2022-2023学年浙科版（2019）必修一 3.1 ATP是细胞内的能量通货课件（40张）

ATP是细胞内的“能量通货”知临中学池晨豪发光生物发光生物是指自然界中自体能够发光的生物。会发光的生物有鱼类、昆虫、藻类、植物。生物发光是一种生物通讯行为。可分为主动发光和被动发光两类。萤火虫，属鞘翅目萤科，是一种小型甲虫，因其尾部能发出萤光，故名为萤火虫。夜间要发光，可分为水生类和陆生类两种。我国较常见的有黑萤、姬红萤、窗胸萤等几种。萤火虫的荧光是怎样形成的?萤火虫的腹部后端具有发光细胞，细胞内含有一种称为荧光素的发光物质。研究萤火虫发光原理时发现，荧光素在接受ATP中的能量时可以被激活，与氧发生化学反应形成氧化荧光素，而荧光则是这些化学反应的副产物。那么参与到发光的ATP是什么物质呢？目录壹ATP是细胞生命活动的直接起源贰细胞内ATP与ADP保持动态平衡ATP是细胞生命活动的直接能源壹ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。研究发现，能使荧光素激活的物质称为腺苷三磷酸(ATP)。从能量的形式分析，荧光是光能的形式，ATP这种化学物质中的能量是化学能，萤火虫发光是一个由化学能转化为光能的过程。糖类是生命活动的主要能源物质，油脂也可以为生命活动提供能量。那么，ATP在细胞中的作用是否与糖类、油脂相同呢?有学者利用刚刚失去收缩功能的离体肌肉进行实验:①在肌肉上滴加葡萄糖溶液后观察肌肉反应，肌肉没有收缩;②然后，在同一块肌肉上滴加ATP溶液，肌肉很快发生了明显的收缩。这个实验说明，作为能源物质的葡萄糖不能直接被肌肉利用，而ATP可以。用刀将萤火虫的发光器割下，干燥后研成粉末。取两支试管标上A、B，各加入2mL水和等量的萤火虫发光器研磨粉末，结果发现两支试管中均有短时间的黄色荧光出现。一段时间后黄色荧光消失，再分别进行处理后出现的结果如图：(1)加入葡萄糖的试管A不发出黄色荧光说明葡萄糖不是直接供能物质。(2)加入ATP溶液的试管B能持续发光，说明ATP是直接供能物质。在细胞中，ATP转化率非常高，在它形成1min内就被消耗掉了。一个静卧的人24h内消耗约40kgATP，在激烈运动时每分钟可消耗0.5kgATP。研究发现，只有ATP不断生成，生命活动才能发生。因此，ATP是生命活动的直接能源。ATP的结构是什么ATP可以作为生命活动的直接能源与其分子结构特点有关。元素组成：C、H、O、N、P化学组成：1个核糖、1个腺嘌呤和3个磷酸基团组成的。核糖是一种五碳糖，腺嘌呤是一种含氮碱基。核糖与腺嘌呤结合成的基团称腺苷。腺苷与3个磷酸基团组成腺苷三磷酸结构组成：3个磷酸基团中的一个磷酸基团连接在糖分子上，其余2个则相继连接在前一个磷酸基团上。连接2个磷酸基团之间的磷酸键稳定性较差，水解时可以释放出大量的能量，被称为高能磷酸键，以“~”表示。ATP分子简式是A-P~P~P，A代表腺苷，P代表磷酸基团，-代表普通化学键，~代表高能磷酸键。结构特点：①ATP是细胞内普遍存在的高能磷酸化合物，含有2个高能磷酸键。②ATP化学性质不稳定。连接两个磷酸基团之间的高能磷酸键不稳定，容易断裂和重建③易水解，高能磷酸键释放的能量比连接在糖分子上的普通磷酸键要多。④ATP彻底水解会得到腺嘌呤、核糖和磷酸；⑤ATP去掉两个磷酸基团后形成的结构就是腺嘌呤核糖核苷酸，是构成RNA的基本单位之一。小提醒：ATP不等于能量，ATP是一种物质，不是能量，能量储存在ATP中例1

(2017·嘉兴月考)下列关于细胞内能量的有关说法，错误的是A.在细胞内，通常一个吸能反应要伴随着一个放能反应B.细胞中的放能反应一般与ATP的水解相联系C.植物细胞内最重要的吸能反应是光合作用，最重要的放能反应是糖的

氧化D.能量只能从一种形式变为另一种形式，不会被消失，也不会被创造解析细胞中的放能反应一般与ATP的合成相联系，B错误。BATP与光合作用及细胞呼吸的关系(1)与光合作用的关系(2)与细胞呼吸的关系例2

如图表示ATP的结构，下列相关说法正确的是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.a键断裂释放的能量可以直接用于生命活动D解析a键断裂后形成ADP和Pi，A项错误；ATP中的字母A表示腺苷，图中的3表示腺嘌呤，B项错误；由1、2、3各一分子形成的是腺嘌呤核糖核苷酸，它是组成RNA的基本单位之一，C项错误；ATP是生命活动所需能量的直接来源，a键断裂所释放的能量可以直接用于生命活动，D项正确。细胞内ATP与ADP保持动态平衡贰ATP的水解ATP在细胞中易于水解。1个ATP分子含有2个高能磷酸键，在酶的作用下，远离腺苷的那个高能磷酸键水解（能量来源），形成腺苷二磷酸(ADP)，释放出1个磷酸，同时释放能量。ATP水解时释放出的能量可以被细胞利用（能量去向），如肌肉收缩、神经细胞活动以及细胞中许多其他消耗能量的活动。ATP——ADP+Pi+能量（过程需要ATP水解酶参与）ATP的合成ATP在细胞中易于再生。在另一种酶的作用下，ADP和1个磷酸结合重新形成ATP,在这个过程中吸收的能量以高能磷酸键的形式储存起来（能量去向）。ADP+Pi+能量——ATP（过程需要ATP合成酶参与）ATP-ADP循环概念：通过ATP的合成和水解，使放能反应所释放的能量用于吸能反应，此过程被称为ATP-ADP循环ATP水解后转化为比ATP稳定的化合物ADP,脱离下来的磷酸基团如果未转移给其他分子，就成为游离的磷酸(以Pi表示)。在有关酶的作用下，ADP可以接受能量，同时与Pi结合，重新形成ATP。ATPADP+Pi+能量酶1酶2(1)ATP与ADP在细胞内的相互转化是十分迅速的，且物质可以重复利用，因此，能满足生命活动对能量的需要。(2)ATP在生物体内含量很低，但是ATP与ADP在细胞内的转化十分迅速，从而使细胞内ATP的含量总是处于动态平衡中。(3)ATP是细胞中普遍使用的能量载体，在细胞内能量转换和利用中起着关键作用，又被称为细胞中的“能量通货”（意义）ATP与ADP间的相互转化过程不可逆

ATP和ADP相互转化的过程应判断为“物质是可逆的，能量是不可逆的”或解释为“物质是可以循环利用的，能量是不能循环的”。反应式ATPADP＋Pi＋能量能量＋Pi＋ADPATP类型水解反应合成反应场所活细胞内多种场所细胞质基质、线粒体、叶绿体能量转化放能——与吸能反应相联系储能——与放能反应相联系能量来源高能磷酸键有机物和光能能量去向用于各项生命活动储存于ATP中生物体中与能量有关的物质(1)直接能源物质——ATP。(2)主要的能源物质——糖类。(3)主要的贮能物质——油脂。(4)植物特有的贮能物质——淀粉。(5)动物特有的贮能物质——糖元。(6)最终能量来源——太阳能。例3

对“”的叙述中，正确的是A.①过程和②过程所需的酶是一样的B.①过程的能量供各项生命活动利用，②过程的能量来自糖类等有机物的氧化分解C.①过程和②过程时刻发生，处于动态平衡之中D.ATP中的能量可来源于光能、热能，也可以转化为光能、热能C解析

①过程为水解酶催化的水解反应，释放的能量可供各项生命活动利用，②过程为合成酶催化的合成反应，能量来源于细胞呼吸中糖类等有机物的氧化分解，在绿色植物中还可来源于光合作用吸收并转化的光能，故A、B项错误；生物体内ATP的水解与合成时刻发生，处于动态平衡之中，C项正确；ATP中的活跃化学能可来源于光能，但不能来源于热能，ATP中的活跃化学能可以转变为光能、热能、机械能、电能等多种形式的能量，D项错误。例4

分析ATP与ADP相互转化的示意图(如图所示)，回答下列问题：(1)图中Pi代表无机磷酸，则B为_____，C为_____。解析在ATP和ADP的相互转化过程中，ATP水解产生Pi，合成则需要Pi，通过分析示意图可判断出B为ATP，C为ADP。ATPADP(2)E不是物质，E1的来源_______________________________，E2的来源是_________________________________。解析光能或生物化学反应释放的能量可用于形成ATP。ATP水解时，其末端的高能磷酸键断裂释放能量。(3)人体肌肉细胞的收缩与图中_______(用字母和箭头表示)过程有关。解析

肌肉收缩是耗能过程，由ATP直接供能，与图中B→C这一过程有关。光能或有机物氧化分解释放的能量ATP中高能磷酸键断裂释放出的能量B→CA-P~P~P能量通货1.(2017·绍兴诸暨中学高一期中)ATP是细胞中重要的高能磷酸化合物。下列有关叙述错误的是A.ATP中的A由腺嘌呤和核糖组成B.ATP中含有3个高能磷酸键C.ATP水解所释放的能量可用于肌肉收缩D.ATP在细胞中易于再生，是细胞中普遍使用的能量载体解析ATP中的A由腺嘌呤和核糖组成，A正确；ATP中含有2个高能磷酸键，B错误；ATP水解所释放的能量可用于肌肉收缩，C正确；ATP在细胞中易于再生，是细胞中普遍使用的能量载体，D正确。B2.下列反应中，不属于放能反应的是A.二氧化碳和水合成葡萄糖B.氨基酸分解成二氧化碳、水和尿素C.糖分解为二氧化碳和水D.ATP水解为ADP和Pi解析二氧化碳和水通过化能合成反应或光合作用合成葡萄糖，这两过程分别需要吸收化学能或光能，A正确；氨基酸分解成二氧化碳、水和尿素，属于放能反应，B错误；细胞呼吸的本质是分解有机物，释放能量，属于放能反应，C错误；ATP的水解释放能量，属于放能反应，D错误。A3.ATP中大量化学能贮存在A.腺苷内B.磷酸基团内C.腺苷和磷酸基团连接键内D.高能磷酸键内解析ATP是高能磷酸化合物，它的结构简式是A—P～P～P，其中腺苷与磷酸基团之间的结合键(—)不是高能磷酸键，另有两个高能磷酸键(～)；高能磷酸键内含有较高的能量，ATP分子中的大量化学能就贮存在高能磷酸键内。D4.海洋中的鮟鱇鱼有发光现象，其光能由A.电能转变而来B.ATP转化成ADP时释放的化学能转变而来C.热能转变而来D.有机物进行氧化分解释放的机械能转变而来解析

生物各项生命活动所需要的直接能源来自于ATP的水解释放。B5.(2018·绍兴月考)如图是有关ADP转化成ATP时所需能量的主要来源示意图，据图回答下列问题：(1)1分子ATP中含有___个高能磷酸键。解析

每个ATP分子中三个磷酸基团之间形成了2个高能磷酸键。(2)图中的a、b代表的生理过程分别是_________、_________。解析

图中a表示动植物都能进行的产能过程即细胞呼吸，绿色植物还能通过光合作用产能，所以b为光合作用。2细胞呼吸光合作用(3)若动物和人产生的能量可以用于c，则c指__________。解析

c是指ATP水解产生的能量，它用于各项生命活动。(4)在动物肌细胞中，进行②反应时，释放的能量来自_________________________________。解析

动物肌细胞中，②过程产生的能量来自于ATP中远离腺苷的高能磷酸键的断裂。生命活动远离腺苷的高能磷酸键中的化学能(5)①②反应进行时所需要的酶______(填“相同”或“不同”)，原因是_______________________________________。解析

反应①②中酶是不同的，因为是两个不同的反