高中生物人教版 (2019)必修1《分子与细胞》第2节 细胞的能量“货币”ATP优秀ppt课件

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1．简述ATP的化学组成和特点。2．解释ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。
1．通过ATP的结构式及其相关信息，理解ATP的结构特点(生命观念)。 2．依据ATP与ADP相互转化示意图分析ATP与ADP相互转化的过程(生命观念、科学思维)。 3．结合实例，理解ATP的利用(生命观念、社会责任)。
ATP的结构和生理功能
1．中文名称：_____________。 2．结构简式：____________，其中A代表________，P代表_____________，～代表_______________。
(1) ATP是细胞内的一种高能磷酸化合物，含有2个__________，_____________储存大量能量。 (2) ATP中由于两个相邻的磷酸基团都带负电荷而__________，使得高能磷酸键不稳定，末端磷酸基团具有________的转移势能，远离腺苷的_____________易水解，释放________能量。 (3) 1 ml ATP水解释放的能量为30.54 kJ。
ATP分子的结构简式和18个ATP分子中高能磷酸键的数目分别是(　　) A．A—P—P～P　18个　　 B．A—P～P～P　36个 C．A～P～P　36个 D．A～P～P～P　54个
(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) 结构组成可以用“1、2、3”来总结：1个腺苷通过2个高能磷酸键与3个磷酸基团结合而成。
2．ATP与核苷酸的关系
组成ATP和核苷酸的元素是相同的，都是C、H、O、N、P。ATP中存在一个普通磷酸键和两个高能磷酸键。破坏了两个高能磷酸键，剩余的部分就是一分子的腺嘌呤核糖核苷酸。
3．ATP的结构与功能的相互关系
(1) ATP的结构特点保证了细胞内有一个相对稳定的能量供应库。ATP中远离腺苷的高能磷酸键容易水解和形成，可保证ATP数量的相对稳定和能量的持续供应。 (2) ATP在供能中处于核心地位，许多能源物质中的能量需转移到ATP中才能为生命活动供能。在生命活动中，ATP中的能量可转化为不同形式的能量。
(1) 不同物质中“A”的含义比较
(2) 关于ATP结构的两点警示
① ATP是一种物质，而不是能量，能量储存在ATP的高能磷酸键中。 ② ATP中含有三个磷酸基团，而不是三个高能磷酸键。
1．ATP与哪种物质的组成元素相同？ 2．在百米赛场上，运动员在冲刺夺冠的过程中，哪种化合物直接为细胞提供能量？ 3．30个腺苷和60个磷酸基团最多形成ATP多少个？
核酸(都是C、H、O、N、P)。
A．图中的A代表腺苷，b、c为高能磷酸键 B．a是组成RNA的基本单位之一 C．ATP是生物体内的储能物质 D．ATP中的“A”与构成RNA中的碱基“A”表示的不是同一种物质
1．科学家发现，小鼠的抑郁行为与星形胶质细胞释放ATP的多少有关。下列有关ATP的叙述，不正确的是(多选)(　　 )
解析：图中A表示腺嘌呤，a为构成RNA的基本单位之一；ATP是生物体的直接能源物质；ATP中的A为腺苷，RNA中的碱基A为腺嘌呤。
(1) 直接信息：ATP是由腺苷＋________个磷酸基团构成，腺苷由腺嘌呤＋________组成。 (2) 易错提醒：①ATP中的A是________，构成RNA中的碱基A是________________，二者不是同一物质。 ②腺苷＋1个磷酸构成____________________，是组成RNA的基本单位之一，而不是构成DNA的基本单位。
2．下列关于ATP的叙述，错误的是(　　) A．ATP分子中含有C、H、O、N、P五种元素 B．ATP分子中的“A”指腺苷 C．ATP可以注射，也可以口服 D．ATP是生物体生命活动的根本能源物质
解析：ATP是生物体内的直接能源物质。
ATP与ADP的相互转化和ATP的利用
1．ATP和ADP可以相互转化
(1) 相互转化的过程及能量来源
(2) 转化的原因及特点 ① 原因：ATP分子中_______________________很容易水解。 ② 特点：时刻不停地发生并且处于________________之中。
远离A的那个高能磷酸键
(1) ATP是生命活动的直接能源物质 ① 原因：细胞中绝大多数需要能量的生命活动都是由________直接提供能量的。 ② 实例：用于____________、生物发电、____________和大脑思考等生命活动。
(2) ATP是细胞内流通的能量“货币” ① 吸能反应一般与___________的反应相联系，由ATP水解提供能量。 ② 放能反应一般与___________相联系，释放的能量储存在ATP中。 ③ 能量通过_____________在吸能反应和放能反应之间____________。
1．下列关于ATP的叙述，错误的是(　　) A．ATP中含有C、H、O、N、P元素 B．活细胞中ATP与ADP之间的相互转化时刻发生 C．ATP是生物体生命活动的直接能源物质 D．动植物形成ATP的途径分别是细胞呼吸和光合作用
2．生物体内进行生命活动的直接能源物质、主要能源物质和最终能源依次是(　　) A．太阳能、糖类、ATP　　　 B．ATP、糖类、脂肪 C．ATP、脂肪、太阳能 D．ATP、糖类、太阳能
3．关于ATP与ADP的相互转化过程，下列说法正确的是(　　) A．物质和能量都可逆，酶相同 B．物质和能量都不可逆，酶不相同 C．物质可逆，能量不可逆，酶不相同 D．能量可逆，物质不可逆，酶相同
解析：在ATP的合成与水解过程中，所需的酶是不同的，前者需要ATP合成酶，后者需要ATP水解酶。ATP、ADP和Pi这几种物质是可逆的，即可以在细胞中反复利用，但能量是不可逆的，因为ATP水解释放的能量只能用于各项生命活动，而合成ATP的能量主要来自于糖类等有机物的氧化分解。因而在ATP与ADP相互转化过程中，物质是可逆的，能量是不可逆的。
分析：(1)光合作用和呼吸作用等放能反应与ATP的合成相联系；(2)主动运输等吸能活动与ATP的分解相联系，所以ATP是直接供能物质。
2．ATP与ADP的相互转化并不是可逆反应
综上所述，ATP与ADP的相互转化不是可逆反应，但物质(ATP、ADP、Pi)是可以循环利用的，能量是不能循环利用的。
(1) ATP并不是生物体唯一的直接供能物质，只是绝大多数生物的直接供能物质，另外还存在其他直接供能物质。 (2) 生物体的生命活动需要的能量并不是完全由ATP提供的，如植物对水分吸收和运输的能量来自蒸腾拉力。
3．ATP为主动运输供能机理 (1) ATP为主动运输供能示意图 见课本P88图5－7。 (2) ATP为主动运输供能机理：ATP水解酶释放的磷酸基团使蛋白质等分子磷酸化，蛋白质等分子磷酸化后，空间结构发生变化，活性被改变，参与各种化学反应。
1．如图为ATP与ADP的相互转化示意图，请回答下列问题：
(1) 图中的酶1和酶2相同吗？
不相同。酶1催化ATP的合成，是一种合成反应，属于合成酶；酶2催化ATP的水解，是一种水解反应，属于水解酶。
(2) ATP发生水解和合成反应时能量的变化是否相同？ (3) ATP是细胞的能量“货币”，为什么还说细胞的主要能源物质是糖类？它们有何内在联系？
不相同。能量的变化是：ATP发生水解时释放能量，合成ATP时储存能量。
糖类是主要的能源物质，但糖类氧化分解时所释放的能量需转移到ATP中，方可被用于各种耗能反应，事实上，细胞中ATP形成时所需能量正是源于多种生化反应所释放的能量。
(4) 生物体的各种生命活动都需要能量，因此生物体内储存着很多的ATP，这种说法是否正确？为什么？
不正确。生物体活细胞中ATP和ADP在不停地相互转化，这既可避免一时用不尽的能量白白流失掉，又保证了及时供应生命活动所需的能量，因此生物体内并没有储存较多的ATP。
2．用小刀将数只萤火虫的发光器割下，使其干燥后研成粉末。取两支试管，分别标上甲、乙，各加入2 mL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下图：
由此你能得出什么结论？
葡萄糖不是直接能源物质，ATP是直接能源物质。
1．下图为细胞中ATP与ADP相互转化示意图，有关叙述错误的是(　　)
A．在一个活细胞中，时刻进行着过程①和②B．过程①和②也可以发生在同一个细胞器内C．过程①中需要的能量不是过程②释放的D．维持人体体温的热能主要来自过程②中的能量
解析：ATP为直接能源物质，在一个活细胞中，时刻进行着ATP的转化过程；ATP的合成与水解也可以发生在同一个细胞器内，如叶绿体；过程①为ATP的合成过程，需要的能量来自呼吸作用或光合作用；维持人体体温的热能主要来自呼吸作用释放的能量。
(1) 图示信息：图中过程①为___________，过程②为__________。 (2) 关键信息：过程①中的能量来自__________________，过程②中的能量来自___________________。
(3) 归纳提炼： 对反应式 ATP ADP ＋ Pi ＋ 能量，在生物体内的过程可概括为“物质是可逆的，能量是不可逆的，酶是不相同的，场所是不完全相同的”。
2．ATP在生物体内普遍存在，以下生命活动中，细胞内ADP含量增加的是(　　) A．植物细胞的质壁分离及其复原 B．血液中的葡萄糖进入红细胞 C．肌细胞收缩 D．萎蔫的菜叶放在清水中
解析：植物细胞的质壁分离及其复原和萎蔫的菜叶放在清水中吸水属于渗透作用，不消耗ATP；血液中的葡萄糖进入红细胞属于协助扩散，不消耗ATP；肌细胞收缩需消耗ATP，细胞内ADP含量增加。
3．ATP分子在细胞内能够释放能量和储存能量，从结构上看，其原因是(　　) ①腺苷很容易吸收能量和释放能量　②三个磷酸基团很容易从ATP上脱离和结合　③远离腺苷的磷酸基团很容易从ATP上脱离，使ATP转变成ADP　④ADP可以迅速地与磷酸基团结合，吸收能量形成末端的磷酐键，使ADP转变成ATP A．①③　　　　B．③④　　　　C．②④　　　　D．①④
解析：由ATP的结构简式A—P～P～P可知，其中含有两个磷酐键。腺苷不能吸收能量和释放能量，①错误； 第三个磷酸基团很容易从ATP上脱离和结合，②错误； 在酶的作用下，远离腺苷A的磷酸基团很容易从ATP上脱离，使ATP转变成ADP，③正确； ADP可以迅速地与磷酸基团结合，吸收能量形成末端的磷酐键，使ADP转变成ATP，④正确。故选B。
1． ATP的结构简式是A—P～P～P，其中A表示腺苷，P代表磷酸基团，～代表特殊的化学键。 2．细胞内ATP与ADP的相互转化体现了生物界的统一性。 3．合成ATP的途径包括光合作用和呼吸作用。 4．ATP是生命活动的直接能源物质。
1．以下是对生物体内ATP的有关叙述，不正确的是(多选)(　 　) A．ATP与ADP的相互转化，在活细胞中其循环是永无休止的 B．ATP与ADP是同一种物质的两种形态 C．生物体内的ATP含量很多，从而保证了生命活动所需能量的持续供应 D．ATP与ADP的相互转化，使生物体内各项化学反应能在常温常压下快速顺利地进行
解析：ATP与ADP并不是同一种物质；ATP在细胞中含量很少；酶的催化作用使各种化学反应快速顺利地进行。
2．ATP是细胞生命活动的能量“货币”，下列关于ATP的叙述中，不正确的是(　　) A．ATP在细胞内需要量很大，但是含量很少 B．所有生物的细胞合成ATP所需要的能量都来自细胞呼吸 C．细胞内ATP和ADP的相互转化，能避免能量的浪费 D．相同质量的脂肪彻底氧化分解合成的ATP比糖类彻底氧化分解合成的ATP多
解析：ATP是细胞的直接能源物质，ATP在细胞内需要量很大，但是含量很少，A选项正确；细胞内ATP和ADP的相互转化，既能及时且持续地为生命活动提供能量，又能避免能量的浪费，C选项正确；脂肪含H的比例高于糖类，相同质量的脂肪彻底氧化分解产生的能量比相同质量的糖类高，因此合成的ATP多，D选项正确。
3．下列有关酶和ATP的叙述，不正确的是(　　) A．绝大多数酶合成的场所是核糖体 B．葡萄糖进入小肠上皮细胞时会使胞内ADP的含量增加 C．ATP的合成一定需要酶，酶的催化作用都需要ATP供能 D．哺乳动物成熟的红细胞产生ATP不消耗氧气
解析：大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA，因此绝大多数酶合成的场所是核糖体，部分酶的合成场所是细胞核，A正确；葡萄糖进入小肠上皮细胞的方式是主动运输，需要消耗能量，因此会使胞内ADP的含量增加，B正确；ATP在合成时一定需要酶的催化，但酶发挥催化作用时不一定需要ATP供能，C错误；哺乳动物成熟的红细胞中无线粒体，只能通过无氧呼吸产生ATP，D正确。
4．在ATP与DNA、RNA、核苷酸的结构中都有“A”，下图圆圈中“A”依次表示的是(　　)
A．腺苷、腺嘌呤、腺嘌呤、腺苷B．腺嘌呤、腺嘌呤脱氧核苷酸、腺嘌呤核糖核苷酸、腺嘌呤C．腺苷、腺嘌呤脱氧核苷酸、腺嘌呤核糖核苷酸、腺嘌呤D．腺苷、腺嘌呤核糖核苷酸、腺嘌呤脱氧核苷酸、腺嘌呤
解析：根据各图的表示可知：ATP中的A为腺苷，由腺嘌呤和核糖组成；DNA分子中的A为腺嘌呤脱氧核苷酸，由一分子腺嘌呤、一分子脱氧核糖和一分子磷酸组成；RNA分子中的A为腺嘌呤核糖核苷酸，由一分子腺嘌呤、一分子核糖和一分子磷酸组成；核苷酸中的A为腺嘌呤。
5．下图1为ATP的分子结构图，图2为ATP与ADP相互转化过程图。下列有关叙述正确的是(　　) A．图1中的A为腺嘌呤，B为腺苷 B．图1中的化学键①在图2中很容易形成或断裂 C．图2中过程Ⅱ所需的能量都来自于细胞内有机物的氧化分解 D．图2中催化过程Ⅰ和过程Ⅱ的酶肯定不是同一种酶
解析：图1中的A为腺苷，B为腺嘌呤核糖核苷酸，A错误；图1中的化学键②在图2中很容易形成或断裂，B错误；图2中过程Ⅱ所需的能量可以来自于细胞内有机物的氧化分解，也可以来自于光能，C错误；ATP和ADP转化过程中酶不同，酶Ⅰ是水解酶，酶Ⅱ是合成酶，D正确。
6．根据图示回答下列问题：
(1) ATP作为生物体生命活动的直接能源物质，其分子结构简式为_____________。在ATP转化为ADP的过程中，由于________(图中字母)键断裂而释放出大量的能量。
(2) 在植物的叶绿体内进行光合作用时，ADP转化为ATP过程所需能量来自________；在生物体细胞进行呼吸作用时，图2所示反应进行的方向是________(填“由左向右”或“由右向左”)。 (3) 在根吸收无机盐离子时，图2所示反应的方向是________(填“由左向右”或“ 由右向左”)，能量用于________。
(4) 细胞内的吸能反应一般与___________的反应相联系，由__________提供能量；放能反应一般与___________相联系，释放的能量储存在ATP中。
解析：(1)ATP的分子结构简式为A—P～P～P，在ATP转化为ADP的过程中，由于c处高能磷酸键断裂而释放出大量的能量。 (2) 在植物的叶绿体内进行光合作用时，ADP转化为ATP过程所需能量来自太阳能；在生物体细胞进行呼吸作用时，进行ATP的合成，即反应进行的方向是由右向左。
(3) 在根吸收无机盐离子时，需要消耗ATP，即反应的方向是由左向右，释放的能量用于主动运输。 (4) 细胞内的吸能反应一般与ATP水解的反应相联系，由ATP水解提供能量；放能反应一般与ATP的合成相联系，释放的能量储存在ATP中。