【高中生物】2023-2024學(xué)年人教版 必修一 細(xì)胞的能量“貨幣”ATP 課件_第1頁
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文檔簡介

第2節(jié)細(xì)胞的能量“貨幣”ATP第5章細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用1.依據(jù)ATP的分子簡式說出ATP的化學(xué)組成和特點(diǎn)2.根據(jù)ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化解釋ATP在細(xì)胞生命活動(dòng)中的作用1.生命觀念:ATP含有一種特殊化學(xué)鍵,與提供能量的功能相適應(yīng)2.科學(xué)思維:從原料、條件等方面掌握ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化學(xué)習(xí)目標(biāo)核心素養(yǎng)目錄CONTENTS01知識梳理歸納總結(jié)ZHISHISHULIGUINAZONGJIE02學(xué)習(xí)目標(biāo)

自主檢測XUEXIMUBIAOZIZHUJIANCE03重難突破易錯(cuò)攻克ZHONGNANTUPOYICUOGONGKE04課后課時(shí)作業(yè)KEHOUKESHIZUOYE01知識梳理歸納總結(jié)ZHISHISHULIGUINAZONGJIE腺苷三磷酸A—P~P~P腺苷腺嘌呤核糖三磷酸基團(tuán)一種特殊的化學(xué)鍵C、H、O、N、P磷酸基團(tuán)負(fù)電荷較高的轉(zhuǎn)移勢能30.54高能磷酸化合物直接能源物質(zhì)光能呼吸作用有機(jī)物

為細(xì)胞中絕大多數(shù)需要能量的生命活動(dòng)供能動(dòng)態(tài)平衡生物界的統(tǒng)一性1.ATP、ADP之間的相互轉(zhuǎn)化過程是可逆的嗎?為什么?提示:不是可逆的。ATP轉(zhuǎn)化成ADP和ADP轉(zhuǎn)化為ATP時(shí)所需要的酶是不同的,所需能量來源也不同,所以不可逆。2.ATP在細(xì)胞內(nèi)的含量是很少的,每一時(shí)刻儲存在人體內(nèi)的ATP、ADP的總含量不到1g,而一個(gè)正常成年人在靜止?fàn)顟B(tài)下24h,將有40kg的ATP發(fā)生轉(zhuǎn)化。為滿足能量需要,分析生物體是如何解決這一矛盾的?提示:ATP與ADP在細(xì)胞內(nèi)的相互轉(zhuǎn)化是十分迅速的,且物質(zhì)可以重復(fù)利用,因此,能滿足生命活動(dòng)對能量的需要。提示主動(dòng)運(yùn)輸磷酸化空間結(jié)構(gòu)活性吸收能量ATP水解的反應(yīng)釋放能量ATP的合成ATP直接供能ATP分子能源物質(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)驅(qū)動(dòng)細(xì)胞生命活動(dòng)的直接能源物質(zhì)——ATP。(4)生物體生命活動(dòng)的最終能量來源——太陽能。1.為什么說ATP是細(xì)胞的能量“貨幣”?答案ATP的合成與水解和細(xì)胞內(nèi)放能反應(yīng)與吸能反應(yīng)相聯(lián)系,即能量通過ATP分子在放能反應(yīng)和吸能反應(yīng)之間流通。2.ATP與ADP是怎樣相互轉(zhuǎn)化的?這有什么意義?答案3.細(xì)胞中的哪些生命活動(dòng)需要ATP提供能量?答案物質(zhì)合成、肌肉收縮、物質(zhì)的主動(dòng)運(yùn)輸、大腦思考、生物發(fā)光放電。答案學(xué)習(xí)目標(biāo)自主檢測02XUEXIMUBIAOZIZHUJIANCE1.(目標(biāo)1)關(guān)于ATP分子的敘述正確的是(

)A.ATP分子中含有C、H、O、N、P五種元素B.A中含有1個(gè)脫氧核糖和1個(gè)腺嘌呤C.T表示三,因而ATP中含有三個(gè)特殊化學(xué)鍵D.由1個(gè)腺苷和2個(gè)磷酸基團(tuán)組成解析A由1分子核糖和1分子腺嘌呤結(jié)合而成,B錯(cuò)誤;T表示三,指的是三個(gè)磷酸基團(tuán),ATP中含有兩個(gè)特殊化學(xué)鍵,C錯(cuò)誤;ATP分子由1個(gè)腺苷和3個(gè)磷酸基團(tuán)組成,D錯(cuò)誤。答案解析2.(目標(biāo)1)ATP是驅(qū)動(dòng)細(xì)胞生命活動(dòng)的直接能源物質(zhì),下列有關(guān)ATP的正確說法是(

)A.ATP中的磷酸基團(tuán)均具有較高的轉(zhuǎn)移勢能B.ATP為腺苷三磷酸,脫去一個(gè)磷酸基團(tuán)后變?yōu)锳DPC.細(xì)胞生命活動(dòng)均由ATP直接提供能量D.一分子ATP徹底水解產(chǎn)生3分子磷酸、1分子腺苷答案解析ATP中遠(yuǎn)離腺苷的磷酸基團(tuán)具有較高的轉(zhuǎn)移勢能,A錯(cuò)誤;細(xì)胞中絕大多數(shù)需要能量的生命活動(dòng)都是由ATP直接提供能量的,C錯(cuò)誤;一分子ATP徹底水解產(chǎn)生3分子磷酸和1分子核糖、1分子腺嘌呤,D錯(cuò)誤。解析3.(目標(biāo)2)如圖為植物細(xì)胞中ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化示意圖,下列相關(guān)敘述正確的是(

)A.過程①不需要酶的催化B.過程②發(fā)生末端磷酸基團(tuán)離開ATP的反應(yīng)C.過程①所需能量只能來自化學(xué)能D.過程②放出的能量可以用于過程①答案解析過程①②均需酶的催化,A錯(cuò)誤;②是ATP水解,即末端磷酸基團(tuán)離開ATP的反應(yīng),B正確;過程①所需能量來源可以是光能或有機(jī)物中化學(xué)能,C錯(cuò)誤;②過程釋放的能量可用于各項(xiàng)生命活動(dòng),但不能用于合成ATP,D錯(cuò)誤。解析4.(目標(biāo)2)有關(guān)ATP的敘述,下列說法錯(cuò)誤的是(

)A.動(dòng)物CO中毒,會降低Ca2+通過離子泵跨膜運(yùn)輸?shù)乃俾蔅.ATP與ADP循環(huán)中,放能反應(yīng)釋放的能量可用于吸能反應(yīng)C.正常細(xì)胞中ATP與ADP的比值隨運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度的變化而發(fā)生較大變化D.物質(zhì)跨膜運(yùn)輸消耗ATP時(shí),載體蛋白磷酸化后構(gòu)象改變答案解析Ca2+通過離子泵的跨膜運(yùn)輸方式為主動(dòng)運(yùn)輸,需要ATP供能,動(dòng)物CO中毒,會影響細(xì)胞中ATP的產(chǎn)生,進(jìn)而降低Ca2+通過離子泵跨膜運(yùn)輸?shù)乃俾?,A正確;放能反應(yīng)釋放的能量可用于ATP的合成,而ATP水解釋放的能量可用于吸能反應(yīng),故通過ATP與ADP的循環(huán),能量可在放能反應(yīng)與吸能反應(yīng)之間流通,B正確;正常細(xì)胞中ATP與ADP的比值相對穩(wěn)定,C錯(cuò)誤;物質(zhì)跨膜運(yùn)輸消耗ATP時(shí),ATP水解后,脫離下來的磷酸基團(tuán)可與載體蛋白結(jié)合,載體蛋白磷酸化,空間結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,實(shí)現(xiàn)物質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn),D正確。解析5.(目標(biāo)2)下列有關(guān)ATP的敘述,不正確的是(

)A.ATP中的能量可來源于光能,也可轉(zhuǎn)化為光能B.動(dòng)物和植物形成ATP的途徑分別是呼吸作用和光合作用C.活細(xì)胞中ATP與ADP之間的相互轉(zhuǎn)化隨時(shí)發(fā)生D.吸能反應(yīng)與ATP的水解反應(yīng)相聯(lián)系解析動(dòng)物形成ATP的途徑是呼吸作用,植物形成ATP的途徑是呼吸作用和光合作用,B錯(cuò)誤。答案解析學(xué)習(xí)目標(biāo)自主檢測02XUEXIMUBIAOZIZHUJIANCE重難突破易錯(cuò)攻克03ZHONGDANTUPOYICUOGONGKE[例1]

ATP、GTP、CTP和UTP是細(xì)胞內(nèi)四種高能磷酸化合物,它們的結(jié)構(gòu)只是堿基不同。如圖是ATP的化學(xué)結(jié)構(gòu)圖,A、B表示物質(zhì),α~γ表示磷酸基團(tuán)(Pi)的位置。下列敘述錯(cuò)誤的是(

)A.葉肉細(xì)胞中蔗糖的合成過程消耗ATPB.1分子GTP徹底水解可得到3個(gè)小分子物質(zhì)C.物質(zhì)A和B分別是腺嘌呤和核糖,A和B組成腺苷D.用32P標(biāo)記ATP的α位的P,作為合成RNA的原料,可使RNA分子被標(biāo)記答案解題分析1分子GTP徹底水解可得到5個(gè)小分子物質(zhì):3分子磷酸,1分子核糖,1分子鳥嘌呤,B錯(cuò)誤。解題分析[例2]

ATP在細(xì)胞中能夠釋放能量,下列關(guān)于ATP的說法錯(cuò)誤的是(

)A.ATP合成所需能量只能來自呼吸作用B.由于兩個(gè)相鄰的磷酸基團(tuán)都帶有負(fù)電荷而相互排斥等原因,使得特殊化學(xué)鍵不穩(wěn)定C.細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核中都有ATP的分布D.1molATP水解釋放的能量高達(dá)30.54kJ答案[例3]下圖是生物體內(nèi)ATP和ADP相互轉(zhuǎn)化表達(dá)式,下列相關(guān)敘述不正確的是(

)A.細(xì)菌內(nèi)ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化的機(jī)制與真核生物的細(xì)胞都是一樣的B.ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化處于動(dòng)態(tài)平衡C.ATP與ADP迅速的相互轉(zhuǎn)化保證了機(jī)體對能量的需求D.ATP釋放的能量主要用于再合成ATP答案[例4]鈣離子釋放到細(xì)胞膜外是一個(gè)主動(dòng)運(yùn)輸?shù)倪^程。如圖是ATP為鈣離子運(yùn)輸提供能量的示意圖。下列有關(guān)該過程的敘述,錯(cuò)誤的是(

)A.參與Ca2+主動(dòng)運(yùn)輸?shù)妮d體蛋白能催化ATP水解B.脫離ATP分子的末端磷酸基團(tuán)使載體蛋白磷酸化,載體蛋白磷酸化導(dǎo)致其空間結(jié)構(gòu)發(fā)生變化C.人的紅細(xì)胞吸收葡萄糖分子的過程與此圖類似D.ATP末端磷酸基團(tuán)有一種離開ATP而與其他分子結(jié)合的趨勢,具有較高的轉(zhuǎn)移勢能答案解題分析轉(zhuǎn)運(yùn)Ca2+的載體蛋白是催化ATP水解的酶,A正確;脫離ATP分子的末端磷酸基團(tuán)使載體蛋白磷酸化,載體蛋白磷酸化后其空間結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,B正確;人的紅細(xì)胞吸收葡萄糖分子的過程是協(xié)助擴(kuò)散,不消耗ATP,C錯(cuò)誤;ATP末端磷酸基團(tuán)有一種離開ATP而與其他分子結(jié)合的趨勢,具有較高的轉(zhuǎn)移勢能,D正確。解題分析(1)ATP是一種高能磷酸化合物,是與能量有關(guān)的一種物質(zhì),不可等同于能量。(2)ATP轉(zhuǎn)化為ADP又稱“ATP的水解反應(yīng)”,這一過程需ATP水解酶的催化,同時(shí)也需要消耗水。(3)ATP并不是細(xì)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(xì)胞內(nèi)的UTP、GTP、CTP及動(dòng)物體內(nèi)的磷酸肌酸。(4)ATP與ADP轉(zhuǎn)化總處于“動(dòng)態(tài)平衡”中,如劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)ATP分解量增加,此時(shí)其合成量也增加。課后課時(shí)作業(yè)04KEHOUKESHIZUOYE知識點(diǎn)一ATP是一種高能磷酸化合物1.生物體主要儲能物質(zhì)、最終能源、主要能源物質(zhì)和直接能源物質(zhì)依次是(

)A.淀粉、陽光、葡萄糖、ATPB.脂肪、ATP、糖類、陽光C.蛋白質(zhì)、陽光、葡萄糖、ATPD.脂肪、陽光、糖類、ATP答案[基礎(chǔ)對點(diǎn)]2.如圖是ATP轉(zhuǎn)化為ADP的示意圖,下面相關(guān)敘述正確的是(

)A.ATP分子含有3個(gè)特殊的化學(xué)鍵B.X代表能量C.ADP分子含有1個(gè)磷酸基團(tuán)D.在運(yùn)動(dòng)時(shí)細(xì)胞中的ATP才轉(zhuǎn)化成ADP答案3.如圖為ATP分子結(jié)構(gòu)式。下列相關(guān)敘述正確的是(

)A.1個(gè)ATP分子由1個(gè)腺嘌呤和3個(gè)磷酸基團(tuán)組成B.ATP分子水解去掉兩個(gè)磷酸基團(tuán)后變成腺嘌呤脫氧核苷酸C.主動(dòng)運(yùn)輸、肌肉收縮、蛋白質(zhì)水解等生命活動(dòng)都需ATP水解提供能量D.ATP中的能量可來自光能或化學(xué)能,也可轉(zhuǎn)化為光能或化學(xué)能答案答案解析ATP與ADP轉(zhuǎn)化過程所需酶種類不同,A錯(cuò)誤;ATP水解釋放能量,ATP合成儲存能量,B正確;ATP、ADP的相互轉(zhuǎn)化不是可逆反應(yīng),因酶不同,能量來源不同,C錯(cuò)誤;植物細(xì)胞中合成ATP的過程有光合作用和呼吸作用,動(dòng)物無光合作用,D錯(cuò)誤。解析5.ATP是生物體直接的能源物質(zhì),在ATP酶的作用下水解供能。下列說法錯(cuò)誤的是(

)A.ATP中的“A”是由腺嘌呤和核糖構(gòu)成B.ATP逐步水解三個(gè)磷酸基團(tuán)時(shí)放能相同C.動(dòng)物和植物中ADP轉(zhuǎn)化成ATP所需能量都可來自細(xì)胞呼吸所釋放的能量D.ATP快速合成和分解以滿足細(xì)胞能量需求答案解析ATP中“—”中含有的能量小于“~”中含有的能量,ATP水解為ADP,此過程中由于位于ATP分子中遠(yuǎn)離腺苷的特殊化學(xué)鍵斷裂而釋放大量能量,B錯(cuò)誤;對于動(dòng)物細(xì)胞,ADP轉(zhuǎn)化成ATP所需能量來自細(xì)胞呼吸時(shí)有機(jī)物分解釋放的能量,植物細(xì)胞除來自細(xì)胞呼吸時(shí)有機(jī)物分解釋放的能量還可以來自光能,C正確;ATP在細(xì)胞內(nèi)的含量很少,通過快速合成和分解以滿足細(xì)胞能量需求,D正確。解析6.細(xì)胞內(nèi)有些化學(xué)反應(yīng)是需要吸收能量的,有些是釋放能量的,這些過程一般與ATP的分解和合成相聯(lián)系,判斷下列說法正確的是(

)A.植物體內(nèi)的細(xì)胞呼吸伴隨著ATP的合成,是吸能反應(yīng)B.由氨基酸脫水縮合形成蛋白質(zhì)的過程需要消耗ATP,是放能反應(yīng)C.放能反應(yīng)一般伴隨著ADP生成,吸能反應(yīng)一般伴隨著ATP合成D.能量通過ATP分子在吸能反應(yīng)和放能反應(yīng)之間流通解析細(xì)胞呼吸釋放能量是放能反應(yīng),A錯(cuò)誤;脫水縮合形成蛋白質(zhì)的過程需要消耗能量,是吸能反應(yīng),B錯(cuò)誤;吸能反應(yīng)一般伴隨著ATP的水解,放能反應(yīng)一般伴隨著ATP的合成,C錯(cuò)誤。答案解析7.ATP的結(jié)構(gòu)如圖所示,①③表示組成ATP的化學(xué)基團(tuán),②④表示化學(xué)鍵。下列有關(guān)敘述正確的是(

)A.①為腺嘌呤,即結(jié)構(gòu)簡式中的AB.②為一種穩(wěn)定的普通磷酸鍵C.在ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化中,③可重復(fù)利用D.若化學(xué)鍵④斷裂,可生成化合物ADP答案解析①為腺嘌呤,結(jié)構(gòu)簡式中的A是腺苷,A錯(cuò)誤;化學(xué)鍵②為特殊的化學(xué)鍵,B錯(cuò)誤;③是磷酸基團(tuán),在ATP-ADP循環(huán)中可重復(fù)利用,C正確;若④特殊的化學(xué)鍵斷裂,即丟掉兩個(gè)磷酸基團(tuán),則生成的化合物是AMP(或腺嘌呤核糖核苷酸),D錯(cuò)誤。解析8.下列關(guān)于ATP的敘述中,正確的是(

)A.ATP分子中所有化學(xué)鍵都儲存著大量的能量,所以被稱為高能磷酸化合物B.人體細(xì)胞內(nèi)儲存有大量ATP,供生命活動(dòng)利用C.線粒體是藍(lán)細(xì)菌產(chǎn)生ATP的主要場所D.劇烈運(yùn)動(dòng)后體內(nèi)ATP含量不會明顯下降答案解析1molATP水解釋放的能量高達(dá)30.54kJ,所以說ATP是一種高能磷酸化合物,ATP分子中含有兩個(gè)特殊的化學(xué)鍵,其余的是普通的化學(xué)鍵,其中特殊的化學(xué)鍵中儲存著大量的能量,A錯(cuò)誤;ATP在細(xì)胞內(nèi)的含量很少,但轉(zhuǎn)化速率很快,B錯(cuò)誤;藍(lán)細(xì)菌為原核生物,不含線粒體,C錯(cuò)誤;劇烈運(yùn)動(dòng)后,人體ATP含量基本不變,D正確。解析9.圖示為蛋白質(zhì)磷酸化的過程。下列分析不正確的是(

)A.ADP是組成核酸的基本單位B.圖中蛋白質(zhì)可能有ATP水解酶的活性C.蛋白質(zhì)磷酸化后結(jié)構(gòu)發(fā)生改變D.蛋白質(zhì)磷酸化為吸能反應(yīng),磷酸化的蛋白質(zhì)蘊(yùn)含的能量值更高答案[能力提升]解析ADP再去掉一個(gè)磷酸即AMP是RNA(核糖核酸)的基本單位之一,A錯(cuò)誤;圖中的蛋白質(zhì)與ATP結(jié)合后,ATP變成ADP和Pi,說明圖中蛋白質(zhì)可能有水解ATP的特性,B正確;蛋白質(zhì)磷酸化是蛋白質(zhì)與磷酸結(jié)合,故蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)改變,C正確;蛋白質(zhì)磷酸化過程中ATP水解,故為吸能反應(yīng),磷酸化的蛋白質(zhì)中含有能量且比原蛋白質(zhì)更高,D正確。解析10.細(xì)胞中時(shí)刻進(jìn)行著許多化學(xué)反應(yīng),如圖表示ATP逐級水解的過程。下列敘述不正確的是(

)A.ATP水解釋放的能量可用于細(xì)胞內(nèi)的吸能反應(yīng)B.反應(yīng)消耗等量的相同底物時(shí),過程Ⅲ釋放的能量最多C.ATP中含有③,有些酶的分子結(jié)構(gòu)中也可能含有③D.ATP與①相互轉(zhuǎn)化的能量供應(yīng)機(jī)制是生物界的共性答案解析ATP水解釋放的能量可用于細(xì)胞內(nèi)的吸能反應(yīng),A正確;反應(yīng)消耗等量的底物時(shí),過程Ⅰ、Ⅱ斷裂的化學(xué)鍵釋放的能量多,而過程Ⅲ斷裂的化學(xué)鍵釋放的能量少,B錯(cuò)誤;③代表腺苷,有些酶是RNA,分子結(jié)構(gòu)中含有腺苷,C正確;①是ADP,ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化的能量供應(yīng)機(jī)制是生物界的共性,D正確。解析11.在生物體內(nèi)能量的轉(zhuǎn)換和傳遞中,A

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