浙科版（2019）生物必修一 第三章第一节 ATP是细胞内的“能量通货”课件(共31张PPT)

(共31张PPT)
第三章　细胞的代谢
第一节　ATP是细胞内的“能量通货”
解释ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。
1.通过对ATP结构和功能的分析,构建ATP的结构模型,形成生命的物质与能量观。
2.认同ATP在吸能反应与放能反应转化时的纽带作用,能够对相关的生产实践内容做出科学的解释与判断,培养科学思维能力和社会责任意识。
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1
一、ATP是细胞生命活动的直接能源
1.ATP的中文名称为 。
2.ATP中的能量形式为 。
3.ATP的结构
①表示 ;②表示 ;③表示 ;④表示 ;③与④组成的结构为 。
腺苷三磷酸
化学能
磷酸基团
高能磷酸键
核糖
腺嘌呤
腺苷
1.ATP的元素组成是什么
提示:C、H、O、N、P。
2.ATP是腺嘌呤核苷的衍生物,如图是ATP的分子结构图。图中虚线部分的名称是什么 哪处的化学键易断裂,使ATP转化为ADP
提示:图中虚线部分的名称是腺苷。ATP中远离腺苷的高能磷酸键②易断裂,使ATP转化为ADP。
二、细胞内ATP与ADP保持动态平衡
1.ATP分布及含量
广泛分布在 等结构中,但含量很低。
细胞核、线粒体、叶绿体、细胞溶胶
2.ATP在细胞中易于水解
高能磷酸键
3.ATP在细胞中易于再生
ATP
4.ATP-ADP循环
(1)概念:通过ATP的合成和水解,使放能反应所释放的能量用于吸能反应,此过程被称为 。
(2)特点:ATP-ADP循环速度 ,细胞内ATP的含量能够维持在相对稳定的水平。
(3)功能:ATP是细胞中普遍使用的 载体,在细胞内能量转换和利用中起着关键作用,有细胞中的“能量通货”之称。
ATP-ADP循环
很快
能量
1.经测定,正常成年人静卧时24 h内约有40 kg ATP发生转化,而细胞内ADP、ATP的总量仅为 2～10 mmol/L,为满足能量需要,生物体内如何解决这一矛盾
提示:通过ATP与ADP的迅速转化。
2.荧光素酶催化荧光素与氧发生反应形成氧化荧光素并发出荧光,该过程需ATP供能。基于上述原理发明的手持ATP测定仪,可用于测定食物表面的细菌数。测定时,细菌被裂解,ATP释放到胞外作用于测定仪中的“荧光素酶—荧光素体系”并发出荧光,依据荧光强度得出细菌数。由此可知,荧光强度与ATP消耗量、细菌数有怎样的关系
提示:荧光强度与ATP消耗量、细菌数呈正相关。
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1.在野外可以看到萤火虫一闪一闪的亮光,这种光所用的能量直接来自ATP而非葡萄糖。(　 　)
2.ATP的组成元素为C、H、O、N、P,其中“A”代表腺嘌呤,“P”代表磷酸基团。(　 　)
提示:ATP中的“A”代表腺苷,由腺嘌呤和核糖组成。
√
×
3.在活细胞中,ATP广泛分布在细胞核、线粒体、叶绿体、细胞溶胶等结构中,且含量很高。(　 　)
提示:在活细胞中,ATP含量很少。
4.ATP中的磷酸基团之间的高能磷酸键稳定性较差,易水解释放大量的能量。(　 　)
5.活细胞中ATP-ADP循环速度很慢,细胞内ATP的含量能够维持在相对较高的水平。(　 　)
提示:活细胞中ATP-ADP循环速度很快,细胞内ATP的含量能够维持在相对稳定的水平。
×
√
×
6.安静状态下和运动状态下ATP的消耗量不同,说明在运动状态下ATP更容易水解。(　 　)
提示:安静状态下和运动状态下ATP的消耗量不同,只能说明两种状态下ATP的再生速度不同,不能说明在运动状态下ATP更容易水解。
7.ATP合成所需的能量一般来自吸能反应,ATP分解所释放的能量一般会用于放能反应。(　 　)
提示:ATP合成所需的能量一般来自放能反应,ATP分解所释放的能量一般会用于吸能反应。
×
×
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2
[任务突破]
基于模型与建模分析ATP的结构与功能
任务一　准确认知ATP的结构
(1)ATP的结构模型与解读:
(2)ATP的结构特点:远离腺苷的高能磷酸键很容易水解和重新合成,ATP分子中大量的能量就储存在高能磷酸键中。
(3)ATP的功能:作为生命活动的直接能源物质,为生命活动中的耗能反应持续提供能量。
[迁移应用]
[典例1] (2022·北斗联盟高一期中)如图为ATP的结构示意图。下列有关叙述错误的是(　 　)
A.一分子该物质中有三个磷酸基团和两个高能磷酸键
B.①和②组成腺苷
C.该物质中④最容易断裂
D.ATP水解掉两个磷酸基团后的产物
是DNA的基本组成单位之一
√
解析:由图可知,一分子该物质(ATP)中有三个磷酸基团和两个高能磷酸键;腺苷由1分子①腺嘌呤和1分子②核糖组成;④为远离腺苷的高能磷酸键,该键最容易断裂;
ATP水解掉两个磷酸基团后的产物是RNA的基本组成单位之一。
任务二　探究ATP-ADP循环
与细胞内的能量变化
[任务突破1]
列表比较ATP的合成与水解
酶 ATP合成酶 ATP水解酶
反应类型 吸能反应 放能反应
场所 细胞溶胶、线粒体、叶绿体等 需能部位
能量来源 光能(光合作用)、化学能(细胞呼吸) ATP中高能磷酸键内的化学能
能量去路 用于ATP的合成 用于各项生命活动
[迁移应用]
[典例2-1] (2022·浙北G2联盟高一联考)下图是细胞中ATP-ADP循环示意图。下列叙述错误的是(　 　)
A.ATP和ADP分子中都含有腺嘌呤和核糖
B.原核细胞和真核细胞内都可以发生甲、乙过程
C.能量①可来自放能反应,能量②可用于吸能反应
D.肌肉收缩过程中发生过程甲,不发生过程乙
√
解析:ATP是由1个核糖、1个腺嘌呤和3个磷酸基团组成的,ADP是由1个核糖、1个腺嘌呤和2个磷酸基团组成的,两者都含有腺嘌呤和核糖;甲是ATP的合成,乙是ATP的水解,原核细胞和真核细胞内都可以发生两过程;ATP的合成过程,需要吸收能量,所需的能量可来自细胞呼吸等放能反应,能量②是ATP水解释放的能量,可用于吸能反应;肌肉收缩是吸能反应,需要ATP供能,与ATP的水解有关。
[典例2-2] 如图为人体细胞的ATP-ADP循环示意图,下列有关叙述与事实相符的是(　 　)
A.反应①需要水作为底物
B.在ATP-ADP循环中Pi可重复利用
C.人在饥饿状态下ATP含量显著下降
D.细胞通过反应①和反应②实现能量的循环利用
√
解析:反应①是ATP的合成过程,该过程不需要水作底物;在ATP-ADP循环中Pi可重复利用;ATP在体内含量很少,但由于ATP和ADP的转化在时刻不停地进行,故人在饥饿状态下ATP含量也不会显著下降;通过反应①和反应②可实现ADP和ATP含量的动态平衡,但能量不能循环利用。
[任务突破2]
明确ATP在吸能反应与放能反应中的纽带作用
特别提醒:(1)放能反应释放的能量不能直接被吸能反应所利用,此过程必须以ATP为媒介才能完成。放能反应释放的能量储存到ATP中,ATP水解释放的能量用于吸能反应。细胞中最主要的放能反应是糖类的氧化分解。
(2)细胞中吸能反应所需的能量来源主要是放能反应所释放的能量,但是光合作用所需的能量来自太阳能。
(3)放能反应都存在能量的释放,但是释放的能量不一定储存到ATP中,如二肽的分解等,该过程中有能量释放,但不会储存到ATP中,而是以热能的形式散失。
(4)ATP的水解本身属于放能反应,其释放的能量用于其他吸能反应,如肌肉收缩、物质运输等一些耗能生理过程。
[迁移应用]
[典例2-3] 下列关于吸能反应与放能反应的叙述,正确的是(　 　)
A.肌肉收缩属于吸能反应
B.人体剧烈活动加强,ATP含量增加
C.吸能反应所需的能量只能来自放能反应
D.光合作用是绿色植物细胞中最重要的放能反应
√
解析:肌肉收缩是需要消耗能量的,故属于吸能反应;人体剧烈活动加强,ATP含量基本不变;光合作用过程吸收光能,属于吸能反应,该反应需要的能量不是来自放能反应,而是来自光能。