末端的磷酸基团转移(水解ATP)的功能，B正确；加入蛋白质变性剂会使钙泵变性失活，降低细胞对Ca2运输的速率，D错误。1234567891011121314158.下列关于吸能反应和放能反应的说法，错误的是A.ATP是细胞中吸能反应和放

18、能反应的纽带B.所有细胞中最重要的放能反应是糖的氧化C.所有植物细胞中最重要的吸能反应是光合作用D.肌肉收缩是吸能反应，肌肉做功是放能反应123456789101112131415123456789101112131415放能反应一般与ATP的合成相联系，吸能反应一般与ATP的水解相联系，可见，ATP是细胞中吸能反应和放能反应的纽带，A正确；所有细胞均可通过细胞呼吸将糖氧化分解，在此过程中，储存在糖中的能量被释放出来，即所有细胞最重要的放能反应是糖的氧化，B正确；并不是所有的植物细胞都能进行光合作用，因此光合作用不是所有植物细胞中最重要的吸能反应，C错误；肌肉收缩过程中需消耗能量，属于吸能反应

19、，肌肉做功时失去能量恢复原状，属于放能反应，D正确。9.下列生理过程伴随着形状改变，其中不一定需要ATP供能的是A.在胰岛素分泌过程中细胞膜的形状发生改变B.在篮球比赛等运动过程中骨骼肌发生收缩C.载体蛋白协助运输葡萄糖过程中形状发生改变D.植物细胞在KNO3溶液中发生质壁分离及复原123456789101112131415胰岛素分泌到细胞外的过程属于胞吐，需要ATP供能，A错误；在篮球比赛等运动过程中，骨骼肌的收缩需要消耗ATP，B错误；载体蛋白运输葡萄糖时可能不需要ATP，如葡萄糖通过协助扩散进入哺乳动物成熟的红细胞；也可能需要ATP，如葡萄糖通过主动运输进入小肠上皮细胞，C正确；植物细胞

20、会通过主动运输吸收钾离子和硝酸根离子，需要ATP供能，当细胞液浓度增大后，会吸水而自动复原，D错误。12345678910111213141510.(2022山东济南章丘区高一期末)“银烛秋光冷画屏，轻罗小扇扑流萤”，萤火虫尾部发光器的发光机理如图所示。下列相关叙述正确的是A.萤火虫尾部的发光细胞产生的荧光素酶在生 物体外没有催化活性，不能被使用B.荧光素接受ATP供能后被激活，O2不足时， 可以由葡萄糖直接供能C.萤火虫发光需要荧光素酶和ATP的参与，这两者都具有高效性和专一性D.ATP和ADP相互转化的机制在所有生物的细胞内都一样，体现了生物 界的统一性123456789101112131

21、415在适宜条件下，荧光素酶可以在体外发挥催化作用，A错误；葡萄糖氧化分解释放能量生成的ATP才能用于生命活动，B错误；ATP不具有专一性，C错误。12345678910111213141511.在某细胞培养液中加入32P标记的磷酸分子，短时间内分离出细胞的ATP，发现其含量变化不大，但部分ATP的末端P已带上放射性标记，该现象不能说明A.ATP中末端的P容易脱离B.部分32P标记的ATP是重新合成的C.ATP是细胞内的直接能源物质D.该过程中ATP既有合成又有分解123456789101112131415依题干信息ATP的含量变化不大，说明该过程中ATP既有合成又有分解；部分ATP的末端P已

22、带上放射性标记，说明ATP中末端的P容易脱离，且部分32P参与了ATP的重新合成。12.ATP被喻为细胞的能量“货币”，用、分别表示ATP上三个磷酸基团所处的位置(APPP)，下列叙述正确的是A.一分子的ATP彻底水解后生成三个磷酸和一个腺苷，且释放能量B.ATP的位磷酸基团脱离时，释放的能量可用于葡萄糖的氧化分解C.ATP的、位磷酸基团脱离剩余部分为腺苷D.失去、位两个磷酸基团后，剩余部分可作为DNA的基本组成单位之一123456789101112131415一分子的ATP彻底水解后生成三个磷酸、一个腺嘌呤和一个核糖，且释放能量，A错误；ATP的位磷酸基团脱离时，释放的能量可用于吸能反应，葡

23、萄糖的氧化分解属于放能反应，B错误；失去、位两个磷酸基团后，剩余部分可作为RNA的基本组成单位之一，D错误。12345678910111213141513.蛋白质的磷酸化在信号传递过程中起着重要作用，而很多转化过程都需要ATP的参与，蛋白质磷酸化后，空间结构发生了变化，活性也发生了变化，进而使Ca2释放到膜外。蛋白质磷酸化和去磷酸化的过程如图所示。下列相关叙述错误的是A.蛋白质磷酸化的过程会消耗ATP，使ATP的 含量明显下降B.蛋白质磷酸化和去磷酸化的过程体现了蛋白 质结构与功能相适应的观点C.蛋白质的磷酸化和去磷酸化不属于可逆反应D.蛋白质的磷酸化属于吸能反应，其能量来自ATP中活跃的化学

24、能123456789101112131415123456789101112131415蛋白质磷酸化的过程会消耗 ATP，同时细胞内也有ATP合成，细胞内ATP含量基本不变，A错误；据图可知，蛋白质的磷酸化过程要用蛋白激酶而去磷酸化过程要用蛋白磷酸酶，所以蛋白质的磷酸化和去磷酸化属于不可逆反应，C正确；据图可知，蛋白质磷酸化过程伴随ATP的水解，ATP水解释放能量，故该过程属于吸能反应，能量来自 ATP 中活跃的化学能，D正确。14.(2022天津蓟县一中高一月考)人的骨骼肌细胞中ATP的含量只能维持剧烈运动3 s以内的能量供应。某运动员参加短跑比赛过程中，肌肉细胞中ATP的相对含量随时间的变化

25、如图所示。请据图回答下列问题：123456789101112131415(1)ab的变化过程，ATP被水解，释放的能量用于_。肌肉收缩等各项生命活动由图可知，ab段ATP含量减少，ATP被水解，释放大量的能量，用于肌肉收缩等各项生命活动，来维持剧烈运动。(2)bc过程中，ATP含量增加，说明_加强，释放更多的能量，供ADP合成ATP，补充消耗的ATP。123456789101112131415呼吸作用bc段ATP含量增加，是由于呼吸作用的加强，释放了更多的能量，供ADP合成ATP，补充消耗的ATP。(3)从整个曲线看，肌细胞中ATP的含量不会降为零，说明_。123456789101112131415 ATP在细胞内含量虽少，但与ADP之间的相互转化却十分迅速，使细胞内的ATP的含量总是处于动态平衡之中，构成生物体内部的稳定供能环境(4)写出细胞新陈代谢放能反应中ADP与ATP之间的转化关系式：_，在吸能反应中ADP与ATP之间的转化关系式：_。123456789101112131415细胞内的放能反应伴随着A