高中生物 第五章 细胞的能量供应和利用 第2节 细胞的能量“通货”——ATP课件 新人教版必修1 (2).ppt

第五章 细胞的能量供应和利用 第2节细胞的能量 通货 atp 自主学习 一 atp的结构1 写出atp的名称与简式 三磷酸腺苷 a p p p 腺苷 核糖 磷酸基团 高能磷酸键 2 结构特点 1 高能量 atp是一种 含有两个 2 不稳定 在有关酶的催化作用下 易水解 释放出大量能量 高能磷酸化合物 高能磷酸键 远离腺苷的高能磷酸键 二 atp与adp的相互转化1 反应式 2 原因 atp中 3 特点 时刻不停地发生并且处于 之中 远离a的高能磷酸键容易断裂与形成 动态平衡 4 能量的来源与去路 三 atp的作用1 列举利用atp的实例 atp的水解 atp的合成 atp分子 1 atp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 思考 1 atp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 3 atp能够及时转化成adp 这有效地保证了细胞内能量的供应 4 atp在细胞内含量并不高 活细胞都能产生atp 也都会消耗atp 5 atp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 判断题 6 atp中的a不代表腺嘌呤 当再脱去两个磷酸根后 形成的物质为rna的基本单位之一 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 9 atp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 新知解读 1 atp的分子组成 知识点1atp的结构和生理功能 2 atp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是细胞代谢所需能量的直接来源 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 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 知识贴士 当其他条件均可满足时 20个腺苷和60个磷酸最多可以组成的atp个数和所有atp分子中所含的高能磷酸键个数是 a 20个和30个b 20个和40个c 40个和40个d 40个和60个 解析 每个atp分子含有1个腺苷 3个磷酸基团 2个高能磷酸键 所以20个腺苷和60个磷酸共可以组成20个atp 共含40个高能磷酸键 典题1 b 变式训练1 atp在细胞中能够释放能量和储存能量 从其化学结构看原因是 腺苷很容易吸收能量和释放能量 第三个高能磷酸键很容易断裂和再结合 第三个磷酸基团很容易从atp上脱离 第二个高能磷酸键断裂 使atp转变成adp 反之 亦容易形成atp adp可以在酶作用下迅速与一分子磷酸结合 吸收能量形成第二个高能磷酸键 使adp转变成atpa b c d c 解析 解该题 要熟悉atp的结构简式 a p p p 其简式中含有两个高能磷酸键 并非三个 在酶作用下 远离腺苷的高能磷酸键断裂 形成adp和pi 磷酸 该键又可在接受能量的时候 加上一分子磷酸再次形成atp 在这里 高能磷酸键的断裂和再形成 保证了能量的释放和储存 知识点2atp和adp可以相互转化 图示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 2 atp与adp的相互转化是不可逆的过程综上所述 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 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adp迅速地相互转化 满足机体的能量需要 知识贴士 以下是对生物体内atp的有关叙述 其中正确的一项是 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 典题2 a c 解析 人体细胞中 过程表示atp的水解 能量来自atp中远离腺苷的高能磷酸键的断裂 atp分解后释放的能量用于各项生命活动的进行 过程表示atp的合成过程 人体内生成atp的能量主要来自有机物的氧化分解 指点迷津 一 atp和adp的相互转化是不可逆的1 atp与adp的相互转化的比较 2 atp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 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 atp adp pi 能量 和 b adp pi 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 典题3 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 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 2016 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 典题4 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 核心素养 探究点探究性实验的结论 探究萤火虫的发光强度与atp浓度的关系 在自然界中生物的发光现象普遍存在 生物通过细胞的生化反应而发光 请设计实验探究萤火虫的发光强度与atp浓度的关系 1 实验材料 萤火虫的荧光器晒干后研磨成的粉末 atp粉末 蒸馏水 大小相同的小烧杯若干 大小相同的试管若干 标签纸若干等其他实验所需材料 2 实验原理 萤火虫的荧光器中相关酶利用atp而发光 案例 3 实验步骤 配置6种不同浓度的等浓度梯度的atp溶液置于6只大小相同的小烧杯中 分别贴上标签 将 分成若干等份分别放于6支试管中 贴上标签 在6支试管中加入 观察6支试管的发光现象并记录 荧光器粉末 等量的不同浓度的atp溶液 4 实验现象预测及结论 5 最可能的结果是 成正相关 逐渐减弱 成负相关 在atp溶液浓度不同的条件下 发光现象没有变化 在atp浓度的一定范围内 荧光强度与atp浓度成 正相关 解析 本题属于实验探究题 同学们要知道 探究性实验中的结论是不确定的 会有多种可能 本实验的目的是探究萤火虫的发光强度与atp浓度的关系 因此我们需要配制一系列不同浓度的atp溶液 然后将等量的萤火虫荧光器粉末放入上述溶液中 观察不同浓度的atp溶液中粉末的发光情况 本实验的现象可能有三种 1 发光现象随atp溶液浓度的升高而逐渐增强 2 发光现象随atp溶液浓度的升高而逐渐减弱 3 在atp溶液不同浓度的条件下 发光现象没有变化 根据所学知识可以得出各现象说明的结论 问题释疑 一 问题探讨1 萤火虫发光的生物学意义主要是相互传递求偶信号