【學習目標】
1.結(jié)合ATP的結(jié)構(gòu)圖，分析其特點，認同ATP是驅(qū)動細胞生命活動的直接能源物質(zhì)，形成結(jié)構(gòu)決定功能的生命觀念。
2.分析ATP和ADP相互轉(zhuǎn)化過程，認同ATP和ADP相互轉(zhuǎn)化機制是生物界普遍存在的能量供應機制，生物界具有統(tǒng)一性。
3.舉例說明生物體各項生命活動都需要消耗ATP,結(jié)合ATP為主動運輸供能示意圖，解釋ATP為生命活動供能的機理，認同ATP是細胞內(nèi)流通的能量“貨幣”。
【學習重難點】
ATP與ADP之間的相互轉(zhuǎn)化機制
ATP在細胞代謝中的作用
【預習新知】
ATP是一種高能磷酸化合物
請仔細閱讀教材第86頁，完成下面的問題。
1．ATP的名稱與簡式
(1)中文名稱：__________。
(2)結(jié)構(gòu)簡式：__________。
2．功能
ATP是細胞內(nèi)的一種________化合物，是細胞生命活動的________物質(zhì)。
ATP與ADP可以相互轉(zhuǎn)化
1．轉(zhuǎn)化過程
(1)ATP轉(zhuǎn)化為ADP
①ATP在酶的作用下水解時，脫離下來的 磷酸基團 與其他分子結(jié)合，從而使后者發(fā)生變化，ATP水解后轉(zhuǎn)化為比ATP穩(wěn)定的化合物 (腺苷二磷酸)，脫離下來的磷酸基團如果未移給其他分子，就可以成為游離的 (以Pi表示)。
②反應式：ATPADP＋ ＋能量。
(2)ADP轉(zhuǎn)化為ATP過程
①在有關(guān)酶的催化作用下，ADP可以接受 ，同時與 結(jié)合，重新形成ATP。
②反應式：ADP＋ ＋ ATP。
2．轉(zhuǎn)化過程中能量來源和去向
(1)ADP合成ATP的能量來源
①綠色植物，既可來自 ，也可以來自 所釋放的能量。
②動物、人、真菌和大多數(shù)細菌，均來自細胞進行呼吸作用時 分解所釋放的能量。
(2)ATP水解成ADP釋放的能量去向： 。
3．相互轉(zhuǎn)化特點
(1)ATP和ADP相互轉(zhuǎn)化是時刻不停地發(fā)生且處于 之中的。
(2)ATP和ADP相互轉(zhuǎn)化的能量供應機制體現(xiàn)了 。
ATP的利用
(1)利用ATP的實例
(2)ATP為主動運輸提供能量的過程
①參與Ca2＋主動運輸?shù)? 是一種能催化ATP水解的酶。當膜內(nèi)側(cè)的Ca2＋與其相應位點結(jié)合時，其 就被激活了。
②在 的作用下，ATP分子的 脫離下來與載體蛋白結(jié)合，這一過程伴隨著 ，這就是載體蛋白的 。
③載體蛋白磷酸化導致其 發(fā)生變化，使Ca2＋的結(jié)合位點轉(zhuǎn)向 ，將Ca2＋釋放到膜外。
(3)總結(jié)：ATP供能機制(課本P88正文最后一段)
ATP水解釋放的 使蛋白質(zhì)等分子 ，這些分子被磷酸化后， 發(fā)生變化， 也被改變，因而可以參與 。
(4)ATP是細胞內(nèi)流通的能量“貨幣”
①細胞內(nèi)的化學反應分為 和 。
②吸能反應是需要 的，如蛋白質(zhì)合成等。許多吸能反應與 相聯(lián)系，由ATP水解提供能量。
③放能反應是 的，如葡萄糖的氧化分解等。許多放能反應與 相聯(lián)系，釋放的能量儲存在 中，用來為吸能反應直接供能。
④能量通過ATP分子在 流通。
【易錯提示】
能源物質(zhì)的種類及關(guān)系
(1)生物體主要能源物質(zhì)——糖類。
(2)生物體主要儲能物質(zhì)——脂肪。
(3)生物體生命活動的直接能源物質(zhì)——ATP。
(4)生物體生命活動的最終能量來源——太陽能。
(5)各種能源物質(zhì)的關(guān)系：太陽能→糖類等能源物質(zhì)→ATP中化學能→生命活動。
(6)ATP并不是細胞內(nèi)唯一的高能磷酸化合物，高能磷酸化合物在生物體內(nèi)有很多種，如存在于各種生物體細胞內(nèi)的UTP、GTP、CTP及動物體內(nèi)的磷酸肌酸。
【鞏固訓練】
1.ATP在細胞生命活動的能量供應中具有重要作用。下列生命活動消耗ATP的有( )
A.Na+通過Na+通道蛋白進入細胞B.螢火蟲發(fā)光
C.核糖體上發(fā)生氨基酸的脫水縮合D.打球時投球進籃
2.ATP是腺嘌呤核苷的衍生物，如圖是ATP的分子結(jié)構(gòu)圖，下列有關(guān)敘述錯誤的是( )
A.ATP分子的結(jié)構(gòu)式可簡寫為A-P～P～P
B.圖中虛線部分的名稱是腺苷
C.圖中①處的化學鍵易斷裂，斷裂后ATP轉(zhuǎn)化為ADP
D.組成ATP的化學元素是C、H、O、N、P
3.下圖表示ATP的結(jié)構(gòu)模式圖，下列敘述錯誤的是( )
A.①含有磷元素B.②代表一種特殊的化學鍵
C.③也存在于DNA中D.④也存在于RNA中
4.ATP在人體生命活動中有重要作用，且消耗量巨大，一個成年人靜臥24h消耗約40kgATP，在劇烈運動時每分鐘可消耗0.5kgATP。下列敘述錯誤的是( )
A.ATP是細胞生命活動的直接能源物質(zhì)
B.ATP中的高能磷酸鍵穩(wěn)定性較差
C.運動時ATP合成速率大于靜臥時
D.ATP合成和水解過程都能為生命活動供能
5.下圖①②③所示為三種物質(zhì)結(jié)構(gòu)示意圖。下列敘述錯誤的是( )
A.三者都含有C、H、O元素B.三者都含有五碳糖
C.三者都含有磷酸基團D.三者都能在線粒體中找到
參考答案
1.答案：BCD
解析：A、Na+通過Na+通道蛋白進入細胞，屬于協(xié)助擴散，不消耗ATP,A不符合題意;B、螢火蟲發(fā)光需要消耗ATP，B符合題意;C、大分子物質(zhì)的合成需要消耗ATP，C符合題意;D、打球時投球進籃需要消耗ATP，D符合題意。故選:BCD。
2.答案：C
解析：ATP的結(jié)構(gòu)式可簡寫為A—P~P~P，A正確；圖中虛線部分是腺嘌呤和核糖組成的腺苷，B正確；ATP中遠離腺苷的磷酸鍵②易斷裂，斷裂后ATP可轉(zhuǎn)化為ADP，C錯誤；組成ATP的化學元素是C、H、O、N、P，D正確。
3.答案：C
解析：A、①是磷酸基團，含有磷元素，A正確;B、②是磷酸之間的特殊化學鍵，水解可釋放能量，B正確;C、③是核糖，DNA中存在脫氧核糖，不存在核糖，C錯誤;D、④是堿基A(腺嘌呤)，DNA和RNA中都有堿基A，D正確。故選C.
4.答案：D
解析：ABC、ATP是細胞生命活動的直接能源物質(zhì)，ATP中的高能磷酸鍵穩(wěn)定性較差，特別是遠離腺苷的高能磷酸鍵易形成也易斷裂，運動時 ATP合成速率大于靜臥時，ATP的消耗也大于靜臥時，ABC正確;
D、ATP水解過程能為生命活動供能，但ATP合成過程需要消耗能量，D錯誤。
5.答案：B
解析：圖①表示的是磷脂分子，圖②表示的是腺苷三磷酸，圖③表示的是核糖核苷酸，三者都包含了C、H、O元素，且都存在磷酸基團，磷脂是構(gòu)成膜的成分，能在線粒體中找到，線粒體中能夠生成ATP且能夠進行轉(zhuǎn)錄，因此三者都能在線粒體中找到，但是磷脂沒有五碳糖，ACD正確，B錯誤。

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第2節(jié) 細胞的能量“貨幣”ATP

版本： 人教版 (2019)

年級： 必修1《分子與細胞》

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