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1、第五章,细胞的能量供应和利用,第2节 细胞的能量“通货”ATP,新 旧 脉 络,学习目标 1说出ATP的化学组成和特点。(重点) 2掌握ATP与ADP的相互转化，理解转化过程中物质及能量的变化。(难点) 3阐明ATP在能量代谢中的作用。 核心概念 ATP 高能磷酸键 吸能反应 放能反应,基 础 知 识,一、ATP的结构和特点,三磷酸腺苷,腺苷,磷酸基团,高能磷酸键,高能磷酸键,呼吸作用,光合作用,各项生,命活动,3特点： (1)ATP与ADP相互转化时刻不停地发生并且处于_中。 (2)细胞内ATP与ADP相互转化的能量供应机制，是生物界的_。 三、ATP的利用 1实例：,动态平衡,共性,主动,
2、吸能,2ATP是细胞内流通的能量“通货”：,ATP水解,ATP合成,ATP分子,1ATP中去除两个磷酸基团后是构建哪种物质的基本单位？ 提示：RNA。 2人们不论在运动时还是休息时，细胞内时刻进行着ATP与ADP的相互转化，这种转化属于可逆反应吗？ 提示：不属于，所需酶及场所等不同。 3细胞内的所有生命活动都需要ATP直接提供能量吗？举例说明。 提示：不是，如自由扩散等。,1ATP可以水解为一个核苷酸和两个磷酸。( ) 2人在饥饿时，细胞中ATP与ADP的含量难以达到动态平衡。( ) 3ATP能够及时转化成ADP，这有效地保证了细胞内能量的供应。( ) 4ATP在细胞内含量并不高，活细胞都能产
3、生ATP，也都会消耗ATP。( ) 5ATP含有3个高能磷酸键，但是只有一个高能磷酸键会发生断裂。( ) 6ATP中的A不代表腺嘌呤，当再脱去两个磷酸后，形成的物质为RNA的基本单位之一。( ),判断题,7酶的合成需要ATP供能，此ATP来自于光合作用和呼吸作用。 ( ) 8酶的催化反应都需要消耗ATP。( ) 9ATP水解释放的能量可用于细胞内的吸能反应。( ) 10活细胞内ATP与ADP的转化只能单向进行。( ),课 内 探 究,1ATP的组成,知识点1 ATP的结构和生理功能,2ATP的结构,3ATP的生理功能 细胞代谢所需的能量绝大多数是由细胞内的ATP直接提供的。ATP是细胞代谢所需
4、能量的直接来源。 4ATP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，许多能源物质需转化为ATP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。,知识贴士 DNA和RNA的组成中的A表示腺嘌呤这种碱基，而在ATP中A代表的是腺苷，即核糖与腺嘌呤的组合体。 每个ATP分子中只含有2个高能磷酸键()，其中只有远离腺苷的高能磷酸键易断裂或合成。,(2018合肥高一检测)下列关于ATP的叙述，正确的是( ) A三磷
5、酸腺苷可简写为APPP BATP被称为高能磷酸化合物的原因是所有化学键都储存大量能量 CATP中的大量能量都储存在腺苷和磷酸基团中 DATP中的大量能量储存在高能磷酸键中 解析 三磷酸腺苷的结构简式为APPP：ATP分子中的高能磷酸键储存着大量的能量。,D,变式训练1 下列关于ATP结构的叙述正确的是( ) AATP中含有三个高能磷酸键 BATP分子中含有C、H、O、N、P五种元素 CATP、DNA、RNA中的“A”相同 DATP彻底水解后会得到两种小分子物质 解析 ATP含有两个高能磷酸键，A错误；ATP、DNA、RNA中的“A”分别表示腺苷、腺嘌呤、腺嘌呤，C错误；ATP彻底水解后会得到磷
6、酸、核糖和腺嘌呤三种小分子物质，D错误。,B,1ATP转化及利用图示 图示1： 图示2：,知识点2 ATP与ADP间的相互转化,2解读 (1)光合作用和呼吸作用等放能反应与ATP的合成相联系，呼吸作用中释放的能量一部分储存在ATP中，另一部分以热能的形式散失。 (2)主动运输等吸能反应与ATP的分解相联系，所以ATP是直接供能物质。 (3)ATP在生物体内含量很少，又不断通过各种生命活动大量消耗，但ATP在细胞内的转化十分迅速，从而使细胞中的ATP总是处于一种动态平衡之中。,知识贴士 不要因为ATP是细胞中的直接能源物质就误认为细胞中的ATP含量很高，细胞内ATP的含量并不高，ATP可以与AD
7、P迅速地相互转化，满足机体的能量需要。,(2018合肥高一检测) 如图为细胞中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，时刻进行着过程和 B过程和也可以发生在同一个细胞器内 C过程中需要的能量不是过程释放的 D维持人体体温的热能主要来自过程中的能量,D,解析 ATP为直接能源物质，在一个活细胞中，时刻进行着ATP与ADP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。,方法点拨：1.ATP与ADP相互转化不是可逆反应，因为能量不同，酶不同。
8、2ATP与ADP相互转化是十分迅速的，保证了能量的持续供应。,B,指 点 迷 津,一、ATP和ADP的相互转化是不可逆的 1ATP与ADP的相互转化,综上所述，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”。 2ATP与ADP的转化式的含义 细胞内ATP与ADP的循环过程，并不表示化学上的可逆反应。 (1)从反应条件上看：ATP的水解属于水解反应，催化该反应的酶属于水解酶；而ATP的合成是一种合成反应，催化该反应的酶属于合成酶。由于酶具有专一性，因此，二者反应条件不同。,(2)从反应场所上看：ATP合成的场所为细胞质基质、
9、线粒体和叶绿体；而ATP分解的场所较多。因此，ATP的合成场所与分解场所不完全相同。 (3)从能量来源上看：ATP水解释放的能量是储存在高能磷酸键中的化学能；而合成ATP的能量主要来源于化学能和光能，即二者的能量来源不同。 提示：判断一个化学反应是不是可逆反应，不仅要看反应物和生成物是否相同，还要看反应的条件、场所是否相同。,下列有关“a.ATPADPPi能量”和“b.ADPPi能量ATP”的反应的叙述中，正确的是( ) a、b反应过程分别表示能量的释放和储存 生物细胞内的b过程所需要的能量来自细胞呼吸 a和b在活细胞中永无休止地循环进行，保证了生命活动的顺利进行 a反应中的“能量”一般不能用
10、于推动b反应的进行 a、b反应过程从物质角度看是可逆的，但从能量角度看是不可逆的 A B C D,C,解析 ATP的形成一般与放能反应联系在一起，ATP的分解一般与吸能反应联系在一起；生物细胞中b过程的能量来自细胞呼吸或光合作用；ATP和ADP的相互转化是循环进行的；a反应中的能量和b反应中的能量一般不同，所以a反应中的“能量”一般不能用于推动b反应的进行；a、b反应过程从物质的角度来看是可逆的，ATP和ADP以及Pi是可以反复利用的，但能量是不可以反复利用的，因为两个过程进行的场所、所需的酶等并不相同。,二、ATP与DNA、RNA、核苷酸的联系 ATP与DNA、RNA、核苷酸的结构中都含有“
11、A”，但在不同物质中“A”表示的含义不同，如图所示。,(1)ATP中的A为腺苷，由腺嘌呤和核糖组成。 (2)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。 (3)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。 (4)核苷酸中的A为腺嘌呤。 由此可见，它们的共同点是都含有腺嘌呤。,(2018天津高三模拟)如图所示四种化合物的化学组成中，“”中所对应的含义最接近的是( ) A和 B和 C和 D和,D,解析 根据图分析可知“”中所对应的含义分别为：一磷酸腺苷AMP(腺嘌呤核糖核苷酸)，腺嘌呤，DNA分子上的腺嘌呤脱氧核苷酸，RNA分子上的腺嘌呤核糖核苷酸，腺苷，腺苷。,学 霸 记 忆,知 识 构 建,