3.1.3 ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质学案 高一上学期生物苏教版（2019）必修第一册

高中生物必修1PAGEPAGE1第3课时ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质【课标要求】解释为什么ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。【核心素养】1．生命观念——结构与功能观：认同ATP的结构与功能相适应。2．科学思维——分析与综合：ATP与ADP之间的相互转化；理解ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。新知探究一、ATP的分子结构及特点1．中文全称：____________。2．组成eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(1分子[b]核糖,1分子[c]腺嘌呤,3分子[a]磷酸))3．结构简式：_____________。4．符号含义eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(A：腺嘌呤核苷\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(核糖,腺嘌呤)),T：三,P：磷酸基团,～：磷酐键))二、ATP和ADP的相互转化和利用1．ATP的水解由于两个相邻的磷酸基团都带负电荷而相互排斥等原因，使得磷酐键容易断裂。ATP分子末端的______断裂后，ATP转化为______(腺苷二磷酸)和游离的______(HPOeq\o\al(2－,4))。在这个过程中，ATP是通过______而不是简单的水解提供能量的，ATP转移的基团是一个______(－POeq\o\al(2－,3))，而不是____________(－OPOeq\o\al(2－,3))。2．ATP在细胞内的含量：很低。3．相互转化ATP在转化为____________并____________时，在______的催化作用下，______可以____________，同时与一个游离的Pi结合，转化为ATP。4．意义(1)为细胞提供所需的ATP。(2)使ATP仍然维持相对恒定的水平。(3)既能及时且持续地为__________________，又能避免____________。5．ATP是驱动细胞中各种生命活动的____________(1)ATP是细胞内绝大多数生命活动能够____________的能源物质，可以直接为生物体的大多数____________提供能量。在生物体的能量代谢中，能量的______、______、______、______都和ATP密切相关。(2)细胞内许多储能物质氧化分解____________，虽然不能____________，但可以用于____________的反应并储存在______中，再通过____________的反应满足生物体生命活动对____________。核心突破核心突破一、ATP的结构和功能1．ATP的分子组成(如图)(1)元素组成：ATP是由C、H、O、N、P五种元素组成的，这与核酸的元素组成是相同的。(2)AMP是RNA的基本组成单位。(3)ATP的结构组成可以用“1、2、3”来总结，“1”表示1个腺苷，“2”表示两个磷酐键，“3”表示3个磷酸基团。2．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中末端磷酐键易断裂和形成，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，许多能源物质中的能量需转移到ATP中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。3．生物体内的能源物质总结(1)能源物质：糖类、脂肪、蛋白质、ATP。(2)主要能源物质：糖类。(3)储能物质：脂肪、淀粉(植物细胞)、糖原(动物细胞)。(4)重要储能物质：脂肪。(5)直接能源物质：ATP。(6)最终能量来源：太阳能。核心突破二、ATP与ADP的相互转化及利用1．ATP和ADP的相互转化过程(1)关系式：(2)过程(3)意义：ATP水解释放的能量供细胞生命活动利用。2．ATP和ADP的相互转化不可逆项目ATP的合成ATP的水解反应式ADP＋Pi＋能量eq\o(→,\s\up10(酶))ATPATPeq\o(→,\s\up10(酶))ADP＋Pi＋能量所需酶ATP合成酶ATP水解酶能量来源光合作用、细胞呼吸等生物化学反应中产生的能量末端磷酐键断裂，通过基团(－POeq\o\al(2－,3))转移提供能量能量去路形成末端的磷酐键用于生长、发育、运动和生殖等许多生命活动反应场所细胞质基质、线粒体、叶绿体生物体的需能部位相应生理活动主要是光合作用、细胞呼吸肌肉收缩、细胞分裂、兴奋传导等结论ATP和ADP相互转化时，反应所需要的酶、能量的来源和去路、反应的场所不同，因此两者的相互转化是不可逆的，从两者相互转化的反应式来看，物质是可逆的，但能量不可逆3.易混淆的2个与ATP产生量有关的曲线辨析(1)甲图表示ATP产生量与O2供给量的关系①A点表示无氧条件下，细胞可通过无氧呼吸分解有机物，产生少量ATP。②AB段表示随O2供给量增多，有氧呼吸明显加强，通过有氧呼吸分解有机物释放的能量增多，ATP的产生量随之增加。③BC段表示O2供给量超过一定范围后，ATP的产生量不再增加，此时的限制因素可能是酶、ADP、磷酸等。(2)乙图可表示哺乳动物成熟的红细胞中ATP来自无氧呼吸，与O2无关。[课堂小结][课堂检测]1．下列关于ATP分子的叙述，错误的是()A．ATP中含有一个核糖和一个含氮碱基B．ATP脱去所有磷酐键后就是ADPC．ATP中的两个磷酐键储存有大量能量D．ATP断裂了所有磷酐键后可作为合成核糖核酸的基本原料2．(多选)细胞内的能量供应机制可用下图表示，下列说法正确的是()A．图中X代表的是ATPB．ATP与ADP之间可以相互转化C．图中的酶不是同一种酶D．ATP是生命活动的直接能源物质3．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ATP分子中所含的磷酐键个数分别是()A．20个和30个 B．20个和40个C．40个和40个 D．40个和60个4．下列有关ATP的叙述，不正确的是()A．人体成熟的红细胞在O2充足时也只能通过无氧呼吸产生ATPB．ATP中的能量可以来源于光能、化学能，也可以转化为光能和化学能C．ATP是生命活动的直接能源物质，其中两个磷酐键都易断裂、易形成D．ATP中的“A”与构成RNA中的碱基“A”表示的不是同一物质5．诺贝尔化学奖的一半授予了美国的保罗·博耶和英国的约翰·沃克，以表彰他们在研究ATP如何利用能量进行自身再生方面取得的成就。回答下列问题：(1)ATP的中文名称是________，其中A代表________，A中含有的单糖是________，P代表____________。(2)ATP的元素组成是____________，若用15N标记ATP，将会在________(填化学结构)中出现15N标记。(3)在生物体内，ATP水解成ADP时，释放的能量直接用于各种________反应；ADP合成为ATP所需的能量来自________、________等生物化学反应中产生的能量，所以ATP是细胞内的________。

参考答案新知探究一、1．腺苷三磷酸。3．A—P～P～P二、1．磷酐键ADPPi基团转移磷酰基磷酸基2．很低3．ADP和Pi释放能量有关酶ADP接受能量Pi4．(3)活动提供能量能量的浪费5．通用能量货币(1)直接利用需能反应利用、转化、储存、释放(2)释放的能量直接用于生命活动ADP转化为ATPATPATP转化为ADP能量的需求。[课堂检测]1．B[ATP由一分子腺苷和3分子磷酸基团组成，一分子腺苷包括一分子核糖和一分子腺嘌呤。当ATP脱去所有磷酐键后就是AMP，AMP为腺嘌呤核糖核苷酸，可作为合成核糖核酸的基本原料。]2．ABCD[图为ATP与ADP相互转化的示意图，图中X表示ATP，A、B正确；图中的酶分别是ATP合成酶和ATP水解酶，C正确；ATP是生命活动的直接能源物质，D正确。]3．B[一个ATP分子中含有1个腺苷、3个磷酸基团、2个磷酐键。20个腺苷，对应60个磷酸基团，即只能形成20个ATP分子，共含有40个磷酐键。]4．C[人体成熟的红细胞无线粒体，只能进行无氧呼吸，所以即使在O2充足时也只能通过无氧呼吸产生少量能量合成ATP，A正确；ATP中的能量可以来源于光能(绿色植物的光合作用)、化学能(呼吸作用有机物的氧化分解)，ATP中活跃的化学能也可以转化为光能(萤火虫发光)、化学能(细胞内小分子物质合成大分子物质)，B正确；ATP是细胞内的直接能源物质，在有关酶的催化作用下远离腺苷的磷酐键容易断裂也容易形成，C错误；ATP中的“A”指的是腺苷，腺苷由腺嘌呤和核糖结合而成，而RNA中的碱基“A”指的是含氮碱基腺嘌呤，所以表示的不是同一物质，D正确。]5．[解析](1)ATP的名称是腺苷三磷酸，其中A表示腺苷，由腺嘌呤和核糖组成，P表示磷酸基团。(