資源簡介

(共26張PPT)
第3課時
ATP是驅動細胞生命活動的直接能源物質
第三章　第一節　生命活動需要酶和能源物質
學習目標
1.簡述ATP的化學組成和特點。
2.闡述ATP與ADP之間的相互轉化。
3.解釋ATP在能量代謝中的作用。
教材梳理
1.能源物質
______、______、_______都富含能量。這些物質_________釋放的能量中有一部分用于產生_____。
糖類
脂肪
蛋白質
氧化分解
ATP
(1)中文名稱：___________。
(2)結構簡式：____________。
(3)符號含義
2.ATP的名稱與簡式
腺苷三磷酸
A—P～P～P
腺嘌呤核苷
(簡稱腺苷)
A：
核糖
腺嘌呤
T：____
P：_________
～：_______
三
磷酸基團
磷酐鍵
3.ATP的特點
(1)由于兩個相鄰的磷酸基團都帶負電荷而相互排斥等原因，使得磷酐鍵容易斷裂。ATP分子末端的_______斷裂后，ATP轉化為__________(ADP)和游離的____( )。
(2)ATP是通過_________而不是簡單的水解提供能量的，ATP轉移的基團是一個_______(— )，而不是磷酸基(— )。
(3)ATP在細胞內含量______，但轉化十分迅速。
磷酐鍵
腺苷二磷酸
Pi
基團轉移
磷酰基
很低
4.ATP和ADP的相互轉化
(1)ATP的合成反應
①反應式：_________＋
能量1 ______。
②圖中“能量1”為___________________產生的能量。
(2)ATP的水解反應
①反應式：_____ _________＋能量2。
②圖中“能量2”為通過_______轉移提供的能量。
ADP＋Pi
ATP
光合作用、細胞呼吸
ATP
ADP＋Pi
磷酰基
5.ATP的功能
(1)是細胞內絕大多數生命活動的_________物質。如生長、_____、運動、_____和大多數______反應等。
(2)是驅動細胞中各種生命活動的通用_________。______等有機物氧化分解釋放的能量不能直接用于生命活動，需要轉化為_____中的能量才能滿足生命活動的需求。
直接能源
發育
生殖
需能
能量貨幣
糖類
ATP
(1)ATP含有3個磷酐鍵，但是只有一個磷酐鍵會發生斷裂(　　)
(2)ATP是細胞生命活動需要的能量(　　)
(3)根細胞產生ATP的生理過程為光合作用和細胞呼吸(　　)
(4)ATP和ADP的相互轉化時刻不停地發生并且處在動態平衡中(　　)
×
√
×
×
任務一：ATP的結構
1.根據ATP的結構式思考下列問題：
(1)圖中①②③的結構分別是什么？
核心探討
提示　腺嘌呤、核糖、磷酸基團。
(2)腺苷是由圖中哪些結構組成的(寫序號)
提示　①②。
(3)ATP分子去掉2個磷酸基團后的剩余部分是什么物質？
提示　腺嘌呤核糖核苷酸。
(4)若ATP完全水解，會得到哪些成分？
提示　腺嘌呤、核糖、磷酸。
2.為什么ATP中遠離A端的磷酐鍵不穩定？
提示　由于兩個相鄰的磷酸基團都帶負電荷而相互排斥等原因，使得這種化學鍵不穩定。
核心歸納
ATP的結構
(1)由結構圖示可知，ATP的組成元素有
C、H、O、N、P，這與核酸的元素組
成是相同的。
(2)由結構圖示可看出，ATP的結構特點
可概括為“一、二、三”，即一個腺嘌
呤核苷、兩個磷酐鍵、三個磷酸基團。
(3)ATP水解后脫下兩個Pi就形成AMP(腺苷一磷酸)，AMP是RNA的基本組成單位之一。
1.(2022·江蘇連云港高一期末)ATP分子的結構可簡寫成A－P～P～P，下列相關敘述正確的是
A.A代表腺嘌呤，T代表三，P代表磷酸基團
B.“～”表示磷酐鍵，其斷裂時需要吸收能量
C.ATP是通過轉移磷酸基(－ )提供能量的
D.ATP是通過磷酐鍵斷裂，直接釋放大量能量的
√
跟蹤訓練
“A”代表腺苷，A錯誤；
“～”代表磷酐鍵，其斷裂時需要先吸收能量使ATP分子處于活躍狀態，然后在轉變成ADP和Pi的過程中釋放能量，B正確；
2.ATP是細胞的能量“貨幣”，如圖所示為ATP的分子結構，a、b、c表示相應的結構，①②表示化學鍵。下列相關敘述錯誤的是
A.ATP并不是細胞中所有需要能量的生
命活動的唯一直接供能物質
B.圖中①②對應的磷酐鍵都斷裂后形成
的產物是構成RNA的基本單位之一
C.GTP與ATP結構相似，GTP含有的糖為核糖，其中的“G”叫鳥苷
D.ATP水解產生的能量用于滿足各項生命活動，如蔗糖的水解
√
ATP并不是細胞中所有需要能量的生命活動的唯一直接供能物質，細胞中還有GTP、CTP等直接供能物質，A正確；
圖中①②對應的磷酐鍵都斷裂后形成的產物是腺嘌呤核糖核苷酸，是構成RNA的基本單位之一，B正確；
GTP是三磷酸鳥苷，與ATP結構相似，GTP含有的糖為核糖，其中的“G”叫鳥苷，C正確；
蔗糖的水解不消耗能量，D錯誤。
任務二：ATP和ADP的相互轉化和ATP的利用
1.分析以下資料，回答相關問題：
資料1　研究顯示，一個成年人一天在靜止狀態下所消耗的ATP約有48 kg；在劇烈運動的狀態下，每分鐘約有0.5 kg的ATP轉化成ADP。
資料2　成人體內ATP總量約為2～10 mg，人體安靜狀態下，肌肉內ATP含量只能供肌肉收縮1～2 s。
資料3　每個細胞每秒可合成約1 000萬個ATP且同時有等量的ATP 被水解。
(1)資料1和資料2說明了什么？
提示　ATP的消耗量大，但是含量很低。
(2)資料3說明了什么？有什么意義？
提示　ATP合成和水解即ATP和ADP的相互轉化非常迅速，一方面為細胞提供所需的ATP，另一方面使ATP維持相對恒定的水平。
2.閱讀教材有關ATP的利用和合成的相關內容，將ATP和ADP的轉化概念圖補充完整。
光合作用
細胞呼吸
Pi
生長
發育
運動
生殖
核心歸納
1.ATP與ADP的相互轉化
反應式 ATP ADP＋Pi＋能量 ADP＋Pi＋能量 ATP
場所 生物體的需能部位 細胞質基質、線粒體、葉綠體
物質變化 水解反應 合成反應
能量變化 釋放能量 吸收能量
能量來源 基團(— )轉移 細胞呼吸、光合作用
特點 時刻不停地發生，并且處于動態平衡之中
核心歸納
特別提醒　ATP和ADP相互轉化時，反應所需要的酶、能量的來源和去路、反應的場所不同，因此二者的轉化不是可逆的，從兩者相互轉化的反應式來看，“物質是可逆的，但能量不可逆”。
核心歸納
2.ATP的利用
(1)儲存在ATP中的化學能可以轉化為光能、電能、機械能等。
(2)常見的消耗ATP的生理過程：主動運輸、蛋白質合成、胞吞、胞吐、細胞分裂等。
(3)常見的不消耗ATP的生理過程：簡單擴散、協助擴散、氣體交換、蒸騰作用等。
3.如圖表示細胞中ATP與ADP相互轉化示意圖。下列相關敘述正確的是
A.過程①的能量來自磷酸
B.過程②發生化學鍵的斷裂
C.過程①只能發生在線粒體中
D.過程②不能發生在葉綠體中
√
跟蹤訓練
4.(多選)(2023·江蘇海安高一期末)下列有關人體細胞內ATP的敘述，正確的是
A.處在寒冷環境中時，細胞產生ATP的速率增大
B.運動時，細胞內產生ATP的速率遠大于產生ADP的速率
C.劇烈運動時，肌肉細胞水解ATP的速率迅速增加
D.饑餓時，細胞內產生ADP的速率遠大于產生ATP的速率
√
√
在任何狀態下，ATP與ADP的相互轉化均處于動態平衡之中，即細胞產生ADP的速率基本等于產生ATP的速率，B、D錯誤；
處在寒冷環境中時，人體細胞代謝增強以維持體溫恒定，細胞產生 ATP的速率增大，A正確；
劇烈運動時需要的能量增多，肌肉細胞水解ATP的速率迅速增加，C正確。
網絡構建第3課時　ATP是驅動細胞生命活動的直接能源物質
[學習目標]　1.簡述ATP的化學組成和特點。
2.闡述ATP與ADP之間的相互轉化。
3.解釋ATP在能量代謝中的作用。
1．能源物質
糖類、脂肪、蛋白質都富含能量。這些物質氧化分解釋放的能量中有一部分用于產生ATP。
2．ATP的名稱與簡式
(1)中文名稱：腺苷三磷酸。
(2)結構簡式：A—P～P～P。
(3)符號含義
3．ATP的特點
(1)由于兩個相鄰的磷酸基團都帶負電荷而相互排斥等原因，使得磷酐鍵容易斷裂。ATP分子末端的磷酐鍵斷裂后，ATP轉化為腺苷二磷酸(ADP)和游離的Pi(HPO)。
(2)ATP是通過基團轉移而不是簡單的水解提供能量的，ATP轉移的基團是一個磷酰基(—PO)，而不是磷酸基(—OPO)。
(3)ATP在細胞內含量很低，但轉化十分迅速。
4．ATP和ADP的相互轉化
(1)ATP的合成反應
①反應式：ADP＋Pi＋能量1ATP。
②圖中“能量1”為光合作用、細胞呼吸產生的能量。
(2)ATP的水解反應
①反應式：ATPADP＋Pi＋能量2。
②圖中“能量2”為通過磷酰基轉移提供的能量。
5．ATP的功能
(1)是細胞內絕大多數生命活動的直接能源物質。如生長、發育、運動、生殖和大多數需能反應等。
(2)是驅動細胞中各種生命活動的通用能量貨幣。糖類等有機物氧化分解釋放的能量不能直接用于生命活動，需要轉化為ATP中的能量才能滿足生命活動的需求。
判斷正誤
(1)ATP含有3個磷酐鍵，但是只有一個磷酐鍵會發生斷裂(　　)
(2)ATP是細胞生命活動需要的能量(　　)
(3)根細胞產生ATP的生理過程為光合作用和細胞呼吸(　　)
(4)ATP和ADP的相互轉化時刻不停地發生并且處在動態平衡中(　　)
答案　(1)×　(2)×　(3)×　(4)√
任務一：ATP的結構
1．根據ATP的結構式思考下列問題：
(1)圖中①②③的結構分別是什么？
提示　腺嘌呤、核糖、磷酸基團。
(2)腺苷是由圖中哪些結構組成的(寫序號)
提示　①②。
(3)ATP分子去掉2個磷酸基團后的剩余部分是什么物質？
提示　腺嘌呤核糖核苷酸。
(4)若ATP完全水解，會得到哪些成分？
提示　腺嘌呤、核糖、磷酸。
2．為什么ATP中遠離A端的磷酐鍵不穩定？
提示　由于兩個相鄰的磷酸基團都帶負電荷而相互排斥等原因，使得這種化學鍵不穩定。
　ATP的結構
(1)由結構圖示可知，ATP的組成元素有C、H、O、N、P，這與核酸的元素組成是相同的。
(2)由結構圖示可看出，ATP的結構特點可概括為“一、二、三”，即一個腺嘌呤核苷、兩個磷酐鍵、三個磷酸基團。
(3)ATP水解后脫下兩個Pi就形成AMP(腺苷一磷酸)，AMP是RNA的基本組成單位之一。
1．(2022·江蘇連云港高一期末)ATP分子的結構可簡寫成A－P～P～P，下列相關敘述正確的是(　　)
A．A代表腺嘌呤，T代表三，P代表磷酸基團
B．“～”表示磷酐鍵，其斷裂時需要吸收能量
C．ATP是通過轉移磷酸基(－OPO)提供能量的
D．ATP是通過磷酐鍵斷裂，直接釋放大量能量的
答案　B
解析　“A”代表腺苷，A錯誤；“～”代表磷酐鍵，其斷裂時需要先吸收能量使ATP分子處于活躍狀態，然后在轉變成ADP和Pi的過程中釋放能量，B正確；ATP是通過轉移磷酰基(－PO)提供能量的，而不是磷酸基(－OPO)，C錯誤；ATP分子水解，末端的磷酐鍵斷裂，通過基團(—PO)的轉移提供能量，D錯誤。
2．ATP是細胞的能量“貨幣”，如圖所示為ATP的分子結構，a、b、c表示相應的結構，①②表示化學鍵。下列相關敘述錯誤的是(　　)
A．ATP并不是細胞中所有需要能量的生命活動的唯一直接供能物質
B．圖中①②對應的磷酐鍵都斷裂后形成的產物是構成RNA的基本單位之一
C．GTP與ATP結構相似，GTP含有的糖為核糖，其中的“G”叫鳥苷
D．ATP水解產生的能量用于滿足各項生命活動，如蔗糖的水解
答案　D
解析　ATP并不是細胞中所有需要能量的生命活動的唯一直接供能物質，細胞中還有GTP、CTP等直接供能物質，A正確；圖中①②對應的磷酐鍵都斷裂后形成的產物是腺嘌呤核糖核苷酸，是構成RNA的基本單位之一，B正確；GTP是三磷酸鳥苷，與ATP結構相似，GTP含有的糖為核糖，其中的“G”叫鳥苷，C正確；蔗糖的水解不消耗能量，D錯誤。
任務二：ATP和ADP的相互轉化和ATP的利用
1．分析以下資料，回答相關問題：
資料1　研究顯示，一個成年人一天在靜止狀態下所消耗的ATP約有48 kg；在劇烈運動的狀態下，每分鐘約有0.5 kg的ATP轉化成ADP。
資料2　成人體內ATP總量約為2～10 mg，人體安靜狀態下，肌肉內ATP含量只能供肌肉收縮1～2 s。
資料3　每個細胞每秒可合成約1 000萬個ATP且同時有等量的ATP 被水解。
(1)資料1和資料2說明了什么？
提示　ATP的消耗量大，但是含量很低。
(2)資料3說明了什么？有什么意義？
提示　ATP合成和水解即ATP和ADP的相互轉化非常迅速，一方面為細胞提供所需的ATP，另一方面使ATP維持相對恒定的水平。
2．閱讀教材有關ATP的利用和合成的相關內容，將ATP和ADP的轉化概念圖補充完整。
1．ATP與ADP的相互轉化
反應式 ATP ADP＋Pi＋能量 ADP＋Pi＋能量ATP
場所 生物體的需能部位 細胞質基質、線粒體、葉綠體
物質變化 水解反應 合成反應
能量變化 釋放能量 吸收能量
能量來源 基團(—PO)轉移 細胞呼吸、光合作用
特點 時刻不停地發生，并且處于動態平衡之中
總反應式：ATPADP＋Pi＋能量。
特別提醒　ATP和ADP相互轉化時，反應所需要的酶、能量的來源和去路、反應的場所不同，因此二者的轉化不是可逆的，從兩者相互轉化的反應式來看，“物質是可逆的，但能量不可逆”。
2．ATP的利用
(1)儲存在ATP中的化學能可以轉化為光能、電能、機械能等。
(2)常見的消耗ATP的生理過程：主動運輸、蛋白質合成、胞吞、胞吐、細胞分裂等。
(3)常見的不消耗ATP的生理過程：簡單擴散、協助擴散、氣體交換、蒸騰作用等。
3．如圖表示細胞中ATP與ADP相互轉化示意圖。下列相關敘述正確的是(　　)
A．過程①的能量來自磷酸
B．過程②發生化學鍵的斷裂
C．過程①只能發生在線粒體中
D．過程②不能發生在葉綠體中
答案　B
4．(多選)(2023·江蘇海安高一期末)下列有關人體細胞內ATP的敘述，正確的是(　　)
A．處在寒冷環境中時，細胞產生ATP的速率增大
B．運動時，細胞內產生ATP的速率遠大于產生ADP的速率
C．劇烈運動時，肌肉細胞水解ATP的速率迅速增加
D．饑餓時，細胞內產生ADP的速率遠大于產生ATP的速率
答案　AC
解析　在任何狀態下，ATP與ADP的相互轉化均處于動態平衡之中，即細胞產生ADP的速率基本等于產生ATP的速率，B、D錯誤；處在寒冷環境中時，人體細胞代謝增強以維持體溫恒定，細胞產生 ATP的速率增大，A正確；劇烈運動時需要的能量增多，肌肉細胞水解 ATP的速率迅速增加，C正確。

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