人教生物必修1复习课件：5.2 细胞的能量“货币”ATP

(共59张PPT)
　　　　　　　　　　　　　
第2节 细胞的能量“货币”ATP
第5章 细胞的能量供应和利用
1.依据ATP的分子简式说出ATP的化学组成和特点
2.根据ATP与ADP的相互转化解释ATP在细胞生命活动中的作用
1.生命观念：ATP含有一种特殊化学键，与提供能量的功能相适应
2.科学思维：从原料、条件等方面掌握ATP与ADP的相互转化
学习目标
核心素养
目录
CONTENTS
01
知识梳理 归纳总结
ZHI SHI SHU LI GUI NA ZONG JIE
02
学习目标 自主检测
XUE XI MU BIAO ZI ZHU JIAN CE
03
重难突破 易错攻克
ZHONG NAN TU PO YI CUO GONG KE
04
课后课时作业
KE HOU KE SHI ZUO YE
知识梳理归纳总结
01
ZHI SHI SHU LI GUI NA ZONG JIE
知识梳理 归纳总结 ZHI SHI SHU LI GUI NA ZONG JIE
腺苷三磷酸
A—P～P～P
知识梳理 归纳总结 ZHI SHI SHU LI GUI NA ZONG JIE
腺苷
腺嘌呤
核糖
三
磷酸基团
一种特殊的化学键
C、H、O、N、P
磷酸基团
负电荷
较高的转移势能
30.54
知识梳理 归纳总结 ZHI SHI SHU LI GUI NA ZONG JIE
高能磷酸化合物
直接能源物质
知识点2　ATP与ADP可以相互转化及ATP的利用
1.转化过程
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光能
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呼吸作用
有机物
为细胞中绝大多数需要能量的生命活动供能
动态平衡
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生物界
的统一性
1.ATP、ADP之间的相互转化过程是可逆的吗？为什么？
提示：不是可逆的。ATP转化成ADP和ADP转化为ATP时所需要的酶是不同的，所需能量来源也不同，所以不可逆。
知识梳理 归纳总结 ZHI SHI SHU LI GUI NA ZONG JIE
提示
2.ATP在细胞内的含量是很少的，每一时刻储存在人体内的ATP、ADP的总含量不到1 g，而一个正常成年人在静止状态下24 h，将有40 kg的ATP发生转化。为满足能量需要，分析生物体是如何解决这一矛盾的？
提示：ATP与ADP在细胞内的相互转化是十分迅速的，且物质可以重复利用，因此，能满足生命活动对能量的需要。
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提示
4.ATP的利用
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主动运输
磷酸化
空间结构
活性
吸收能量
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ATP水解的反应
释放能量
ATP的合成
ATP
直接供能
ATP分子
能源物质的种类及关系
（1）生物体主要能源物质——糖类。
（2）生物体主要储能物质——脂肪。
（3）驱动细胞生命活动的直接能源物质——ATP。
（4）生物体生命活动的最终能量来源——太阳能。
知识梳理 归纳总结 ZHI SHI SHU LI GUI NA ZONG JIE
知识梳理 归纳总结 ZHI SHI SHU LI GUI NA ZONG JIE
1.为什么说ATP是细胞的能量“货币”？
答案　ATP的合成与水解和细胞内放能反应与吸能反应相联系，即能量通过ATP分子在放能反应和吸能反应之间流通。
答案
知识梳理 归纳总结 ZHI SHI SHU LI GUI NA ZONG JIE
2.ATP与ADP是怎样相互转化的？这有什么意义？
答案　ATP ADP＋Pi＋能量。ATP与ADP的相互转化，为生物界的能量供应机制，其时刻不停地发生且处于动态平衡中，保证了细胞各项生命活动的正常进行。
答案
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3.细胞中的哪些生命活动需要ATP提供能量？
答案　物质合成、肌肉收缩、物质的主动运输、大脑思考、生物发光放电。
答案
知识梳理 归纳总结 ZHI SHI SHU LI GUI NA ZONG JIE
学习目标自主检测
02
XUE XI MU BIAO ZI ZHU JIAN CE
1.（目标1）关于ATP分子的叙述正确的是（　　）
A.ATP分子中含有C、H、O、N、P五种元素
B.A中含有1个脱氧核糖和1个腺嘌呤
C.T表示三，因而ATP中含有三个特殊化学键
D.由1个腺苷和2个磷酸基团组成
答案
学习目标 自主检测 xUE XI MU BIAO ZI ZHU JIAN CE
解析　A由1分子核糖和1分子腺嘌呤结合而成，B错误；T表示三，指的是三个磷酸基团，ATP中含有两个特殊化学键，C错误；ATP分子由1个腺苷和3个磷酸基团组成，D错误。
解析
学习目标 自主检测 xUE XI MU BIAO ZI ZHU JIAN CE
2.（目标1）ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质，下列有关ATP的正确说法是（　　）
A.ATP中的磷酸基团均具有较高的转移势能
B.ATP为腺苷三磷酸，脱去一个磷酸基团后变为ADP
C.细胞生命活动均由ATP直接提供能量
D.一分子ATP彻底水解产生3分子磷酸、1分子腺苷
答案
学习目标 自主检测 xUE XI MU BIAO ZI ZHU JIAN CE
解析　ATP中远离腺苷的磷酸基团具有较高的转移势能，A错误；细胞中绝大多数需要能量的生命活动都是由ATP直接提供能量的，C错误；一分子ATP彻底水解产生3分子磷酸和1分子核糖、1分子腺嘌呤，D错误。
解析
学习目标 自主检测 xUE XI MU BIAO ZI ZHU JIAN CE
3. （目标2）如图为植物细胞中ATP与ADP
相互转化示意图，下列相关叙述正确的是（　　）
A.过程①不需要酶的催化
B.过程②发生末端磷酸基团离开ATP的反应
C.过程①所需能量只能来自化学能
D.过程②放出的能量可以用于过程①
答案
学习目标 自主检测 xUE XI MU BIAO ZI ZHU JIAN CE
解析　过程①②均需酶的催化，A错误；②是ATP水解，即末端磷酸基团离开ATP的反应，B正确；过程①所需能量来源可以是光能或有机物中化学能，C错误；②过程释放的能量可用于各项生命活动，但不能用于合成ATP，D错误。
解析
学习目标 自主检测 xUE XI MU BIAO ZI ZHU JIAN CE
4.（目标2）有关ATP的叙述，下列说法错误的是（　　）
A.动物CO中毒，会降低Ca2＋通过离子泵跨膜运输的速率
B.ATP与ADP循环中，放能反应释放的能量可用于吸能反应
C.正常细胞中ATP与ADP的比值随运动强度的变化而发生较大变化
D.物质跨膜运输消耗ATP时，载体蛋白磷酸化后构象改变
答案
学习目标 自主检测 xUE XI MU BIAO ZI ZHU JIAN CE
解析　Ca2＋通过离子泵的跨膜运输方式为主动运输，需要ATP供能，动物CO中毒，会影响细胞中ATP的产生，进而降低Ca2＋通过离子泵跨膜运输的速率，A正确；放能反应释放的能量可用于ATP的合成，而ATP水解释放的能量可用于吸能反应，故通过ATP与ADP的循环，能量可在放能反应与吸能反应之间流通，B正确；正常细胞中ATP与ADP的比值相对稳定，C错误；物质跨膜运输消耗ATP时，ATP水解后，脱离下来的磷酸基团可与载体蛋白结合，载体蛋白磷酸化，空间结构发生变化，实现物质的转运，D正确。
解析
学习目标 自主检测 xUE XI MU BIAO ZI ZHU JIAN CE
5.（不定项）（目标2）下列有关ATP的叙述，正确的是（　　）
A.ATP中的能量可来源于光能，也可转化为光能
B.动物和植物形成ATP的途径分别是呼吸作用和光合作用
C.活细胞中ATP与ADP之间的相互转化随时发生
D.吸能反应与ATP的水解反应相联系
解析　动物形成ATP的途径是呼吸作用，植物形成ATP的途径是呼吸作用和光合作用，B错误。
答案
解析
学习目标 自主检测 xUE XI MU BIAO ZI ZHU JIAN CE
重难突破易错攻克
03
ZHONG DAN TU PO YI CUO GONG KE
[例1]　ATP、GTP、CTP和UTP是细胞内四种高能磷酸化合物，它们的结构只是碱基不同。下图是ATP的化学结构图，A、B表示物质，α～γ表示磷酸基团（Pi）的位置。下列叙述错误的是（　　）
重难突破 易错攻克 ZHONG NAN TU PO YI CUO GONG KE
A.叶肉细胞中蔗糖的合成过程消耗ATP
B.1分子GTP彻底水解可得到3个小分子物质
C.物质A和B分别是腺嘌呤和核糖，A和B组成腺苷
D.用32P标记ATP的α位的P，作为合成RNA的原料，可使RNA分子被标记
重难突破 易错攻克 ZHONG NAN TU PO YI CUO GONG KE
解题分析　 1分子GTP彻底水解可得到5个小分子物质：3分子磷酸，1分子核糖，1分子鸟嘌呤，B错误。
答案
解题分析
[例2]　（不定项）ATP在细胞中能够释放能量，下列关于ATP的说法错误的是（　　）
A.ATP合成所需能量只能来自呼吸作用
B.由于两个相邻的磷酸基团都带有正电荷而相互排斥等原因，使得特殊化学键不稳定
C.细胞质和细胞核中都有ATP的分布
D.1 mol ATP水解释放的能量高达30.54 kJ
重难突破 易错攻克 ZHONG NAN TU PO YI CUO GONG KE
解题分析　两个相邻的磷酸基团都带有负电荷而相互排斥。
答案
解题分析
[例3]　下图是生物体内ATP和ADP相互转化表达式，下列相关叙述不正确的是（　　）
A.细菌内ATP与ADP相互转化的机制与真核生物的细胞都是一样的
B.ATP与ADP相互转化处于动态平衡
C.ATP与ADP迅速的相互转化保证了机体对能量的需求
D.ATP释放的能量主要用于再合成ATP
答案
重难突破 易错攻克 ZHONG NAN TU PO YI CUO GONG KE
[例4]　钙离子释放到细胞膜外是一个主动运输的过程。下图是ATP为钙离子运输提供能量的示意图。下列有关该过程的叙述，错误的是（　　）
A.参与Ca2＋主动运输的载体蛋白能催化ATP水解
B.脱离ATP分子的末端磷酸基团使载体蛋白磷酸化，载体蛋白磷酸化导致其空间结构发生变化
C.人的红细胞吸收葡萄糖分子的过程与此图类似
D.ATP末端磷酸基团有一种离开ATP而与其他分子结合的趋势，具有较高的转移势能
答案
重难突破 易错攻克 ZHONG NAN TU PO YI CUO GONG KE
解题分析　转运Ca2＋的载体蛋白是催化ATP水解的酶，A正确；脱离ATP分子的末端磷酸基团使载体蛋白磷酸化，载体蛋白磷酸化后其空间结构发生变化，B正确；人的红细胞吸收葡萄糖分子的过程是协助扩散，不消耗ATP，C错误；ATP末端磷酸基团有一种离开ATP而与其他分子结合的趋势，具有较高的转移势能，D正确。
解题分析
重难突破 易错攻克 ZHONG NAN TU PO YI CUO GONG KE
重难突破 易错攻克 ZHONG NAN TU PO YI CUO GONG KE
（1）ATP是一种高能磷酸化合物，是与能量有关的一种物质，不可等同于能量。
（2）ATP转化为ADP又称“ATP的水解反应”，这一过程需ATP水解酶的催化，同时也需要消耗水。
重难突破 易错攻克 ZHONG NAN TU PO YI CUO GONG KE
（3）ATP并不是细胞内唯一的高能磷酸化合物，高能磷酸化合物在生物体内有很多种，如存在于各种生物体细胞内的UTP、GTP、CTP及动物体内的磷酸肌酸。
（4）ATP与ADP转化总处于“动态平衡”中，如剧烈运动时ATP分解量增加，此时其合成量也增加。
课后课时作业
04
KE HOU KE SHI ZUO YE
[单项选择题]
知识点一　ATP是一种高能磷酸化合物
1.生物体主要储能物质、最终能源、主要能源物质和直接能源物质依次是（　　）
A.淀粉、阳光、葡萄糖、ATP
B.脂肪、ATP、糖类、阳光
C.蛋白质、阳光、葡萄糖、ATP
D.脂肪、阳光、糖类、ATP
答案
课后课时作业 KE HOU KE SHI ZUO YE
2.如图是ATP转化为ADP的示意图，下面相关叙述正确的是（　　）
A.ATP分子含有3个特殊的化学键
B.X代表能量
C.ADP分子含有1个磷酸基团
D.在运动时细胞中的ATP才转化成ADP
答案
课后课时作业 KE HOU KE SHI ZUO YE
3.如图为ATP分子结构式。下列相关叙述正确的是（　　）
A.1个ATP分子由1个腺嘌呤和3个磷酸基团组成
B.ATP分子水解去掉两个磷酸基团后变成腺嘌呤脱氧核苷酸
C.主动运输、肌肉收缩、蛋白质水解等生命活动都需ATP水解提供能量
D.ATP中的能量可来自光能或化学能，也可转化为光能或化学能
答案
课后课时作业 KE HOU KE SHI ZUO YE
知识点二　ATP与ADP的相互转化及ATP的利用
4.下列有关“ATP ADP＋Pi＋能量”的叙述中，正确的是（　　）
A.反应向左进行和向右进行时所需的酶是一样的
B.反应向右进行时释放能量，向左进行时储存能量
C.两个过程是可逆反应
D.植物细胞和动物细胞中发生这种反应的生理过程都一样
答案
课后课时作业 KE HOU KE SHI ZUO YE
解析　ATP与ADP转化过程所需酶种类不同，A错误；ATP水解释放能量，ATP合成储存能量，B正确；ATP、ADP的相互转化不是可逆反应，因酶不同，能量来源不同，C错误；植物细胞中合成ATP的过程有光合作用和呼吸作用，动物无光合作用，D错误。
解析
课后课时作业 KE HOU KE SHI ZUO YE
5.ATP是生物体直接的能源物质，在ATP酶的作用下水解供能。下列说法错误的是（　　）
A.ATP中的“A”是由腺嘌呤和核糖构成
B.ATP逐步水解三个磷酸基团时放能相同
C.动物和植物中ADP转化成ATP所需能量都可来自细胞呼吸所释放的能量
D.ATP快速合成和分解以满足细胞能量需求
答案
课后课时作业 KE HOU KE SHI ZUO YE
解析　ATP中“—”中含有的能量小于“～”中含有的能量，ATP水解为ADP，此过程中由于位于ATP分子中远离腺苷的特殊化学键断裂而释放大量能量，B错误；对于动物细胞，ADP转化成ATP所需能量来自细胞呼吸时有机物分解释放的能量，植物细胞除来自细胞呼吸时有机物分解释放的能量还可以来自光能，C正确；ATP在细胞内的含量很少，通过快速合成和分解以满足细胞能量需求，D正确。
解析
课后课时作业 KE HOU KE SHI ZUO YE
6.细胞内有些化学反应是需要吸收能量的，有些是释放能量的，这些过程一般与ATP的分解和合成相联系，判断下列说法正确的是（　　）
A.植物体内的细胞呼吸伴随着ATP的合成，是吸能反应
B.由氨基酸脱水缩合形成蛋白质的过程需要消耗ATP，是放能反应
C.放能反应一般伴随着ADP生成，吸能反应一般伴随着ATP合成
D.能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间流通
答案
课后课时作业 KE HOU KE SHI ZUO YE
解析　细胞呼吸释放能量是放能反应，A错误；脱水缩合形成蛋白质的过程需要消耗能量，是吸能反应，B错误；吸能反应一般伴随着ATP的水解，放能反应一般伴随着ATP的合成，C错误。
解析
课后课时作业 KE HOU KE SHI ZUO YE
7.ATP的结构如图所示，①③表示组成ATP的化学基团，②④表示化学键。下列有关叙述正确的是（　　）
A.①为腺嘌呤，即结构简式中的A
B.②为一种稳定的普通磷酸键
C.在ATP与ADP相互转化中，③可重复利用
D.若化学键④断裂，可生成化合物ADP
答案
课后课时作业 KE HOU KE SHI ZUO YE
解析　①为腺嘌呤，结构简式中的A是腺苷，A错误；化学键②为特殊的化学键，B错误；③是磷酸基团，在ATP－ADP循环中可重复利用，C正确；若④特殊的化学键断裂，即丢掉两个磷酸基团，则生成的化合物是AMP（或腺嘌呤核糖核苷酸），D错误。
解析
课后课时作业 KE HOU KE SHI ZUO YE
8.下列关于ATP的叙述中，正确的是（　　）
A.ATP分子中所有化学键都储存着大量的能量，所以被称为高能磷酸化合物
B.人体细胞内储存有大量ATP，供生命活动利用
C.线粒体是蓝细菌产生ATP的主要场所
D.剧烈运动后体内ATP含量不会明显下降
答案
课后课时作业 KE HOU KE SHI ZUO YE
解析　1 mol ATP水解释放的能量高达30.54 kJ，所以说ATP是一种高能磷酸化合物，ATP分子中含有两个特殊的化学键，其余的是普通的化学键，其中特殊的化学键中储存着大量的能量，A错误；ATP在细胞内的含量很少，但转化速率很快，B错误；蓝细菌为原核生物，不含线粒体，C错误；剧烈运动后，人体ATP含量基本不变，D正确。
解析
课后课时作业 KE HOU KE SHI ZUO YE
[不定项选择题]
9. 图示为蛋白质磷酸化的过程。下列分析正确
的是（　　）
A.ADP是组成核酸的基本单位
B.图中蛋白质可能有ATP水解酶的活性
C.蛋白质磷酸化后结构发生改变
D.蛋白质磷酸化为吸能反应，磷酸化的蛋白质蕴含的能量值更高
答案
课后课时作业 KE HOU KE SHI ZUO YE
解析　ADP再去掉一个磷酸即AMP是RNA（核糖核酸）的基本单位之一，A错误；图中的蛋白质与ATP结合后，ATP变成ADP和Pi，说明图中蛋白质可能有水解ATP的特性，B正确；蛋白质磷酸化是蛋白质与磷酸结合，故蛋白质的结构改变，C正确；蛋白质磷酸化过程中ATP水解，故为吸能反应，磷酸化的蛋白质中含有能量且比原蛋白质更高，D正确。
解析
课后课时作业 KE HOU KE SHI ZUO YE
10. 细胞中时刻进行着许多化学反应，如图表
示ATP逐级水解的过程。下列叙述正确的是（　　）
A.ATP水解释放的能量可用于细胞内的吸能反应
B.反应消耗等量的相同底物时，过程Ⅲ释放的能量最少
C.ATP中含有③，有些酶的分子结构中也可能含有③
D.ATP与①相互转化的能量供应机制是生物界的共性
答案
课后课时作业 KE HOU KE SHI ZUO YE
解析　ATP水解释放的能量可用于细胞内的吸能反应，A正确；反应消耗等量的底物时，过程Ⅰ、Ⅱ断裂的化学键释放的能量多，而过程Ⅲ断裂的化学键释放的能量少，B正确；③代表腺苷，有些酶是RNA，分子结构中含有腺苷，C正确；①是ADP，ATP与ADP相互转化的能量供应机制是生物界的共性，D正确。
解析
课后课时作业 KE HOU KE SHI ZUO YE
[非选择题]
11.在生物体内能量的转换和传递中，ATP是一种关键的物质。
（1） 人体骨骼肌细胞中，ATP的含量仅够剧烈
运动3 s内的能量供给。在校运动会上，某同学参加
100 m短跑过程中，其肌细胞中ATP相对含量变化如
图所示，请回答：
①由A到B的变化过程中，ATP被水解，释放的能量用于__________ ________________。
答案
课后课时作业 KE HOU KE SHI ZUO YE
肌肉收缩
等各项生命活动
②由整个曲线来看，肌细胞中ATP的含量不会降为零，说明_______ ____________________________。
（2）某同学进行一项实验，目的是观察ATP可使离体的、刚刚丧失收缩功能的新鲜骨骼肌产生收缩这一现象，说明ATP是肌肉收缩所需能量的直接来源。
①实验中，必须待离体肌肉自身的________消耗完之后，才能进行实验。
答案
课后课时作业 KE HOU KE SHI ZUO YE
ATP的
生成和分解是同时进行的
ATP
②在程序上，采取自身前后对照的方法：先滴加_______________（填“葡萄糖溶液”或“ATP溶液”），观察肌肉是否收缩，再滴加____________（填“葡萄糖溶液”或“ATP溶液”），现象观察。
③如果将上述顺序颠倒一下，实验结果__________（填“具有”或“不具有”）可靠性，其原因是________________________________________ _____________________________________________________________。
答案
课后课时作业 KE HOU KE SHI ZUO YE
葡萄糖溶液
ATP溶液
不具有
如果外源ATP尚未耗尽，会出现滴加葡萄糖溶液肌肉也会收缩的现象，造成葡萄糖也能被肌肉直接利用的假象