新教材备战高考生物一轮复习全考点精讲课堂 第05讲 细胞的能量供应和利用——ATP（课件）

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ATP的主要来源——细胞呼吸
直接能源物质：细胞的能量“通货”——ATP
ATP 与ADP的相互转化
能量之源——光与光合作用
绝大多数是蛋白质，少数是RNA
高效性专一性作用条件温和
第2课时 细胞的能量“货币”ATP
第五单元 细胞的能量供应和利用
依据ATP分子的结构简式，能说出ATP的化学组成和特点
依据ATP与ADP的相互转化，解释ATP在细胞生命活动中的作用。
理解ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质
A代表 ，P代表 ，①代表 ，②代表AMP，即 ，③代表 ，④代表 ，⑤代表 。
特点： ATP中的特殊化学键不稳定，使得末端磷酸基团有较高的转移势能。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。ATP的水解过程就是释放能量的过程，1 ml ATP水解释放的能量高达30.54 kJ，所以说ATP是一种高能磷酸化合物。除了ATP，细胞中还有GTP、CTP、UTP以及dNTP等高能磷酸化合物。
在细胞中，磷酸化过程就是能量转移的过程。
ATP是与能量有关的一种物质，不等同于能量。
①________；②________；③________________ ；④________________ 。　　
1、写出下图中的“A”的含义：
2、下图甲为ATP，图示是其彻底水解的过程。
（1）图中乙、丙、丁分别表示的物质是： 、 、 。
（2）成为组成RNA基本单位的是图中的哪种物质？
腺嘌呤核糖核苷酸(AMP)
3、dNTP 是脱氧核糖核苷三磷酸的缩写，是包括dATP，dGTP， dTTP， dCTP。在生物DNA合成中，以及各种PCR中起原料作用。
在有关DNA分子的研究中，常用32P来标记DNA分子。用α、β和γ表示ATP或dATP（d表示脱氧）上三个磷酸基团所处的位置（A-Pα~Pβ~Pγ或dA-Pα~Pβ~Pγ）。回答下列问题：（1）某种酶可以催化ATP的一个磷酸基团转移到DNA末端上，同时产生ADP。若要用该酶把32P标记到DNA末端上，那么带有32P的磷酸基团应在ATP的         （填“α”“β”或γ”）位上。（2）若用带有32P标记的dATP作为DNA生物合成的原料，将32P标记到新合成的DNA分子上，则带有32P的磷酸基团应在dATP的         （填“α”、“β”或γ”）位上。
二、ATP与ADP的相互转化
人体内ATP的含量很少，但在剧烈运动时，每分钟约有0.5 kg的ATP转化为ADP释放能量，以供运动之需，但人体内ATP总含量并没有太大变化。这说明了什么？
ATP与ADP时刻不停地发生快速相互转化，并且处于动态平衡之中
ATP与ADP相互转化的能量供应机制，在所有生物的细胞中都是一样的。这说明了什么？
ATP与ADP的相互转化是可逆反应吗？
ADP＋Pi＋能量→ATP
ATP→ADP＋Pi＋能量
光能(光合作用)、化学能(细胞呼吸)
储存在特殊化学键中的能量
细胞质基质、线粒体、叶绿体
细胞膜、细胞质基质、细胞器、细胞核
1、细胞中绝大多数需要能量的生命活动都是由ATP直接提供能量的。
光能、化学能→ATP中的化学能→多种形式的能量
2、ATP供能的机理（以主动运输为例）
ATP水解释放的 使 等分子 。这些分子被 后，发生 变化， 也被改变，因而可以参与各种 。
注意：参与钙离子主动运输的载体蛋白是一种能催化ATP水解的酶。
3、ATP与吸能反应和放能反应的关系
研究表明，细胞内的放能反应一般与ATP的合成相联系，释放的能量储存在ATP中。吸能反应一般与ATP的水解相联系，由ATP水解提供能量。这说明了什么？
你能为“ATP是细胞生命活动直接能源物质”提供哪些证据？
1、ATP是一种高能磷酸化合物
2、ATP与ADP能快速相互转化
3、细胞通过ATP在吸能反应和放能反应之间流通
科研人员为验证“蛙的腓肠肌收缩所需的直接能源物质是ATP，而不是葡萄糖”，设计了以下实验装置。
实验步骤：(1)剥取蛙的腓肠肌，制备如图所示的两套实验装置，编号为甲、乙。(2)_____________________________________。(3)向装置甲的腓肠肌上滴加适量的适宜浓度的葡萄糖溶液，__________________________________。立即对坐骨神经施加适宜强度的电刺激。实验结果：____________________________________________________________。实验结论：蛙的腓肠肌收缩所需的直接能源物质是ATP，而不是葡萄糖。问题若甲、乙两组实验结果相同，可能的原因是________________________。
连续刺激腓肠肌，直至不再发生反应
肌上滴加等量的适宜浓度的ATP溶液
甲组腓肠肌收缩，指针偏转；乙组腓肠肌不收缩，指针不偏转
滴加溶液前腓肠肌细胞内存有一定量的ATP，或滴加溶液较长时间后才对坐骨神经施加电刺激
为探究ATP的生理作用，科学工作者做了如下实验： 步骤一：剪下一条长约1cm、宽约0.5cm的新鲜蛙腓肠肌，放在盛有质量浓度为0.65g•dL-1的氯化钠溶液（浓度与蛙细胞外液的浓度相当）的培养皿中。 步骤二：在载玻片的中央滴2滴质量浓度为0.65g•dL-1的氯化钠溶液，用玻璃分针挑取该腓肠肌，放在载玻片上的氯化钠溶液中，并且使肌肉呈直线状。 步骤三：将载玻片放在坐标纸上，测量并记录肌肉的长度。用铜锌叉间歇刺激肌肉，直到肌肉疲劳不能收缩为止。 步骤四：向刚丧失收缩功能的肌肉上滴1滴某种溶液，用铜锌叉刺激肌肉2～3次，测量并记录其长度。测量结果为肌肉长度不变。 步骤五：用吸水纸吸去肌肉上的溶液，再向肌肉上滴1滴另一种溶液，用铜锌叉刺激肌肉2～3次，测量并记录其长度。测量结果为肌肉长度变短。 请分析回答： （1）步骤二中，滴加氯化钠溶液的目的是 。 （2）步骤三中，用铜锌叉间歇刺激肌肉，直到肌肉不能收缩为止，是为了______。 （3）步骤四、步骤五中所滴加的溶液依次是______（填“ATP溶液”或“葡萄糖溶液”）。如果将使用的溶液对调，则会影响实验结果，因为 。 （4）实验结论是 。
使肌肉保持正常的生理状态
葡萄糖溶液、ATP溶液
ATP未消耗完毕，不能确定哪种物质使疲劳肌肉恢复收缩能力（或不能确定哪种物质为肌肉收缩所需能量的直接来源）
ATP是肌肉收缩所需能量的直接来源，而葡萄糖不是肌肉收缩所需能量的直接来源
为了证明ATP是直接能源物质，某同学选择一小条新鲜的蛙腓肠肌作为实验材料进行实验，下列说法错误的是（　　） A. 必须待肌肉本身ATP消耗后再进行 B. 可滴加葡萄糖溶液作为对照实验 C. 先滴加ATP溶液后滴加葡萄糖溶液 D. 实验过程中要注意保持肌肉的生理状态
萤火虫尾部的发光细胞中含有荧光素和荧光素酶。荧光素接受ATP提供的能量后就被激活。在荧光素酶的催化下，荧光素与氧发生反应，形成氧化荧光素并且发出荧光。(1)萤火虫合成ATP时的能量来源是_______________。请从化学结构的角度解释ATP能为荧光素供能的原因是_______________________。(2)ATP合成酶是催化ADP和Pi合成ATP的酶。ATP合成酶广泛分布于萤火虫细胞的细胞质基质以及______________。(3)用所给材料设计实验证明ATP是直接能源物质。要求：写出实验思路和预期结果及结论。_________________________( 主要实验材料：荧光素、荧光素酶、ATP溶液、葡萄糖溶液、生理盐水等)
细胞进行呼吸作用时有机物分解所释放的能量
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。
线粒体内膜和线粒体基质（或线粒体）